Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Рассмотрены методики проектирования и строительства зданий и сооружений различного назначения. Представлены лабораторные работы в соответствии с программой дисциплины. Предназначено для бакалавров и магистров очной формы обучения направлений подготовки 15.03.02, 15.04.02 «Технологические машины и оборудование» и 35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревопе-рерабатываюших производств», а также для научных работников, аспирантов и специалистов лесной промышленности. Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов».
Современные технологии малоэтажных строений : учебно-методическое пособие / Р.Г. Сафин, Д. Ф. Зиатдинова, Р. Р. Зиатдинов [и др.]. - Казань : КНИТУ, 2019. - 112 с. - ISBN 978-5-7882-2666-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1900102 (дата обращения: 15.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

МАЛОЭТАЖНЫХ СТРОЕНИЙ

Учебно-методическое пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2019

УДК 728(075)
ББК 38.711я7

С56

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

директор ООО «НТЦ ГринТекст» канд. техн. наук Д. Б. Просвирников
директор ООО «Научно-технический центр по разработке технологии 

и оборудования» А. И. Заляев

С56

Авторы: Р. Г. Сафин, Д. Ф. Зиатдинова, Р. Р. Зиатдинов,
Г. Р. Арсланова, А. Р. Хабибуллина 
Современные технологии малоэтажных строений : учебно-методи-
ческое пособие / Р. Г. Сафин [и др.]; Минобрнауки России, Казан. 
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 112 с.

ISBN 978-5-7882-2666-8

Рассмотрены методики проектирования и строительства зданий и со-

оружений различного назначения. Представлены лабораторные работы в соот-
ветствии с программой дисциплины.

Предназначено для бакалавров и магистров очной формы обучения 

направлений подготовки 15.03.02, 15.04.02 «Технологические машины и обо-
рудование» и 35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревопе-
рерабатывающих производств», а также для научных работников, аспирантов 
и специалистов лесной промышленности.

Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов».

ISBN 978-5-7882-2666-8
© Сафин Р. Г., Зиатдинова Д. Ф., 

Зиатдинов Р. Р., Арсланова Г. Р., 
Хабибуллина А. Р., 2019

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 728(075)
ББК 38.711я7

ВВЕДЕНИЕ

Экономические, политические и социальные преобразования России 

оказали большое влияние на объемы, практику и методику проектиро-
вания и строительства зданий и сооружений различного назначения.

Проектирование – это сложный творческий процесс, предусмат-

ривающий разработку комплексной технической документации, кото-
рая входит в состав любого проекта. В строительстве диапазоны про-
ектных работ чрезвычайно широки – от разработки проектов для строи-
тельства небольших зданий или их конструктивных элементов, различ-
ного оборудования, коммуникаций до проектов теплоцентралей, промышленных 
предприятий, аэродромов, портов, железных и автомобильных 
дорог, гидроэлектростанций, крупнейших городов и др.

Строительство как жилых, так и промышленных объектов ведут по 

типовым проектам с широким использованием сборных элементов конструкций. 
На основе научных разработок были утверждены для обязательного 
применения строительные нормы и правила (СНиП) – свод 
основных нормативных требований и положений, регламентирующих 
проектирование, производство строительных материалов и конструкций, 
а также строительство во всех отраслях. Кроме СНиПов по отдельным 
вопросам проектирования и строительства, действуют также 
различные инструкции и нормы.

В проектировании и строительстве современных промышленных 

предприятий активно участвуют архитекторы, инженеры-технологи, 
инженеры-строители, механики, электрики, санитарные техники, 
транспортники, светотехники, акустики, врачи, социологи, экономисты, 
художники и другие специалисты. Поэтому подготовка технологов деревообработки 
включает изучение дисциплины «Основы строительного 
дела», цель которой – подготовка специалистов широкого профиля, 
имеющих необходимые знания в области строительных материалов и 
способных творчески решать задачи проектирования деревообрабатывающих 
предприятий. Изучение дисциплины поможет студентам в выполнении 
курсовых и дипломных проектов.

1. КАРКАСЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ 

И ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

1.1. Каркас промышленных зданий

Для большинства промышленных зданий характерна каркасная конструктивная 
схема с поперечными или продольными рамами. При такой 
схеме жесткость и устойчивость конструкции обеспечивается рамами, 
которые образованы жестко заделанными в фундаменте колоннами 
и горизонтальными несущими элементами – ригелями. Устойчивость 
здания в продольном направлении обеспечивается совместной 
работой колонн, плит покрытия, фундаментных и подкрановых балок, 
подстропильных конструкций. 

Конструктивная схема с продольными рамами состоит из колонн и 

продольных элементов – подстропильных конструкций, подкрановых 
балок, связей, обеспечивающих продольную устойчивость здания. 
В поперечном направлении устойчивость обеспечивает совместная работа 
колонн и элементов покрытия.

Элементы каркаса подвергаются комплексу силовых и несиловых

воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и временных 
нагрузок. К постоянным нагрузкам относят массу всех частей 
здания, массу и давление грунта (насыпей и засыпок), горное давление. 
Временные нагрузки могут быть длительными и кратковременными. 
К длительным нагрузкам относят нагрузки от подвесных и мостовых 
кранов, массы стационарного оборудования, складируемых материалов, 
снега. Кратковременными считаются нагрузки от оборудования, 
работающего в нестационарном режиме, массы людей, ремонтных материалов 
в зонах обслуживания и ремонта, подвижного транспортного 
оборудования, ветра, гололеда и др.

Несиловые воздействия также разнообразны. К ним относят воздействие 
температуры, влаги воздуха и грунтовой влаги, осадков, солнечного 
излучения, агрессивных химических веществ, шума и др.

При проектировании зданий следует учитывать влияние всех этих 

факторов как по отдельности, так и в наиболее неблагоприятных соче-
таниях. Типовым решением одноэтажных зданий является применение 
поперечных рам с шарнирным соединением ригелей и колонн. Это поз-
воляет осуществлять независимую типизацию ригелей и колонн, так 

как в этом случае нагрузка, приложенная к одному из элементов, не 
вызывает изгибающего момента в другом. 

Кроме того, достигается высокая степень универсальности элемен-

тов каркаса, появляется возможность их использования для различных 
решений и типов несущих элементов покрытия. Шарнирное соедине-
ние колонн и ригелей конструктивно значительно проще жесткого, так 
как облегчается изготовление и монтаж конструкций.

Наиболее часто производственные здания строят с использованием 

габаритных схем, приведенных в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Наиболее используемые габаритные схемы одноэтажных 

промышленных зданий

Тип 

здания

Высота 

здания от уровня 

пола до низа 

несущих 

конструкций 

покрытия

Шаг 
ко-

лонн,

м

Пролеты для зданий, м

с опорными 
мостовыми 

кранами

с подвесными 
кранами и без 

кранов

12 18 24 30 36 9 12 18 24 30 36

Одно-

и 

много-
пролет-

ные

2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 
3,6; 4,2
3 и 6 –
–
– –
–
+ + + –
–
–

4,8; 5,4; 6,0; 
6,6; 7,2

6
–
–
– –
–
+ + + +
+
+

12
–
–
– –
–
– – + +
+
+

8,4; 9,0; 9,6
6
+
+
+ –
–
– + + +
+
+

10,2; 10,8
12
–
+
+ +
+
– – + +
+
+

Много-
пролет-

ные

11,4; 12,0; 12,6; 
13,2; 13,8; 14,4
6 и 12 –
–
+ +
+
– – + +
+
+

15,0; 15,6; 16,2; 
16,8; 17,4; 18,0
6 и 12 –
–
+ +
+
– – – +
+
+

1.1.1 Выбор материалов для каркасов

Каркасы одноэтажных промышленных зданий монтируют преи-

мущественно из сборного железобетона и стали, значительно реже – из 
монолитного железобетона, кирпича, алюминия, древесины и пласт-

масс. При выборе материала для элементов каркаса необходимо учиты-
вать следующие условия: размеры пролетов и шага колонн, высоту 
здания, величину и характер действующих на каркас нагрузок, пара-
метры воздушной среды производства, наличие тех или иных агрессив-
ных факторов, требования огнестойкости, долговечности и технико-
экономические предпосылки. Кратко рассмотрим положительные и от-
рицательные стороны конструкций из различных материалов.

Железобетонные конструкции. Характеризуются долговечностью, 

несгораемостью, незначительными деформациями, позволяют эконо-
мить сталь и требуют небольших затрат на уход в процессе эксплуата-
ции. Недостатками железобетонных конструкций являются большая их 
масса, значительная трудоемкость стыковки соединений при сборном 
железобетоне, зависимость возведения каркаса из монолитного железо-
бетона от сезона, сложность работ по усилению конструкций, высокая 
стоимость перестройки и разборки. Путем предварительного напряже-
ния высокопрочных бетонов и арматуры в последние годы удалось 
увеличить несущую способность, понизить собственную массу и рас-
ширить область применения железобетонных конструкций.

Стальные конструкции. Характеризуются относительно малой 

массой при большой несущей способности, высокой индустриально-
стью и малой трудоемкостью монтажа. Сталь отличается большим по-
стоянством свойств, почти одинаковыми значениями расчетных сопро-
тивлений на растяжение и сжатие, однородностью и надежностью. По-
этому несущая способность стальных конструкций наиболее опреде-
ленна. К недостаткам стальных конструкций относятся подверженность 
коррозии и снижение несущей способности под воздействием высокой 
температуры. Вследствие большой потребности в стали во всех обла-
стях народного хозяйства применение ее в строительстве ограничено.

Алюминиевые конструкции. Имеют малую массу и высокую несущую 
способность, стойки к коррозии; при работе в условиях агрессивной 
среды их не требуется покрывать защитной покраской; по сравнению 
со стальными они менее хрупки при низких температурах, обладают 
хорошими эстетическими качествами и не образуют искр при 
ударе по ним твердыми предметами. Отрицательные свойства алюминиевых 
конструкций: пониженная жаропрочность, высокий коэффициент 
линейного расширения и трудоемкость осуществления соединений.

Деревянные конструкции. Малопригодны для зданий с крановым 

оборудованием (за исключением несущих конструкций покрытия), так 
как они возгораемы, имеют ограниченную долговечность и значитель-

ную деформативность под действием нагрузок и в результате усушки 
или разбухания древесины. Однако малая собственная масса древесины, 
стойкость ее против воздействия многих кислот и газов, ничтожный 
коэффициент температурного расширения позволяют считать деревянные 
конструкции для некоторых зданий весьма эффективными.

Каменные конструкции. Для несущих элементов применяют редко,
 главным образом в мелкопролетных зданиях без мостовых кранов. 
К преимуществам каменных конструкций относят долговечность, огнестойкость 
и распространенность исходных материалов; к недостаткам –
неиндустриальность в строительстве, тяжелые условия возведения в 
зимнее время.

Пластмассовые несущие конструкции. Пока мало распространены, 
их применяют главным образом в ограждениях зданий. Преимуществами 
конструкций из пластмасс являются легкость, высокая инду-
стриальность и коррозионная стойкость, к недостаткам – деформатив-
ность и невысокая огнестойкость.

При преимущественном применении в промышленном строительстве 
железобетона и стали возможны три варианта выполнения несущего 
каркаса: полностью железобетонный, полностью стальной, смешанный (
колонны железобетонные, фермы или балки стальные или деревянные). 
Вариант каркаса выбирают с учетом параметров пролетов, 
вида и грузоподъемности внутрицехового транспорта, степени агрессивности 
среды производства, противопожарных требований, технико-
экономических показателей и других факторов. Здания с неполным 
каркасом в промышленности строят редко.

1.1.2. Железобетонный каркас одноэтажных зданий

Устройство железобетонного каркаса по сравнению со стальным 

позволяет экономить до 50–60 стали, вследствие чего в отечественном 
строительстве преимущественно распространены каркасы из сборного 
железобетона. Сборный железобетонный каркас одноэтажных зданий 
образуют поперечные рамы, раскрепленные связями. Рамы состоят из
колонн, жестко соединенных с фундаментами, и стропильных конструкций, 
шарнирно опирающихся на колонны. Кроме того, железобетонный 
каркас одноэтажного здания включает фундаментные, подкрановые 
и обвязочные балки, подстропильные конструкции и связи 
(рис. 1.1). 

Рис. 1.1. Железобетонный каркас одноэтажного здания:
1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – подстропильная ферма; 
4 – стропильная ферма; 5 – светоаэрационный фонарь; 
6 – плита покрытия; 7 – утеплитель по пароизоляции; 

8 – выравнивающий слой; 9 – кровельный ковер; 10 – воронка 
внутреннего водостока; 11 – стеновая панель; 12 – ленточное 

остекление; 13 – крановый рельс; 14 – подкрановая балка; 15 – связи; 

16 – фундаментная балка; 17 – отмостка

1.2. Фундаменты

По экономическим соображениям фундаменты небольших и сред-

них размеров, а также облегченные фундаменты целесообразно выпол-
нять сборными. Такие фундаменты перевозят и монтируют обычными 
кранами.

Под колонны каркаса предусматривают отдельные фундаменты с 

подколенниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные 
балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные под 
здания встраивают редко – на слабых или просадочных грунтах и при 
больших ударных воздействиях на грунт технологического оборудова-
ния (рис. 1.2а).

В зависимости от величины нагрузки на колонны, ее сечения и глу-

бины заложения подошвы фундаментов предусмотрено несколько ти-
поразмеров. Высота фундаментных блоков 1,5 и от 1,8 до 4,2 м с града-
цией через 0,6 м; размеры подошвы в плане от 1,5×1,5 до 6,6×7,2 м с 
модулем 0,3 м; размеры подколенника в плане от 0,9×0,9 до 1,2×7,2 м с 
модулем 0,3 м. Глубина стакана принята 0,8; 0,9; 0,95 и 1,25 м, а высота 
ступеней – 0,3 и 0,45 м.

Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколенни-

ка со стаканом) или быть составными из подколенника и опорной фун-
даментной плиты (рис. 1.2б). Подколенник устанавливают на плиту по 
слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изги-
бающего момента соединение подколенника с плитой усиливают свар-
кой закладных элементов, места сварки заделывают бетоном. Площадь 
подошвы составных фундаментов может быть доведена до 27 м2.

Фундаменты с подколенниками пенькового типа предназначены под 

железобетонные колонны большого сечения или под стальные колонны 
(рис. 1.2е). Пенек, являющийся элементом колонны, устанавливают в 
период работ нулевого цикла. Пенек с фундаментом и колонну с пень-
ком соединяют сваркой выпусков арматуры и бетоном. В случаях зале-
гания у поверхности земли слабых грунтов и близкого расположения 
уровня грунтовых вод под колонны промышленных зданий целесооб-
разнее применять свайные фундаменты. Широко распространены желе-
зобетонные сваи, имеющие квадратное или круглое (полое) сечение. 
Головные 
части 
свай 
связывают 
монолитным
или 
сборным

Рис. 1.2. Фундаменты под колонны промышленных зданий:

а – монолитный; б – сборный составной; в – свайный: 1 – ростверк; 

2 – свая; г – сборный ребристый; д – сборный пустотелый; 

е – с подлокотником пенькового типа

железобетонным ростверком, который служит одновременно подко-
ленником (рис. 1.2в). При возведении свайных фундаментов вместо
обычных значительно уменьшается объем земляных работ, снижается 
расход материалов, допускается меньшая глубина заложения фунда-
ментов под оборудование (она зачастую обусловлена наличием насып-
ного грунта от обратной засыпки котлованов фундаментов).

Размеры стакана в плане делают больше, чем сечение колонн: по-

верху – на 150 мм и понизу – на 100 мм. Днище стакана располагают на 
50 мм ниже отметки пяты колонны. Проектное положение низа колон-
ны фиксируют слоем бетона, укладываемого на дно стакана. Зазоры 
между стенками стакана и поверхностью колонны заполняют бетоном 
на мелком гравии.

В целях сокращения числа типоразмеров колонн верх фундаментов, 

независимо от глубины заложения подошвы, следует располагать на 

б

д

Доступ онлайн
500 ₽
В корзину