Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений.

ограждающих конструкций встроенных помеще­ ний; временные длительные нагрузки — вес обо­ рудования с учетом изоляции, заполнения аппа­ ратов, трубопроводов с изоляцией, и заполнени­ ем, нагрузки от температурных деформаций тру­ бопроводов (горизонтальные), вес вспомогатель­ ного оборудования, динамические нагрузки от механизмов, вес отложенной производственной пыли, нагрузки от одного мостового или подвес­ ного крана, умноженные на коэффициент 0,5 — для групп режимов работы кранов 4К...6К; 0,6 — для 7К; вес снегового покрова, определен­ ный по СНиП 2.01.07-85 и принимаемый с коэф­

кратковременные нагрузки: временная распре­ деленная; от снега; от кранов, кран-балок и моно­ рельсов; ветровая; монтажные; нагрузка при ис­ пытании оборудования; температурные воздейст­ вия; особые: аварийные, возникающие при нару­ шении технологического режима; сейсмические, не рассматриваемые в настоящем справочнике.

При определении нагрузок учитывают два зна­ чения расчетной постоянной нагрузки в зависи­ мости от коэффициентов надежности по нагруз­ ке — максимального и минимального.

Значения коэффициентов надежности по на­ грузке, меньше единицы, принимают в тех случа­ ях, когда уменьшение нагрузок от веса строитель­ ных конструкций может вызвать ухудшение рабо­ ты конструкции, например, при расчете анкеров, фундаментов, оснований фундаментов, при расче­ те на опрокидывание и т. д.

При назначении нагрузок от оборудования, осо­ бенно в установках опытных либо с неустановившимся технологическим процессом, предусматри­ вают резерв несущей способности этажерок, ко­ торый дает возможность произвести реконструк­ цию без существенных усилений. Необходимость в резервной нагрузке и размер ее должны быть обоснованы технико-экономическим расчетом. Оп­ ределение нагрузок от трубопроводов и способы их уменьшения см. в гл. 10.

Под машины с динамическими нагрузками ре­ комендуют самостоятельные фундаменты либо площадки с виброизолированными основаниями, уменьшающими либо совсем снимающими дина­ мические воздействия на конструкции этажерок.

Определение динамических нагрузок от механиз­ мов и расчет конструкций на динамические воз­ действия производят в соответствии с указаниями гл. 6. Нагрузки от оборудования, веса людей и материалов при ремонте оборудования назна­ чаются в строительном задании на основании технологических решений, в которых приводятся:

место расположения и габариты опор оборудо­ вания на каждом перекрытии, места складирова­ ния материалов, возможные их перемещения в процессе эксплуатации или перепланировки;

для машин с динамическими нагрузками — нор­ мативные значения инерционных сил и коэффи­ циенты надежности по нагрузке для инерционных сил, а также другие необходимые характери­ стики.

При замене фактических нагрузок на перекры­ тия эквивалентными равномерно распределенны­ ми последние назначают дифференцированно для различных конструктивных элементов (плит, вто­ ростепенных балок, ригелей, колонн и фундамен­ тов). Нормативные эквивалентные равномерно

Варианты загружения перекрытий нагрузками назначают в соответствии с условиями возведения и эксплуатации этажерок. При расчете конструк­ ций и оснований рассматривают следующие ва­ рианты загружения перекрытий: сплошное; час­ тичное, вызывающее неблагоприятные комбина­ ции усилий; отсутствие временной нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке приведе­ ны в табл. 1.9, 11.3.

Нагрузки от снега и пыли принимают для кон­ кретных районов строительства по действующим нормам (см. гл. 10) и дополнительным требовани­ ям: на верхнем ярусе она учитывается полностью, на промежуточных — в размере 50 %.

Ветровую нагрузку на этажерки принимают в соответствии с указаниями главы СНиП 2.01.0785 с учетом воздействия ветра на оборудование. Ее определяют как сумму средней и пуЛьсационной составляющих. Ветровую нагрузку на эта­ жерки с расположенным на них технологическим оборудованием находят для двух направлений ветра: перпендикулярно к продольной оси эта­ жерки или в направлении ее. Косое направление ветра не рассматривается.

Нагрузки монтажные, при испытании оборудо­ вания, временную распределенную, от оборудова­ ния и аварийную задают технологи.

Нагрузки от оборудования принимают в зави­ симости от условий его размещения при эксплуа­ тации с учетом мероприятий, исключающих не­ обходимость усиления несущих конструкций при перемещении оборудования во время монтажа.

