Предисловия
I. Производственные здания
Глава II. Классификация производственных зданий
Глава III. Одноэтажные производственные здания
Б. Особенности европейских методов проектирования
B. Особенности американских методов проектирования
2. Производственные здания малой высоты
Б. Многопролетные здания конькового типа
б. Здания с комбинированным светом
B. Многопролетные здания с повторением пролетов
2. Здания с зенитным и двухсторонним верхним светом
б. Пролетные здания
2. Здания с комбинированным светом
3. Производственные здания большой высоты
б. Здания для производств с выделением тепла и вредных газов
Б. Многопролетные здания конькового типа
б. Здания с подъемом отдельных пролетов
в. Здания с галлереями
B. Многопролетные здания с повторением пролетов
б. Здания для производств с выделением тепла и вредных газов
4. Общие выводы
Глава IV. Многоэтажные здания
II. Стены и заполнения
2. Классификация стен и заполнений
Глава II. Кладка стен и заполнений
Б. Стены из силикатного кирпича на теплом растворе
В. Стены системы Герарда
Г. Стены из красного или силикатного кирпича с утеплением термоплитами и смазками
Д. Стены из красного кирпича с внутренней штучной термоизоляцией
2. Стены из эффективного легковесного кирпича
Б. Кладка из эффективного кирпича
б. Стены из пористого эффективного кирпича
в. Стены из пустотелого и дырчатого эффективного кирпича
3. Монолитные стены из теплого бетона
4. Стены из теплобетонных камней
Б. Кладка стен из теплобетонных камней
2. Стены марки А из теплобетонных камней
3. Стены марки Б из теплобетонных камней
4. Стены марки В из теплобетонных камней
б. Стены из пустотелых теплобетонных камней
5. Стены из артикского туфа
6. Общие выводы
III. Отдельные опоры
2. Классификация опор
Глава II. Устройство опор
2. Деревянные стайки
3. Стальные колонны
4. Бетонные колонны
5. Железобетонные колонны
б. Колонны с косвенным вооружением
в. Колонны с чугунным ядром и со стальной оболочкой
Б. Колонны с внецентренной нагрузкой
B. Башмаки и фундаменты колонн
IV. Перекрытия
2. Классификация перекрытий
Глава II. Перекрытия по деревянным балкам
2. Перекрытия из готовых элементов
3. Устройство прогонов
4. Заделка концов балок и прогонов в стены
Глава III. Перекрытия по металлическим балкам
2. Перекрытия из готовых элементов
Глава IV. Железобетонные перекрытия
2. Перекрытия из готовых элементов
3. Перекрытия с применением камней, ящиков и специальных металлических форм
4. Швы расширения
Глава V. Изоляция
2. Термо- и звукоизоляционный слой
V. Крыши
Глава II. Деревянные покрытия
Б. Шпоночные соединения
В. Нагельные соединения
Г. Соединения на клею
2. Пространственные системы
Б. Кружально-сетчатые покрытия системы Цольбау
B. Свод-оболочка
3. Общие выводы
Глава III. Железобетонные покрытия
2. Сводчатые покрытия
3. Тонкостенные железобетонные своды типа Кольба
4. Цилиндрические сводчатые покрытия системы Цейсс-Дивидаг
5. Складчатые покрытия
6. Общие выводы
Глава IV. Покрытия по металлическим конструкциям
Б. Пространственные системы стропильных конструкций
2. Клепаные конструкции стропильных ферм
Б. Нижний пояс
B. Стержни решетки
Г. Фасовки
Д. Опоры
б. Опоры на стальных колоннах
в. Пятовые опоры арочных и рамных конструкций
Е. Примеры клепаных стропильных ферм
3. Сварные конструкции
б. Электрическая сварка
Б. Проектирование и выполнение работ
В. Общие выводы
Глава V. Кровли
Б. Классификация кровель
2. Устройство кровель
б. Кровли из волнистого железа
Б. Кровли из рулонных материалов
б. Рубероидные кровли
в. Гольццементные кровли
B. Асбоцементные кровли
б. Асбофанерные кровли
Г. Сланцевые кровли
Д. Черепичные кровли
Ж. Инсоритовые кровли
Глава VI. Утепленные кровли
Б. Классификация утепленных кровель
2. Устройство утепленных кровель
Б. Утепленные кровли по металлическим стропильным конструкциям
B. Утепленные кровли по железобетонным покрытиям
Г. Анализ правильности устройства утепленной кровли
Глава VII. Отвод дождевых и талых вод с крыш зданий
2. Устройство отвода воды
Б. Наружный отвод воды
VI. Сборные железобетонные конструкции
Глава II. Конструирование при сборном методе работ
2. Отдельные сборные элементы
Б. Колонны
В. Балки
VII. Освещение зданий естественным светом и их аэрация
2. Основные требования, предъявляемые к устройству освещения
3. Основные фотометрические величины
4. Расчет световых отверстий
Глава II. Окна
Б. Классификация окон
B. Сорта стекол
Г. Выбор сорта и размера стекол и подбор оконных переплетов
2. Устройство окон
Б. Окна с железобетонными переплетами
В. Окна с металлическими переплетами
Глава III. Фонари
Б. Классификация фонарей
B. Характеристика фонарей
б. Особенности покрытий с комбинированными фонарями
в. Общая характеристика фонарей
2. Устройство фонарей
Б. Комбинированные фонари
B. Зенитные и двухсторонние фонари
б. Деревянные фонари по железобетонным покрытиям
в. Металлические фонари по железобетонным покрытиям
г. Металлические фонари по металлическим стропилам
д. Железобетонные фонари
Г. Световые люки
3. Очистка фонарей
VIII. Лестницы
2. Классификация лестниц
3. Номенклатура элементов ступени и лестничной клетки
Глава II. Устройство лестниц
2. Железобетонные лестницы
3. Сборные железобетонные лестницы
4. Металлические лестницы
5. Перила
IX. Перегородки
2. Классификация перегородок
