Снип ii-23-81* стальные конструкции (с изменениями, с поправкой)

Номенклатура стальных конструкций

Стальные конструкции используют в различных инженерных сооружениях, которые в зависимости от конструктивной формы и назначения можно разделить на следующие виды.

1. Одноэтажные производственные здания. Такие здания могут быть однопролетными и многопролетными, в том числе с пролетами разной высоты, со встроенными рабочими площадками и многоэтажными вставками. Размеры в плане их весьма разнообразны: от нескольких десятков метров до 1 км и более. Производственные здания обычно оборудуют встроенными транспортными средствами в виде конвейеров, подвесных или мостовых опорных кранов. В бескрановых зданиях используют напольный транспорт (электрокары, погрузчики и пр.).

До недавнего времени стальной каркас разрешалось применять в производственных зданиях при пролетах 24 м и более, высоте более 18 м и при грузоподъемности кранов более 50 т. Сейчас эти ограничения сняты и стальные конструкции находят широкое применение для создания ремонтных мастерских, укрытий для сельхозтехники, навесов, складских помещений и других зданий при пролетах 12 … 18 м. Получили распространение здания-модули полной заводской готовности на основе арочных конструкций, сводов из объемно-формованного тонкого листа, структурных конструкций (пространственных решетчатых систем).

Наряду со стальными применяют смешанные каркасы, в которых по железобетонным колоннам устанавливают стальные конструкции покрытия и подкрановые пути.

2. Малоэтажные здания. Прежде такие здания строили из кирпича, железобетона, дерева и других традиционных строительных материалов. Сейчас в подобных зданиях используют также сталь и алюминиевые сплавы, из которых делают каркас, обшивку утепленных стен, оконные переплеты, двери, встроенные шкафы, обрешетку перегородок. Освоено изготовление цельнометаллических зданий комплектной поставки «под ключ».

3. Высотные здания. Многоэтажные здания (20 … 30 этажей и выше) используют главным образом в гражданском строительстве, в условиях плотной застройки больших городов. Их обычно проектируют с четким разделением конструкций на несущие и ограждающие. Функции несущих конструкций выполняет стальной каркас, а ограждающих — легкие стеновые панели из эффективных теплоизоляционных материалов, в том числе панели с обшивками из сталиили алюминиевых сплавов.

4. Большепролетные здания. Большие пролеты (50 … 150 м и более) имеют спортивные сооружения, крытые рынки, выставочные павильоны и некоторые производственные здания (ангары, авиасборочные цехи и др.). Для перекрытия таких пролетов, как правило, используют стальные конструкции. Системы и конструктивные формы большепролетных покрытий очень разнообразны. Здесь возможны балочные, рамные, арочные, купольные, висячие и комбинированные системы, причем как плоские, так и пространственные.

Основной нагрузкой в большепролетных зданиях является собственный вес, для снижения которого рационально применять облегченные ограждающие конструкции, стали повышенной и высокой прочности, различные способы регулирования усилий, .в том числепредварительное напряжение.

5. Мосты, эстакады. Пролетные строения мостов на железных и автомобильных дорогах выполняют из металла при больших (до 1 км и более), а также средних (30…60 м) пролетах. В последнем случае стальным мостам отдают предпочтение при сжатых сроках возведения и при строительстве на стратегических дорогах, учитывая возможность их быстрого восстановления.

6. Башни и мачты. Большую группу подобных конструкций составляют антенные устройства для телевидения, радиовещания и многоканальной телефонной связи. При передаче средних волн мачта высотой 200 … 500 м может выполнять функции излучателя. В иных случаях башни и мачты служат для размещения на определенной высоте проволочной сети или специальных антенных устройств.

Опоры воздушных линий электропередачи служат для передачи электроэнергии по проводам, прикрепленным к опорам через гирлянды изоляторов. Для защиты от молнии над проводами размещают грозозащитные тросы. Высокое напряжение электрического тока, передаваемого по проводам, требует значительного удаления проводов друг от друга и от земли, поэтому высота опор составляет 20 … 40 м, а при переходе линии через препятствия может достигать 150 м и более.

Вытяжные башни служат для поддержания газоотводящих стволов дымовых и вентиляционных труб. Высота башни, определяемая экологическими требованиями, обычно составляет 80 … 150 м, хотя имеются башни высотой 600 м.

Классификация и особенности

Не только по материалам различаются входные группы. Отличия касаются конструкции, габаритов и форм, стиля и используемых элементов, их количества. Самые часто применяемые формы — это арочная, прямоугольная. Есть и усложненные конфигурации. Конструктивно можно выделить тамбурные и модели, используемые без тамбура. В каждом из видов данных конструкций могут использоваться однокамерные и двухкамерные стеклопакеты.

В первом случае ширина стекла составляет 24 мм, во втором — 30 мм. Возможно использование усиленных конструкций с триплексом вместо стандартного закаленного или безосколочного стекла. Стандартные распашные и двухстворчатые двери чаще применяются. Есть радиусные, сдвижные, в том числе автоматические, нераздвижные двери. Вне зависимости от выбранной конструкции модификация должна быть прочной и обеспечивать хорошую шумоизоляцию, а также герметичность.

Существует подразделение на декоративные, пуленепробиваемые, защитные, декоративно защитные и огнестойкие. Есть особая категория взломостойких объектов. Двери с повышенной прочностью оснащают специальными запорами для дополнительной безопасности. Также включают бронированные стекла и фурнитуру увеличенной прочности. Многозапорный механизм тоже часто используется, так как он гарантирует по всему периметру плотный прижим дверей.

Классификация включает в себя тёплые и холодные входные группы. Находят применение трехкамерный профиль из алюминия и термомост. В холодных конструкциях последний отсутствует. Здесь используют простой алюминиевый профиль.

Б

Балка — сплошной или составной стержень, обычно призматической формы, применяемый для перекрытия помещений.

Балкон — выступающая площадка на фасаде здания, огражденная перилами и обнесенная решеткой или балюстрадой.

Балюстрада — сквозное ограждение в виде перил, балконов, галерей, лестниц, крыш.

Балясина — небольшие фигурные столбики, поддерживащие перила балконов, лестниц, крыш.

Бегунец — форма орнаментальной кирпичной кладки в виде пояса, образующего на поверхности стены ряд треугольных углублений, последовательно обращенных вершинами вверх и вниз.

Бельэтаж :

• второй, главный (обычно с более высокими комнатами) этаж здания (дворца, особняка);
• первый этаж балконов над партером в зрительном зале театра.

Бетон — смесь гравия, щебня, гальки с раствором цемента или других вяжущих материалов, приобретающая после высыхания большую твердость. Применяется как строительный материал.

Биосоциальная экология — научная дисциплина, занимающаяся исследованием биологических основ социального поведения живых организмов, включая человека.

Бифориум — окно с двумя проемами, разделенное колонной или столбиком, очень распространенное в романской архитектуре.

Блок — камень больших размеров, чаще всего призматической формы, изготовленной из природных или искусственных строительных материалов (известняка, бетона, шлакобетона и т.п.).

Блокированный дом — жилой дом, образованный набором планировочных блоков. Блок представляет собой одну, две и более квартиры с общим выходом. Блок — квартира может располагаться в одном или двух уровнях. Планировка квартиры, размещение оконных проемов и входов решаются таким образом, чтобы при формировании дома была возможность сдвига, поворота отдельных блоков относительно друг друга.

Бордюр — полоска, обрамляющая края, кайма, кромка; украшение по краям какого — либо предмета.

Боскет — группа ровно подстриженных в виде стенок или геометрических фигур кустарников или деревьев.

Бровки — декоративное убранство стены над окном в виде выступающего валика.

Бульвары — озелененные полосы вдоль проспектов, улиц или набережных городов с аллеями и дорожками для пешеходного движения и кратковременного отдыха; первоначально на месте крепостных валов.

Бунгало (бенгало) — легкая загородная постройка с верандами, составляющие один горизонтальный ряд деревянной рубленой постройки.

13.1. Типы элементов, конструктивные особенности и свойства материала

Проектирование
металлических (стальных) конструкций
производится с использованием СНиП
II-23-81 .

Основные типы
металлических конструкций каркаса
(колонны, фермы, рамы, подкрановые балки,
связи) приведены в подразделе 5.3. Расчетные
положения и конструктивные особенности
даны в разд. 14. Там же дано описание
балочной клетки.

Стальные материалы
бывают углеродистыми и легированными
(с добавками марганца, хрома, никеля).
По физико-механическим свойствам
различают три группы сталей (для
строительных металлоконструкций
используется группа В с гарантированными
физико-механическими свойствами и
химическим составом). При этом применяется
маркировка. Например, Вст3сп ( В – группа,
Ст3 – класс стали по механическим
свойствам, сп – спокойный способ
разливки).

По степени
ответственности стальные конструкции
разделены на четыре группы:

1 – сварные
конструкции, подверженные динамическим,
вибрационным и подвижным нагрузкам
(подкрановые балки);

2 – сварные
конструкции при статической нагрузке
(фермы, балки покрытий и перекрытий);

3 – сварные
конструкции при статической нагрузке
(колонны, опоры под оборудование);

4 – вспомогательные
конструкции (связи, элементы фахверка,
лестницы).

По степени
ответственности производится выбор
марок стали.

Для металлоконструкций
используется сортамент проката:

сортаменты профилей
общего назначения (квадратный, круглый,
прямоугольный, угловой, тавровый,
двутавровый, швеллерный, листовой,
трубчатый);

профили специального
назначения (гофрированные профили
настилов, профили для оконных и фонарных
переплетов, крановые рельсы).

