Здания бескаркасные что это
Здания бескаркасные что это
Бескаркасные здания
Вентиляционное оборудование
Металлопрокат
Пролет бескаркасного здания может составлять от 12м до 70м, высота стены до 12м, длина здания принимается кратной 1,0м по техническому заданию заказчика.
Максимальная длина здания без устройства температурного шва должна соответствовать размерам температурных блоков согласно СНиП ll-23-81*.
В зданиях допускается применение подвесных тельферов ручного управления грузоподъемностью не более 500кг.
Преимущества:
— полная заводская готовность (сборка на болтах);
— высококачественная оцинкованная сталь с лакокрасочным покрытием белого цвета;
— низкие затраты на доставку (объем перевозок в 4 раза меньше, чем у каркасных зданий);
— равномерно распределенная нагрузка на фундаменты (буронабивные сваи и монолитный ростверк);
— разрешенная нагрузка на потолок до 100кг/кв.м. позволяет выполнить монтаж необходимых вентиляционных систем;
— отсутствие колонн, балок и ферм позволяет эффективно использовать объем здания;
— сборно-разборная конструкция здания делает его ликвидным и позволяет использовать в качестве залогового имущества при получении кредита;
— несложный и быстрый монтаж (3п.м. в смену на готовые фундаменты);
— возможна сборка собственными силами (шеф-монтаж);
— быстрая адаптация к комплексам МикроКлимата (технологические отверстия, клапаны, ворота, цвет);
— возможность достройки с торцевых сторон к технологическому тамбуру;
— теплоизоляция арочных сооружений выполняется из пенополиуретана слоем 80-120мм, который имеет плотность не более 45 кг/м3 и коэффициент теплопроводности не более 0,028 Вт/м2;
— теплоизоляция здания с вертикальными стенами выполняется негорючим материалом типа URSA-G30. толщиной 150-200 мм;
— отсутствие в конструкции деталей из горючих материалов.
Конструктивные схемы и профиль.
Кровля и потолок изготавливаются из нескольких секций с соединениями по длине внахлест на болтах. Раскосы покрытия крепятся к фасовкам.
Несущие стеновые секции продольных стен устанавливаются вертикально, непрерывны на всю высоту стен здания, в нижней части крепятся к опорным деталям на болтах.
Внутренняя опорная деталь крепится к фундаментной стене анкерными болтами, установленными с шагом 500мм. Стеновые, кровельные и потолочные секции соединяются вдоль кромок болтами с шагом 200мм.
Все компоненты здания, за исключением элементов стеновых проемов и проемов в покрытии, являются стальными элементами холодной формовки.
Пространственная жесткость здания обеспечивается продольными и торцевыми стеновыми конструкциями и конструкцией покрытия, являющейся одновременно горизонтальной диафрагмой жесткости.
Элементы конструкции (Рис.2):
1) структурные элементы стены;
2) структурные элементы потолка (нижний пояс кровельной стропильной фермы);
3) структурный элемент кровли (верхний пояс кровельной стропильной фермы);
4) фасонки;
5) распорки из Z-образных холоднотянутых профилей;
6) раскосы из С-образных холоднотянутых профилей.
Несущая способность зданий бескаркасного типа.
Основная особенность работы тонколистового структурного элемента заключается в том, что в процессе его нагружения может произойти местная потеря устойчивости отдельных участков полки и стенки сечения, которые выключаются из дальнейшей работы. При этом разрушение структурного элемента в целом не происходит, и он может воспринимать дальнейшее увеличение нагрузки. Основное рифление обеспечивает общую стабильность элемента при сжатии, сгибании или сдвиге. Меньшее, второстепенное рифление обеспечивает местную стабильность каждой секции.
Основная ветровая нагрузка воспринимается плоскостью продольных стен и передается на конструкцию покрытия, торцевые стены и с них на фундамент.
Пространственная жесткость здания, а также его геометрическая неизменность обеспечиваются жесткостью и сдвиговой прочностью основных конструктивных элементов используемых в стеновых конструкциях, а также структурными секциями покрытия.