Глава II. Устройство перегородок
2. Несущие деревянные перегородки
3. Кирпичные и железо-кирпичные перегородки
4. Бетонные перегородки
5. Железобетонные перегородки
6. Алебастровые перегородки
7. Фибролитовые перегородки
8. Перегородки с торфоплитами
9. Общие выводы
X. Полы
2. Классификация полов
Глава II. Устройство полов
2. Земляные полы
3. Кирпичные и лещадные полы
4. Цементные полы
5. Асфальтовые полы
6. Магнолитовые полы
7. Мозаичные полы
8. Полы из метлахских плиток
9. Полы из ксилолитовых плиток
10. Полы из чугунных плит и из стальных листов
11. Деревянные полы
12. Полы из линолеума
13. Выбор типа полов
XI. Двери, тамбуры и ворота
2. Классификация дверей и ворот
Глава II. Устройство дверей
Глава III. Устройство ворот
2. Деревянные ворота в металлическом каркасе
3. Самозапирающиеся противопожарные ворота
4. Запоры
XII. Люки
Литература
Предметный указатель
[Приложения]
Текст
                    ВЕТЛЕ В
СОВРЕМЕННАЯ
Фабричнр
ЗавоЬская
АРХИТЕКТУРА
ГОССТРО И И 3 Д А т

РЕКОМЕНДОВАНО КОМИТЕТОМ ПО ВЫСШЕМУ ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ ПРИ ЦИК СССР В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНИКА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ВТУЗ'ов
Profewor Ingenieur W. D.ZWetAGFF Modem© ?a и г l к Architektur Neubearbeitete ergqnzte zweite Auflage gosstrojisdat Можаи^ Leningrad • 1933
проф. в. д Цветаев современная фаооццно заводская архитектура издание второе дополненное гг переработанное государственное научно-техническое издательство СТРОИТЕЛЬНОМ ИНДУСТРИИ U СУДОСТРОЕНИЯ Госстрой издат москва^ленинград 1933
Суперобложка, переплет и титула выполнены худ. Б. ТИТОВЫМ Редактор И. И. Заплешин Техред Н. В. Сахарова Бригада графиков: Баратынская С. С., Иванов И. И., Макеева И. С., Панкрашина Г. И., Покидышев Е. Л., Трансов Б. А. Сдано в производство 27/III 1933 г. Подписано к печати 8/VIII 1933 г.; Госстройиздат № 273; Индекс С — 41-5-2(3). Ленгорлит № 14052; 62X94/8; 15000 экз.; 66!/2 п. л.; 58000 зн. в печ. л.; август 1933 г. Заказ № 704. 2-я типография ОНТИ имени Евгении Соколовой, Ленинград, проспект Красных Командиров, 29.
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловия .......................................9 ОТДЕЛ ПЕРВЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Глава 1. Основные требования, предъявляемые к про- изводственным зданиям.................13 Глава II. Классификация производственных зданий . 14 Глава III. Одноэтажные производственные здания . 19 1. Общая методология проектирова- ния .....................................19 А. Решение плана и выбор материалов и кон- струкций ..............................19 Б. Особенности европейских методов проекти- рования ..............................27 В. Особенности американских методов проек- тирования ..................................29 2. Производственные здания малой высоты......................................31 А. Однопролетные здания...........; . 31 Б. Многопролетные здания конькового типа . 37 а. Здания с боковым светом..............37 б. Здания с комбинированным светом . . 38 В. Многопролетные здания с повторением про- летов . . . ....................43 а. Здания с малыми пролетами .... 44 1. Здания с боковым светом .... 44 2. Здания с зенитным и двухсторонним верхним светом....................44 3. Здания ' с односторонним верхним светом (фонарями шед).......47 б. Пролетные здания...............52 1. Здания с боковым светом .... 52 2. Здания с комбинированным светом . 52 3. Производственные здания большой высоты......................................55 А. Однопролетные здания....................56 а. Здания для производств без выделения тепла и вредных газов................56 б. Здания для производств с выделением тепла и вредных газов................57 Б. Многопролетные здания конькового типа 64 а. Здания с общим уклоном крыши ... 64 б. Здания с подъемом отдельных пролетов 66 в. Здания с галлереями..................71 В. Многопролетные здания с повторением про- летов ..................................77 а. Здания для производств без выделения тепла и вредных Тазов ...............78 б. Здания для производств с выделением тепла и вредных газов................87 4. О б щ и е выводы ..........................105 Г лава IV. Многоэтажные здания...................108 ОТДЕЛ ВТОРОЙ СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ Глава I. Общая часть....................113 1. Основные требования, предъявляе- мые к стенам и заполнениям . . . . ИЗ 2. Классификация стен и заполнений 113 Глава II. Кладка стеи и заполнений......115 1. Стены из красного и силикатного кирпича........................... .115 А. Стены из красного кирпича на теплом растворе...........................115 Стр. Б. Стены из силикатного кирпича на теплом растворе.................................47 В. Стены системы Герарда . . . . . . . 117 Г. Стены из красного или силикатного кирпича с утеплением термоплитами и смазками . П9 Д. Стены из красного кирпича с внутренней штучной термоизоляцией..................121 2. Стены из эффективного легковес- ного кирпича...............................121 А. Определение эффективного кирпича и его классификация...........................122 Б. Кладка из эффективного кирпича • . 