Теоретичний матеріал до теми 14.
| Сайт: | Дистанційне навчання КФКСумДУ |
| Курс: | Будівельні конструкції - заочна форма |
| Книга: | Теоретичний матеріал до теми 14. |
| Надруковано: | Гість-користувач |
| Дата: | понеділок 21 квітня 2025 06:06 AM |
1. Типи стін і вимоги до них
Стіни як важливий конструктивний елемент будівлі у загальній вартості одноповерхових будівель становлять 10%, в багатоповерхових – до 20%. Стіни повинні задовольняти такі основні вимоги: забезпечити підтримання потрібного волого-температурного режиму в будівлі; бути міцними і стійкими під дією статичних і динамічних навантажень; вогнестійкими і довговічними; технологічними у влаштуванні й мати добрі експлуатаційні властивості; мати якомога меншу масу й добрі техніко-економічні показники.
Стіни будівель з вибухонебезпечними виробництвами повинні легко скидатись від дії вибухової хвилі. До них належать захисні конструкції з азбестоцементних, алюмінієвих і стальних листів. Товщину матеріалу стіни визначають розрахунком, при цьому треба брати до уваги особливості району будівництва. Так, для районів Півночі вони повинні надійно захищати приміщення від переохолодження, а для районів Півдня – від перегрівання в літню пору.
За характером роботи стіни по діляють на несучі, самонесучі й навісні.
Несучі стіни влаштовують у будівлях безкаркасних і з неповним каркасом і виконують із цегли, малих і великих блоків. Враховуючи специфіку розпланування промислових будівель, коли проектують приміщення великих розмірів, стіни мають значну довжину. Для стійкості їх влаштовують пілястри із зовнішнього або в нутрішнього боку. Для підвищення стійкості стін при значному кроці колон роблять фахверк (система стояків і ригелів), що є немовби зв’язуючим каркасом стіни на окремій ділянці.
Ненесучі (самонесучі) стіни виконують в основному захисні функції і несуть тільки свою масу, спираючись на фундамент. Вони можуть бути цегляні, з малих і великих блоків і панелей.
Навісні стіни виконують тільки захисні функції і передають свою масу на колони каркаса, за винятком стін нижнього ярусу (цокольного), який спирається на фундаменти.
2. Стіни з малорозмірних елементів, великих блоків і панелей.
Стіни з малорозмірних елементів (цегли й малих блоків) влаштовують для будівель, що мають невеликі розміри і багато дверей та технологічних прорізів, а також зв’язаних з виробництвом, де підвищена вологість й агресивне середовище.
Влаштування стін промислових будівель із цегли і малих блоків аналогічне розглянутому раніше. Для забезпечення стійкості стін у їхнє тіло при спорудженні закладають кріпильні деталі, які прикріплюють до колон каркаса.
Якщо в стінах є стрічкові прорізи, до каркаса вводять обв’язувальні балки, що розміщуються над прорізами і є суцільними перемичками.
Стіни з великих блоків, які виготовляють з легких бетонів з щільністю 900-1600 кг/мЗ, мають значно кращі техніко-економічні по- казники. На рис.2.1 показано фрагмент стіни з великих блоків і деталі кріплення блоків.
Рядові блоки можуть мати довжину від 750 до 3250 мм, а перемичкові або блоки-перемички – 6000 мм. Висота наріжних і рядових блоків становить 1200 і 1800 мм, а перемичкових – 600 мм. Товщину блоків вибирають на основі теплотехнічного розрахунку, вона дорівнює 400 і 500 мм.
Стіни з блоків проектують найчастіше самонесучими. Кладку ведуть на розчині марки не нижче від 25 з розшиванням швів і кріплять блоки гнучкими Т-подібними анкерами із стержнів діаметром 10 мм.
Рис.2.1. Стіни з великих блоків:
а – фрагмент стіни з великих блоків; б – кріплення блоків до колон; 1 – закладна деталь; 2 – колона; 3 – стіновий блок; 4 – анкер
Стіни із залізобетонних і легкобетонних панелей найбільш індустріальні, їх влаштовують в опалюваних і неопалюваних будівлях незалежно від матеріалу конструкцій каркаса при кроці колон 6 і 12 м. Висота панелей 1,2 і 1,8 м, використовують також панелі 0,9 і 1,5 м заввишки.
На рис.2.2 показано схеми розкладання панелей за висотою. При цьому низ першої (цокольної) панелі суміщують, як правило, з позначкою підлоги будівлі. Верхній ряд панелей у межах висоти приміщення рекомендується встановлювати нижче від несучих конструкцій покриття на 0,6 м.
Для неопалюваних будівель застосовують залізобетонні ребристі, часторебристі й плоскі панелі з бетону марок 200-400 із звичайною і попередньо напруженою арматурою. Розрізування стін із панелей визначається характером заскління (рис.2.3), яке може бути стрічковим або прорізовим.
