Ограждающие конструкции покрытий реферат

Обновлено: 05.07.2024

Содержание работы

Введение………………………………………………………………………..3
Описание конструктивной схемы……………………………………………..3
Описание несущих и ограждающих конструкций………………………. 3
Описание вспомогательных конструкций……………………………………6
Конструирование узлов……………………………………………………….7
Список литературы…………………………………………………………….9

Содержимое работы - 1 файл

Архитектура пром. зданий.doc

  1. Введение………………………………………………………… ……………..3
  2. Описание конструктивной схемы……………………………………………..3
  3. Описание несущих и ограждающих конструкций………………………. 3
  4. Описание вспомогательных конструкций……………………………………6
  5. Конструирование узлов……………………………………………………….7
  6. Список литературы…………………………………………………… ……….9

Описание конструктивной схемы.

Описание несущих и ограждающих конструкций.

Фундамент (ФГ 31-35) под колонны промышленного здания состоит из подколонника и двухступенчатой плитной части. Подколонник имеет площадь сечения 1,8×1,2 м., глубина стакана 0,95 м., размер первой ступени 3,3 ×2,4×0,3; второй ступени 2,4×1,8×0,3. Высота фундамента составляет 1,8 м., объем бетона:

Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм. Небольшой уклон стенок стакана упрощает распалубку. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину до 0,85 м В этих пределах для лучшей связи с бетоном ствол колонны снабжается горизонтальными бороздками.

Для крепления стеновых панелей и опирания стропильных ферм колонны имеют закладные элементы. Закладные элементы для опирания стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Бетон под ними усиливается косвенным армированием сетками.

Несущие конструкции покрытия.

Несущие конструкции покрытия здания цеха железобетонные стропильные безраскосные фермы. Выполняются по типовой серии 1.463-3. Пролет ферм 24 м., высота ферм в коньке 3,3 м., на опорах 0,88 м. Железобетонные стропильные безраскосные фермы крепятся шарнирно на оголовки колонн через закладные элементы колонн. При шаге колонн среднего ряда 12 м стропильные фермы устанавливаются на подстропильные фермы. Подстропильные фермы, примыкающие к торцовым стенам и деформационным швам, несколько укорачиваются соответственно шагу колонн. Монтажное крепление подстропильных ферм осуществляется с помощью сварки

( привариваются к оголовкам колонн). Крепление стропильных ферм к подстропильным аналогично креплению их к колоннам

Подкрановые конструкции.

Подкрановые балки подразделяются по конструкции на разрезные постоянного сечения, стыкуемые на опорах, и неразрезные, компонуемые из различных сечений, свариваемых между собой заводскими или монтажными стыками в четвертях пролетов.

Неразрезные балки несколько легче разрезных, но сложнее в транспортировке и монтаже. Они могут применяться при малой упругой податливости опор.

Конфигурация подкрановых балок — сварной двутавр с развитым верхним поясом или с поясами одинаковой ширины. Двутавры с поясами одинаковой ширины, усиленные в плоскости верхнего пояса тормозными балками или фермами, применяются преимущественно при шаге колонн 12 м или кранах грузоподъемностью свыше 50 т. При шаге колонн 6 м двутавры с развитым верхним поясом сами воспринимают тормозные усилия, возникающие в горизонтальной плоскости при работе крана грузоподъемностью до 50 т.

Размеры стенки и полок балок назначаются исходя из расчета и стандарта на стальные листы с учетом строжки кромок. Высота унифицированных балок на опоре для шага колонн 6 м — 0,8 м при грузоподъемности крана до 20 т и 1,3 м — при грузоподъемности крана 30 и 50 т; для шага колонн 12 м — соответственно на 0,3 м более.

Для обеспечения устойчивости стенка балки снабжена поперечными ребрами жесткости с интервалом 1,5 м. Площадь сечения ребер 90 X 6 мм при высоте балки до 1,1 м и 120×8 мм — при большей высоте. Ребра обрываются на высоте 60 мм от нижней полки.

Крановые пути прокладываются из железнодорожных рельсов для кранов грузоподъемностью до 20 т и из крановых рельсов специального профиля для кранов любой грузоподъемности. Крепление железобетонных рельсов типа Р-38 и Р-43 выполняются на крюках, крановых рельсов типа КР-50 до КР-140 – на планках

(цифра в марке рельса означает ширину его головки в мм). Чтобыуменьшить ослабление верхнего пояса отверстиями под болты, планки в средней части балок располагаются в шахматном порядке.

Связи каркаса.

В поперечном направлении устойчивость зданий обеспечивается жесткостью заделанных в фундамент колонн и жестким диском покрытия, в продольном направлении — дополнительно стальными связями, устанавливаемыми по всем рядам между колоннами и опорами стропильных конструкций.

Иначе говоря, распорки по верху колонн устанавливаются при отсутствии подстропильных конструкций в бескрановых зданиях с высотой помещения от 10,8 м.

Крайние подстропильные фермы связываются стальными распорками с верхними поясами стропильных ферм дополнительно к связи, обеспечиваемой диском покрытия. В торцах, фонарных проемов фермы для обеспечения устойчивости верхнего пояса развязываются горизонтальными крестовыми связями. Рядовые фермы соединяются со связевыми фермами проходящими по коньку распорками.

В зданиях с опорными кранами тяжелого режима работы или другим оборудованием, вызывающим колебания конструкции, в торцовых шагах отсека нижний пояс стропильных балок и ферм в середине пролета дополнительно развязывается растяжками и вертикальными связями. Горизонтальные усилия от подвесных однобалочных кранов передаются системой жестких связей на колонны или специальные конструкции.