Фундамент
Несущие стены здания выполнены из структурных элементов, следовательно, вся нагрузка от здания равномерно распределяется вдоль основания стен. В обычных каркасных или рамных зданиях вся нагрузка сконцентрирована в основании колонн и рам.
Следовательно, бескаркасное здание не нуждается в мощном фундаменте для восприятия и передачи на грунт сконцентрированных нагрузок, а значит, уменьшаются трудозатраты, расход стали и бетона. С упрощением фундамента снижается стоимость всего строительного объекта.
Теплоизоляция
Для теплоизоляции стен используются штапельное стекловолокно типа URSA П-30 или URSA GLASSWOOL M-П(Г)Ф с односторонней армированной фольгой, которая обеспечивает надежное крепление теплоизоляции без каких-либо уплотнений и одновременно выполняет роль эффективной пароизоляции, предотвращающая увлажнение самого утеплителя. Кроме того, алюминиевая фольга активно препятствует потере лучистого тепла от отопительных приборов, расположенных внутри здания. Эксплуатационный коэффициент теплопроводности λ=0,055Вт/(м*K).
Стеновая изоляция соединяется с теплоизоляционным материалом цоколя (например: пенополистирол), замыкая теплоизоляционный контур по периметру здания. (рис.5)
B процессе эксплуатации здания, особенно в зимний период, в пространстве между наружнoй стеной и стеновой теплоизоляцией возникает эффект микровентилирования за счет конвекционных потоков воздуха, что позволяет поддерживать утеплитель в сухом состоянии.
B качестве изоляционного материала потолка бескаркасного здания используется утеплитель ISOVER PUH(KV-50) с рабочими параметрами g
10кг/м3 и эксплуатационный коэффициент теплопроводности λ=0,05Вт(м*K.(рис.б)
Укладка утеплителя осуществляется с помощью специальной машины по гибким пластиковым трубопроводам длиной до 100м через штатные чердачные люки.
Производительность машины составляет 55 м3/час.
Для обеспечения эффективной работы потолочного утеплителя в конструкции здания предусмотрена естественная, a при значительных габаритах здания и принудительная вентиляция чердачного пространства, которая включается в работу при знакопеременных температурах наружного воздуха (зима-весна), (осень-зима). Для обслуживания межферменного пространства на потолке через специальные термоизолирующие кронштейны монтируют переходные площадки.
Постоянно сухое состояние теплоизоляции стен и потолка позволяет значительно снизить затраты как на отопление, так и на охлаждение воздуха внутри здания, а отсутствие межферменного пространства исключает затраты на его отопление и кондиционирование.
Организация освещения здания.
Необходимый для каждого конкретного случая уровень освещенности, достигается за счет комбинирования естественного бокового освещения в продольных и торцевых стенах здания и дополнительной системы искусственного освещения. Оконные блоки выполнены из пластикового одно или двухкамерного стеклопакета. Ширина окна ровна одному или двум структурным секциям (1 или 2 м). Высота принимается от цоколя до потолка (-1 м).
Затраты на дополнительную систему искусственного освещения снижается за счет высокой отражающей способности потолочных секций, внутренних стен и отсутствия межфермерного пространства, несущих колонн. (рис.7)
Компактность перевозок.
Все конструкции здания имеет комплиментарную форму, и упаковываются в пачки на заводе-изготовителе таким образом, что загрузка транспорта ограничивается только его грузоподъемностью.(рис.8) Исключение составляет утеплитель и вентиляционные проходки.
За счет своей компактности, конструкции бескаркасного здания на строительной площадке, размещаются на 25% площади от занимаемой конструкциями каркасного здания.
Высокий темп монтажных работ.
Сборка конструкций бескаркасных зданий осуществляется исключительно на болтах с помощью гайковертов. Из практики, бригада численностью 33 человека монтируют 4-6 п.м. готового здания с пролетом до 60 метров за одну рабочую смену, (рис.9) т.е. темп монтажных работ составляет до 240-З60м2 в смену, что значительно снижает сроки возврата инвестиций в строительство.
