Несущие конструкции покрытий промышленных зданий

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

 

Федеральное  государственное бюджетное  образовательное  учреждение

высшего профессионального образования 

«Государственный университет морского и речного флота

 имени адмирала С.О.МАКАРОВА»

 

 

 

Кафедра Портов, строительного производства, оснований и фундаментов

 

 

 

Дисциплина "Основы архитектуры и строительных конструкций"

 

 

Реферат

 

Несущие конструкции покрытий промышленных зданий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:   студент гр. ГТ-33    Царёв П. С. 

 

 

Проверил:          Смирнов В.Н.

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ.

 

1)Введение………………………………………………………………………..3 стр.

 

2)Основная часть…………………………………………………………………4 стр.

 

3)Заключение…………………………………………………………………….8 стр.

 

4)Список использованной литературы…………………………………………11 стр.

 

Введение.

 

Несущие конструкции покрытия являются важнейшим конструктивным элементом здания, которые принимают в зависимости от величины пролета, характера и значений действующих нагрузок, вида грузоподъемного оборудования, характера производства и других факторов. По характеру работы существуют плоскостные и пространственные конструкции. По материалу конструкции покрытия делят на железобетонные, металлические, деревянные и комбинированные. В связи с характером работы эти конструкции должны быть прочными, устойчивыми, долговечными, архитектурно-художественными и экономичными. Поэтому при выборе несущих конструкций покрытия производят тщательный технико-экономический анализ нескольких вариантов. Так, железобетонные конструкции огнестойкие, долговечные и часто более экономичные по сравнению со стальными. Стальные же имеют относительно небольшую массу, простые в изготовлении и монтаже, имеют высокую степень сборности. Деревянные конструкции отличаются легкостью, относительно небольшой стоимостью и при соответствующей защите – приемлемой огнестойкостью и долговечностью. Возможно использование  комбинированных конструкций, которые состоят из нескольких видов материалов. При этом важно, чтобы каждый материал работал в тех условиях, которые для него наиболее благоприятные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная часть.

 

Рассмотрим основные виды несущих конструкций покрытий.

 

Железобетонные балки  применяют при пролетах до 18 м. Они  могут быть одно- и двухскатными. Для их изготовления используют предварительно напряженное армирование. На верхнем  поясе балок предусматривают  закладные детали для крепления  панелей покрытия или прогонов. Балки  крепят к колоннам сваркой закладных  деталей. Более эффективны по сравнению с балками железобетонные фермы, которые используют в зданиях пролетом 18, 24, 30 и 36 м. Они могут быть сегментные, арочные с параллельными поясами, треугольные и др. Между нижним и верхним поясами ферм размещают систему стоек и раскосов. Решетку ферм предусматривают таким образом, чтобы плиты перекрытий шириной 1,5 и 3,0 м опирались на фермы в узлах стоек и раскосов. Для уменьшения уклона покрытия для многопролетных зданий предусматривают устройство на верхнем поясе таких ферм специальных стоек (столбиков), на которые опирают панели покрытия. Межферменное пространство рекомендуется использовать для пропуска коммуникаций и устройства технических и межферменных этажей. Крепят фермы к колоннам болтами и сваркой закладных элементов. При шаге стропильных ферм и балок 6 м и шаге колонн средних рядов 12 м используют подстропильные железобетонные фермы и балки.

 

Достаточно эффективными несущими конструкциями покрытий являются стальные стропильные подстропильные фермы. Стропильные фермы применяют  для пролетов 18, 24, 30, 36 м и более  при шаге 6, 12 м. Пояса и решетку  ферм конструируют из уголков или  труб и соединяют сваркой с  помощью фасонок из листовой стали. Сечения полок поясов, стоек и раскосов принимают по расчету.

 

Для многоэтажных промышленных зданий применяют балочные и безбалочные перекрытия. Балки перекрытий (ригели) изготовляют из бетона марок 200-400 координационными пролетами 6 и 9 м унифицированной высотой сечения 0,8 м. Балки могут иметь прямоугольное и тавровое сечение. Ригели прямоугольного сечения делают при больших нагрузках. Соединение с колонной осуществляют путем опирания ригеля на консоль колонны.