Стержни связей конструируются из парных горячекатаных профилей, свариваемых накладками и узловыми фасонками. К закладным элементам в железобетонных изделиях связи присоединяются на болтах с последующей сваркой.

Описание вспомогательных конструкций.

В соответствии со стеновыми панелями для 6-метрового шага колонн стальные оконные панели выполняются с номинальными размерами по фасаду 6×1,8 м. Панели подразделяются на открывающиеся и глухие; те и другие – двойного и одинарного остекления. Панели состоят из несущей рамы, выполненной из холодногнутых профилей, соединенных точечной сваркой. Оконные панели к колоннам подвешиваются на крепежных уголках, аналогичных применяемым для стеновых панелей. С крепежными уголками панели соединяются болтами М12.

По конструкции открывания принимаем распашные двупольные ворота. Воротный проем обрамляется сборной железобетонной рамой, вписывающейся по внешним размерам в принятую разрезку панельной стены. В одной из воротных полотен устраиваем калитку.

Конструкционное решение пола связано с конкретным назначение производственного помещения. Поэтому на отдельных участках здания могут выполнятся различные по конструкции полы. В общем виде полы производственных зданий состоят из покрытия- верхний слой, непосредственно подвергающегося всем эксплуатационным воздействиям, и подстилающего слоя, воспринимающего главным образом вертикальные нагрузки и передающего их на основание – грунт, находящийся в естественном состоянии, или плиты перекрытий. В ряде случаев покрытие и подстилающий слой совмещаются в одном конструктивном элементе.

В промышленных зданиях в основном применяются малоуклонные кровли из рулонных материалов с битумной пропиткой. Малый уклон обеспечивает сток воды водоприемники, однако исключается сток мастик с покрытия.

Основанием для кровли служат замоноличенный настил железобетонных плит. Рубероидную кровлю составляют, защитный слой гравия светлых тонов толщиной 25 мм, фракции 5-15 мм, втопленный в битумную мастику (исключает механические повреждения кровли); трех-четырехслойный водоизоляционный рубероидный ковер, наклеенный кровельной битумной мастикой; защитный слой, наклеиваемый на пенополистирол мастикой; теплоизоляционный слой пенополистирольных или пенополиуретановых плит, толщиной до 50 мм. Пароизоляция выполняется из слоя рубероида на битуме. Сопряжение кровли со стеной решается в виде парапета с выступающими над кровлей парапетными плитами.

Конструирование узлов.

Общая устойчивость ферм и покрытия в процессе эксплуатации здания обеспечивается жестким диском замоноличенного настила и связями.

Ребристые плиты, составляющие настил, привариваются к закладным элементам верхнего пояса ферм не менее чем в трех точках каждая.

Рисунок 1. Узел опирания стропильной фермы на подстропильную.

2. для обеспечения работы мостовых кранов на консоли колонн мантируются подкрановые балки, на которые укладываются рельсы. К колоннам балки крепятся сваркой к закладным элементам и анкерными болтами. На концах подкрановых путей устанавливают стальные упоры – ограничители.

Материал конструкций и виды клеефанерных панелей. Вычисление параметров верхней обшивки на местный изгиб. Сбор нагрузок на панель, ее статический и конструктивный расчет. Проектирование деревянных прогонов: разрезных, консольно-балочных, неразрезных.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид методичка
Язык русский
Дата добавления 13.08.2013
Размер файла 1,1 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

Кафедра строительных конструкций

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового проекта

по дисциплине “Конструкции из дерева и пластмасс”

для специальности 2903 “Промышленное и гражданское строительство”

Часть I. Ограждающие конструкции покрытия

Тюмень 2004

Методические указания разработал к.ф. - м.н. доцент кафедры строительных конструкций Филисюк В.Г.

Методические указания предназначены для студентов специальности “Промышленное и гражданское строительство” дневной и заочной формы обучения, выполняющие курсовой проект по конструкциям из дерева и пластмасс. В методических указаниях дана необходимая теоретическая и справочная информация, а так же приведен пример расчета дощатоклееной рамы.

Рецензент - к.т.н., доцент кафедры строительных конструкций Денисов М.Г.

Протокол №5 от 29 декабря 2003 г.

Зав. кафедрой Малышкин А.П.

Ротапринт ТюмГАСА. Подписано к печати _____________ Тираж 50.

Содержание

Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия

1.1 Материал конструкций панели

1.2 Классификация клеефанерных панелей

1.3 Порядок расчета 3-слойных панелей (на примере клеефанерной панели)

1.3.1 Конструирование панелей

1.3.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

1.3.3 Сбор нагрузок на панель

1.3.4 Статический расчет

1.3.5 Определение геометрических характеристик поперечного сечения панели

1.3.6 Конструктивный расчет

Глава II. Проектирование деревянных прогонов

2.1 Классификация прогонов

2.2 Разрезные прогоны

2.2.1 Конструирование прогонов

2.2.2 Расчёт прогонов

2.3 Консольно-балочные прогоны

2.3.1 Конструирование прогонов

2.3.2 Расчёт консольно-балочных прогонов

2.4 Неразрезные прогоны из спаренных досок на ребро

2.4.1 Конструирование прогонов

2.4.2 Расчёт неразрезного прогона из спаренных досок

Список используемой литературы

Приложения

Глава I. Конструирование и расчет клеефанерных панелей покрытия

Клеефанерные панели покрытия относятся к облегченным конструкциям индустриального изготовления.

Панели покрытий состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединенных каркасом водостойким клеем в одно целое, и образующих коробчатое сечение. Для обшивок применяют фанеру повышенной водостойкости марки ФСФ, а для конструкций, не защищенных от увлажнения, - бакелизированную фанеру ФБС.