Огнестойкость бескаркасных зданий.
Огнестойкость несущих стен бескаркасных зданий определяет их конструкция.(рис.10) Несущие элементы стены конструктивно располагаются снаружи, и от воздействия пламени при пожаре они оказываются защищенными внутренним облицовочным профилем и стеновым утеплителем. Именно это конструктивное решение обеспечивает высокую (до 90 минут) огнестойкость стен бескаркасного здания.
Огнестойкость покрытия
Огнестойкость покрытия бескаркасного здания обусловлено следующими факторами:
В межферменном пространстве, на потолочной панели уложен высокоэффективный, негорючий утеплитель. В торцах здания устанавливаются вентиляционные жалюзийные решетки для притока наружного, холодного воздуха, a в коньке устанавливаются дефлекторы для вытяжки.
При воздействии пламени на потолочную панель изнутри помещения, происходит нагревание воздуха в межфeрменном пространстве. Нагретый воздух за счет конвективных сил устремляется вверх и выходит через дефлекторы освобождая место холодному воздуху, который поступает через торцевые жалюзийные решетки. Чем выше температура в межферменном пространстве, тем интенсивнее его охлаждение за счет увеличения интенсивности циркуляции свежего воздуха. Таким образом огнестойкость покрытия достигает 120 минут. Общая огнестойкость здания согласно заключению ФГУ ВНИИПО МЧС RE=90. (рис.11)
Архитектурные возможности
— Для увеличения площади пола возможно объединение по несущей оси стены нескольких различных пролетов разной высоты.
— В свободное пространство внутри здания могут быть встроены конструкции на отдельностоящих опорах. (Например АБК)
— Ширина и длина здания кратны 1м. Высота здания до 12м. Ворота, окна, двери и расстояние между ними кратны 1м.
— Возможно применение фальш-остекления и фасадов на дополнительном каркасе.
Здания с неполным каркасом
Бескаркасные здания
Бескаркасные здания выполняют с несущими наружными и внутренними кирпичными стенами. Они не имеют колонн. Железобетонные плиты перекрытий опираются на наружные и внутренние стены, которые передают нагрузки здания через свои фундаменты на основание. Бетонные и железобетонные элементы здания – плиты перекрытий, покрытия и фундаменты, элементы лестниц изготавливают на заводах. Степень предварительной заводской готовности меньше, чем у описанных ниже зданий каркасной конструкции. В зданиях такой конструкции сложнее осуществить рациональное планировочное решение. На их сооружение затрачивается больше строительных материалов, трудоемкость их выше, чем у каркасных зданий.
Бескаркасные здания с несущими кирпичными стенами используют для сооружения предприятий вместимостью менее 50 мест, в том числе пристроенных и встроенных в бескаркасные здания такой конструкции другого назначения (жилые дома и пр.).
Рисунок 1 Бескаркасные здания
Здания каркасной конструкции
Здания каркасной конструкции могут быть с полным и неполным каркасом.
Здания с полным каркасом целиком собираются из готовых железобетонных и бетонных элементов заводского изготовления: фундаментов, колонн, ригелей (балок), плит перекрытий и покрытий, лестничных маршей и площадок, панелей наружных и внутренних стен и перегородок. В этих зданиях нагрузки от собственной массы конструкций, людей и оборудования воспринимаются каркасом (ригели и колонны) и через колонны передаются их фундаментами на основание – грунт под зданием. Наружные панельные стены не воспринимают нагрузок здания. Они крепятся к периферийным (у наружных стен) колоннам здания. В этом случае масса панелей воздействует на основание через колонны и их фундаменты.