Рис.2.2. Схеми розкладки панелейу стінах одноповерхових будівель:
а – у поздовжніх стінах; б – у торцевих; 1-3 – при залізобетонних фермах і балках покриття; 4, 5 – при стальних фермах
При монтажі панелей особливу увагу приділяють питанням кріплення й опертя їх (рис.2.4), а також стикуванню панелей між собою. Горизонтальні й вертикальні шви рекомендується заповнювати еластичними матеріалами (пороізолом, герніто м та ін.), а ззовні – додатково мастиками – герметиками типу УМ-40, УМС-50 та ін.
У малоповерхових будівлях найефективніше застосовувати стінові панелі (рис.2.5). Якщо стіни навісні, то їх спирають на стальні столики і кріплять до колон, як в одноповерхових будівлях. Якщо стіни розташовані з виступом від колон (зазор залишають для розміщення комунікацій), панелі кріплять до колон розпірними болтами (рис.2,б) без застосування зварювання під час монтажу.
Рис.2.3. Варіанти розрізки стін одноповерхових будівель:
а – при стрічковому засклінні; б – те саме при суцільному; в-д – при прорізах; 1 – дерев'яні або стальні віконні панелі розміром 1,2х6 м; 2 – віконні панелі з труб 1,8х6м; 3 – те саме із гнутих профілів; 4, 5 – дерев'яні віконні панелі
Рис.2.4. Деталі кріплення панелей до колон:
а – на опорний столик; б – на кутиках; 1 – колона; 2 – закладні деталі; 3 – опорний столик; 4 – панель; 5 – зварні шви; 6 – елементи кріплення; 7 – закладна деталь панелі стіни
Рис.2.5. Стіни з панелей багатоповерхових будівель:
а – розкладка панелей; б – деталь кріплення до колон; 1 – панель; 2 – кронштейн розпірного болта; 3 – розпірний болт; 4 – упор; 5 – колона
Стінові панелі
Стіни каркасних промислових та сільськогосподарських будівель зводять з цегляної чи блокової кладки або із стінових панелей. Цегляні (самонесучі) стіни спираються на фундаментні балки або стрічкові фундаменти і передають горизонтальні вітрові навантаження на поперечні рами будівель. Стіни кріплять по висоті до колон сталевими анкерами, закладеними в кладку. Діаметр анкерів 10, 12 мм, крок – 1,2 м.
Залізобетонні стінові панелі більш індустріальні. Їх виготовляють: плоскими, одношаровими завтовшки 160...300 мм з бетонів на пористих заповнювачах або ніздрюватих (автоклавні ніздрюваті, керамзитобетонні, перлітобетонні) густиною 700...1200 кг/м3, тришаровими, що складаються з двох залізобетонних ребристих плит та шару утеплювача з напівжорстких мінеральних плит густиною 200... 400 кг/м3 загальною товщиною 200...300 мм та одношаровими залізобетонними завтовшки 70 мм. Їхня висота 0,9; 1,2; 1,5 та 1,8 м і довжина 6 м. Перші два види панелей застосовують для опалюваних будівель, третій – для неопалюваних.
При кроці колон 12 м у неопалюваних будівлях використовують ребристі попередньо напружені панелі заввишки 1,2; 1,8 та 2,4 м, завдовжки 12 м, з висотою поздовжніх ребер 300 мм, поперечних – 130 мм і товщиною полиць 30 мм.
Рис 2.6 Стінові панелі: а – суцільна з легких блоків для опалювальних будівель; б – залізобетонна одношарова для неопалювальних будівель; в – вузол кріплення панелей до колони; 1 – напружувана арматура Вр-ІІ; 2 – зварний каркас; 3 – зварна сітка; 4 – гніздо з петлею; 5 – сполучна планка на зварюванні; 6 – закладна деталь; 7 – колона; 8 – замонолічування піщаним бетоном
Армування. Плоскі панелі армують просторовими каркасами, які складаються з плоских каркасів, з’єднаних зварюванням за допомогою окремих стержнів. Поздовжні стержні виготовляють зі сталі класів А-ІІ, А-ІІІ, поперечні – з дроту класу Вр-І.
Ребристі та плоскі панелі прольотом 12 м проектують попередньо напруженими і армують арматурою зі сталі класів А-ІІІв, А-ІV, А-V, Вр-ІІ. У зварних каркасах поздовжні стержні виготовляють зі сталі класів А-І, А-ІІ, А-ІІІ; поперечні – з дроту класу Вр-І; полиці армують зварними сітками з дроту класу Вр-І.
Панелі завдовжки 6 м щодо витрати сталі економічніші від панелей завдовжки 12 м.
До колон та інших конструктивних елементів стінові панелі кріплять зварюванням закладних деталей. Горизонтальні та вертикальні шви між панелями заповнюють цементним розчином. Щільність швів забезпечується прокладанням теплоізоляційних вкладишів у поздовжні пази.
Фахверк
Сфера застосування. Колони застосовуються в торцевих фахверках і фахверках поздовжніх стін одноповерхових промислових будівель, що мають стіни, самонесучі або не несучі, з панелей завдовжки 6 або 12 м або цегляні самонесучі стіни. Внутрішня грань панельних стін розташовується з проміжком 30 мм по відношенню до зовнішньої грані колон.