Целесообразность применения клеефанерных панелей определяется малой массой при высокой несущей способности, что обеспечивается совмещение в фанерной обшивке ограждающих и несущих функций, как поясов панели, так и настила, который воспринимает местную нагрузку.

В качестве утеплителя применяют, как правило, несгораемые и биостойкие теплоизоляционные материалы, например пенопласт или стекломаты. При изготовлении панели на верхнюю обшивку наклеивают один слой рубероида, образующий кровельное покрытие, другие слои кровли приклеивают после монтажа панели.

Клеефанерные панели покрытия находят применение в отапливаемых и не отапливаемых зданиях в условиях эксплуатации А1, А2,А3, Б1,Б2,Б3 [1, табл. 1].

1.1 Материал конструкций панели

Продольные и поперечные ребра панелей изготовляют из древесины преимущественно хвойных пород не ниже 2 - го сорта.

Пиломатериал должен удовлетворять требованиям ГОСТ 24454 - 86, ГОСТ 8486 - 86* и [I, прил., 1].

В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации влажность древесины составляет 9….15% [I, табл.1]

Плотность древесины принимают по приложению [I, прил., 3].

2.Фанера.

Наружная и внутренняя обшивка панелей выполняются из строительной и бакелизированной фанеры.

К строительной фанере относится клееная фанера (ГОСТ 3916 - 86) марок ФСФ, ФК сортов не ниже В/ВВ. К бакелизированной фанере относится фанера марок ФБС и ФБСВ.

Внешние слои фанеры называются рубашками, внутренние - серединками. Марку фанеры определяют применяемые смолы (фенолоформальдегидными, карбамидными), сорта фанеры определяют качеством древесины.

Фанера марок ФСФ, ФБС и ФБСВ обладает повышенной водостойкостью.

Фанера марки ФК является средневодостойкой и рекомендуется для изготовления конструкций, устанавливаемых внутри помещений. Клееная фанера имеет толщину (1,5. 12)мм; формат листа 725х1220, 725х1625 мм., 1625х1220 мм., 1525х1525 мм., 1825х1220 мм.

Плотность строительной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной - 1000 кг/м 3 .

3. Клей

Синтетические клеи для изготовления элементов клееных деревянных конструкций делятся на группы, учитывающие назначение клеев, их свойства; рекомендуемые области применения указаны в приложении 2 табл.1.

Для склеивания древесины и древесины с фанерой, древесноволокнистыми и древесностружечными плитами должны применяться клеи I - IV групп в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации. Для склеивания фанеры с деревянными ребрами применяют водостойкие и средневодостойкие клеи по [1, табл. 2].

Наиболее распространенными водостойкими клеями являются: алкилрезорциновые ФР-100; фенолоформальдегидные КБ-3, ДФК-1АМ, БфЖ-3016, СФХ; феноло-резорциновые ФРФ-50; резорциновые ФР-12.

В защищенных от увлажнения панелях могут быть применены средневодостойкие клеи: карбамидные КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ и карбамидно-меламиновые КС-В-СК.

Прочность клеевого шва на скалывание должна быть больше прочности древесины на скалывание.

1.2 Классификация клеефанерных панелей

Трехслойные панели могут быть разделены на четыре конструктивных типа рис. 1.1.

Панели I типа. Нормальные усилия в этих панелях воспринимаются жесткими ребрами (из металла, дерева, пластмасс и т.д.) и обшивками. Для панелей I типа необходимо выполнение условия, чтобы отношение суммарной жесткости ребер к жесткости двух обшивок было больше 0,8а/l, где а - шаг продольных ребер, см; l - расчетный пролет панели, см.

Панели II типа. К этому типу относятся ребристые панели с изгибной жесткостью ребер, для которых отношение жесткостей ребер и обшивок меньше или равно 0,8а/l. При расчете панелей II типа можно принять, что нормальные усилия воспринимаются только обшивками.

Панели III типа. Имеют ребра и сплошной средний слой из пенопласта, приклеиваемый к верней и нижней обшивкам. Средний слой обеспечивает совместность работы обеих обшивок, повышает устойчивость сжатой обшивки из тонких металлических и стеклопластиковых листов, участвует совместно с обшивкой в восприятии местных сосредоточенных нагрузок, выполняет роль тепло- и звукоизоляции.

Панели IV типа. Имеют сплошной средний слой, но выполняются без ребер, поэтому они характеризуются большой деформативностью. Обшивки воспринимают нормальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, при этом в панели, работающей по схеме простой балки, верхняя обшивка сжата, а нижняя - растянута.

Рис. 1.1. Типы трехслойных панелей

а - план; г - поперечный разрез панелей III типа;

б - продольный разрез; д - поперечный разрез панели IV типа;

в - поперечный разрез панелей I и II типов;

Клеефанерные панели могут быть (по назначению):

Классификация панелей представлена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Классификация клеефанерных панелей:

а) холодные; б) полутеплые; в) теплые.

1.3 Порядок расчета 3-слойных панелей (на примере клеефанерной панели)

Панели обычно имеют размеры в плане: ширину (0,5….1,5) м; длину (3….6) м.

При применении клеедощатых ребер клеефанерные панели могут быть изготовлены шириной до 3м и длиной до 12 м.

Толщина панели назначается по теплотехническим расчетам (для отапливаемого здания), а также из условия жесткости в пределах (1/30….1/40) от длины панели.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3-79*).

tв - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (Определяем по СНиП 2.01.01-82).

t н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*];

в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*].

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

где tв - то же, что в формуле (1.1);

tот.пер., среднесуточная температура воздуха ниже или равной 8 С по СНиП 2.01.01-82.

zот.пер. - средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С по СНиП 2.01.01-82.

Сравним два значения R тр 0 и выберем наибольшее и подставим в формулу (3.3.).