Стальные конструкции
имеют следующие достоинства:

небольшая масса
(по сравнению с железобетонными
конструкциями);

индустриальность
(использование проката заводского
изготовления);

высокая технологичность
(соединение проката сваркой);

легкость усиления.

К недостаткам
стальных конструкций относятся:

подверженность
коррозии;

снижение несущей
способности при высоких и низких
температурах;

высокая стоимость.

Стальные конструкции
следует использовать для высоких и
большепролетных зданий, в сейсмических
и труднодоступных районах.

В качестве
прочностных характеристик стальных
конструкций используются сопротивление
по пределу
текучести R_y и временное сопротивление
R_u. В СНиП
(табл. 51) приведено более 120 значений
прочности листового и фасонного проката,
из которого выполняются строительные
конструкции. В зависимости от прочностных
характеристик прокатные стали
подразделяются на три группы:

обычной прочности
(R_y = 175…280 МПа, R_u = 335…380 МПа);

повышенной прочности
(R_y = 280…360 МПа, R_u = 410…515 МПа);

высокой прочности
(R_y = 320…515 МПа, R_u = 375…595 МПа).

Материалы для конструкции

Материалы подбираются в зависимости от особенностей климата, наличия пространства перед фасадом и размера участка. Подход с точки зрения соответствия дизайнерскому решению и архитектурному стилю такой:

1. Кирпичные и каменные здания хорошо сочетаются с деревянными объектами;
2. Для современного стиля выигрышно будет смотреться металлопластик и металл различных расцветок со включением остекленных поверхностей;
3. Козырек хорошо смотрится, если сделан из тех же материалов, что и скатная кровля;
4. Находящиеся перед входной дверью стилобат, площадка, входная лестница или ступеньки должны идеально гармонировать со входом, козырьком. То же самое актуально и в отношении цоколя постройки;
5. Надо подбирать материал и для балюстрады, перил, ограждений.

Примечательно, что входная группа часто декорируется не только баллюстрадами, но и:

• колоннами;
• резными и коваными деталями;
• различными по конфигурации лестницами;
• декоративными системами подсветки.

Находят применение такие материалы, как нержавеющая сталь, древесина, алюминий, латунь, кирпич, бронза, натуральный камень, поликарбонат, бетон. Также часто используются пластик, черный металл, окрашенный полимером, металлопластик, разного рода кровельные материалы.

Стёкла используются следующие:

• каленое;
• триплекс;
• стеклопакет;
• оптивайт;
• прозрачное;
• тонированное;
• узорчатое;
• бронированное;
• матовое.

Нередко используют модификации флоат стекла, рифленое, солнцезащитное и так называемое К-стекло. Его называют еще энергосберегающим.

За последнее время популярность при оформлении входных групп получил алюминиевый профиль. Также востребованными остаются деревянные конструкции и поливинилхлорид. Указанные материалы отличаются друг от друга по весу, степени износостойкости и долговечности. В любом случае они остаются довольно легкими, прочными и простыми в установке. К тому же они выглядят привлекательно.

Дороже всего стоят обычные стеклянные изделия, обрамленные в нержавеющий профиль. Прочностные характеристики у такого изделия превосходные. К тому же в них можно использовать стекла и стеклопакеты больших размеров.

Плюсы и минусы конструкции

Широкий ассортимент материалов позволяет достигать разного рода декоративных решений и обеспечивать хорошую функциональность. Несомненным преимуществом пластиковой конструкции является широкий выбор цветов. Декорирование металлического каркаса осуществляется с помощью:

• гальванических покрытий;
• деревянных накладок;
• полимерных покрытий почти любого оттенка;
• двухцветной окраски, применяемой как внутри, так и снаружи, благодаря чему удаётся добиться удачной комбинации с другими материалами.

Стёкла и прочие компоненты, изготовленные из этого материала, могут быть украшены пескоструйным аппаратом, фотопечатью, шелкографией, гравировкой. Что касается дорогих вариантов, здесь допускается установка классических витражей. Весьма выигрышно смотрятся кованые модификации. Они долговечны, но предполагают серьёзный уход и применение антикоррозионных материалов.

Древесина была и остаётся предпочтительным материалом. Но стандартные сорта недолговечны. Особенно это касается зоны контакта с грунтом. Тропические породы деревьев считаются лучшими, но стоят дорого. Самым популярным на сегодня признан алюминиевый профиль. Какие преимущества имеют входные группы, выполненные из него:

• прочность, пожарная безопасность и легкость;
• стойкость перед коррозией;
• простота в обработке;
• хорошие показатели теплосбережения и шумоизоляции;
• стойкость перед температурными перепадами;
• широкий ассортимент вариантов декора;
• долговечность.

Невысокая износостойкость считается недостатком материала, если имеет место постоянной эксплуатации. Минусом можно считать высокую стоимость и увеличенную теплопроводность. С другой стороны, преимуществом можно обозначить возможность создания почти любого варианта конструкции промышленным способом. На месте осуществляется только установка.