Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений

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

типа 1; отметка верха подколонника — 0,150 мм. Стык колонн расположен на высоте 1800 мм от верха консоли.

Прочность и устойчивость этажерок в продоль­ ном направлении обеспечивается в зависимости от габаритных схем, нагрузки и длины блока по одной из схем: связевой — постановкой верти­ кальных металлических связей в одном шаге каж­ дого ряда колонн; консольной — жесткой задел­ кой колонн в фундаменте и шарнирной связью колонн с перекрытиями; смешанной — частичной постановкой вертикальных металлических связей (связи не устанавливают в верхнем этаже). В эта­ жерках, где по противопожарным требованиям открытые металлические конструкции не могут быть допущены, металлические связи защищают от огня штукатуркой толщиной не менее 2,5 см по сетке.

Ширина плиты перекрытия 1,5 м. Плиты пере­ крытия типа 2 укладывают поверх ригелей прямо­ угольного сечения, типа 1 — на полки ригелей, в связи с чем плиты типа 2 запроектированы одно­ го типоразмера (длиной 5,95 м), типа 1 — двух (длиной 5,55 и 5,05 м).

Межколонные плиты, укладываемые по про­ дольным рядам колонн и используемые в качестве распорок, передающих продольные горизонталь­ ные усилия, привариваются к закладным деталям ригелей в четырех точках и соединяют между со­ бой стальными накладками. Остальные плиты пе­ рекрытий приваривают к закладным деталям ри­ гелей типа 1 — в трех точках, типа 2 — в двух. Наружные продольные ребра межколонных плит устанавливают и приваривают на опорные кон­ соли.

Швы между плитами тщательно замоноличивают бетоном класса В15 (марки 200) на мелком гравии или щебне.

В перекрытиях этажерок применяют плиты с ненапрягаемой рабочей арматурой продольных ребер под временную длительную нормативную нагрузку от 5 до 15 кН (500 до 1500 кгс/м2) и с предварительно напрягаемой стержневой армату­ рой под временную длительную нормативную нагрузку 5...25 кН/м2 (500...2500 кгс/м2). Для пропуска технологических трубопроводов сквозь перекрытия в серии ИИ24-5 разработаны плиты перекрытий с отверстиями.

Для перекрытий могут также применяться и плиты многоэтажных зданий по сериям 1.442.1-1 и 1.442.1-2.

Для опирания провисающего оборудования на перекрытия этажерок в серии ИИ29-3/70 выполне­ ны железобетонные конструкции монтажных па­ нелей. Они состоят из главных балок, опира­ ющихся на ригели перекрытий, на которые в лю­ бом’месте можно укладывать конструкции из мо­ нолитного железобетона или стали.

Под тяжелые горизонтальные аппараты в се­ рии ИИ29-3/70 предусмотрены железобетонные балки таврового сечения, которые укладывают на ригели либо в верхних перекрытиях на ого­ ловки колонн.

Для удобства обслуживания оборудования воз­ можно устройство консольных площадок с выле­ том 1,5 м и 2,25 м от оси крайнего ряда колонн.

Конструкции этажерок замаркированы буква­ ми и цифрами. Первая часть марки обозначает буквами тип конструкции — колонны (К), риге­

ли — (Б), плиты (П) и т. д. и цифрами — порядко­ вый номер типоразмера в пределах каждого типа конструкций; цифры второй части марки — несу­ щую способность элементов железобетонных кон­ струкций в пределах каждого типоразмера; циф­ ры третьей части марки — разновидности эле­ мента, вызванные различием в закладных элемен­ тах, отверстиях и т. д.; индекс И — изделие вы­ полнено по чертежам серии ИИ20 или ИИЭ20, скорректированным соответственно в 1970 и 1973 г.г. Например: ИК5-1, ИК5-1-2, ИБ8-9-1, ИБ8-9 и т. д.

Для конструкций, применяемых в условиях слабо и среднеагрессивной среды, рекомендуется дополнительно к установленной марке добавлять следующие буквенные индексы: К — при изготов­ лении конструкций с нормальной плотностью бетона; КП — при изготовлении конструкций с повышенной плотностью бетона; КО — при изго­ товлении конструкций с особо плотным бето­ ном.

В проектах этажерок указывают марки стали арматуры и закладных деталей железобетонных, а также стальных конструкций. Марки стали наз­ начают в зависимости от характера нагрузок (ста­ тические или динамические), от температурных условий эксплуатации этажерок в соответствии с действующими нормативными документами.

Типовые сборные железобетонные конструкции этажерок разработаны для применения в услови­ ях неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной га­ зовой сред. При эксплуатации этажерок в услови­ ях слабоили среднеагрессивной газовой среды в проекте этажерки в соответствии с условиями эксплуатации и СНиП 2.03.11-85 приводят;

требования по плотности бетона с указанием марки по водонепроницаемости; класс (марки) цемента, состав заполнителей; виды защиты бе­ тонных поверхностей и поверхностей стальных закладных деталей; защиту закладных деталей и сварных швов после сварки закладных деталей при монтаже.

В маркировочных схемах поперечных рам эта­ жерок и плит перекрытий дана раздельная марки­ ровка железобетонных изделий в зависимости от условий применения этажерок: при обычной среде указаны марки конструкций с шириной раскры­ тия трещин не более 0,3 мм; для слабо- и средне­ агрессивных сред указаны марки конструкций с шириной раскрытия трещин не более 0,2 мм.

Нагрузки. Конструкции этажерок рассчитаны на постоянные, временные длительные и кратко­ временные нагрузки. Постоянные от собственного веса конструкций перекрытий и пола: норматив­ ная — 6 кН/м2 (600 кгс/м2), расчетная — 6,6 кН/м2 (660 кгс/м2).

Временная длительная равномерно распреде­ ленная нагрузка от веса оборудования с заполне­ нием, хранимых материалов: нормативная — 10, 15, 20, 25 кН/м2 (1; 1,5; 2; 2,5 тс/м2) и расчетная — 12, 18, 24, 30 кН/м2 (1,2; 1,8; 2,4; 3 тс/м2).

При наличии снеговой нагрузки влияние ее должно учитываться за счет снижения постоянной или временной длительной. Временная длитель­ ная расчетная нагрузка на консольную площадку допускается не более 5 кН/м2 (500 кгс/м2). Крат­ ковременная нагрузка — ветровая, принята для II и IV географических районов СССР по СНиП 2.01.07-85.

Горизонтальные силы от ветровой нагрузки действующей на этажерки, определяли условно, как для сооружений закрытых стенами с условной отметкой верха, на 6 м превышающей отметку верхнего перекрытия этажерки. Аэродинамиче­ ский коэффициент с = 1,4. Фактические значения ветровой нагрузки определяют в каждом конкрет­ ном случае в соответствии со СНиП 2.01.07-85.

Расчет конструкций этажерок. Усилия в эле­ ментах поперечных рам каркаса определены в ре­ зультате расчета рам на различные сочетания вер­ тикальных и горизонтальных нагрузок. В рамах узлы сопряжения колонн и ригелей приняты жест­ кими, участки колонн и ригелей в месте опирания ригелей на консоли колонн — бесконечно жестки­ ми; жесткая заделка колонн — в уровне верха стакана фундамента на отметке— 0,150 м. Колон­ ны и ригели поперечных рам рассчитаны на уси­ лия, полученные в результате статического рас­ чета.

Колонны (рядовые, связевые и торцевые) рас­ считаны на усилия от вертикальных и ветровых нагрузок, действующих в плоскости поперечной рамы, а также на усилия из плоскости рам. Ря­ довые и торцевые колонны рассчитаны также на усилия из плоскости рам, вызванные смещением связевого блока от горизонтальных нагрузок, а связевые колонны — на усилия от ветровых нагрузок из плоскости рам.

При связевой схеме изгибающие моменты в ко­ лоннах определены как для неразрезной балки со смещаемыми опорами. При этом смещение каж­ дой опоры принято равным перемещению соот­ ветствующего яруса связевого блока. При сме­ шанной схеме моменты в колоннах верхнего этажа определяли как для консоли, в нижележащих этажах — в соответствии со связевой схемой, при этом учитывались моменты, передающиеся от ко­ лонн верхнего этажа.

При отсутствии вертикальных связей ветровая нагрузка, действующая в продольном направле­ нии, передавалась на колонны. Моменты в колон­ нах определяли по консольной схеме от действия соответствующей сосредоточенной силы, прило­ женной в уровне низа плит перекрытия.

В стыках колонн площадь стыковых накладок принята на 25 % больше площади арматуры ко­ лонны.

Расчетная длина колонн этажерок в плоскости поперечных рам:

При установке связей во всех этажах расчетная длина колонн из плоскости поперечных рам для всех этажерок принималась для этажа:

Значения пролетных моментов в ригелях этаже­ рок определялись как в балке, загруженной рав­ номерно распределенной нагрузкой с опорными моментами, определенными из расчета рамы при невыгодном сочетании вертикальных и гори­ зонтальных нагрузок.

Плиты перекрытий запроектированы разрез­ ными на нагрузки от собственного веса и времен­

нести нормативную равномерно распределенную нагрузку 25 кН/м2 (2,5 тс/м2) либо от напольного транспорта при толщине конструкции пола не менее 100 мм (автопогрузчик 4004 грузоподъем­ ностью 0,75 т).

Ригели и плиты рассчитаны по прочности, де­ формациям и раскрытию вертикальных и наклон­ ных трещин.

Связи рассматривали как элементы консольной фермы, в которой пояса — связевые колонны, ре­ шетка — вертикальные стальные связи, при этом неразрезность связевых колонн не учитывалась. Связи запроектированы сжато-растянутыми, рас­ четные длины сжатых элементов принимались равными в плоскости связи — геометрической длине элементов (расстоянию между центрами уз­ лов), из плоскости связи: для раскоса — геомет­ рической длине элемента /0 = /, для распорки

/0 = 1,6/.

При этом распорка рассчитывалась как сжато­ изогнутый элемент на действие сжимающей силы и условной поперечной силы Q = 200А H (Q = = 20А кгс), приложенной посредине распорки, где А — площадь сечения раскоса, см2.

Втиповых сериях помещены таблицы нагрузок на фундаменты этажерок.

При расчете каркаса этажерок на нагрузки, не соответствующие принятым в типовых сериях нагрузкам, рекомендуется пользоваться эпюрами моментов от собственного веса конструкции и от действия единичных узловых и горизонтальных нагрузок, помещенных в сериях ИИ20-5, ИИ20-6

ив приложении 2 к серии ИИЭ20-1/73.

Встроительной части конкретного проекта эта­ жерки с применением конструкций по сериям

ИИс)20 и ИИ20 выполняют чертежи архитектур­ ные, монтажных схем несущих конструкций, раз­ рабатывают нетиповые конструкции (фундамен­ тов, подземного хозяйства и т. д.), приводят тре­ бования, зависящие от местных условий (монтаж, применение конструкций в условиях низких тем­ ператур или в агрессивной среде и др.).

Составляют монтажные схемы и определяют марки элементов несущих конструкций по марки­ ровочным схемам элементов, помещенным в типо­ вом альбоме, в зависимости от принятых нагру­ зок. В случае несоответствия схемы этажерки ти­ повой марки элементов назначают в соответствии со статическим расчетом, используя готовые типо­ вые железобетонные элементы, несущая способ­ ность которых может быть определена по графи­ кам, приведенным в сериях ИИ20-5, ИИЭ20-6.

Маркировочные схемы рам каркаса составлены из условия установки вертикальных связей во всех этажах (при связевой схеме). В некоторых типах этажерок при определенных условиях до­ пускается полностью или частично не устанавли­ вать вертикальные связи. Минимальные длины блоков, при которых допускается не устанавли-

вать связи, приведены в табл. 11.6. Если длина этажерки или ее блока окажется меньше длины, приведенной в табл. 11.6, для соответствующего типа этажерки вертикальные связи устанавлива­ ют во всех этажах.

Если полная расчетная нагрузка в одном из примыкающих к ригелю пролетах более чем

в2 раза превышает полную расчетную нагрузку

вдругом примыкающем пролете, ригели прове­ ряют на совместное действие крутящего и изги­

бающего моментов, а также крутящего момента

ипоперечной силы.

Конструкции этажерок не рассчитаны на дина­

мические воздействия от оборудования. При не­ обходимости размещения на этажерках оборудо­ вания с динамическими нагрузками конструкции этажерок проектируют в соответствии с указа­ ниями ЦНИИСК.

Конструкции этажерок разработаны для возве­ дения на непросадочных грунтах.

12.1. Общие сведения

Бункерами называют саморазгружающиеся ем­ кости для хранения и перегрузки сыпучих мате­ риалов, состоящие из воронки в виде усеченной пирамиды или усеченного конуса и верхней приз­ матической или цилиндрической емкости (рис. 12.1). Воронки необходимы для саморазгружения сыпучих материалов, а призматические

или цилиндрические части емкостей — для хране­ ния их. При отношении высоты вертикальных стенок (считая от верха воронок) призматической части емкости к наименьшему размеру в плане, меньшем или равном 1,5, емкости принято отно­ сить к бункерам, а при большем 1,5— к силосам, кроме того, к бункерам относят емкости, у кото­ рых плоскости обрушения (сползания) сыпучих материалов пересекают их горизонтальные по-