Сопротивление теплопередаче Ro, м 2 С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

где в - то же, что в формуле (1.1);

Rк - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м 2 С/Вт, определяемое: однородной (однослойной) - по формуле (3.5), многослойной - в соответствии с пп. 2.7 и 2.8 (2);

н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м * С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*

При определении Rк слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой,

вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Термическое сопротивление Rк, м * С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев [2, формула 5].:

где R1, R2. Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 *С/Вт;

Термическое сопротивление R, м 2 *С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 3].

где - толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м * С), принимаемый по [2, прил. 3*].

Конструкция клеефанерной панели представлена на рис. 1.3.

1. слой мягкой кровли; 6. утеплитель на битумной мастике;

2. фанерная обшивка; 7. продольное ребро;

3. поперечное ребро; 8. фанерная обшивка;

4. торцевое ребро; 9. крепежный брус;

5. слой пароизоляции; 10. продольный нащельник;

Рис. 1.3 Конструкция клеефанерной панели.

Фанерная обшивка имеет толщину (4. 12)мм, в зависимости от размеров панели и нагрузки.

Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок - ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные - рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 с минимальными отходами при раскрое листов и стыкуется между собой на "ус" (рис. 1.4.).

Рис. 1.4 Соединение на "ус".

При стандартной ширине листов фанеры ширину панелей принимают с учетом обрезки кромок фанерных листов так, чтобы между панелями был обеспечен зазор 10 мм.

Зазор перед укладкой рулонного ковра уплотняется теплоизоляционными материалами, а бруски, образующие четверть в стыке соединяются гвоздями диаметром 5 мм через 500 мм. В продольном направлении между панелями оставляют зазор 20 мм.

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона, края которого отгибаются и прибиваются к ребрам каркаса панели.

В панелях осушающий режим решается конструкцией поперечных ребер, оставляя отверстия между ребрами и теплоизоляцией.

В заводских условиях на панель сверху наклеивается один слой гидроизоляционного рулонного материала для защиты от увлажнения при хранении, транспортировке и монтаже панелей.

1.3.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер)

Верхняя фанерная обшивка при местном изгибе рассматривается как пластинка, загруженная сосредоточенной силой Р=100 кгс (1кН). Сосредоточенная сила представляет собой монтажную нагрузку от веса человека с инструментом.

В расчетах сосредоточенная нагрузка Р = 100 кгс (1 кН) принимается с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2 и распределяется на полосу фанерной обшивки 100 см.

Расчетная схема верхней обшивки представлена на рис. 1.5.

Рис. 1.5 Расчетная схема верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной монтажной нагрузки Р=1кН. (Вес человека с инструментами).

Расчетный изгибающий момент равен

где а - расстояние в осях между продольными ребрами.

Таким образом, шаг продольных ребер определяют из условия прочности при изгибе верхней обшивки:

где Wв.обш= - момент сопротивления обшивки шириной 100 см;

R 1 ф.и - расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

mu = 1,2 - коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Решая (1.6.), получим шаг продольных ребер

Ширину панели делят на равные участки с шагом продольных ребер “а”, не более полученного из расчета по формуле (1.7.).

1.3.3 Сбор нагрузок на панель

Нагрузки, приходящиеся на 1 м 2 горизонтальной поверхности, определяют от собственного веса панели и временной (снеговой)нагрузки.

Сбор нагрузок производится согласно СНиП 2.01.07-85. “Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия” и приложению 2 (табл.2) методических указаний по схеме, приведенной в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Нагрузки, приходящиеся на I м 2 горизонтальной поверхности, в кН.

- несущий на­стил, под­держивающий ограждающие элементы покрытий – прогоны или плитф покрытия.

Ограждающие конструкции покры­тий производственных зданий разделя­ют на холодные и утепленные.

В неотапливаемых помещениях или в го­рячих цехах со значительными выделе­ниями производственной теп­лоты (остывочные пролеты прокатных цехов и др.) ограждения покрытия проекти­руют холодными (термоизоляцион­ный слой не укладывают), в отаплива­емых – утепленными, исходя из требо­вания исключения возмож­ности кон­денсации влаги на их внутренней по­верхности.

В зданиях с не­значительными избыточными тепловыделениями (цехи термические, горя­чей штамповки и т. п.) также устраивают утепленные покрытия.

В зависимости от требуемого эксплуатационного режима ограж­дающая часть покрытий может быть вентилируемой, частично вентили­руемой и невентилируемой.

Невентилируемые ограждения проектируют над помещениями с сухим и нормальным влажностным режимом (φ

Вентилируемые и частично вентилируемые устраивают над отапли­ваемыми помещениями с влажным и мокрым режимом (φ > 60 %), когда недопустима конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения, если другие конструктивные меры не обеспечивают нормальной влажно­сти покрытия.

Для естественной вентиляции покрытий в ограждении предусматри­вают воздушные прослойки, каналы или борозды, сообщающиеся с наруж­ным воздухом через отверстия в карнизной части стены, коньке и около световых фонарей.

Вентиляционные продухи, отводя из-под кровельного ковра водяные пары, способствуют высыханию утеплителя.

Ограждающую часть покрытия можно укладывать на прогоны, а крупноразмерные панели непосредственно на стропильные конструкции.

Покрытия по прогонам

Покрытия с прогонами применяют для кровель с асбестоцемент­ными, алюминиевыми и др. легкими настилами, а также в тех случаях, ко­гда необходимо иметь много технологических отверстий.