 

Для многоэтажных зданий со сборным безбалочным каркасом с сеткой колонн 6х6 м применяют плоские плиты перекрытий сплошного сечения (надколонные и пролетные) толщиной 150 или 180 мм. Надколонные плиты устанавливают выступами в гнезда капители, предусмотренные по ее периметру, с образованием после замоноличивания железобетонных шпонок.

 

Для устройства помещений, имеющих  значительные размеры, используют большепролетные  и пространственные конструкции  покрытий. Покрытия в большепролетных  зданиях бывают плоскостные, пространственные и висящие. Большепролетными плоскостными покрытиями являются железобетонные и  стальные фермы. Железобетонные фермы  пролетом до 96 м изготовляют из бетона М500 с предварительно напряженным  нижним поясом. Используют также сборные  и монолитные рамы и арки, имеющие  различные пролеты.

 

 

 

 

Пространственные покрытия выполняют из плоскостных элементов, монолитно связанных между собой  и работающих как цельная конструкция, или в виде оболочек (оболочка характеризуется тем, что один из её размеров значительно больше двух остальных) . Оболочки, которые могут перекрыть большие пролеты, имеют незначительную толщину 30-100 мм, так как бетон в этом случае работает в основном на сжатие. Оболочки могут быть цилиндрические, купольные, параболоидные и др. Устраивают также висячие покрытия, которые работают на растяжение. Висячие конструкции делятся на вантовые и собственно висящие. Несущими элементами в вантовых покрытиях являются тросы и вантовые прямолинейные элементы. В качестве настилов используют алюминиево-пластмассовые панели, коробчатые настилы из стеклопластиков и сотовые панели. Вантовые покрытия могут быть пролетом 100 м и более. В собственно висячих покрытиях несущими конструкциями являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки. В промышленном строительстве широко используют и пневматические конструкции, принцип возведения которых состоит в том, что во внутреннее замкнутое пространство мягких оболочек нагнетают атмосферный воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Материал оболочек этих зданий должен быть воздухонепроницаемым, эластичным, прочным, легким, долговечным и надежным в эксплуатации.

 

 

 

Конструкции покрытий промышленных зданий с кровлями из рулонных и мастичных  материалов.

 

В одноэтажных промышленных зданиях с кровлями из рулонных и  мастичных материалов покрытия устраивают совмещенными (бесчердачными); в многоэтажных зданиях могут быть устроены и чердачные крыши.

 

Над помещениями с нормальным или сухим температурно-влажностным  режимом и относительной влажностью воздуха не свыше 60% при наличии  внутренних водостоков покрытия устраивают теплыми или полутеплыми.

 

Теплые покрытия устраивают также над помещениями с повышенной влажностью воздуха (свыше 60%) для предотвращения образования конденсата водяных  паров на поверхности потолка  помещений, расположенных под покрытием.

 

Над неотапливаемыми помещениями зданий или над помещениями цехов с избыточными тепловыделениями покрытия устраивают холодные.

 

                                                         Рис.1Схема расположения отдельных  слоев в покрытии 1                                                          

                                                        —защитный слой; 2 — гидроизоляционный  ковер: 3 —  

                                                        выравнивающий слой (стяжка): 4 —  теплоизоляция; 5 —

                                                          пароизоляция; 6 — несущая основа из железобетонных          

                                                          плит; 7 — каналы для осушающей  вентиляции

 

 

 

 

 

 

Покрытие (рис. 1) здания с  кровлями из рулонных материалов состоит  обычно из следующих элементов, расположенных  один над другим:

 а) основание (несущая  конструкция);

 б) пароизоляционный  слой — из одного- двух слоев  руберойда или известково-битум- ной мастики — защищает теплоизоляцию от увлажнения парами воздуха со стороны помещения;

 в) теплоизоляция —  из газобетона и других материалов  — обеспечивает необходимую степень  утепления покрытия;

 г) выравнивающий слой (стяжка) служит основанием для  гидроизоляционного слоя;

 д) гидроизоляционный слой — из рулонных или мастичных материалов — обеспечивает водонепроницаемость покрытия;

 е) защитный слой  — посыпка из гравия или  шлака — защищает гидроизоляцию  от влияния атмосферных факторов  и от механических повреждений.

 

 

Гидроизоляционный слой можно устраивать из рулонных материалов, наклеиваемых непосредственно по плитам, или из мастичного слоя без устройства выравнивающих стяжек. Оклеивать эти плиты слоем рулонного материала или наносить мастичный слой рекомендуется в заводских условиях (остальные слои ковра наклеивают на месте работ).