122 а. Стены из сплошного эффективного кир- пича ..............................122 б. Стены из пористого эффективного кир- пича ..............................122 в. Стены из пустотелого и дырчатого эффективного кирпича...............123 3. Монолитные стены из теплого бе- тона ......................................124 4. Стены из теплобетонных камней . . 125 А. Определение теплобетонных камней и их классификация.......................' • 125 Б. Кладка стен из теплобетонных камней . . 126 а. Стены из сплошных теплобетонных камней.................................126 1. Изготовление камней..........126 2. Стены марки А из теплобетонных камней .........................129 3. Стены марки Б из теплобетонных камней..........................130 4. Стены марки В из теплобетонных камней..........................132 б. Стены из пустотелых теплобетонных камней ..........................133 5. Стены из артике к ого туфа . . . .137 6. Общие вы воды..........................139 ОТДЕЛ ТРЕТИЙ ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Глава I. Общая часть...................140 1. Основные требования, предъявляе- мые к опорам ................140 2. Классификация опор..............140 Глава II. Устройство опор..............141 1. Кирпичные столбы.................141 2. Д е р е в я н н ы е с т о й к и..142 Защита деревянных стоек от возгорания. Со- единение стоек с прогонами. Соединение под- балок с балками. Устройство многоэтажных деревянных стоек. Устройство башмаков. 3. Стальные колонны.......................145 Центрально-нагруженные колонны. Колонны с внецентренной нагрузкой. Форма попереч- ного сечения. База. Капитель. Многоэтажные колонны. Колонны, несущие подкрановые балки. Сварные колонны. 4. Бетонные колонны.......................157 5. Железобетонные колонны . . • • 158 А. Центрально-нагруженные колонны • • • 158 а. Колонны с обыкновенными хомутами . 158 б. Колонны с косвенным вооружением . . 159 в. Колонны с чугунным ядром и со сталь- ной оболочкой.........................169 Б. Колонны с внецентренной нагрузкой . • 160 В. Башмаки и фундаменты колонн . . .162
6 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. ОТДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ ПЕРЕКРЫТИЯ Глава I. Общая часть......................165 1. Основные требования, предъявляе- мые к перекрытиям....................165 2. Классификация перекрытий . . .165 Глава II. Перекрытия по деревянным балкам . . . 166 1. Перекрытия, изготовляемые на ме- сте работ .............................166 Балки, подбор и подшивка. Типы чердачных перекрытий. Типы междуэтажных перекрытий. 2. Перекрытия из готовых элементов 171 Перекрытия с подбором и подшивкой в виде щитов. Перекрытия с двутавровыми дощатыми балками. 3. Устройств о прогонов................172 Прогоны из круглого леса, из брусьев, из пар- ных досок, из дощатых двутавровых балок, из дощатых двутавровых балок с перекрестной или фанерной стенкой, из деревянных шпрен- гельных балок, из металлических двутавровых балок и швеллеров и в виде железобетонных прогонов. Общие выводы. 4. Заделка концов балок и прогонов в стены................................176 Глава III. Перекрытия по металлическим балкам . . .177 1. Перекрытия, изготовляемые на месте, работ...........................177 Балки. Соединение 'балок с прогонами. Кон- струкция перекрытий. Перекрытия со сводча- тым заполнением. Перекрытия с железобетон- ными плитами. Перекрытия с балками в виде решотчатых сварных ферм. 2. Перекрытия из готовых элементов . 180 Перекрытия с пустотелыми цементными пли- тами и с кассетными плитами. Глава IV. Железобетонные перекрытия.......181 1. Перекрытия, изготовляемые на ме- ст е р а б о т . . . . ..............181 Балочные перекрытия. Плита, второстепенные и главные балки. Ребристые перекрытия с вы- ступающими ребрами. Ребристые перекрытия с трамбованными верхней и нижней плитами. Перекрытия с верхней трамбованной плитой и нижней оштукатуренной по сетке. Перекрытия с плитой, опертой по контуру. Безбалочные перекрытия. Общие выводы. 2. Перекрытия из готовых элементов . 185 Основные формы сборных элементов. Пере- крытия с балками Грубера. Расчет балок Гру- бера. Балки системы С. Стафилевского. Короб- чатый настил: ЦНИПС. Перекрытия из швелле- ров, балок Рапид, двутавровых балок и пере- крытия из балок системы рельс. Приведенные толщины перекрытий и выводы. 3. Перекрытия с применением камней, ящиков и специальных метал лич е- ческихформ..........................190 Часторебристые перекрытия с заполнением пустотелыми камнями Ленинградстроя и Реми. Кессонные перекрытия Гальке и ЦНИПС. Пе- рекрытия Польман. Перекрытия с заделкой специальных металлических форм и с выем- ными) лотками. Общие выводы. 4. Швы расширения.....................192 Глава V. Изоляция........................193 1. Воздух о- и водонепроницаемый слой 193 Глиняная смазка, импрегнированная глина, толь. 2. Термо- и звукоизоляци они гщр слой . 