Здания с неполным каркасом
Здания с неполным каркасом имеют несущие кирпичные наружные стены, которые сооружаются на стройплощадке. У них отсутствуют периферийные колонны у наружных стен, а имеются только колонны внутреннего несущего каркаса. Ригели и плиты перекрытия, перекрытия в таких зданиях опираются частично на наружные несущие нагрузки стены, частично на каркас (ригели и колонны). При этой схеме частично нагрузки от собственной массы строительных конструкций, массы людей и оборудования воспринимается наружными стенами, частично колоннами и передаются через их фундаменты на основание. В таких зданиях применяются те же железобетонные элементы заводского изготовления (колонны, ригели, плиты перекрытия и др.), что и в зданиях с полным каркасом.
Полносборные каркасные здания являются предпочтительными и преимущественным типом зданий предприятий общественного питания вместимостью 50 и более мест.
Рисунок 3 Здание каркасного типа (с неполным каркасом)
Здания с неполным каркасом и кирпичными наружными стенами используются при тех же размерах предприятий, но когда предъявляются определенные архитектурные требования к его фасадам (нетиповые решения).
Габариты каркасных зданий в плане определяются размерами пролета (расстояния между опорами балок–ригелей) и шага (расстояния между опорами плит перекрытия, т.е. балками–ригелями). Эти расстояния называют разбивочной сеткой здания (или сеткой колонн) и обозначают как произведение пролета на шаг, выраженное в метрах, например, 6х6 м; 9х6 м; 7,2х6 м и т.д. На чертежах планов здания через геометрические центры колонны проводят осевые линии. Расстояние между горизонтальными осевыми линиями является пролетом, а между вертикальными – шагом. Горизонтальные оси маркируют буквами, а вертикальные – цифрами. Для здания, как правило, должна применяться сетка разбивочных осей с одним размером пролета и шага. Изменение размера пролета или шага в здании допускается лишь крайнем случае.
Фрагмент плана здания заключенный между двумя смежными горизонтальными и вертикальными осями называют конструктивно–модульной ячейкой (КМЯ) здания. ЕЕ площадь получают путем умножения длины пролета на размер шага, например 6х6 = 36 м².
Рекомендуемые размеры сетки колонн для стандартных железобетонных изделий заводского изготовления даны в таблице, где указана площадь КМЯ
Таблица 1 – Рекомендуемыеразмеры сетки колонн
Стены
Кирпичные наружные стены выполняют в зданиях с неполным каркасом. Для этого используют глиняный (красный) или силикатный кирпич. С внутренней стороны кирпичные стены оштукатуривают, либо облицовывают плитами естественного или искусственного камня (керамические плиты и плитки). Стены также могут быть отделаны в процессе их возведения облицовочным керамическим кирпичом. Толщина кирпичных стен без штукатурки и облицовки для средней климатической зоны России принимается 0,51 м.
Панельные наружные стены выполняют в зданиях с полным каркасом. Панели наружных стен делают однослойными из керамзитобетона. С наружной стороны их окрашивают или в процессе изготовления панелей облицовывают плитами естественного или искусственного камня. Толщина панелей для средней климатической зоны 0,3–0,35 м. Для устройства наружных стен используют рядовые горизонтальные панели длиной 3, 6 и 7,2 м, высотой 1,2 и 1,5 м (при высоте этажа 3,3 м и 4,2 м). Кроме того, используют простеночные панели (между окнами) шириной 0,6 и 1,2 м и угловые панели такой же ширины. Высота простеночных панелей 1,8 и 2,8 м, угловых ) и 1,2; 1,5; 1,8 и 2,8м.
Внутренние стены выполняют из кирпича и бетонных блоков. Их толщина без отделки соответственно равна 0,25 и 0,2 м. Внутренние стены устраивают в стационарных холодильных камерах, лестничных клетках и технических помещениях.
Перегородки выполняют из кирпича (0,12 м), керамзито–бетонных, пенобетонных или других плит (0,08–0,1 м).