У зв’язку з тим, що «Технические правила по экономному расходованию строительных материалов (ТП 101-76)» допускають застосування сталевих колон фахверка, далі розглянуті залізобетонні колони, вживані в тих галузях, для яких не розроблені типові креслення сталевих колон, а саме для торцевого фахверка будівель заввишки 9,6 м, що мають залізобетонні несучі конструкції покриття.
Маркування колон. Марка колон складається з букв КФ (колона фахверка) і цифри, що означає типорозмір колони. Крім того, в типових кресленнях до складу марки введена (через тире) ще одна цифра, яка визначає клас бетону і арматуру колони, тобто її несучу здатність.
Колони типу I мають постійний поперечний переріз висотою 300 мм. Верхній кінець таких колон розташовується в проміжку між торцевою стіною і пристіною балкою покриття і кріпиться до верхнього поясу балки за допомогою монтажної деталі.
Колони типу II мають змінний переріз. Верхня частина колон також має висоту перерізу 300 мм, і верхній кінець таких колон кріпиться до покриття, як описано вище. Нижній кінець колон в усіх випадках кріпиться до фундаменту шарнірно. Для цього поверх фундаменту встановлюється строго по осях і по рівню(за допомогою анкерних болтів і цементної підливки) сталевий лис. Колона вільно встановлюється на цей лист і приварюється до нього за допомогою своїх закладних деталей.
Колони армуються просторовими зварними каркасами.
У колонах передбачені закладні деталі наступного призначення: лист у верхньому торці колон для кріплення їх верхнього кінця, куточки – для кріплення колони до фундаменту.
Колони виготовляються з бетону класу С20/25-С35/40. Робоча арматура з гарячекатаної сталі періодичного профілю класу А-ІІІ.
3. Полегшені вертикальні захисні конструкції.
У зв’язку з тим, що сучасні промислові будівлі в основному споруджують каркасними, доцільно з астосовувати полегшені вертикальні захисні конструкції.
Для неопалюваних будівель і будівель з надлишковим тепловиділенням як конструкції полегшених стін використовують азбестоцементні, алюмінієві і стальні листи.
Азбестоцементні листи застосовують: посиленого профілю 1200 і 2500 мм завдовжки, 994 завширшки, з висотою хвилі 50 і 8 мм завтовшки; уніфіковані хвилясті від 1750 до 2500 завдовжки і 6 і 7,5 мм завтовшки; хвилясті з профілем періодичного перерізу від 6 до 8 мм, від 1750 до 2500 завдовжки і з висотою хвилі 32, 50 і 54 мм.
Листи навішують рядами з низу вгору на стальні або дерев’яні ригелі (р ис.14.6 а, б) з напуском один на одного 100 мм і по ширині – на одну хвилю. Листи до ригелів кріплять гаками або шурупами з прокладанням шайб для водонепроникності й еластичності кріплень.
Рис.14.6. Стіни з азбоцементних листів і панелей:
1 – азбоцементні листи; 2 – гак; 3 – столик; 4 – стальний ригель; 5 – дерев'яний ригель; 6 – шуруп; 7 ,8 – шайби; 9 – пінопласт; 10 – дерев'яний каркас; 11 – мінераловатні напівжорсткі плити
Хвилясті, ребристі й плоскі алюмінієві й стальні листи 0,7- 1,8 мм завтовшки мають довжину від 2 до 12 м. Кріплять їх так само, як і азбестоцементні, або за допомогою самонарізних гвинтів.
Для опалюваних будівель застосовують азбестопінопластові, азбестодерев’яні, азбестометалеві, алюмінієві, каркасні й безкаркасні (типу “сендвіч”) панелі.
Азбестопінопластові панелі (рис.14.6,в) мають розміри 1180х5980 і товщину 136 мм і складаються з азбестоцементних листів, обрамляючого профілю й пінопласту з повітряним прошарком. Місця стиків панелей старанно проклеюють і промазують водості йкою мастикою.
Азбестодерев’яні панелі (р ис.14.6,г) складаються з азбестоцементних листів, дерев’яного каркаса, утеплювача й пароізоляції.
Азбестометалеві панелі складаються з алюмінієвого каркаса, азбестоцементних обшивок й утеплювача з мінераловатних напівжорстких плит і пароізоляції. Розміри панелей 1190х5980х147 мм.
Алюмінієві панелі застосовують розміром 1190х5990х102 мм. Вони складаються з рами, плоских обшивних листів 1 мм завтовшки й ефективного утеплювача.
Успішно використовують каркасні панелі 3 м завширшки й 3-12 м завдовжки. Вони складаються з стальної рами, обшивки з профільованих листів й утеплювача з пінопласту.
Влаштування стін із безкаркасних панелей типу “сендвіч” дуже ефективне. При цьому обшивки з профільованих листів з’єднують між собою утеплювачем. Панелі кріплять до ригелів болтами за внутрішню обшивку.