Покрытия по прогонам:

1 – стропильная конструкция (ферма, балка); 2 – прогон; 3 – плита покрытия

Для отапливаемых зданий в качестве плит покрытия, укладываемых по прогонам могут быть использованы :

– плиты из легкого бетона, для изготовления плит исполь­зуют бетоны марок 100–150 и сварные арматурные сетки; швы между пли­тами заливают цементно-песчаным раствором;

– асбестоцементная панель, плиты состоят из двух фигур­ных асбестоцементных листов, соединенных заклепками или на клею, тор­цевых листов и минерального утеплителя, толщина листов 8–10 мм., плиты укладывают на прогоны и крепят к ним кляммерами, а между собой – стальными накладками, швы заделывают упругими прокладками и масти­кой по плитам устраивают рулонную или мастичную кровлю;

– каркасная асбестоцементная панель, панель состоит из четырех асбестоцементных швеллеров, между которыми уложен эф­фективный утеплитель, сверху и снизу конструкция обшита плоскими асбестоцементными листами; длина панели 1,5; 3 м;

– монопанели, это утепленное покрытие с металлическим профилированным настилом; стальные профлисты штампуют из оцинко­ванных листов толщиной 1–1,75 мм, шириной 600–1000 мм, и высотой 40–80 мм. Профлист крепят к прогонам при помощи заклепок или самонаре­зающимися болтами.

б


в

Прогоны:

а – стальные прогоны; б – железобетонные прогоны; в – решетчатые прогоны длиной 12 м




б


в


г

Плиты покрытия для отапливаемых зданий:

а – легкобетонные плиты; б – асбестоцементная панель: 1 – прогон; 2 – бобышка 40×102×120 мм; 3 – утеплитель; 4 – пароизоляция; 5 – упругая прокладка; 6 – герметизирующая мастика; 7 – рулонный ковер; в – каркасная асбестоцементная панель: 1– асбоцементный плоский лист обшивки; 2 – каркас из асбоцементных швеллеров; 3 – утеплитель; г – утепленное покрытие с металлическим профилированным настилом: 1 – эффективный утеплитель; 2 – стальной профлист; 3 – плоский стальной лист

Для неотапливаемых зданий в качестве покрытий по прогонам мо­гут быть использованы :

– армоцементная плита, изготавливается из бетона марки 300, армированного стальной сеткой; шаг продольных и поперечных ре­бер в плите равен 250 мм; толщина плит до 20 мм;

– асбестоцементные волнистые и плоские листы, крепят асбестоцементные листы к прогонам крюками или крямме­рами; кряммеры размещают на гребне второй волны при уклонах около 10 % продольные и поперечные швы между листами следует герметизировать прокладками из упругих материалов;

– стальные профилированные и плоские листы.





в

Плиты покрытия для неотапливаемых зданий:

а – армоцементная плита; б – покрытия из асбестоцементных волнистых листов; в – ребристая железобетонная панель

Покрытия без прогонов

На их устройство меньше расходуется металла, и они менее трудо­емки по сравнению с покрытиями по прогонам.

Для устройства беспро­гонных покрытий используют крупноразмерные панели, которые опирают не посредственно на несущие конструкции покрытия.

Для неотапливаемых зданий используют железобетонные ребристые плиты покрытия.

Для отапливаемых зданий могут быть использованы :

Комплексная панель покрытия. Она состоит из железо­бетонной ребристой плиты и наклеенных на нее в заводских условиях слоя пароизоляции, утеплителя и нижнего слоя кровли. После укладки панелей заделывают швы, укладывают защитный слой и выполняют другие нетру­доемкие работы.


Конструкция комплек­сной панели:

1 – гидроизоляция; 2 – стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 – пароизоляция; 5 – железобетонная или легкобетонная плита.

Панели из ячеистых и легких бетонов. Наиболее эффективным является утепленное покрытие с применением ячеистых или легкобетонных настилов, совмещающих ограждающие и несущие функ­ции.

Такие панели могут быть плоскими и ребристыми.

Плоские панели изготовляют из ячеистого бетона марки не ниже 40 и армируют плоскими сетками и каркасами.

Ребристые панели изготовляют из легкого бетона марки не ниже 50 плотностью до 1200 кг/м 3 . Ребра армируют плоскими каркасами с рабочей ненапрягаемой арматурой, полку – проволочными сет­ками.


Панели из ячеистых бетонов


Панели из легкого бетона

Покрытия с на­стилами из легких и ячеистых бетонов дополнительно не утепляют, т. к. в этих настилах совмещаются несущие и теплоизоли­рующие функции.

Для утепления покрытий из обычных железобетонных плит или панелей в конструкцию покрытия вводят утеплитель, толщину которого определяют теплотехническим расчетом.

Материал утеплителя должен обладать малой плотностью, достаточ­нойпрочностью, малой деформативностью, незначительным водопогла­щением и обеспечивать индустриальность устройства покрытия.

Для теплоизоляции покрытий применяют плиты из ячеистых бето­нов, перлитобетонные, минераловатные гидрофобизированные, стеклопла­стовые гидрофобизированные, пенополистирольные и др.

Сыпучие мате­риалы (крошку из ячеистых бетонов, керамзитовый гравий, пемзу, туф, шлак и др.) используют в исключительных случаях – при отсутствии плит­ных утеплителей.

Неотъемлемым элементом утепленных покрытий является пароизо­ляция, располагаемая под утеплителем и препятствующая прониканию в его толщу водяных паров внутреннего воздуха.

Рулонную пароизоляцию устраивают из нескольких слоев рубероида, пергамина, толя или гидро­изола.

Рекомендуемые плитные утеплители для покрытий промышленных зданий

п/п

Наименование

кг/м 3

Воздействие к температуре

Унифицированная толщина (мм)

ГОСТ

Плиты минераловатные жесткие и полужесткие на синтетическом или битумном связующем

В системе конструкций промышленных зданий покрытие выполняют одну из самых главных ролей. Оно определяет долговечность здания, характер внутреннего пространства и нередко внешний облик здания.