193 Строительный мусор, песок, шлак, сфагнум, пробка, силикат-органические блоки, плиты из фибролита, торфолеума и т. п. ОТДЕЛ ПЯТЫЙ КРЫШИ Глава /. Основные типы крыш и случаи их приме- нения ....................................195 Глава II. Деревянные покрытия..............196 1. Плоскостныесистемы...................197 А. Соединения на врубках.............197 Общая часть. Примеры. Б. Шпоночные соединения.............203 Стр. Общая часть. Балочные конструкции на гладких кольцевых шпонках. Примеры. Не- достатки ферм с гладко-кольцевыми шпон- ками. Зубчато-кольцевые шпонки. В. Нагельные соединения.....................212 Общая часть. Балочные конструкции. Реше- ния для малых пролетов: двутавровые балки с цельной стенкой, коробчатые балки и тав- ровые балки. Примеры. Решения для малых и средних пролетов: двутавровые балки с перекрестной дощатой сплошной стенкой, двутавровые балки с разреженной стенкой и фанерные двутавровые балки. Примеры. Решения для значительных пролетов — фер- мы с гнутыми верхними поясами. Балочно- параболические фермы на нагелях и гво- здях. Примеры. Сегментные фермы. При- меры. Арочные конструкции. Двух- и трех- шарнирные арки. Примеры. Двухшарнирные арки системы Каброль и с решоткой типа Гау. Трехшарнирные арки с фанерными стенками и многоугольные. Рамные кон- струкции. Трехшарнирная дощатая рама. Г. Соединения на клею.................240 Общая часть. Пример. 2. Пространственные системы . . . . 241 А. Двойные гнутые своды системы Шухова- Брода ................................241 Общая часть. Примеры. Б. Кружально-сетчатые покрытия системы Цольбау..........................> . . 246 Общая часть. Примеры. В. Свод-оболочка......................248 Общая часть. Тонкостенные дощатые и фа- нерные своды-оболочки. Примеры. Ребри- стый свод-оболочка. Пример. 3. Общие вы воды.........................256 Г лава III. Железобетонные покрытия.........• 257 1. Рамные конструкции ...................257 Шарнирные и бесшарнирные рамы. Однопролет- ные и многопролетные рамы. Однопролетная двухстоечная рама с заделанными опорами, Однопролетная двухстоечная рама с шарнирными опорами. Однопролетная рама с параболическим ригелем и затяжкой. Однопролетная рама боль- шой высоты. Двухпролетная рама с ригелем, очерченным из трех центров, и затяжкой. Трех- пролетная рама с повышенной средней частью. Трехпролетное решение с железобетонными ра- мами в крайних пролетах и деревянным покры- тием в среднем. Трехпролетная рама с наклон- ным ригелем. Рамы с консольными выносами. Пятипролетная симметричная рама. 2. Сводчатые покрытия....................264 Форма свода: его работа. Условия создания не- обходимого равновесия. Безреберное сводчатое покрытие. Ребристые своды. Арочное покрытие Камского комбината. 3. Тонкостенные железобетонные сво- ды типа Кольба ...........................268 Сущность сводов типа Кольба; их расчет. Устрой- ство сводчатого покрытия на автобазе Нарком- связи с рамной несущей конструкцией. Тонко- стенные своды с несущей конструкцией в виде арок. 4. Цилиндрические сводчатые покры- тия системы Це йсс Д ив и да г . . . 271 Сущность сводов-оболочек. Цилиндрические сводчатые покрытия в гараже Наркомсвязи и над электролитным цехом Днепровского алю- миниевого комбината. 5. С к л а д ч а т ы е покрытия..........273 Сущность складчатых покрытий; их расчет. Складчатое покрытие иад кузницей ст. Меджи- вань. Складчатые покрытия на Камской бумаж- ной фабрике. 6. Общие вы воды........................276 Глава IV. Покрытия по металлическим конструкциям 276 1. Системы стропильных конструкций 276 А. Плоскостные стропильные фермы .... 277 Балочные, консольные и арочные фермы. Б. Пространственные системы стропильных конструкций.........................278 Купольные, пирамидальные, шатровые и цилиндрические сетчатые. 2. Клепа)ные конструкции стропиль- ных ф е р м ...........................279
ОГЛАВЛЕНИЕ 7 Стр. А. Верхний пояс............................280 Б. Нижний пояс ........................... 280 В. Стержни решотки.........................280 Г. Фасонки.............................. Д. Опоры....................................281 а. Стенные опоры • ................. б. Опоры на стальных колоннах .... 281 в. Пятовые опоры арочных и рамных кон- струкций ...........................282 Е. Примеры клепаных стропильных ферм • . 282 3. Сварные конструкции.........................284 А. Виды сварки............................ 284 а. Газовая сварка .......................284 б. Электрическая сварка..................284 Дуговая сварка. Сварка по методу Бе- нардоса, Церенера, Славянова. Сварка атомным водородом и сварка в сфере защитных газов. Сварка методом сопро- тивления. Б. Проектирование и выполнение работ . . 289 Органические последствия применения свар- ки. Изменения поперечных сечений отдель- ных элементов. Расчет сварных конструк- ций. Выбор типа соединений. Сварка за границей. Сварные конструкции в Совет- ском союзе. В. Общие выводы............................29/ Глава V. Кровли...................................298 1. Общая часть................................."98 А. Основные требования, предъявляемые к кровлям ...........................298 Б. Классификация кровель....................298 2. Устройство кровель..........................299 А. Железные кровли.........................299 а. Кровли из кровельного железа . . • 299 б. Кровли из волнистого железа .... 299 Б. Кровли из рулонных материалов .... 