Фундамент
Фундаменты наиболее часто выполняют сборными из бетонных и железобетонных блоков.Фундаменты ленточного типа устраивают под кирпичные наружные и внутренние стены. Они состоят из двух типов блоков – стенки и подушки. Подошва фундамента (опорная плоскость подушки) должна быть на 0,2–0,3 м ниже глубины промерзания грунта. Для условий средней климатической полосы России глубина промерзания грунта – 1,5 м. Значит глубина заложения фундамента от поверхности земли должна быть 1,7–1,8 м. Для внутренних стен достаточна глубина заложения фундамента 0,9–1,0 м. Ширина блоков стенки принимается близкой к толщине стен здания; стан-дартная ширина блоков стенки 0,4;0,5 и 0,6 м, а высота 0,58 м. Высота блока подушки – 0,3 м, а ширина в общем случае в одноэтажных зданиях – 1,0;1,2 и 1,4 м.
Фундаментные блоки стаканного типа устанавливают под колонны. Под фундаментальный блок стаканного типа может быть установлен блок – подушка. Глубина заложения фундаментов под наружные колонны мо-жет быть принята 1,7-1,8 м, а под внутренние – 0,9/1,0 м. Фундаменты под наружные колонны служат фундаментами под цокольные панели наружных стен.
Колонны и блоки–ригели
Каркас зданий включает два железобетонных элемента: колонны и блоки–ригели.Колонны имеют в сечении размер 0,3х0,3 м, а при тяге 9 м и 12 м и пролете 9 м – 0,4х0,4 м. Колонны в средней части здания имеют две консоли для опирания ригелей, а крайние (колонны по периметру наружных стен зданий с полным каркасом) имеют одну консоль.
Ригели – это балки таврового сечения с полкой внизу. Полка служит опорой для плит перекрытия. Размеры поперечного сечения ригеля зависят от сетки колонн: пролета–расстояния между опорами на колоннах для них и шага колонн – расстояния между рядами ригелей. Размеры ригеля в зависимости от сетки колонн:
6х3 м и 6х6 м – высота 0,45 м, ширина 0,4 м;
9х6 м и 9х9 м –высота 0,6 м, ширина 0,4 м;
12х6; 12х9; 12х12 м – высота 0,9 м, ширина 0,5 м.
Междуэтажные перекрытия в многоэтажках каркасных и бескаркасных зданиях выполняют в виде сборных настилов из железобетонных плит, опирающихся на ригели или несущие стены. Для этих целей используют плиты с круглыми пустотами длиной 3, 6 и 9 м и шириной до 3 м, а также ребристые плиты длиной 9 и 12 м и шириной 1,5 –3,0 м. В первом случае толщина плит длиной 3 и 6 м – 0,22 м; длиной 9 м – 0,3 м; во втором случае – 0,5 м.
Полы
Полы первого этажа (в зданиях без подвала) укладываются на монолитную армированную бетонную плитку толщиной 0,1 м, расположенную на грунте. Полы второго этажа располагаются на перекрытии первого этажа. Конструкция пола делится на «чистый пол» – лицевое покрытие и «черный пол» – подготовительная конструкция под укладку «чистого пола».В предприятиях массового питания конструкция «черного пола» не должна содержать пустот, а чистый пол должен быть износостойким и влагостойким (допускать влажную уборку).
Потолки
Потолки – могут быть отделаны путем оштукатуривания, окраски, оклейки рулонными или плитными материалами, облицовки листовыми материалами, а также деревянными, пластмассовыми и металлическими рейками.
В помещениях для посетителей иногда устраивают подвесные потолки. Они располагаются на расстоянии 0,3–0,5 м от перекрытия. В пространстве между перекрытием и подвесным потолком возможно располагать трубопроводы, воздуховоды вентиляционных систем, светильники и электрические коммуникации.
Покрытие и кровля в современных зданиях устраиваются совмещенными (бесчердачными). Кровля при этом делается малоуклонной (1,5-3%) с внутренним отводом атмосферных осадков через систему ливневой канализации с водосборными воронками на кровле. По периметру кровли здания устраивают парапетную стенку, возвышающуюся над кровлей на 0,5–0,9 м.