Покрытия промышленных зданий, как правило, устраивают бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций.

Несущими конструкциями покрытий, как правило, являются стропильные конструкции. В случаях, когда шаг колонн превышает шаг стропильных конструкций, в состав элементов покрытия вводят подстропильные конструкции. Последние устанавливают на колонны (в продольном направлении), а на них опирают стропильные конструкции.

Несущие стропильные конструкции при пролетах до 18 м обычно принимают железобетонными, а при пролетах от 24 м и выше - металлическими. Подстропильные конструкции по материалу и структуре должны соответствовать стропильным, т.е. ферме - ферма, балке - балка.

Стропильные балки применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий в пролетах от 6 до 18 м (рис.23, а-г).


Рис.23. Железобетонные балки покрытий:

Балки односкатных и плоских покрытий имеют прямолинейный верхний пояс, а

балки двух- и многоскатных покрытий - ломаный пояс с уклоном скатов 1: 12.

Для перекрытия пролетов 6 и 9 м используют балки таврового сечения с высотой на опорах 590 и 890 мм, а пролетов 12 и 18 м - двутаврового и прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм.

На верхних поясах балок предусматривают закладные элементы для крепления прогонов или панелей покрытия, на нижних поясах и стенках - закладные элементы для крепления путей подвесного транспорта, а в опорных частях - стальные листы для крепления балок к колоннам.

Стропильные балки крепят к колоннам с помощью анкеров, выпущенных из колонн (рис.23, е), При высоте балок на опоре не более 900 мм используют безанкерный способ крепления (рис.23, ж), что позволяет снизить расход стали на узле и трудовые затраты.

Подстропильные балки предусматривают в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, если их шаг принят 6 м, а шаг колонн 12 м. Подстропильные балки имеют трапециевидное очертание и тавровое сечение с полкой внизу (рис. 23, д). Длина балок 12 м, высота в пролете 1500 мм, на опоре 600 мм, ширина полки - 700 мм.

Крепят подстропильные балки к колоннам и стропильные к подстропильным сваркой закладных элементов

Железобетонных стропильных и подстропильных фермы. Стропильные фермы подразделяют на сегментные, арочные безраскосные, с параллельными поясами и треугольные (рис.24).


Рис.24. Железобетонные стропильные и подстропильные фермы покрытий:

а) стропильная сегментная; б) то же, арочная безраскосная; в) то же, с параллельными поясами; г) то же, треугольная; д) подстропильная длиной 12 м ; е) то же, длиной 18 м; 1- стропильная ферма; 2- подстропильная ферма

Стропильные фермыобладают лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с балками. Их применяют при пролетах от 18 до 30 м (редко до 36 м).

Сегментные, арочные и полигональные фермы, а также с параллельными поясами предназначены для покрытий с рулонной кровлей, треугольные - под кровлю из асбестоцементных и металлических волнистых листов. Для обеспечения нормального уклона рулонной кровли в крайних сегментных и арочных фермах и прилетающих к ним панелях предусматривают столбики для опирания панелей покрытия. Решетка ферм позволяет применять панели шириной 1,5 и 3 м. Фермы укладывают через 6, 12 и 18 м.

Подстропильные фермы имеют длину 12 и 18 м и предназначены для опирания на них стропильных ферм, шаг которых составляет 6 м .

В фермах предусмотрены закладные элементы, аналогичные балкам. Крепят фермы к колоннам, а стропильные и подстропильные фермы между собой сваркой закладных элементов (аналогично креплению железобетонных балок).

Стальные стропильных и подстропильных конструкции приведены на рис.21. Стальные стропильныефермы изготовляют трех основных видов: с параллельными поясами, полигональные и треугольные (рис.25, а).

Под рулонные кровли устанавливают первые два типа ферм с уклоном верхнего пояса соответственно 1,5% и 1: 8, а под кровли из асбестоцементных и металлических листов - треугольные с уклоном 1 : 3,5.

Унифицированные стальные фермы изготовляют пролетами 18, 24,.30 и 36 м. Применяют их при шаге колонн 6, 12 м и более. Высота ферм на опоре с параллельными поясами 2550-3750 мм, полигональных- 2200 и треугольных - 450 мм. Панели верхнего пояса ферм приняты длиной 3 м. При необходимости в фермах устраивают шпренгельные решетки, что позволяет уменьшить длину панелей до 1,5 м (в треугольных фермах длина панелей верхнего пояса равна 1,5 м).

Пояса и решетки ферм выполняют чаще всего из уголков и соединяют между собой сваркой с помощью фасонок из листовой стали.

С колоннами фермы соединяют, как правило, шарнирно с помощью надопорных стоек двутаврового сечения. Стойки крепят к колоннам анкерными болтами, а пояса ферм к стойкам черными болтами (рис.25, б). Треугольные фермы крепят к колоннам аналогично железобетонным.


Рис. 25. Стальные стропильные фермы:

а) основные типы ферм; б) узлы опирания ферм с параллельными поясами; 1- надопорная стойка; 2- железобетонная или стальная колонна

Стальные подстропильные фермы отличаются наличием параллельных поясов, в остальном же они аналогичны стропильным фермам. Изготавливают их длиной 12, 18 и 24 м (рис.26, а) и высотой 3130, 3270 и 3750 мм (в зависимости от типа стропильных ферм и их пролета).

Подстропильные фермы соединяют с колоннами посредством надопорных стоек, служащих одновременно опорами стропильных ферм. Конструкция крепления стропильных ферм к подстропильным показана на рис.26, б.