301 а. Толевые кровли.......................301 б. Рубероидные кровли....................304 в. Гольццементные кровли . • . • • 307 В. Асбоцементные, кровли . . . . . • • 309 а. Террофазепитовые (этернитовые) кровли 310 б. Асбофанерные кровли...............316 Г. Сланцевые кровли....................318 Д. Черепичные кровли....................319 Е. Терроксиловые кровли (из кровельной фа- неры) . . ...............................323 Ж. Инсоритовые кровли...................323 Глава VI. Утепленные кровли.......................324 1. Общая часть................................324 А. Основные требования, предъявляемые к уте- пленной кровле . . . . ...........324 Б. Классификация утепленных кровель . . . 325 2. Устройство утепленных кровель • • 326 А. Утепленные кровли по деревянным покры- тиям ................................326 Б. Утепленные кровли по металлическим стро- пильным конструкциям.................330 В. Утепленные кровли по железобетонным по- крытиям ............................332 Г. Анализ правильности устройства утеплен- ной кровли...........................334 Глава VII. Отвод дождевых и талых вод с крыш зда- ний ...........................................336 1. Общая часть................................336 2. Устройство отвода воды.....................337 А. Внутренний отвод воды...................337 Б. Наружный отвод воды.....................341 ОТДЕЛ ШЕСТОЙ СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Глава I. Достоинства сборного метода производства работ................................343 Глава II. Конструирование при сборном методе работ 344 1. Об1щие схемы решений...................344 Основные установки для осуществления по- стройки сборным методом. Одноэтажные зда- ния: здания с малыми пролетами и пролетные здания. Многоэтажные здания. Общие выводы. 2. Отдельные сборные элементы . . . 350 А. Башмаки................................350 Башмаки стаканного типа. Основные уста- новки. Примеры. Общие выводы. Башмаки со сквозными гнездами. Основные уста- новки. Примеры. Общие выводы. Б. Колонны.............................355 Стр. Основные установки. Колонны без подкра- новых балок: с капителями, бескапитель- ные и с консолями. Примеры. Общие вы- воды. Колонны, несущие подкрановые бал- ки. Примеры. Общие выводы. В. Балки ..............................359 Основные установки. Разрезные, консольные и неразрезные балки. Устройство соедине- ний. Примеры. Общие выводы. ОТДЕЛ СЕДЬМОЙ ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Глава I. Основные данные для проектирования осве- щения .....................................367 1. Общие положения......................367 2. Основные требования, предъявляе- мые к устройству освещения. . . . 367 3. Основные фотометрические вели- чины .............................368 4. Расчет световых отверстий . . . 368 Глава II. Окна.............................374 1. Общая >часть......................374 А. Основные требования, предъявляемые к окнам................................374 Б. Классификация окон................375 В. Сорта стекол......................376 Г. Выбор сорта и размера стекол и подбор оконных переплетов . ..............377 2. Устройство окон......................378 А. Окна с деревянными переплетами .... 378 Размеры деревянных переплетов. Толщина обвязок и горбыльков. Ширина обвязок. Ширина горбыльков. Форма переплетов. Пе- реплеты без коробок и с коробками. Уста- новка и укрепление переплетов. Деревян- ные, металлические и железобетонные им- посты. Приборы для открывания створных частей. Б. Окна с железобетонными переплетами . . 384 Размеры переплетов. Толщина и ширина обвязок и горбыльков. Форма переплетов. Створные части у переплетов. Установка и укрепление переплетов. Остекление. Арми- рование переплетов. Приборы для открыва- ния створных частей. В. Окна с металлическими переплетами . . . 389 Переплеты простой конструкции. Американ- ские переплеты. Г лава III. Фонари ............................391 1. Общаячасть..............................391 А. Основные требования, предъявляемые к фо- нарям .................................391 Б. Классификация фонарей...............391 В. Характеристика фонарей...............393 а. Особенности покрытий с односторон- ними фонаоями.......................393 б. Особенности покрытий с комбинирован- ными фонарями.......................393 в. Общая характеристика фонарей . . . 396 2. Устройство фонарей......................398 А. Односторонние фонари................398 Деревянные и железобетонные шеды. Б. Комбинированные фонари..............400 Деревянные, железобетонные и металличе- ские фонари. В. Зенитные и двухсторонние Фонари . . . 407 а. Деревянные фонари по деревянным по- крытиям ........................... ' . . 407 Треугольный фонарь (продольный и по- перечный) с одинарным остеклением. Треугольный поперечный фонарь с двой- ным остеклением. Продольный треуголь- ный фонарь с двойным остеклением. Фо- нарь типа Буало. Продольный фонарь с вертикальным остеклением. Трапецеи- дальные фонари. Фонарь смешанного типа. б. Деревянные фонари по железобетонным покрытиям..............................430 Треугольный фонарь с двойным остекле- нием. Треугольный фонарь с двойным остеклением и с подкосами. в. Металлические фонари по железобетон- ным покрытиям..........................431
