Что такое пролет в строительстве?
Объемно-пространственный элемент здания. Шаг, пролёт, высота этажа
Многоэтажные промышленные здания.
Многоэтажные здания широко применяются для размещения легкой промышленности, легкого машиностроения и приборостроения. Их применяют в основном для возведения предприятий с относительно легким технологическим оборудованием( до 2,5 тс/м2). Им обычно придают простую прямоугольную форму плана, что согласуется с технологическими требованиями и позволяет унифицировать и типизировать конструкции. При компоновке здания целесообразно увеличивать его ширину и ограничивать высоту этажей технологически необходимым минимумом, не ограничивая протяженности здания. Зонирование производственных площадей осуществлять по высоте и ширине корпуса на основе требований функциональной и конструктивной целесообразности, противопожарной и противовзрывной безопасности. На первом этаже размещают наиболее тяжелое оборудование, склады готовой продукции, а также административно- хозяйственные подразделения- медпункты, пищеблоки. На верхних этажах- технологические участки, мостовые краны, пожароопасные производства. Различают 3 основных вида объемно- планировочной структуры многоэтажных зданий: регулярную, регулярно- чередующуюся и нерегулярную. Здания регулярной структуры проектируют каркасными с сеткой каркаса 6*6,6*9м, с высотой этажа 4,2-7,2м. Ширина зданий различная- от 6 до 48 и 60м, кратная 6м. Иногда по ширине здания предусматривают дополнительные пролеты в 3м для коридоров и других горизонтальных коммуникаций. Здания регулярно- чередующейся структуры с чередованием по высоте производственных и технических этажей проектируются с функциональным использованием пространства, занимаемого несущими конструкциями. Производственные крупнопролетные этажи перекрывают балками со сквозными стенками или безраскосными фермами высотой 3, 3,6м. Продольный шаг колонн в таких зданиях 6м, пролеты 12 и 18м. Перекрытия межферменных этажей проектируется легкими под временную нагрузку до 400 кгс/м2. Здания нерегулярной структуры применяют преимущественно для предприятий цветной металлургии, горнорудной, химической промышленности. Нерегулярность объемно- планировочной структуры определяется необходимостью встраивания крупногабаритных технологических емкостей ( бункеров, элеваторов, резервуаров). Многоэтажные здания классифицируют на здания малой гибкости с сеткой 6*6м, средней гибкости с сетками 6*9, 6*12, 12*12м ,большой гибкости – здания с межферменными этажами.
Объемно-пространственный элемент здания. Шаг, пролёт, высота этажа
Конструктивное решение здания определяется в зависимости от его объемно-планировочного решения, а унификация объемно-планировочных решений основывается на унификации их основных параметров: пролета, шага и высоты этажа. Пролет – это расстояние между продольными несущими конструкциями (продольными несущими стенами или продольными рядами стоек каркаса). Шаг – это расстояние между поперечными несущими конструкциями (поперечными несущими стенами или поперечными рядами стоек каркаса). Высота этажа – это расстояние от пола до пола смежных этажей или от пола верхнего этажа до верха чердачного перекрытия или верха совмещенного покрытия. Часть объема здания с размерами, соответствующими пролету, шагу и высоте этажа, называется объемно-пространственным элементом здания.
2. Объемно-планировочные решения промышленных зданий
При разработке объемно-планировочного решения здания необходимо обеспечить наиболее удобное и экономное выполнение функционального процесса в здании, для которого оно проектируется. В ходе проектирования следует предусмотреть в будущем здании все необходимые помещения, их требуемые форму, размеры и порядок размещения с учетом будущего функционального процесса, который будет в них выполняться. Расположение помещений заданных размеров и формы в одном здании или комплексе зданий, подчиненное функциональным, техническим, архитектурно—художественным и экономическим требованиям, называется объемно планировочным решением здания или комплекса зданий.
Помещения в здании в зависимости от их роли в выполнении основного функционального процесса делятся на:
— основные помещения, предназначенные для выполнения основных функций здания (например, классные комнаты в школах, жилые комнаты в жилых домах, кабинеты врачей в поликлиниках и т.д.);
-подсобные (вспомогательные) помещения, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, способствующих выполнению основного функционального процесса (санитарно-технические узлы, кухни, административные помещения и др.);
—коммуникационные помещения, обеспечивающие связи между помещениями. Коммуникации бывают горизонтальными (коридоры, галереи, проходы, фойе, кулуары) и вертикальными (лестницы, лифты, эскалаторы, пандусы).
Размещение помещений в здании следует устанавливать с учетом последовательности функциональных процессов, протекающих в помещениях здания.
В зависимости от расположения помещений в плане на этажах различают коридорную, секционную, анфиладную, зальную и смешанную схемы планировки зданий.
На всех этажах многоэтажных зданий вертикальные несущие конструкции (стены, колонны), лестничные клетки, шахты лифтов, санитарные узлы, кухни должны располагаться по вертикали соответственно друг над другом, т.е. они должны занимать одно и то же положение на плане каждого этажа.
1 этапы проектирования
Процесс проектирования обычно состоит из следующих основных этапов:
а) разработка технического задания и технического предложения;
б) эскизное проектирование;
в) техническое проектирование
.
Техническое задание (ТЗ) на проектирование — первый технический
документ для проектирования технического объекта с подготовкой соответствующей документации.
является обязательным и готовится всегда независимо от дальнейшей стадии работы над проектом.
ТЗ включают: перечень и значения прогнозируемых параметров с отражением уровня стандартизации и унификации;
параметров, характеризующих научно-технический уровень (патентную чистоту) и качество изделия (ТО) с учетом полного
удовлетворения целевого назначения; стоимость разработки.
Техническое задание в общем случае состоит из следующих основных разделов:
· наименование и область применения;
· основание для разработки;
· цель, назначение и источник разработки;
· стадии и этапы разработки;
· порядок контроля и приемки;
Техническое предложение (ТП) должно содержать указания и обоснования по принципиальному устройству объекта,
целесообразности использования в его конструкции тех или иных технических решений, а также сравнительную оценку
вариантов этих решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей. В техническом предложении должны
быть приведены сведения по технико-экономической оценке принятых решений, их надежности, необходимости полной или
частичной экспериментальной проверки и т.д., а также объем и стадийность разработки проекта.
При разработке ТП рассматривается ряд вариантов структурных схем конструкции. В результате анализа
выполняется отбор допустимых конструктивных решений.
Эскизный проект. По выбранным на этапе разработки ТП основным параметрам разрабатывается эскизный проект (ЭП). На этой стадии
начинается процесс конструирования объекта. Эскизный проект дает
общее представление об устройстве, принципе работы, назначении, основных показателях, параметрах и габаритах ТО.
Технический проект.После согласования и утверждения эскизного проекта выполняется завершающая процедура проектирования — технический проект.
В отличие от предыдущей на стадии технического проекта все конструктивные решения должны разрабатываться полностью. При этом техническая
документация должна давать не общее, а полное и окончательное представление об устройстве объекта, включая все необходимые данные для
разработки рабочей документации и гарантийной прочности основных элементов конструкции при указанных в проекте размерах и сечениях деталей.
В рабочем проекте осуществляется детализация документации путем разработки чертежей на каждый элемент технического объекта.
2. Блочная схема зданий из объемных элементов в большей степени отвечает задачам индустриализации строительства, так как при этом на строительную площадку завозят объемные элементы с установленным оборудованием и отделкой, а число монтажных элементов сокращается до минимума.
Блочные схемы зданий со сплошной расстановкой объемных элементов состоят из блок-комнат, блоков на всю ширину здания и блок-квартир, устанавливаемых с разрывами от 2 до 15 см. Объемные элементы в этих схемах несущие.
Объемные элементы блок-комнаты с габаритными размерами не более 5,3 м по длине и 3,5 м по ширине, высотой от 2,62 до 2,85 м по лучили широкое распространение ввиду простоты их изготовления и транспортировки и не большого веса блок-комнаты (6—12 т). В таких блок-комнатах размещаются жилые комнаты, кухни, санитарно-техннческне узлы,
лестничные клетки и т. д. (рис. VII.2. а).
Объемные элементы на ширину здания делится по длине на два помещения: комната- комната, комната —кухня (с санузлом), лестница—кухня (с санузлом) и т.д. (рис. VII.2.6). Дома из объемных элементов на всю ширину здания исключают необходимость иметь средние опоры: они опираются на четы ре точки в плоскости наружных стен, которые выполняют функции колонн каркаса.
Объемные элементы блок-квартиры включают в одном монтажном элементе комплекс помещений квартиры: комнаты, кухню, сан-узел. Блок-квартиры устанавливают в здании в два ряда по ширине (рис. VII.2.в).
Торцовые объемные элементы дома конструктивно решаются так же, как и рядовые, только с наружной стороны одной из боковых стен ставят утеплитель и дополнительную скорлупу для его защиты. Смежные объемные элементы в опорных узлах поверху соединяют сваркой монтажных связей к закладным деталям. Под связями предусмотрены про кладки различной толщины, с помощью которых выравнивают отметки опор под один горизонт в процессе монтажа. Эти детали служат опорными столиками для установки объемных элементов следующего этажа.
Основные объемно-планировочными параметры промышленных зданий
Для каждой отрасли производства применяют свои унифицированные параметры промышленных зданий. Современное строительство ориентируется на применение типовых унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений.
Унифицированные параметры промышленных зданий
- пролет — расстояние между продольными осями. Пролет может быть: 6, 9, 12, 18 (через 6 метров) до 48 м;
- шаг — расстояние между поперечными осями. Может быть: 6, 12 м;
- высота — расстояние от уровня пола одного этажа до уровня пола другого. В одноэтажных — от уровня пола (0.000) до уровня низа несущих конструкций покрытия. Высота: 3.6-6 через 0.6 м; 5-10.8 через 1.2 м, 10.8-18 через 1.8 м;
- сетка колонн — совокупность расстояний между продольными и поперечными разбивочными осями.
Габаритные схемы зданий маркируют шифром:
Б 30-84
Б — бескаркасное;
30 — пролет в метрах;
84 — высота в дм.
К &— крановое;
24 — пролет в метрах;
144 — высота в дм.
Для каждой отрасли производства применяют свои унифицированные параметры промышленных зданий.
Современное промышленное строительство ориентируется на применение типовых унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, что позволяет планировать промышленные объекты по модульной схеме.
Специалистами разработаны обязательные к применению параметры изготовления конструкций и их сборки для промышленных объектов разных отраслей промышленности. Это позволяет во многом унифицировать процесс изготовления и монтажа строительных конструкций.
1. Промышленные здания машиностроительного и металлургического профиля с пролетами 18 и более метров проектируются с таким расчетом, чтобы длина поперечных пролетов бала кратна 6 метрам (например, 24 или 30 метров).
2. В промышленном строительстве применяется такое понятие, как шаг колонны. Шагом колонны называется расстояние между разбивочными осями в продольном направлении. Этот параметр также принимают кратным 6 метрам.
3. Унифицируется высота промышленных зданий. Переменная величина для промышленных объектов высотой 3,6 – 4,8 метров должна составлять 600 миллиметров, для объектов высотой 4,8 – 10,8 метров — 1200 миллиметров, выше 10,8 – 1800 миллиметров.
Оси поперечных осадочных швов проектируются совпадающими с поперечными разбивочными осями, геометрическая ось торцовых колонн должна смещаться от них на 500 миллиметров. Ось кранового рельса должна проходить на расстоянии 750 мм от разбивочной оси. Если соседние пролеты обладают одинаковой высотой, то геометрическая ось сечения колонн среднего ряда должна совпадать с разбивочной осью.
Также регламентируется расстояние от продольной оси здания до наружной грани крайних колонн. Для промышленных объектов, в которых предполагается наличие кранов грузоподъемностью выше 30 тонн или с шагом между железобетонными колоннами 12 метров такое расстояние должно составлять 250 или 500 миллиметров.
Еще один немаловажный параметр при проектировании промышленных зданий — перепад высот двух параллельных пролетов. При отсутствии в здании кранов он выполняется на одной колонне, для зданий с кранами грузоподъемностью до 30 тонн принимается одна разбивочная ось, более 30 тонн — соответственно две оси, между которыми проектируется вставка, равная величине привязки (250 или 500 мм). При ширине промышленного объекта более 60 метров в случае перепада высот параллельных пролетов температурный шов здания должен совмещаться с местом примыкания этих пролетов. В этом случае примыкание параллельных пролетов осуществляется на парных колоннах, а между разбивочными осями вводится вставка. При соблюдении этих правил становится возможным монтаж покрытия без монтажа дополнительных конструкций.
В связи с использованием разнообразных технологий в различных отраслях промышленности при проектировании промышленных зданий их несущие конструкции необходимо располагать строго единообразно по отношению к разбивочным осям. Это позволяет спроектировать унифицированные и взаимозаменяемые строительные конструкции, которые можно будет использовать при строительстве различных промышленных объектов. Сегодня в промышленном строительстве широко применяются унифицированные секции и пролеты, например, для строительства одноэтажных промышленных объектов с железобетонным каркасом. В результате непрерывного научно технического прогресса постоянно совершенствуются как технологии, так и промышленное оборудование, в результате чего очень часто требуется модернизация производства. Этот процесс практически всегда сопровождается совершенствованием схемы расположения оборудования и транспортных путей, заменой устаревшего оборудования, установкой дополнительных агрегатов.
Все эти процессы наиболее легко осуществляются в зданиях, спроектированных с так называемой «ячейковой структурой», которая предполагает сплошную застройку и квадратную сетку колонн. Применяется для одноэтажных промышленных объектов. Большим преимуществом таких «гибких» зданий является то, что изменения в технологическом процессе не требуют изменения конструкции здания, то есть за счет «гибкости» здания повышается технологическая маневренность промышленных предприятий. Это обусловлено возможностью более эффективного использования существующих площадей и более низкой стоимостью строительства. Наиболее актуально использование «гибких цехов» в машиностроительной отрасли.
Дата публикации статьи: 12 июля 2018 в 19:07
Последнее обновление: 17 марта 2019 в 21:32
мтомд.инфо
Понятия и нормы строительного проектирования. Пролет здания.
Разбивочные оси – это взаимно перпендикулярные прямые линии, наносимые на план здания и образующие прямоугольную координатную сетку, называемую разбивочной сеткой.
Разбивочная сетка здания
Разбив оси для удобства ориентировки при проектировании зданий, строительства, размещения оборудования. К осям производится привязка конструкций здания, пристроек, фундаментов.
Центры средних колонн здания совпадают с точками пересечения разбивочных осей. Оси крайних колонн могут быть смещены от разбивочных осей. Величины этого смещения зависят от размеров привязки.
Продольные разбивочные оси совпадают с направлением пролетов здания (рядами) и обычно обозначаются прописными буквами, а перпендикулярные к ним поперечные оси – цифрами.
Расстояния между поперечно разбивочными осями унифицированы и в соответствии с единой модульной системой (ЕМС) приняты для одноэтажных промышленных зданий равными 6 м и для многоэтажных 3 м.
Пролет здания
Пролет – часть здания, ограниченная двумя смежными рядами колонн.
Шаг колонн – расстояние между осями двух смежных колонн одного ряда. Шаг колонн по средним и крайним рядам у производственных зданий 6 или 12 м. С целью удобства планировки рекомендуется шаг колонн для средних рядов принимать равными 12 м. При необходимости большего шага его назначают кратным 6 м.
Сетка колонн – это произведение ширины пролета на шаг колонн средних рядов в метрах. Например, 24×12 м; 18×12 м; 18×6 м.
Ширина пролета L – расстояние между двумя смежными продольными разбивочными осями, проходящими через колонны, образующие пролет. Возможная ширина пролета:
- для зданий, не оборудованных мостовыми кранами – 12, 18 и 24 м;
- для зданий, оборудованных мостовыми кранами – 18, 24 или 30 м.
При необходимости более широких пролетов их следует принимать кратными 6 м. Ширина пролетов многоэтажных зданий 6 и 9 м.
Согласно стандарту ширины пролета здания находится в установленной закономерности от пролета мостового крана Zк. Yк – расстояние между вертикальными осями подкрановых рельсов. Расчетную ширину пролета здания определяют по формуле :
где lз – расстояние от оси колонны до вертикальной оси подкранового рельса. Это расстояние установлено ГОСТом 6711 – 81 в зависимости от грузоподъемности кранов.
Наиболее часто встречающаяся ширина пролета цехов 12, 18, 24, 30 и 36 м.
Схема поперечного разреза цеха
Высота пролета – расстояние от поверхности нижнего пола до низа несущих конструкций. Высота пролета зависит от следующих факторов:
- размеры изготовляемых изделий;
- габариты оборудования;
- размеры и конструкция мостовых кранов;
- санитарно-гигиенические требования.
Общая высота здания Н от уровня пола до нижней части несущей конструкции покрытия складывается от расстояния Н1 от уровня пола до заготовки подкранового рельса и расстояния h от головки рельса до нижней части перекрытия (зависит от конструкции крана):
Величина Н1 складывается из ряда слагаемых :
где b – высота наиболее высокой машины в пролете (если оборудование низкое, то этот размер принимают >= 2,3 м, то есть выше человеческого роста);
с – зазор между транспортируемым изделием, поднятым в крайнее верхнее положение, и верхним габаритом наиболее высокой машины (обычно >= 0,4 – 0,5 м);
d – высота наибольшего изделия в положении транспортирования ;
e – расстояние от верхней кромки наибольшего транспортируемого изделия до центра крюка крана, необходимое для захвата изделия (обычно >=1м),
f – расстояние от предельного верхнего положения крюка до уровня головки рельса.
Величина h складывается из габаритной высоты крана (А) установленной в зависимости от грузоподъемности, и расстояния m между верхней точкой крана и нижней точкой конструкции (m >= 100мм).
Минимальная высота здания цеха 3 м. Высота пролетов одноэтажного производственного здания принимается различной в зависимости от наличия в них мостовых кранов или отсутствия (бескрановый пролет).
Справочник автора/Архитектура/Большепролётные сооружения
Для начала немного определений. Пролетом называется расстояние между двумя точками опоры конструкции. То есть если двенадцатиметровая балка опирается на какие-нибудь опоры по краям — то это однопролетная балка пролетом 12 метров. Если цельная двенадцатиметровая балка опирается на три опоры — две по краям, одна в середине — то то двухпролетная неразрезная балка с пролетами 6 метров. Расстояние, перпендикулярное пролету в здании, то есть расстояние между двумя параллельно уложенными балками, называется шагом. Шаг, в отличие от пролета, редко бывает более 12 метров.
В современном капитальном строительстве экономически выгодно ставить опоры примерно каждые 20 метров, и так проектируют, например, склады.
Но посреди спорткомплекса или зрительного зала колонну не поставишь — вот и получаются большепролётные сооружения. Современные СНиПы к большепролётным относят гражданские сооружения с пролётом в 18 и более метров, производственные 30 и более, а также со свесом 9 и более метров. Для средневековых цифра 5 и более метров — когда уже не годятся дубовые балки.
Содержание
- 1 Советы по конструированию уровней
- 2 История
- 3 Элементы большепролётных сооружений
- 4 Свод в средневековой архитектуре
- 5 Воздухоопорные сооружения
- 6 Сводчатый ангар
- 7 Лёгкие стальные тонкостенные конструкции
- 8 Ссылки
Советы по конструированию уровней [ править ]
Большепролётное сооружение будет символом вашего уровня — если не экстерьер из-за высотной застройки вокруг, то интерьер уж точно. Потому конструкторы уровней их любят. Вспомните хотя бы кинотеатр на первом уровне Duke Nukem 3D, музей в финале Mafia: The City of Lost Heaven: они во многом запомнились внутренностями таких сооружений.
Если детализации игры хватает, чтобы нарисовать несущую структуру, нарисуйте её. Это будет классно.
Существует много типовых проектов таких сооружений — так что смотрите, как устроен простой цех или склад, и переносите на ваш уровень. Например, есть рекомендации по минимальной высоте ферм в зависимости от длины пролёта — не стоит без нужды её занижать.
В подавляющем большинстве случаев потолок большепролётного помещения будет одновременно и крышей, без верхних этажей и чердаков. Такой потолок-крышу строители называют покрытием, в противовес кровле и перекрытию.
История [ править ]
Первое известное нам большепролётное сооружение — римский Пантеон («храм всех богов»). Построили его около 120 года, на удивление быстро (за несколько лет), из нового тогда материала — бетона. «Покорить пространство» было символом успеха для архитектора, подобные здания строили десятилетиями по штучным проектам, и они становились архитектурной доминантой тогдашних малоэтажных городов. По столь сложной и дорогой технологии делали только общественные и культовые здания.
Индустриализация привела к новому значению слова «цех» — из гильдии ремесленников он превратился в производственное сооружение. Лёгкость переустройства и присмотра за рабочими потребовала делать цех однообъёмным, и тогда появилась куча важных архитектурных решений: балки, фермы, шедовая (пилообразная) крыша. Символом экономической мощи конца XIX века стали выставочные залы, строившиеся из новых тогда материалов — стекла и стали.
С развитием авиации потребовались некапитальные большепролётные сооружения — ангары. И этих ангаров придумали кучу разных конструкций, пока не пришли к стандартному сводчатому. Архитектор Ричард Фуллер изобрёл купол из прямых стальных балок.
Развитие спорта упрятало под крышу сначала катки и бассейны, а потом и другие спортивные сооружения.
Элементы большепролётных сооружений [ править ]
Несущие конструкции делятся на плоскостные, перекрёстные (несколько плоскостных, пересекающихся друг с другом) и пространственные.
Плоскостные: балки, фермы, рамы, арки. Арка, растянутая вдоль, образует свод. Часто подобные покрытия делают из сборных бетонных настилов.
Фундамент у большепролётных сооружений непропорционально мал по сравнению с многоэтажным домом, и приходится учитывать осадку грунта и делать рамы и арки шарнирными — впрочем, для конструктора уровней это не важно.
Большие пролёты делают пространственными конструкциями, и самая простая из них — складчатое покрытие. Часто используют перекрёстно-стержневые конструкции.
В спортивных сооружениях любят подвесные системы, с такими элементами, как оболочка, оттяжка и стабилизирующий трос.
Ну и никуда не делся купол — он бывает монолитным бетонным, сборным бетонным и стальным.
Большепролётные сооружения обычно плохо освещены, это может исправить крышевое окно — фонарь. Наиболее распространённый вид фонарей — с обычными негерметичными вертикальными окнами.
Свод в средневековой архитектуре [ править ]
Архитектурные стили затронем вскользь, будем в основном о строительных нюансах. Очень много про своды в Википедии.
Чтобы сделать пролёт здания подлиннее, использовали деревянные балки, в идеале — дубовые. Это ограничивало пролёт примерно 5 метрами. Если нужно длиннее, плоское перекрытие уже не годится, и в позднюю античность придумали свод.
Свод, с одной стороны, действует на сжатие — в отличие от обычного перекрытия, которое действует на изгиб. С другой — перекрытие передаёт силы вертикально вниз, в то время как свод даёт усилия распора. И развитие архитектурных стилей средневековья во многом связано с тем, как с этими сводами работать.
(С бронзового века существует ложный свод, когда камни кладутся на опоры со сдвигом — он не даёт распора, но его нельзя сделать большепролётным.)
Романский стиль. Стена или ряд колонн поменьше поддерживает вес свода. Рядом стена побольше — она работает на распор. Свод сплошной, толще у опор и тоньше наверху, и щелыга (верхняя линия) свода состоит из замкóвых камней клиновидной формы. Тяжеловесность романского стиля — она из-за тяжёлых распорных стен.
В готическом стиле придумали нервюры — прочные арки, в то время как само покрытие (запалубка) лёгкое, в один камень толщиной. И вместо того, чтобы как-то скрывать нервюры, готика говорит: а я вот такая, у меня лёгкий свод на прочных нервюрах. Второе изобретение готики — сложная система стенок, простенков и контрфорсов, которые отводят распор в землю, оставляя собор лёгким на вид.
И, думаю, вы понимаете: зáмок — оборонительное сооружение, и большепролётными стоит делать только церемониальные залы.
Русская храмовая архитектура шла примерно в ногу с западной, только традиционно полагалась хотя бы на небольшой купол и на близкие к квадратным соборы — а не выраженно крестообразные.
Воздухоопорные сооружения [ править ]
Наименее капитальные из большепролётных сооружений, изобретены около 1970.
Оболочка обычно делается из двух слоев армированной синтетической ткани с воздушной прослойкой между ними 20-100 см (для сохранения тепла) и крепится к фундаменту. В простейшем виде фундамент — просто лежащие на земле бетонные блоки. Внутри помещения постоянно работает вентилятор, поддерживающий избыточное давление внутри купола примерно в 1 дюйм водяного столба = 250 паскаль (при атмосферном давлении в 101,3 кПа). Этот перепад давлений в шлюзе равносилен спуску на 22 метра, то есть шесть-семь этажей. Существует вариант с надувными балками, в которых давление повыше, поддерживающими натянутую тканевую оболочку. Не нуждается в шлюзовании, более эстетически гибок чем просто надувной купол, но дороже.
- Наименьшая стоимость и капитальность.
- Может стать дополнительным этажом на крыше более капитального здания.
- Нужны шлюзовая система, насос и освещение.
- Вариант с надувными балками не нуждается в шлюзе, больший воздухопоток позволяет встроить в систему наддува балок центральный кондиционер.
- Крайне некрасивый вид. Решается «балочной» системой, которая выглядит заметно лучше.
Применение: небольшие спорткомплексы, некоторые виды производства. В «глубинке» могут быть небольшие торговые центры. Вариант с надувными балками последнее время стал популярен для быстроразворачиваемых палаточных городков вроде военных лагерей или передвижных госпиталей.
Сводчатый ангар [ править ]
Предок сводчатого ангара, хижина Ниссена, изобретена в Англии в 1МВ. Строится из стальных балок, покрытых гофрированным железом. До размеров ангара хижину довели около 1940.
- Низкая стоимость и капитальность.
- Можно как-то отделать, чтобы получилось не отталкивающе.
- Всё ещё некрасивый вид.
- Окна возможны только на фронтонах. Изредка — небольшие окна на оболочке.
- Плохая теплоизоляция.
Применение: производственные (и изредка торговые) здания.
Лёгкие стальные тонкостенные конструкции [ править ]
Используются как в малоэтажном жилом строительстве, так и в индустриальном. Основа этих конструкций — оцинкованные листы и балки.
Придумана в Канаде в послевоенные годы для быстрого типового строительства «субурбий». Собственно для жилого строительства конструкция оказалась не самой удачной — человек любит натуральное и строит из ЛСТК только от безнадёги, предпочитая более дорогие деревянно-каркасные. Зато склады и мастерские из этого материала получаются хорошие. (И магазины тоже — но они уже не большепролётные.)
Поскольку нас интересуют именно склады и мастерские — то преимущества:
- Достаточная дешевизна.
- Сейсмостойкость.
- Можно красиво отделать.
- Можно наставить окон.
- Материал даже не прикидывается натуральным, что важно для жилых домов. Однажды Варламов выставил на смех церковь, перестроенную из ЛСТК.
- Критическая зависимость от производителя — они склонны экономить и ошибаться. Если будет мало цинка, сооружение не проживёт гарантийный срок, если не так отрежут балку — она не встанет.
Применение: самые разные виды некапитальных нежилых зданий. Ну и небольшие жилые в местах, где мало дерева или бывают землетрясения.
Требования к пролетам крыши
Максимальный свободный пролет составляет не более 12.2 м.
Максимальное расстояние между стропилами или фермами не более 600 мм
Параметры основных элементов каркаса крыши (собранной по стропильной схеме) зависят от ширины пролетов и расчетной снеговой нагрузки. Стропила могут быть свободно стоящие и поддерживающие нагрузку каркасаперекрытияпотолка чердака. Для удобства назовем их свободное и нагруженное стропило. Их необходимые сечения можно определить потаблице. Значения параметров чердачного перекрытия смотрите втаблице. Все доски для стропил и потолочных балок должны иметь сечение не менее 38Х89 мм. При использовании тяжелой глиняной черепицы и мансардных окон необходимо дополнительное усиление каркаса крыши или брать расчет как нагруженных стропил. Стропила для крыш с уклоном меньше чем 28 градусов (отношение полного пролета к подъему в коньке 1:4) рассчитываются как нагруженные.
Все элементы крыши должны иметь надежные соединения между собой. Стропила и балки чердачного перекрытия должны иметь надежную опору на стену или подстропильный брус (мауэрлат). В верхней части стропила попарно соединяются между собой на коньковой доске. Ширина конька должна быть не меньше длины опоры стропила. Сечение коньковой доски не менее 17,5Х140 мм. Лучше использовать доску большей ширины, чем для стропила. Стропила на коньковой доске крепятся друг против друга без смещения. Угол пересечения стропила и конька, а так же стропила и мауэрлата прямой.
Стропила кмауэрлатной доскеили верхней вязке стены крепятся с помощью выпила на нем. Длина опоры должна быть не менее 38 мм. Для коньковых и ендовных стропил опора не менее 50 мм, причем толщина применяемых для них досок не менее 38 мм.
Угол примыкания укороченных стропил (нарыжников) к коньковым и ендовным стропилам, в проекции на плоскость перекрытия, должен быть 45 градусов.
Стропила должны выходить за границу внешней отделки стен, так чтобы крыша могла надежно защитить внешние стены и окна от атмосферных осадков (400 – 500 мм, для деревянных стен не менее 550 мм). Свешивающиеся концы стропил должны выходить на одинаковые расстояния за край стены и соединяются на торцах, между собой, доской (валик). Доски валика крыши могут соединяться только на торцах стропил.
Минимальнаятолщина доскидля валика 17.5 мм. Практически удобней использовать доски такого же сечения, как и для стропил.
При уклоне крыши 1:3 и более крутом, можно уменьшить расчетный пролет крыши, используя подпорки, бугели и дополнительные подпорки для конька. Сечение досок для дополнительных элементов должно быть не менее чем 38Х89 мм.
Косые распорки можно использовать и при уклоне крыши 1:4 и менее
При уклоне крыши 1:4 и менее можно для передачи нагрузки со стропил на балки перекрытия использовать дополнительные стены. При этом между балок перекрытия под этими стенами устанавливаются сплошные распорки. При передаче полной (расчетной) снеговой нагрузки прогиб балок перекрытия не должен превышать 25 мм.
Если балки перекрытия не являются соединением между противоположными стропилами, то необходимо сделать опору конька при угле крыши 1:3 и менее. При большем угле опору можно не делать при наличии надежного узла соединения в нижней части стропил.
В элементах каркаса крыши можно делать выпилы и отверстия для различных систем и их коммуникаций. Размеры и положение выпилов и отверстий должны соответствовать таким же требованиям, как и для каркаса перекрытия.
Для обрешетки каркаса крыши может использоваться фанера, доски, ДСП и другие материалы. Их толщина зависит от расстояний между стропилами, а при использовании листовых материалов, от опоры кромок на деревянный каркас крыши. Использование листовых материалов, при соблюдении основных правил строительства каркасной крыши, не только улучшает внешний вид крыши, но и значительно усиливает всю конструкцию. Как показала практика, хорошим материалом для обрешетки, могут служить древесностружечные плиты (лучше марки П-3). Можно применять на крыше не шлифованные ДСиП или на фенолформальдегидной основе. К тому же ДСиП более огнестойкий материал, чем доски и фанера.
В таблице приведены минимальные значения толщины обшивки, в зависимости от расстояний между стропилами или фермами:
Пространство на чердаке, между утеплителем и обрешеткой крыши должно хорошо вентилироваться. Это делается для того, чтобы сохранить теплонесущие свойства утеплителя, а также уберечь, от воздействия влажного и теплого воздуха эксплуатируемых помещений, элементы каркаса и кровлю.
Площадь вентиляционных отверстий зависит от площади ковра утеплителя на чердачном перекрытии и должна быть не менее 1/300 от площади утеплителя. Еслиугол наклона крышименее чем 1:6 это соотношение должно быть 1/150. Не больше чем 50% площади вентиляционных отверстий должно находиться в районе конька, и не менее 50% в софите. По всей длине софита вентиляционные отверстия распределяются равномерно. Расстояние между утеплителем и обрешеткой крыши должно быть не менее 75 мм. В конструкциях, где сложно выполнить это правило, необходимо предусмотреть специальные экраны, отделяющие утеплитель от обрешетки.
Люк на чердак должен иметь размер не менее чем 500Х700 мм. Он оборудуется в таком месте, чтобы ближайшее расстояние до стропил по вертикали не было меньше 600 мм. В качестве утеплителя на люке можно использовать пенопласт толщиной 100-150 мм
Для устройства кровли на каркасной крыше можно применять различные материалы. Мы остановимся только на использовании широко применяемого в Северной Америке кровельного материала типа « Shingles », что в переводе значит «дранка». Он может быть деревянный, металлический и т.д. Его лучше всего, для индивидуального, не дорогого домостроения, использовать на битумной основе с крупно — зернистой подсыпкой (типа рубероида). Это технологичный, долговечный и эстетичный кровельный материал. Он уже широко продается и уже начинает производиться в нашей стране. Уклон крыши, при котором его можно использовать, 1:6 и более.
Необходимые для сборки стропильного каркаса крыши гвозди даны в таблице. Правильная сборка соединительных узлов не требует создания дополнительных ветровых связей. Далее будет рассмотрена конструкция наиболее важных узлов каркаса крыши собираемой с использованием стропильной схемы:
Стропила и балки перекрытия могут располагаться, между собой, на разных расстояниях. Расстояние должно быть такое, чтобы через 1.2 м и не более происходило их соединение. Узлы соединения могут быть разные. Они должны, кроме всего, обеспечить достаточно места для утеплителя и пространство для движения воздуха (для вентиляции чердачного помещения).
Стропила и фермы могут иметь опору непосредственно на стены последнего этажа или на мауэрлатную доску установленную на балки перекрытия.
Вторая доска на мауэрлате должна обязательно стоять, так же как на верхней обвязке стен, если опора стропил смещена в сторону от балок перекрытия более чем на 50 мм. Первая доска мауэлрата обязательно прибивается, не менее чем двумя гвоздями (82 мм и более) к каждой балке чердачного перекрытия. Обвязочная доска на балки перекрытия устанавливается обязательно, если балки перекрытия и стропила не связаны напрямую.
В том случае, если шаг стропил и балок перекрытия совпадают, надежней будет двойной узел соединения, с использованием одинарной мауэрлатной доски, а если позволяет заданная толщина утеплителя – с опорой на верхнюю вязку стены.
Каждое стропило крепится к коньку с обратной стороны не менее чем тремя гвоздями 82 мм, или со стороны стропила четырьмя гвоздями не менее 57 мм. Бугель между стропил прибивается к каждому стропилу тремя гвоздями не менее 76 мм. Его положение должно быть горизонтально.
Укороченное стропило (нарожник) должно крепиться к ендовному или коньковому стропилу не менее чем двумя гвоздями 82 мм.
Обрешетка крыши из листового материала крепится к стропилам практически так же, как и обшивка каркаса перекрытия. При креплении листов, между ними необходимо оставлять зазор не менее 2 мм. Если требуется опора для кромок листов обшивки, она изготовляется из досок сечением не менее 38Х38 мм и устанавливается по тем же правилам, как и распорки перекрытия.
При сборке каркаса из ферм, их крепление к верхней вязке стен, выполняется так же, как и балок перекрытия.