Покрытие включает ряд слоев:
– железобетонная плита покрытия – 220мм,
– пароизоляция (2 слоя рубероида на мастике) – 5 мм,
– теплоизоляция (керамзит или пенопалистерол) – 100–150 мм,
– цементная армированная стяжка – 50мм.
Лестницы
Стены лестничных клеток выполняют панельными (толщина 0,15 м), кирпичными (0,38 м) или из бетонных блоков. Входы на лестничные клетки должны быть обеспечены естественным освещением.
Окна и двери
Окна и двери являются элементами конструкции наружных и внутренних стен, а также перегородок.Окна и витрины служат для освещения и вентиляции помещений. Конструкция окон (коробка и створки–переплеты) выполняются из дерева, металлопластика, стеклопластика и металлодеревянными. В створки окон может устанавливаться оконное стекло или стеклопакеты (одно– и двух камерные). В первом случае переплетов бывает два ряда и окна могут быть со спаренными или раздельными переплетами. Во втором случае окно имеет один ряд переплетов.
В здании желательно иметь не более двух (в крайнем случае, трех) типоразмеров окон.
В залах ресторанов и кафе допустимо использование витрин.
Двери в предприятиях общественного питания применяют преимущественно деревянные. В отдельных случаях возможно использование пластмассовых дверей (входные двери, двери санузлов, бытовых помещений и пр.).
В зданиях применяются распашные двери с притвором в четверть (вращающиеся и откатные не применяются). Наружные двери должны быть не менее 1,2 м. Максимальная ширина входных дверей – 2,4 м (загрузочная). Двери в производственные и складские помещения площадью более 10 м² должны иметь ширину 1,2 м, а менее 10 м² – 0,9 м.
При использовании грузовых тележек с поддонами ширину дверей назначают 1,8 м. Двери административно–бытовых помещений имеют ширину 0,8 м. Высота входных дверей, дверей для приема грузов и в производственные помещения – 2,3 м, в остальные помещения – 2,0 м.
После выбора принципиальной конструктивной схемы здания и основных конструкций (частей) здания приступают к определению количества конструктивно–модульных ячеек, соответствующего величине полезной площади предприятия.
Здание с полным каркасом:
Большепролетные несущие конструкции
GardenWeb
Конструктивные типы здании
Несущие конструкции здания — фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве между собой, образуют несущий остов здания.
По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают конструктивные типы зданий.
Бескаркасный (с несущими стенами) в виде системы ячеек, образованных стенами и перекрытиями. Здесь наружные и внутренние стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип получил широкое распространение при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий.
Каркасный тип представляет собой пространственную систему, состоящую из колонн и междуэтажного перекрытия. Несущей основой здания служат колонны, ригели и перекрытия, а роль ограждающих элементов выполняют наружные стены Такой конструктивный тип используется для возведения высотных зданий и там, где необходимы помещения значительных размеров, свободные от внутренних опор.
Неполный каркас. Здесь наряду с внутренним рядом колонн нагрузку от междуэтажных перекрытий воспринимают наружные стены. Такой конструктивный тип в современном строительстве имеет ограниченное применение.
Здание любого типа находится под воздействием различных нагрузок и поэтому должно обладать:
– прочностью, т. е. способностью здания и его отдельных элементов не разрушаться от действия приложенных нагрузок;
– устойчивостью, т. е. способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
– пространственной жесткостью, т. е. способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.
Пространственная жесткость бескаркасных зданий обеспечивается:
– внутренними поперечными стенами, в том числе стенами лестничных клеток, связанными с наружными продольными стенами;
– междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте здания на отдельные ярусы.
Этот тип здания отличается достаточной пространственной жесткостью и устойчивостью.
Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:
– совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически неизменяемую систему;
– установкой между колоннами стенок жесткости и стальных вертикальных связей;
– сопряжением стен лестничных клеток, лифтовых шахт с конструкциями каркаса;
– укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) настилов-распорок;
– надежным соединением стыков.