Рис.26. Стальные подстропильные фермы:

а) схемы ферм; б) опирание стропильных ферм на подстропильную; 1- верхний пояс подстропильной фермы; 2- то же, нижний; 3- верхний пояс стропильной фермы; 4- то же, нижний; 5- средняя стойка подстропильной фермы

Перспективными в промышленном строительстве являются покрытия с фермами из стальных труб, из тонкостенных балок, с рамами из стальных элементов коробчатого профиля и структурные конструкции отличаются малой материалоемкостью и резко сокращают сроки возведения зданий.

Фермы из стальных труб (рис.27, а, б), имеющие обычную конструктивную схему других ферм, устанавливают на пролеты 18, 24 и 30 м.


Рис.27. Стропильные и подстропильные фермы из труб

а) стропильная и подстропильная ферма из труб; б) детали стропильной фермы; 1- надопорная стойка;

2- верхний пояс; 3- нижний пояс фермы; 4- столик для опирания прогона

Замена уголковых профилей трубами позволяет снизить расход стали на 10-35%. Используемые при этом бесфасоночные соединения поясов и решетки значительно уменьшают трудоемкость изготовления ферм. В фермах из труб нет мест для скопления агрессивной пыли.

Стальные облегченные балки покрытий. В тонкостенных стальных балках (рис.28, а) имеются пустотелые пояса, гладкие или гофрированные стенки из листа толщиной 3-4 мм. Гофры высотой 35-40 мм имеют шаг 1,5 м. Такие балки наиболее целесообразно применять для сетки колонн 12 х 18 м.

Балки из широкополочных двутавров со сквозными стенками (рис.28, б) укладывают в покрытиях с сетками колонн 6 х 12 и 6 х 18 м. Эти балки изготавливают из двутавров путем продольной зигзагообразной резки стенок и сварки полученных обеих его частей.


Рис.28. Стальные облегченные тонкостенные балки покрытий:

а) тонкостенные балки; б) балка со сквозной стенкой

6.6. Ограждающие конструкции покрытий

Ограждающие конструкции покрытий могут быть выполнены с применением прогонов или крупноразмерных плит. Прогонный вариант целесообразно применять при устройстве холодных покрытий, когда кровлю выполняют из асбоцементных или стекло волокнистых листов, профнастила и т.п.

Плиты покрытий, применяемые при беспрогонном варианте, выполняют, как правило, из железобетона ребристой конструкции (рис.29).


Рис.29. Крупноразмерные железобетонные плиты покрытий:

а) размером 3х6 и 1,5х6 м; б) то же, размером 3х12 м; в) армоцементные двоякой кривизны; г) типа 2Т

Монтажная схема конструкций покрытия может быть приведена в пояснительной записке или в графической части проекта.

Отапливаемые здания следует проектировать с внутренними водостоками. Неотапливаемые здания проектируют без внутренних водостоков.

Многопролетные неотапливаемые здания допускается проектировать с внутренними водостоками при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру внутри здания и или при условии специального обогрева водосточных воронок, стояков отводных труб.

Ограждающая часть покрытия может быть неутепленной или утепленной; вентилируемой, частично вентилируемой и невентилируемой (рис.30).

В отапливаемых производственных помещениях применяют утепленные совмещенные покрытия. Правильно подобранная теплоизоляция увеличивает термическое сопротивление покрытия, что позволяет снизить расходы на отопление за счет уменьшения теплопотерь.


Рис.30. Основные типы кровельных покрытий промышленных зданий:

В производственных зданиях для утепленных обычно совмещенных покрытий применяют стандартной конструкции, которые экономически неприемлемы для использования из-за верхнего расположения гидроизоляционного ковра. В качестве гидроизоляционного рулонного материала в плоских крышах еще не так давно самым доступным и наиболее дешевым считался рубероид. Как показала практика, физико-механические свойства руберойда совершенно не соответствуют российским климатическим условиям.

В настоящее время разработаны и применяются новые наиболее качественные изолирующие рулонные материалы, изготовленные из прочной не гниющей основы типа стеклоткани, стеклохолста или полиэстера с пропиткой высококачественным модифицированным битумным вяжущим (рубитекс, петрофлекс, биполь, бикрост, бикроэласт, линокром, экофлекс, мостопласт, различные разновидности техноэласта, унифлекса и других современных материалов).

Достаточно большая толщина новых гидроизолирующих материалов (от 3 и более мм) позволяет существенно снизить слойность кровли по сравнению с рубероидной, а также существенно повысить безопасность работ, так как приклеивание этих материалов производится при помощи пропановой горелки путем подплавления нижней поверхности материала и плотного его прижатия к основанию.

К новым кровельным гидроизолирующим материалам относятся полимерные рулонные мембраны, изготовленные из пластифицированного поливинилхлорида или полиизобутилена и предназначенные для гидроизоляции всех типов кровель, в том числе и для реконструкции старых. Они имеют подложку из искусственного войлока толщиной 1 мм и клеящую кромку по длине, с помощью которой мембраны склеивают между собой.

Подложка из войлока пропускает воздух и обеспечивает удаление конденсата из утепляющего слоя кровли, а также защищает покрытие от повреждения в период эксплуатации. Наличие клеящей кромки у мембран делает склейку швов чрезвычайно простой операцией и создает прочное и долговечное соединение. Общая толщина полимерных мембран составляет 2,5 мм при толщине самой мембраны 1,5 мм. Полимерные мембраны настилают, как правило, в один слой. Покрытие полимерными мембранами обеспечивает высокую скорость монтажа, независимо от конфигурации кровли и погодных условий. При укладке полимерных мембран используется механическое или балластное крепление к утепляющему слою, как это показано на рис.31.


Рис.31. Крепление полимерных гидроизоляционных мембран

с механическим (а) или балластным (б) креплением

Механическое крепление осуществляется с помощью специальных крепежных элементов, длина которых выбирается таким образом, чтобы между нижним концом крепления и конструкцией основания оставался зазор для отпруживания сжатого теплоизоляционного материала.