 

Пароизоляция. Конструкция пароизоляционного слоя покрытий назначается по проекту в зависимости от влажности воздуха в помещениях в зимних условиях. Над помещениями с нормальным влажностным режимом (относительная влажность воздуха до 60%) пароизоляционный слой в покрытиях не устраивают, при относительной влажности воздуха до 75% пароизоляция состоит из одного слоя рулонного материала, наклеенного на мастике, а при влажности свыше 75% — из двух слоев рулонного материала с наклейкой на мастике. Пароизоляционный слой выполняют также из известково-битумной мастики, количество слоев мастичного слоя принимается по проекту.

 

Для оклеечной пароизоляции применяют толь беспокровный (толь-кожа), пергамин, рубероид. Поверхность пароизоляции из беспокровных материалов (толь, пергамин) должна быть сверху окрашена мастикой. Беспокровный толь приклеивают на дегтевой мастике, а пергамин и рубероид — на битумной. Основание покрытия перед наклейкой материалов пароизоляционного слоя должно быть выровнено раствором, а также очищено от грязи и пыли.

 

Пароизоляционный слой устраивают сплошным с подъемом в местах примыканий к стенам на высоту не менее 100 мм. Напуск полотнищ рулонных материалов в швах смежных полотнищ составляет 50—70 мм.

 

Теплоизоляция. Для утепления покрытий рекомендуется применять плиты из пеностекла, пенокералита, ячеистого бетона (газо-пе- нобетон или пеносиликат), из керамзитобето- на, цементного фибролита и других подобных материалов. Использовать для теплоизоляции материалы в засыпке (шлаки, пемза) допускается лишь в исключительных случаях, когда невозможно использовать плитные утеплители.

 

Выравнивающий слой (стяжка). В покрытиях с плитными или сыпучими, утеплителями для получения ровного и жесткого основания под гидроизоляцию из рулонных материалов устраивают выравнивающий слой в виде стяжки из цементно-песчаного раствора, литого песчаного асфальтобетона или из сбор ных плоских железобетонных плит.

Безрулонные кровли из холодных асфальтовых мастик. В настоящее время наряду с рулонными кровлями на горячих битумных мастиках все более широкое применение находят безрулонные кровли из холодных асфальтовых мастик.

 

Безрулонные кровли из холодных асфальтовых мастик имеют ряд преимуществ перед кровлями из рулонных материалов:

1) работы по устройству безрулонных кровель могут быть комплексно механизированы;

2) трудоемкость нанесения гидроизоляционного слоя меньше, чем при устройстве кровель из рулонных материалов;

3) холодные асфальтовые мастики за счет введения цемента и асбестового волокна не размываются дождем и не оплывают при нагреве солнечными лучами;

4) покрытия из этих холодных мастик водонепроницаемы и обладают достаточной механической прочностью.

 

Рис. 2. Конструкции безрулонных кровель из холодных асфальтовых мастик а — утепленное покрытие; б — холодное покрытие; 1 — стеклоткань; 2 —- холодная асфальтовая мастика; 3 — цементная стяжка; 4 — пенобетон; 5 — пароизоляция из холодной асфальтовой мастики; 6 — несущая железобетонная плита; 7 — цементный раствор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

В практике отечественного строительства  применяют конструкции покрытий с несущими конструкциями из сборных  железобетонных или ячеистых армированных бетонов:

1) с теплоизоляцией, раздельной от несущих конструкций (рис. 3, а), находящейся под действием нагрузки вышележащих слоев покрытия и снега и выполняемой из жестких плитных материалов (мало изменяющих свою плотность во времени);

2) с теплоизоляцией, совмещенной с несущей конструкцией (рис. 3,6), — плиты из армированных ячеистых или легких бетонов (газо-пенобетон, керамзитобетон, шлакобетон, термозитобетон, пемзобетон).

 

Рис. 3 а,б

 

 

Наиболее прогрессивными конструкциями, применяемыми в настоящее  время при устройстве покрытий промышленных зданий, являются комплексные кровельные панели, совмещающие одновременно несущие  и теплоизоляционные функции, на них в заводских условиях устраивают гидроизоляцию из одного слоя рулонного  материала (остальные слои ковра  наклеивают непосредственно на. месте строительства).