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Треугольный фонарь из стандартных сборных рамок. Треугольный фонарь с подкосами. Круглый фонарь. г. Металлические фонари по металлическим стропилам...........................435 Треугольный металлический фонарь в ви- де трехшарнирной арки. Фонарь мансард- ного типа. А-образный фонарь для литей- ной. Металлические открывающиеся пе- реплеты с верхним креплением. Трапе- цеидальные фонари. д. Железобетонные фонари...........444 Треугольный фонарь со стандартными сборными горбыльками. Треугольный фо- нарь из сборных элементов. Трапецои- дальные фонари с железобетонными гор- быльками и с металлическими перепле- тами. Г. Световые люки.......................448 3. Очистка фонарей.........................448 ОТДЕЛ ВОСЬМОЙ ЛЕСТНИЦЫ Глава I. Общая часть....................450 1. Основные требования, предъявляе- мы еклестницам ....................450 2. Классификация лестниц............450 3. Номенклатура элементов ступени и лестничной клетки..................451 Г лава II. Устройство лестниц.........452 1. Каменные лестницы................452 2. Железобетонные лестницы . • . . 453 3. Сборные железобетонные лестницы 456 4. Металлические лестницы...........459 5. Перила...........................464 ОТДЕЛ ДЕВЯТЫЙ ПЕРЕГОРОДКИ Г лава I. Общая часть...................467 1. Основные требования, предъявляе- мые к перегородкам.................467 2. Классификация перегородок . . . 467 Глава II. Устройство перегородок........468 1. Деревянные перегородки.............468 Каркасные перегородки решотчатого типа из до- сок. Каркасные перегородки с американской рейкой, с Камышевыми матами, с сеткой Рабитца. 2. Несущие деревянные перегородки . 471 Каркасные перегородки из круглого леса и из брусьев. Жердевые перегородки. 3. Кирпичные и желез о-к ирпичные пе- регородки..........................473 4. Бетонные перегородки.............’.473 5. Железобетонные перегородки. . . 474 6. Алебастровые перегородки . . . . 476 Гипсолитовые перегородки. Перегородки из плит диферент и из алебастро-стружковых плит. 7. Фибролитовые перегородки . 8. Перегородки с торфоплитами 9. О б щ и е выводы........ Стр. . 477 . 478 . 478 ОТДЕЛ ДЕСЯТЫЙ ПОЛЫ Глава 1. Общая часть................480 1. Основные требования, предъявляй- мне к полам......................480 2. Классификация полов...........480 Глава II. Устройство полов..........481 1. Устройство! оснований для полов . 481 2. Земляные полы.................486 3. Кирпичные и лещадные полы . . . 486 4. Цементные полы................487 5. Асфальтовые полы..............488 6. Магнолитов ые полы............489 7. Мозаичные полы................490 8. Полы из метлахских плиток . . . . 491 9. Полы из ксилолитовых плиток . . . 491 10. П о л ы из чугунных плит и из сталь- ных листов ..................491 11. Деревянные полы.............492 12. П о л ы из линолеума........494 13. Вы брр типа полов...........494 ОТДЕЛ ОДИННАДЦАТЫЙ ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА Глава I. Общая часть ....................496 1. Основные требования, предъявляе- мые к дверям, тамбурам и воротам . 496 2. Классификация дверей и ворот. . 497 Глава II. Устройство дверей..............498 Глава III. Устройство ворот............ 501 1. Деревянные ворота ................501 Наружные распахивающиеся ворота с двойной обшивкой. Распахивающиеся ворота американ- ского типа. Простые железнодорожные ворота. Железнодорожные ворота американского типа. Раздвижные ворота простейшего устройства. Раздвижные ворота американского типа. 2. Деревянные ворота bi иеталличе- скомкаркасе.........................509 Распахивающиеся выездные ворота. Раздвижные ворота. 3. Самозапирающиеся противопожар- ные ворота ..........................515 4. 3 а п о р ы...................... 518 ОТДЕЛ ДВЕНАДЦАТЫЙ ЛЮКИ Устройство люков...................................523 Литература......................................525 Предметный указатель............................528
ПРЕДИСЛОВИЯ к ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКЦИИ Пуск наших огромных индустриальных гигантов, как-то: Сталинградского, Харьковского и Челябинско- го тракторных заводов, Московского (АМО) и Ниже- городского автозаводов, первой очереди Магнитостроя, Кузнецкстроя, Бобрикостроя, Березников и т. д. зна- менует собой окончание определенного периода строи- тельства промышленных предприятий в СССР. Борьба пролетариата под руководством коммунистической партии за большевистские темпы индустриализации, за пятилетку в четыре года привела нас к решитель- ной победе. В третьем, решающем году пятилетки мы успешно, закончили построение фундамента социали- стической экономики. Эта победа нами одержана в развернутой борьбе с нашими трудностями — трудностями роста, в борьбе за овладение техникой возведения этих гигантов и за освоение процессов производства. Проектирование строек-гигантов было одним из слабых мест в нашей работе; оно было начато нами ощупью, с привлечением иной раз лучших иностран- ных специалистов. В дальнейшем однако с разверты- ванием строительства росли не только знания и уме- ние нашего техперсонала и квалификация наших ра- бочих, совершающих героические подвиги в самых неблагоприятных условиях, но и сознание огромной собственной силы. Самая отсталая по сравнению с другими звеньями индустрии стройпромышленность в настоящее время уже перегнала во многих своих об- ластях наиболее передовые капиталистические страны. Следует упомянуть например железобетонные сборные конструкции, организацию зимних работ, большепро- летные деревянные фермы и т. п. Огромнейшие задачи последнего, завершающего года первой пятилетки с удвоением прошлогоднего плана промышленного строительства и еще более широкие задачи второй пятилетки требуют для своего осуще- ствления крепкого штаба высококвалифицированного технического персонала. XVII Всесоюзная партконференция по докладу т. Орджоникидзе указала, что «подготовка кадров, количественно и качественно соответствующих огром- ному развертыванию социалистической промышлен- ности, является непременным условием успешного вы- полнения плана 1932 г. Высший инженерно-техниче- ский состав должен быть на высоте современной ми- ровой техники при полном знании специфических условий нашего хозяйства». Для выполнения поставленных задач в части подго- товки командного состава наших социалистических строек требуется проведение ряда необходимых ме- роприятий. Помимо развернутой сети стационарных высших и средних технических учебных заведений и обеспечения их нужной книгой (учебник, наглядные пособия и пр.) требуется издание ряда таких книг, при помощи которых можно было бы успешно повышать боеспособность участников наших строек в области освоения техники возведения социалистических гиган- тов и овладения вопросами отдельных отраслей строи- тельства в процессе самой работы на постройках. Большое количество материала из опыта нашего строительства в настоящий момент не обобщено в од- но систематизированное издание. Статьи в журналах, газетах и пр. не дают возможности работнику строй- ки сконцентрировать у себя по определенным циклам вопросов этот материал и пользоваться им в процессе работы. Наша техническая книга выпускается еще в таком количестве, что она не в состоянии удовлетворить спрос возросших потребностей; при этом выпускаемая техническая книга иногда по своему изложению и расположению материала бывает не под силу неподго- товленному читателю. Неимоверно возросшая потребность в знаниях и интерес к вопросам овладения техникой выдвигают перед нами необходимость создания серии такого типа книг, которыми могли бы успешно пользоваться наши технические кадры. Труд проф. В. Д. Цветаева «Современная фабрично- заводская архитектура» является первым опытом в этом направлении. Удачное расположение и обилие материала, взятого преимущественно из нашей совет- ской практики самых последних лет, собственная точка зрения, которую автор дает по каждому отдель- ному вопросу, и большое количество ясных чертежей и снимков делают книгу весьма ценной как для наших втузов и для руководства при проектировании в про- ектных конторах, так и непосредственно для работни- ков строек. Известным возражением против книги мог бы явиться ее «энциклопедический характер». Само со- бой разумеется, что нельзя все виды современной про- мышленной архитектуры поместить в одной книге, на- чиная с общей планировки и кончая мельчайшими де- талями. Для этого требуется коллективный труд по созданию всеохватывающей «энциклопедии промыш- ленного строительства». Однако при нашем голоде в хорошей технической литературе нельзя было медлить ни одного дня с изда- нием, так как книга бесспорно облегчит нашим моло- дым проектировщикам и строителям выполнение стоя- щих перед ними весьма трудных задач. Она покажет им на хороших примерах лучшую нашу практическую работу и позволит им освободиться от необходимости производить поиски в многочисленных советских и иностранных журналах и книгах, а также в наших ин- струкциях, постановлениях и нормах. Кроме того книга даст определенный толчок для вы- явления новых конструкций и упрощений, а также для
10 ПРЕДИСЛОВИЯ развития творческой мысли наших молодых специа- листов. Одновременно с этим в книге проведена чет- кая установка в отношении многих спорных до по- следнего времени вопросов, что еще больше упростит работу участников социалистических строек. Исходя из всего вышесказанного, следует полагать, что труд проф. Цветаева должен помочь участникам социалистических строек в выполнении огромной про- граммы строительства последнего, завершающего года первой пятилетки, передавая нашим техническим кад- рам необходимые знания, ибо «техника в период ре- конструкции решает все». Указаниями вождя партии т. Сталина должна быть пронизана вся наша практическая работа, и особенно в вопросах овладения техникой. ГОССТРОЙИЗДАТ ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА Грандиозный масштаб промышленного строитель- ства Советского союза с индустриализацией всех про- изводственных процессов требует совершенно иных методов работы, чем это имело место до настоящего времени. Обычные навыки и традиции должны усту- пить место анализу, норме, типу и стандарту. Существующая советская техническая литература по фабрично-заводским сооружениям в значительной мере питалась прошлым и не могла поэтому отобра- зить того колоссального сдвига, который произошел в строительной технике за последние годы. Работы, проведенные рядом советских строительных организа- ций, опыт Америки и