При балластном креплении сначала свободно уложенное покрытие из полимерной мембраны по периметру крыши приклеивают на полосу полимерной мастики шириной 100 мм, а затем пригружают слоем гравийной смеси, которая защищает кровлю от механических повреждений, воздействия снега, ветра и солнца в период эксплуатации.

Для покрытий находят широкое применение мастичные кровли, армированные стекломатериалом, и безрулонные кровельные покрытия из холодных мастик, использование которых позволяет осуществить комплексную механизацию работ, сократить затраты материалов и денежных средств в 2-6 раз по сравнению с устройством рулонных кровель.

Для устройства безрулонных мастичных кровель используют перхлорвиниловые полимерные составы, а также эмульсионные битумные или битумно-полимерные мастики. Эти мастики сохраняют эластичность в диапазоне температур от минус 50 до плюс 100 0 С и обладают пределом прочности на разрыв более 3,5 МПа.

Кровельное безрулонное мастичное покрытие состоит из грунтового, гидроизоляционного и защитного слоев при общей толщине 10-15 мм. Холодные мастики можно наносить на влажные основания, которые должны быть прочными и недеформируемыми.

В настоящее время для утепления кровель применяются разнообразные теплоизоляционные материалы на основе стекловаты, минеральной ваты, пенополистирола (прежде всего - экструзированного) и пенополиуретана.


Рис.32. Укладка верхнего слоя теплоизоляционных плит

с вентиляционными бороздками


Рис.33. Устройство инверсионной кровли

1 – пригрузочный слой из гравия; 2 – предохранительный слой из геотекстиля; 3 – утеплитель; гидроизоляционный ковер из битумно-полимерных рулонных материалов; 5 – уклонообразующий слой из легкого бетона; 6 – железобетонная плита покрытия;

При устройстве инверсионных крыш необходимо выполнить следующие условия:

- крыша должна иметь уклон не менее 15 мм/м;

- гидроизоляционная мембрана должна находиться под утеплителем;

- поверх плит утеплителя укладывается диффузный балластный слой из гравия фракции 16-32 мм;

- если применяется гравий меньшей фракции, то для предотвращения его попадания между стыками плит утеплителя необходимо уложить разделительный слой из геотекстильного материала.

Для утепления в инверсионной кровле применяют материалы с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью, обладающие высокой прочностью на сжатие и малой сжимаемостью, обладающие низким водопоглощением и биологической стойкостью, позволяющей материалу находиться во влажной среде, не теряя при этом своих свойств в течение всего срока эксплуатации здания. К таким материалам относятся: экструдированный пенополистирол (Пеноплэкс, STYROFOAM, URSA XPS), плиты из стекловолокна (ISOVER) на основе каменной ваты и др

Наиболее индустриальной кровлей утепленного типа является кровля, выполненная из 3-х слойных сэндвич-панелей, которые укладывают по металлическим прогонам и крепят к ним самонарезающимися болтами.

Варианты крепления конькового и карнизных узлов из сэндвич-панелей приведены на рис.34.


Рис.34. Узлы сопряжения сопряжение стеновых и кровельных сэндвич-панелей:

а) карнизный узел при наружно водоотводе; б) коньковое сопряжение; в) парапетное сопряжение стеновых и кровельных панелей; г) торцевое сопряжение стеновых и кровельных панелей

В последние годы при устройстве кровли используют металлическую фальцевую кровлю, обеспечивающую полную надежность и герметичность. Для ее изготовления используют тонкостенную оцинкованную сталь толщиной 0,55-0,65 мм с защитным покрытием из полиуретановой мастики (рис.35, а).

Оцинкованная сталь поступает в виде рулонов и с помощью специального электромеханического фальцезакаточного инструмента непосредственно на крыше превращается в панель-картины. Крепление кровельных картин осуществляется с помощью кляммер, которые скрыты под швом и не требуют отверстий в самой кровле (рис.35, б).

Различают фальцевые соединения лежачие и стоячие, одинарные и двойные. Боковые длинные края полос стали, идущие вдоль ската фальцевой кровли, соединяют стоячими фальцами, а горизонтальные - лежачими.


Рис.35. Устройство кровли из оцинкованного листа (а) и крепление

кровельных карт с помощью кляммер (б)

Монтаж металлической кровли производится с установки несущих стоек кровли. Стойки выполняют из одиночных или спаренных гнутых профилей С-образного сечения высотой 100-150 мм и устанавливают с шагом 2,5-3,0 м. Базы стоек изготавливают из прокатных уголков, которые крепятся к бетонному слою или плитам покрытия с помощью анкерных болтов длиной 150-200 мм.

Высоту стоек принимают в зависимости от требуемой толщины слоя утеплителя и зазора 30-50 мм, предусмотренного для естественной вентиляции пространства между кровлей и поверхностью утеплителя.

Кровельные листы соединяют между собой по продольным краям с помощью фальцегибочной машинки, образующей двойной фальц в стыке, одновременно закрепляя в нем кляммеры. Такой стык обеспечивает полную водонепроницаемость соединения листов без герметизирующего материала при уклоне кровли не менее 7%. При меньших уклонах в продольные стыки листов вводят герметик в виде пасты или мастики.

В строительной практике известны примеры, когда длина скатов кровли, выполненной по этой технологии, достигала без поперечных стыков 108 м.

Главное, что отличает кровлю, выполненную из металла - ее долговечность, которая для кровли из меди составляет более 100 лет, из алюминия и его сплавов - не менее 80 лет и из оцинкованной стали с полимерным покрытием - не менее 50 лет.

Читайте также: