В книге содержатся сведения об объемно-планировочных и конструктивных решениях одноэтажных производственных зданий с каркасами из сборных железобетонных конструкций, в том числе важнейшие сведения по их унификации и проектированию. Дано описание основных видов несущих и ограждающих типовых конструкций из сборного железобетона, а также отдельных опытных и некоторых. получивших значительное распространение, конструкций повторного применения. Приведены данные об особенностях проектирования, применения и эксплуатации конструкций каждого вида. В значительной своей части книга отражает опыт работы ведущих институтов Главпромстройпроекта Госстроя СССР. Книга предназначена для инженеров-проектировщиков и работников службы эксплуатации производственных зданий. Она может быть использована преподавателями и студентами строительных вузов и техникумов при курсовом и дипломном проектировании.

Предисловие ко второму изданию
Введение

Глава 1. Объемно-планировочные решения
1.1. Типы зданий. Основные требования к решениям зданий
1.2. Сетка колонн, шаг стропильных конструкций
1.3. Унификация объемно-планировочных решений и схем зданий

Глава 2. Конструктивные схемы зданий
2.1. Схемы каркасов зданий
2.2. Конструктивные схемы покрытий
2.3. Жесткость и устойчивость каркаса здания и конструкций покрытия, решение связей

Глава 3. Основные положения по унификации конструкций
3.1. Модульная система. Номинальные и конструктивные размеры элементов
3.2. Привязка разбивочных осей и конструкций
3.3. Унификация нагрузок
3.4. Унификация сопряжений элементов конструкций
3.5. Унификация элементов

Глава 4. Основные положения проектирования сборных железобетонных конструкций
4.1. Нормы проектирования
4.2. Арматурные стали
4.3. Назначение арматурной стали для конструкций, эксплуатируемых при различных расчетных температурах
4.4 Армирование сборных железобетонных конструкций. Унификация арматурных изделий
4.5. Вопросы проектирования предварительно напряженных железобетонных конструкций
4.6. Закладные детали
4.7. Требования к конструкциям зданий с агрессивными средами
4.8. Требования к конструкциям зданий, сооружаемых в сейсмических районах
4.9. Требования к транспортированию н складированию конструкций

Глава 5. Фундаменты и фундаментные балки
5.1. Нулевой цикл работ
5.2. Типы фундаментов и область их применения
5.3. Вопросы проектирования сборных фундаментов
5.4. Фундаментные балки
5.5. Обвязочные балки и перемычки

Глава 6. Колонны
6.1. Типы колонн и область их применения
6.2. Особенности статического расчета колонн
6.3. Основные вопросы конструктивного решения колонн
6.4. Типовые колонны прямоугольного сечения для зданий без кранов н с кранами 
6 5. Типовые двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами 
6 6. Типовые двухветвевые колонны для зданий с проходами уровне подкрановых балок
6 7. Типовые двухветвевые колонны для зданий без кранов и подвесным транспортом 
6.8. Типовые колонны торцовых и продольных фахверков
6.9. Типовые колонны для зданий, возводимых в сейсмических районах
6.10. Типовые колонны для зданий с увеличенными температурными блоками 
6.11. Типовые колонны для зданий с агрессивной средой
6.12. Работы по дальнейшему совершенствованию колонн

Глава 7. Стропильные балки
7 1. Область применения балок 
7 2. Основные положения по назначению габаритных размеров и статическому расчету балок 
7.3. Основные положения расчета балок по прочности, жесткости, образованию и раскрытию трещин 
7.4. Выбор очертания и конструирование балок покрытий
7 5. Балки с ненапрягаемой арматурой 
7.6. Балки с пучковой и стержневой арматурой, натягиваемой на бетон 
7.7. Балки со стержневой и проволочной арматурой, натягиваемой на упоры (по чертежам первый разработок)
7.8. Балки со стержневой арматурой, натягиваемой электротермическим способом (по чертежам первых разработок)
7.9. Типовые балки со стержневой, проволочной и прядевой арматурой для зданий со скатной кровлей 
7.10. Типовые балки со стержневой, проволочной и прядевой арматурой для зданий с плоской кровлей 
7.11. Типовые балки для зданий с сильноагрессивной средой
7.12. Новые разработки стропильных балок 

Глава 8. Стропильные фермы
8.1. Область применения и типы стропильных ферм
8 2. Особенности сбора нагрузок при расчете ферм
8 3. Основные положения статического расчета ферм
8 4. Основные положения по расчету элементов ферм на прочность 
8 5. Вопросы расчета ферм по образованию или раскрытию трещин и по деформациям
8.6. Основные условия назначения габаритных размеров ферм, размеров сечений и их элементов 
8 7. Конструирование ферм и их элементов 
8.8. Особенности конструирования стыков ферм 
8.9. Фермы с пучковой и стержневой арматурой, натягиваемой на бетон
8.10. Фермы с проволочной и стержневой арматурой, натягиваемой на упоры 
8.11. Фермы из линейных элементов
8.12. Фермы со стержневой арматурой, натягиваемой электротермическим способом
8.13. Типовые фермы с параллельными поясами для покрытий зданий с плоской кровлей
8.14. Типовые сегментные фермы для покрытий зданий со скатной кровлей
8.15. Безраскосные предварительно напряженные фермы и арки
8.16. Применение типовых ферм в сейсмических районах

Глава 9. Подстропильные конструкции
9.1. Область применения и типы подстропильных конструкций
9.2. Основные положения по статическому расчету подстропильных конструкций
9.3. Назначение габаритных размеров подстропильных конструкций и их сечений
9.4. Особенности конструирования подстропильных балок и ферм
9.5. Подстропильные конструкции с пучковой арматурой
9.6. Первые подстропильные конструкции с натяжением арматуры на упоры
9.7. Типовые подстропильные балки с арматурой, натягиваемой на упоры
9.8 Типовые подстропильные фермы для зданий со скатной кровлей
9.9. Типовые подстропильные фермы для зданий с плоской кровлей
9.10. Подбор типовых подстропильных конструкций при проектировании зданий
9.11. Экспериментальные разработки подстропильных ферм

Глава 10. Подкрановые балки
10.1. Область применения
10.2. Вопросы проектирования подкрановых балок
10.3. Опыт применения подкрановых балок первых разработок
10.4. Типовые подкрановые балки 280 4
10.5. Варианты подкрановых балок на основе типовых решений
10.6. Крепление подкрановых балок и крановых рельсов

Глава 11. Плиты покрытий
11.1. Типы плит покрытий
11.2. Сведения по расчету и конструированию плит
11.3. Типовые железобетонные плиты длиной 6 м
11.4. Типовые однослойные плиты длиной 6 м из ячеистых бетонов
11.5. Типовые ребристые плиты длиной 6 м с полкой из ячеистых бетонов
11.6. Типовые плиты длиной 6 м из легких бетонов
11.7. Типовые железобетонные плиты длиной 12 м 300
11.8. Типовые плиты с отверстиями для легкосбрасываемых кровель и других особых случаев применения
11.9. Комплексные плиты
11.10. Экспериментальные конструкции плит покрытий

Глава 12. Стеновые панели
12.1. Применение панелей в строительстве одноэтажных производственных зданий
12.2. Типы панелей и область их применения
12.3. Конструктивные решения панельных стен
12.4. Панели длиной 6 л для неотапливаемых зданий
12.5. Однослойные панели длиной 6 м из ячеистых бетонов для отапливаемых зданий
12.6. Однослойные панели длиной 6 м из легких бетонов для отапливаемых зданий
12.7. Трехслойные панели длиной 6 м для отапливаемых зданий
12.8. Панели длиной 12 м для неотапливаемых зданий
12.9. Панели длиной 12 м для отапливаемых зданий
12.10. Панельные стены зданий, рассчитанные на эксплуатацию в особых условиях
12.11. Панели для простенков, фронтонов, карнизов, парапетов и перегородок зданий
12.12. Панели с отделкой лицевой поверхности

Глава 13. Контроль прочности, жесткости, трещиностойкости конструкций и качества изготовления
13.1. Система контроля качества изготовления сборных железобетонных конструкций
13.2. Основные положения по контролю .прочности, жесткости и трещиностойкости конструкций
13.3. Контрольные нагрузки и оценка результатов испытания
13.4. Способы испытания конструкций на предприятиях
13.5. Оформление результатов испытания конструкций
13.6. Приемка элементов сборных конструкций на монтаж

Глава 14 Вопросы экономики применения сборных железобетонных конструкций
14.1. Оптовые цены на сборные железобетонные изделия
14.2. Вопросы снижения себестоимости сборного железобетона
14 3. Районные единичные расценки на строительные работы по монтажу сборных железобетонных конструкций в зданиях
14.4. Показатели для сравнения сметной стоимости и трудоемкости конструкций в деле
14 5. Понятие о влиянии технико-экономических показателей несущих и ограждающих конструкций на сметную стоимость производственных зданий

Указатель серий типовых рабочих чертежей

Предисловие ко второму изданию

Второе издание книги полностью переработано, дополнено описанием типовых сборных железобетонных конструкций, утвержденных после 1965 г., и новыми данными об эксплуатации конструкций в зданиях.

Учитывая пожелания читателей, во втором издании сохранены краткие сведения о типовых и других конструкциях массового применения, использованных в строительстве одноэтажных производственных зданий промышленных предприятий за последние 15 лет. Сведения дополнены некоторыми данными и комментариями, основанными на опыте эксплуатации зданий и конструкций. Это относится и к ряду типовых конструкций, снятых с производства в связи с освоением новых, более совершенных, а также к конструкциям, которые хотя и отменены (или будут отменены в ближайшее время), но продолжают изготовляться до очередной перестройки технологических линий.

Автор приносит благодарность организациям и специалистам, приславшим отзывы на первое издание, содержащие полезные замечания, которые учтены при подготовке книги. Глубокую признательность выражает автор инж. Б.Ф. Васильеву за весьма ценные указания, сделанные при рецензировании рукописи.

Введение

Железобетон — один из основных материалов, применяемых в капитальном строительстве, в частности в строительстве зданий и сооружений промышленных предприятий. Особую роль в индустриализации строительства играет сборный железобетон. Промышленность сборного железобетона является одной из ведущих отраслей строительной индустрии.

В довоенные и первые послевоенные годы сборные железобетонные конструкции применялись в сравнительно небольшом объеме на отдельных стройках. В 1950 г. для всех видов строительства в СССР было использовано 13 млн. м³ железобетона, из них сборные железобетонные конструкции составляли всего 3,4 млн. м³.

Высокие темпы производства цемента и сборного железобетона были определены принятым в 1954 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства».

В строительстве промышленных зданий и сооружений используется от 25 до 30% всего производимого в стране сборного железобетона. По оценке ЦНИИПромзданий сборные железобетонные конструкции в промышленном строительстве за последние несколько лет составляли примерно половину общего объема железобетона и бетона, расходуемого на здания и сооружения. При этом как абсолютный, так и удельный объем применения сборного железобетона в конструкциях зданий значительно больше, чем в сооружениях промышленных предприятий. Такая оценка основана на данных анализа проектов промышленных предприятий, разработанных на стадии рабочих чертежей институтами Главпромстройпроекта Госстроя СССР за последние пять лет.

Доля сборного железобетона в объеме отдельных конструкций промышленных зданий характеризуется в этих проектах следующими средними данными: сборных железобетонных фундаментов предусмотрено 17—18% (остальные — монолитные), сборных колонн — 95%, ферм и балок покрытий — практически 100%, плит покрытий — около 98% (остальные 2% — монолитные железобетонные участки и бетон замоноличивания швов).

В целом в конструкциях надземной части одноэтажных зданий доля сборного железобетона в среднем оценивается не менее чем в 90%. Большой рост производства и широкое распространение сборного железобетона в промышленном строительстве, и в частности в строительстве одноэтажных зданий, объясняется рядом причин и условий, среди которых первостепенное значение имеют индустриализация строительства и создание мощной производственной базы сборного железобетона. Немаловажное значение для развития сборного железобетона имели выполненные в последние 15—20 лет научные исследования, многочисленные экспериментальные конструкторские разработки и испытания, разработка полного набора типовых сборных железобетонных конструкций промышленных зданий массового назначения.

С начала 50-х годов для покрытий зданий создаются и совершенствуются типовые сборные железобетонные балки с обычной (ненапрягаемой) арматурой (Промстройпроект, НИИЖБ), предварительно напряженные балки покрытий (проектные институты № 1 и 2, б. НИИ по строительству Минстроя СССР, Харьковский Промстройпроект, НИИЖБ), крупноразмерные плиты размером 6 x 1,5 м (КТИС, Промстройпроект, Ленинградский Промстройпроект, ЦНИПС), ставшие прообразом современных типовых плит покрытий.

Начиная с 1955 г. исследования, разработка, опытная проверка, внедрение экспериментальных и типовых сборных железобетонных конструкций расширяются. Разрабатываются типовые колонны для зданий с различными параметрами (Промстройпроект, проектный институт № 1, НИИЖБ), предварительно напряженные фермы пролетами 18—30 м (Промстройпроект, Гипротис — ЦНИИПромзданий, проектный институт № 1, Ленинградский Промстройпроект, НИИЖБ), подстропильные конструкции (Промстройпроект, НИИЖБ), плиты размерами 6 x 3 и 12 x 3 м (Гипротис — ЦНИИПромзданий, НИИЖБ) и другие конструкции.

В дальнейшем номенклатура типовых железобетонных конструкций расширяется, проводятся работы по унификации параметров зданий и конструкций. Появляются новые виды эффективной арматуры и разрабатываются новые варианты армирования типовых конструкций, например конструкций производственных зданий с электротермическим натяжением арматуры (ВНИИЖелезобетон, б. Уралниижелезобетон, Промстройпроект и другие институты), конструкций с прядевой арматурой (НИИЖБ, ЭКБ ЦНИИСК, Башниистрой, институты Главпромстройпроекта).

В совершенствовании технологии изготовления конструкций одноэтажных промышленных зданий активно участвовали специализированные организации (Гипростройиндустрия — Гипростроммаш, Индустройпроект, ВНИИЖелезобетон, Гипростройматериалы и др.). Разработка типовых рабочих чертежей основных сборных железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зданий сосредоточена в последнее время в нескольких ведущих институтах Главпромстройпроекта (ЦНИИПромзданий, проектный институт № 1, Промстройпроект), привлекаются и другие институты. Научно-исследовательские работы и экспериментальная проверка экспериментальных и типовых конструкций одноэтажных зданий ведется главным образом НИИЖБ с привлечением в необходимых случаях других институтов (ЦНИИСК, Киевский НИИСК и др.). Большой вклад в совершенствование конструкций и внедрение их в массовое производство внесли работники строительных министерств, строительных трестов, трестов Оргтехстрой и предприятий сборного железобетона.

Сборный железобетон в зданиях обладает рядом достоинств — высокая капитальность, повышенная огнестойкость, большая коррозиестойкость, относительно малая металлоемкость и др. Однако по сравнению с конструкциями из стали он имеет и существенный недостаток: обусловливает большой вес надземной части зданий и увеличение нагрузок от собственного веса конструкций. Это определяет необходимость снижения веса железобетонных конструкций.

В последние годы Госстроем СССР разработан проект Основных направлений повышения технического уровня строительства на 1971—1980 гг., к подготовке которого были привлечены ведущие научно-исследовательские и проектные институты, министерства и ведомства. В области совершенствования конструкций и сооружений «Основными направлениями» предусматривается использование более прогрессивных и экономичных материалов и изделий повышенной заводской готовности. Поставлена задача значительно облегчить конструкции зданий и сооружений. Основным конструктивным материалом на предстоящий период по-прежнему останется сборный железобетон, к качеству которого предъявляются все более высокие требования. Значительно должны увеличиться объемы применения бетонов на легких заполнителях, предварительно напряженных железобетонных конструкций, ячеистых и других видов легких бетонов. Намечается повысить удельный вес применения различного вида прогрессивных панельных конструкций с эффективными утеплителями вместо стен из кирпича.

По прогнозу НИИЖБ объем применения сборного железобетона во всех видах строительства увеличится в 1971—1980 гг. более чем в два раза, причем удельный вес применения тяжелого бетона в конструкциях уменьшится с 85% в 1970 г. до 60% в 1980 г., а легкого конструктивно-теплоизоляционного повысится с 12 до 35% (в том числе высокопрочного марки 300 и выше — с 0,1 до 6%), ячеистого конструктивно-теплоизоляционного — с 3 до 5% в 1980 г.

В последнее время расширено и намечается более широкое применение стальных конструкций с использованием новых эффективных видов металлопроката, сталей повышенных марок и стального профилированного настила для покрытий. Работы институтов Главпромстройпроекта, выполненные в 1968—1970 гг., показали, что сокращение объема сборного железобетона в связи с более широким применением облегченных стальных конструкций целесообразно в первую очередь для зданий, возводимых в в районах с высокой сейсмичностью (8—9 баллов), в труднодоступных районах (Крайний Север, Тюменская обл. и др.), в пустынных и высокогорных местностях и других районах рассредоточенного строительства, где отсутствует необходимая производственная база и доставка железобетонных конструкций сопряжена с трудностями или экономически не оправдана. Сборный железобетон вытесняется также в конструкциях покрытий зданий с большими пролетами (30 м и более), в несущих конструкциях неотапливаемых зданий, решаемых с легкими ограждениями из асбестоцементных волнистых листов, в подкрановых балках и некоторых других конструкциях.

В одноэтажных промышленных зданиях доля облегченных покрытий по стальным конструкциям в ближайшие годы будет расти за счет уменьшения доли покрытий с железобетонными плитами. Однако абсолютный объем производства сборного железобетона для одноэтажных зданий с учетом развития производства легкобетонных конструкций, а также постоянного роста объемов промышленного строительства сохранится на высоком уровне.

Главными факторами, определяющими рациональную область применения сборных железобетонных и стальных конструкций зданий, являются снижение стоимости строительства и трудоемкости строительно-монтажных работ, сокращение сроков возведения зданий, уменьшение веса конструкций и снижение транспортных расходов, использование имеющихся ресурсов, наличие производственных баз. Нельзя также не придавать серьезного значения сравнительным показателям расхода металла в железобетонных и стальных конструкциях, особенно в свете Директив XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы, в которых ставится задача обеспечить за пятилетие экономию металлопроката в размере 9—11%. Общие принципы рационального применения строительных конструкций из различных материалов изложены в «Технических правилах по экономному расходованию основных строительных материалов» (ТП 101-70), утвержденных Госстроем СССР в 1970 г.

В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 28 мая 1969 г. «Об улучшении проектно-сметного дела» отмечается, что при проектировании предприятий, зданий и сооружений недостаточно анализируется экономическая эффективность применения тех или иных конструкций, в частности сборных железобетонных и стальных. Установлено, что вопрос о применении железобетонных, металлических и других строительных конструкций для зданий и сооружений должен решаться проектными организациями исходя из целесообразности и эффективности их применения, а также с учетом наличия соответствующих производственных баз и материальных ресурсов у министерства-подрядчика и министерства-заказчика. Это расширяет творческие возможности проектировщика и повышает его ответственность за выбор конструкций и обоснование решений.

В ряде случаев на стадии технического проекта приходится разрабатывать варианты конструктивных решений здания и производить технико-экономическое сравнение вариантов, выбирать наиболее экономичный и подходящий по всем условиям вариант для дальнейшей разработки в проекте. При этом на сметной стоимости объекта отражается разница в прейскурантных ценах, установленных на конструкции, изготовляемые в разных районах страны, и другие конкретные условия поставки конструкций и материалов, местные условия строительства.

Недопустимы просчеты и ошибки в технико-экономических сопоставлениях и определении сметной стоимости строительства, а тем более искусственное занижение показателей и смет — все, что может создать ложное представление об эффективности намечаемых решений и приводить к ошибкам в планировании и в дальнейшем к дополнительным затратам. Поэтому в новых условиях при проектировании промышленных объектов особенно важно усиление работы по анализу экономической эффективности применения тех или иных конструкций.

Массовое применение сборного железобетона в промышленном строительстве требует дальнейшего повышения технического уровня проектирования, изготовления и монтажа конструкций, повышения квалификации технического персонала, осуществляющего эти работы. Одним из элементов решения этих задач является изучение имеющегося опыта проектирования, строительства и эксплуатации производственных зданий и их конструкций, чему в значительной мере и посвящена книга.

За последние 15—20 лет построены тысячи промышленных предприятий. В большинстве производственных и складских одноэтажных зданий предприятий многих отраслей промышленности проектировщики и строители использовали сборный железобетон в каркасах, покрытиях и частично в стенах. Общая площадь этих зданий составляет сотни миллионов квадратных метров. В зданиях, построенных в разные годы, применялись различные типовые конструкции, разработанные и рассчитанные по нормативным документам, которые периодически дополнялись, совершенствовались и менялись. Железобетонные конструкции изготовлялись при этом различными способами, по нескольким технологическим схемам, с применением многих разновидностей арматурных сталей и способов натяжения арматуры.

Эти конструкции эксплуатируются в зданиях действующих промышленных предприятий и, как правило, находятся в удовлетворительном состоянии.

В директивах XXIV съезда КПСС ставится задача «...увеличить мощности, прежде всего на действующих предприятиях, путем внедрения передовой технологии, модернизации и замены устаревшего оборудования и осуществления других мероприятий, позволяющих повысить выпуск продукции, как правило, без расширения площадей, с меньшими затратами и в более короткие сроки по сравнению с новым строительством».

Теперь все чаще возникает необходимость в модернизации производства и реконструкции для этого производственных зданий, в ряде случаев с пристройкой новых пролетов. Когда в цехах меняется технологическое оборудование, устанавливаются мостовые краны другой грузоподъемности, меняется характер и размещение подвесных кранов и другого подвесного оборудования, требуется производить новые расчеты существующих конструкций, проверять их несущую способность, иногда усилять их или уменьшать нагрузки от ограждающих конструкций. Может потребоваться новый расчет, усиление старых конструкций из-за присущих им каких-либо «слабых мест», связанных с несовершенством первых нормативных материалов, неудачным конструктивным решением, низким качеством изготовления и монтажа и другими причинами. Хотя и крайне редко, но встречаются случаи аварийного состояния отдельных конструкций.

Во всех этих и многих других случаях для персонала эксплуатационных служб и специалистов научно-исследовательских, проектных и других организаций важно быстро и правильно установить тип и разновидность конструкций, шифр типовых или повторных чертежей, по которым они изготовлены и смонтированы, определить организацию — автора чертежей, получить основные сведения о конструкциях, об опыте их применения и эксплуатации на других объектах.

Основное внимание в книге уделено сборным конструкциям одноэтажных зданий, включенным в последний каталог унифицированных железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зданий, утвержденный Госстроем СССР в конце 1970 г. Эти конструкции применяются в настоящее время в проектировании и строительстве по действующим типовым чертежам, а те из них, которые утверждены в самое последнее время, осваиваются предприятиями сборного железобетона, и их применение расширится в ближайшие годы. В книге также описываются особенности некоторых новых конструкций, которые пока еще не утверждены в качестве типовых, но рекомендованы или допущены к применению с целью накопления опыта их производства, монтажа и эксплуатации.

В конце книги дается указатель серий типовых чертежей сборных железобетонных конструкций, которые описаны или упоминаются в соответствующих главах книги.