Температурные воздействия на стальные конст­ рукции этажерок учитывают при расстояниях между температурными швами, превышающих допускаемые СНиП 11-23-81* (см. п. 11.2); для железобетонных конструкций длина между тем­ пературными швами определяется расчетом.

Кроме того, при расчете конструкций и соеди­ нений расчетные нагрузки в соответствии со СНиП 2.01.07-85 умножают на коэффициенты на­ дежности по назначению уп, устанавливаемые в зависимости от класса ответственности зданий и

сооружений. Учитывают также коэффициенты условий работы ус и коэффициент условий работы соединения ybt принимаемые по СНиП 11-23-81 и СНиП 2.03.01-84.

Каркасы этажерок. Они образуют многоэтаж­ ные одноили многопролетные рамные системы, усилия в которых определяются различными методами строительной механики с использова­ нием ЭВМ.

Для приближенных расчетов пространственный каркас этажерки, решенный по шарнирно-связе- вой схеме, можно расчленить на ряд плоских вер­

гибкую пластину, защемленную на опорах, с уче­ том разгружающего действия распорных сил, т. е. с несмещаемыми опорами. Распорные силы долж­ ны восприниматься настилом крайних пролетов, для чего его укрепляют ребрами жесткости через 1 м. Предельный относительный прогиб настила 1/150.

Несущая способность просечно-вытяжного на­ стила дана в табл. 11.4.

Балочные клетки. Второстепенные балки меж­ дуэтажных перекрытий располагают так, чтобы полностью использовать несущую способность

тикальных консольных ферм с шарнирными узла­ ми, так как защемление балок в колонны при оп­ ределении усилий в элементах ферм можно не учитывать. Вертикальные связевые фермы карка­ сов этажерок представляют собой статически не­ определимые системы, решение которых без ис­ пользования ЭВМ трудоемко.

При однопролетной связевой ферме задача зна­ чительно упрощается, так как при раскосной схе­ ме связей ферма становится статически определи­ мой и усилия в решетке проще всего найти выре­ занием узлов. Однопролетную ферму с крестовой решеткой, работающей на растяжение и сжатие, условно разделяют на две с раскосной решеткой. Каждую из них рассчитывают на нагрузку, равную половине заданной, но при условии, что в одной раскосы сжаты, в другой растянуты. Если элементы крестовой решетки подбирают только на растяжение (по гибкости не смогут восприни­ мать сжимающие усилия), то крестовая решетка превращается в раскосную с растянутыми эле­ ментами.

Связевые фермы с перепадами высот следует рассчитывать на горизонтальные нагрузки по участкам. Сперва вышеупомянутым приближен­ ным способом рассчитывают верхний участок фер­ мы до перепада. Затем нижерасположенный учас­ ток фермы рассчитывают на нагрузки, приложен­ ные в пределах участка, а также на горизонталь­ ные и вертикальные силы от верхнего участка, приложенные в соответствующих узлах, и т. д.

Элементы этажерок. Рассмотрены вопросы рас­ чета элементов металлических этажерок, так как железобетонные можно рассчитывать как типовые (см. п. 11.4).

Настил. Сплошной настил перекрытий рас­ считывают по одной из следующих расчетных схем: как балочную плиту; как пластину, сво­ бодно опертую или защемленную по контуру; как

настила. Балки, входящие в систему вертикаль­ ных связей при полураскосной схеме, служат главными. Балки, непосредственно воспринима­ ющие нагрузки от оборудования, рассчитываютс учетом неравномерной передачи нагрузки от ягт-

п я р я т п в " ( н я п р и м р р п р и п т т и р я н п и я т т п я р я т я н а

четыре точки нагрузку определяют исходя из__ (тирания на лве тонкий—

При перекрытии в виде монолитной железобе­ тонной плиты по металлическим балкам целесооб­ разно включать плиту в работу балок, для чего к их верхним поясам приваривают упоры в виде коротышей из уголков, воспринимающие сдви­ гающие силы между плитой и балками. При рас­ чете балок помимо проверки напряжений опреде­ ляют относительный прогиб, который должен быть менее допускаемого по СНиП 11-23-81.

Прогиб балок при приваренном сплошном на­ стиле определяют с учетом настила шириной 30^ (где t — толщина настила).

Балки-распорки необходимо проверить на устойчивость как сжато-изогнутый стержень. Рас­ четная длина балки, входящей в систему полурас­ косных связей и не развязанной в горизонтальной плоскости,

где 1г — расстояние между колоннами; S2 и — соответственно меньшее и большее сжимающее усилие на участках балки-распорки.

Предельные гибкости и максимальные прогибы элементов конструкции принимают в соответствии с действующими нормами.

Колонны и связи. Подбор сечений колонн производят по ярусам с учетом изгибающих мо­ ментов в обеих плоскостях. Свободную длину ко­ лонн при проверке на устойчивость принимают

равной расстоянию между узлами вертикальной связевой фермы.

Сечения сжато-растянутых раскосов связей при крестовой системе определяют с учетом дополни­ тельного усилия Л«S, возникающего в результате деформаций колонн от вертикальных нагрузок:

где аг и о2 — напряжения в левой и правой ко­ лоннах от нормальных сил; а — угол между рас­ косом и колонной; Лраск — площадь раскоса.

Дополнительные усилия в растянутых раскосах крестовых связей от сжатия колонн не учитывают.

Фундаменты и основания. Расчет оснований и фундаментов следует производить в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83.

Расчет оснований этажерок, как и всех зданий

исооружений, производят по второму предель­ ному состоянию (по деформациям), если основа­ ние сложено нескальными грунтами, и по первому (по несущей способности), если на основание пе­ редаются регулярно действующие горизонталь­ ные нагрузки, основание ограничено откосами либо сложено скальными грунтами. Основание по деформациям рассчитывают на основное соче­ тание нормативных нагрузок по несущей способ­ ности— на основные, а при наличии особых нагру­ зок и воздействий — на основное и особое. При этом нагрузки на перекрытия и снеговые, которые согласно СНиП 2.01.07-85 относят к длительным

икратковременным, при расчете оснований по не­ сущей способности считают кратковременными, при расчете по деформациям — длительными.

Расчет оснований и фундаментов низких этаже­ рок ничем не отличается от расчетов оснований и

фундаментов обычных зданий.

В качестве фундаментов высоких этажерок при­ меняют фундаменты в виде сплошных плит.

Расчет оснований фундаментов по деформациям сводится к определению осадок и кренов фунда­ ментов, которые должны быть менее предельных значений для фундаментов многоэтажных зданий в виде сплошных плит. В расчетах оснований учи­ тывают нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемых вблизи фундаментов.

Требования расчета оснований по деформациям считаются выполненными и расчет осадок фунда­ ментов этажерок высотой до шести этажей вклю­ чительно и с сеткой колонн не более 6 х 9 м может йе производиться, если среднее давление на основание не превышает расчетное сопротивление грунтов основания R и выполняется одно из усло­ вий п, 2.56 СНиП 2.02.01-83. Ç

При определении размеров фундамента этажер­ ки в виде сплошной плиты рекомендуется рас­ сматривать основание как упругую среду с линей­ ной зависимостью давления от прогиба по всей

где Fv — суммарная нормативная нагрузка, включающая вес фундамента; M X VLМ у — моменты от всех нагрузок на уровне подошвы фундамента относительно ее центра тяжести соответственно вдоль и поперек фундамента; ветровые нагрузки

учитываются только в одном из направлений: Л, Wx и W y — площадь и моменты сопротивления подошвы фундамента.

При этом краевое давление при действии изги­ бающего момента вдоль каждой оси фундамента не должно превышать 1,2R и в угловой точке — 1,5R. Отрыв фундамента от грунта не рекомен­ дуется.

Расчетные нагрузки на конструкции железо­ бетонного фундамента в виде сплошной плиты определяют с учетом работы фундамента как плиты или балки на упругом основании, так как значения усилий (изгибающих моментов и пере­ резывающих сил) в консольных и крайних участ­ ках фундаментной плиты будут выше 20...30 %, а в средних участках ниже (что в запас прочности можно не учитывать), чем при простейшей схеме.

Колонны металлических этажерок опираются на подколонники железобетонных фундаментов. Площадь подколонников принимают в 2...3,5 раза больше площади опорной плиты, чтобы повысить допускаемое давление на бетон.

Краевые напряжения в бетоне под опорной пли­

где М и Fvl — соответственно расчетные изгиба­

ющий момент и нормальная сила одной и той же комбинации нагрузок в уровне верха фундамента; b и I — ширина и длина опорной плиты колонны.

Напряжения о2 не должны превосходить рас­ четного сопротивления бетона смятию Rb 1ос,

определяемого по СНиП 2.03.01-84.

Для уменьшения размеров баз при больших усилиях на фундаменты допускается применять дополнительное местное армирование верхних частей фундаментов, расчет которых с учетом ар­ мирования сварными сетками производят как для железобетонных элементов в соответствии со СНиП 2.03.01-84.

Все растягивающие усилия должны восприни­

подколонника в комбинации, вызывающей макси­ мальные усилия в анкерах; a и у — соответствен­ но расстояния от геометрической оси сечения ко­ лонны и от оси анкерных болтов до центра тя­ жести сжатой зоны эпюры напряжений под опор­ ной плитой базы колонны.

Если горизонтальные усилия, передающиеся через базы колонн на фундамент от вертикальных связей, превышают силу трения опорной плиты о бетон, базы колонн необходимо крепить к фун­ даментам на усилие

где Qmax и Fvmin — действующие на опорный

лист максимальная горизонтальная поперечная сила и минимальная нормальная сила.

Горизонтальная поперечная сила может быть передана на фундаменты через анкерные болты либо специальные вертикальные закладные эле­ менты квадратного сечения или из прокатных швеллеров.

11.4. Типовые конструкции железобетонных этажерок

Конструктивные решения. Типовые конструк­ ции железобетонных этажерок с сеткой колонн 6 х 6 и 9 х 6 м разработаны под нормативные временные длительные нагрузки на перекрытия 10, 15, 20, 25 и свыше 25 кН/м2 (1000, 1500, 2000, 2500 и свыше 2500 кгс/м2) для ветровой нагрузки по I..„IV районам СССР с максимальным исполь­ зованием конструкций многоэтажных производст­ венных зданий. Они предназначены для размеще­ ния технологического оборудования на открытых площадках, а также в зданиях павильонного типа.

Перекрытия этажерок запроектированы в двух вариантах: с опиранием плит перекрытий на пол­ ки ригелей (тип 1) и поверху ригелей прямоуголь­ ного сечения (тип 2).

В сериях ИИЭ20-1/73, ИИЭ20-4/73 и ИИЭ20- 5/73, разработанных ЦНИИпромзданий при учас­ тии НИИЖБ, приведено 55 типов схем железобе­ тонных этажерок.

Рабочие чертежи типовых конструкций этаже­ рок выполнены для одно-, двух -и трехпролетных (кроме пролета 9 м) сооружений с пролетами 6 и 9 м. в 1, 2 и 3 этажа, высота (от пола одного этажа до пола другого) первого 7,2; 6 и 4,8 м; остальных 6 и 4,8 м с одинаковой высотой этажей и с повы­ шенной первого этажа (рис. 11.4, табл. 11.5). Толщина пола во всех случаях принята 100 мм.

Привязка всех продольных рядов и поперечных осей колонн — осевая, за исключением осей ко­ лонн торцевых и расположенных у температурно­ го шва, которые смещены на 500 мм от температур­ ного шва либо от торцевой разбивочной оси внутрь температурного блока.

Пространственный каркас этажерок состоит из плоских поперечных рам, связанных плитами перекрытий, опирающихся на ригели, и верти­ кальными продольными связями по всем рядам колонн. Поперечные рамы каркаса образуются из сборных железобетонных колонн и ригелей, жестко соединенных между собой. Выпуски арма­ туры ригелей и колонн в междуэтажных перекры­ тиях сопрягаются ванной сваркой, закладные детали ригеля и консоли колонны — обычной с последующим замоноличиванием стыка.

Для опирания межколонных плит, укладывае­ мых по крайним продольным рядам колонн, на

внешнюю консоль колонны устанавливают спе­ циальный железобетонный элемент — опорную консоль OKI (серия ИИЭ22-1/73). Железобетон­ ную консоль OKI крепят сваркой выпусков арма­ туры из опорной консоли и колонны, закладных деталей консоли и консоли колонны с последу­ ющим замоноличиванием узла.

Рис. 11.4. Габаритные схемы типовых сборных железобетонных этажерок по типам (серия ИИЭ20):

а — 2...4; 102...104; б — 6...9; 106...109; в — 11...14; 111...114; г — 16...18; 116...118; д — 20...23; 120...

...123; е — 25...28; 125...128; ж — 30...32; 151...153; и — 34...37; 154...157; к — 39...42; 158...161.

Колонны каждого типа этажерки принимают одного типоразмера для крайних и средних рядов (с консолями для опирания ригелей перекрытия). Колонны жестко защемлены в фундаментах, за­ глубление их в стаканы фундаментов 1000 мм для этажерок с перекрытиями типа 2 и 600 мм для

Нагрузка,

\ KH/M2

Номер серии