Западной Европы являлись до- стоянием отдельных учреждений и лиц и были лишь частично доступны для ознакомления широким мас- сам русских техников по журнальным статьям, ко- нечно без какой бы то ни было систематизации. Автор настоящего труда взял на себя задачу поды- тожить технический опыт в промышленном строитель- стве последних 4—5 лет и предложить вниманию со- ветских техников систематизированный материал как пособие для проектирования, производства и обучения в учебных заведениях. Автор имел возможность это выполнить, поскольку он помимо ряда лет производ- ственной деятельности в настоящее время работает в тресте Моспроект, а также в техническом совете треста’Госпроектстрой 1. Необходимость разрешать ежедневно накапливающиеся технические вопросы по всем областям крупного фабрично-заводского строи- тельства с одновременным личным изучением наиболее интересных работ других проектных и строительных трестов и организаций — ВИС, «Строителя», Мосстроя, Госпроекта, Днепростроя, Гипростроя, Ленинградстроя, Госпроектстроя 2, Огнеупорпроекта, Челябтрактор- строя, сварочной конторы Оргаметалла, Уралмаш- строя, Стальмоста, американской корпорации «Аль- берт Кан» и др. — в значительной степени помогли ав- тору не отрываться от текущей жизни, а наоборот, прорабатывать или принимать участие в проработке целого ряда сложных и иной раз лишь намечающихся, но не получивших еще своего окончательного офор- мления вопросов. За основу изложения автором принята та строгая нормализация и классификация, в которую должно быть уложено промышленное строительство Совет- ского союза. Указанный принцип дает общий масштаб для понимания и оценки сооружений и их частей, ос- вобождая их от случайных моментов и устанавливая таким образом единую закономерность для их изуче- ния и осуществления. В соответствии с изложенным при построении книги автором принята определенная методология — вначале даются общие требования, предъявляемые к данным типам сооружений или его частям; далее эта отрасль классифицируется по всем наиболее важным и свойственным ей признакам. Такое изложение позволяет читателю сразу ознакомиться с предметом в полном объеме, после чего — уже в сле- дующих главах'—он может произвести достаточно подробное изучение всего комплекса в деталях. В не- обходимых местах — в конце отделов или глав — да- ются обобщающие выводы. Таким образом получается четкая структура построения книги — синтез, анализ и синтез. Для большего удобства пользования материалом вся книга разбита на ряд отделов. В первом отделе гово- рится о наиболее важной и ответственной части ка- ждого фабрично-заводского предприятия —о производ- ственных зданиях, с подробным выявлением предъяв- ляемых к ним требований и с соответствующей их классификацией. Дальнейшие отделы построены по принципу изложения отдельных частей промышленных зданий в порядке последовательности их возведения, а также важности их назначения. В заключение считаю необходимым отметить, что хорошим техническим оформлением целого ряда по- мещенных'в книге снимков с натуры я обязан В. Д. Ивановскому, весьма удачно выполнившему их фото- графирование. Вл. ЦВЕТАЕВ Ноябрь 1931 г.
ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКЦИИ Во втором переработанном и дополненном издании труда проф. В. Д. Цветаева «Современная фабрично- заводская архитектура» излагаются методы проекти- рования производственных зданий и конструирования отдельных частей промышленных зданий. Автор всесторонне освещает практику строитель- ства наших крупнейших промышленных гигантов, благодаря чему обеспечивается социалистический об- мен производственно-техническим и исследователь- ским опытом'. Одновременно автором ставится и ре- шается ряд вопросов, связанных с индустриализацией промышленного строительства (нормирование, типи- зация и стандартизация), и впервые дается методо- логическое обоснование архитектурно-конструктив-^ ных оформлений производственных зданий, диктуе- мых тем или иным технологическим процессом. В книге даются отправные материалы и устанавли- ваются показатели по вопросам плановых и конструк- тивных приемов, а также по вопросам применения новых строительных материалов; помимо того в ней приведены лучшие комплексные решения производ- ственных зданий, что способствует снижению себе- стоимости строительства, повышению производитель- ности труда и освоению новой передовой техники. Наряду с теоретическими и практическими -пробле- мами современного промышленного-строительства ав- тор не упускает из виду необходимости неразрывной связи техники с экономикой, тем самым избегая ра- мок узкого «техницизма». В данной работе, как было отмечено выше, авто- ром исчерпывающе освещены вопросы проектирования производственных зданий и конструирования частей промышленных зданий. Остальные не менее важные вопросы районного, комплексного проектирования промышленных предприятий и архитектурно-конструк- тивных решений зданий подсобного и специального назначения, а также архитектуры в ее составляющих (пропорции, ритма, масштабности и пр.) будут осве- щены в последующих трудах проф. В. Д. Цветаева и в работах других авторов, намечаемых к изданию Г осстройиздатом. Значительный объем книги определился необходи- мостью дать учебник, полностью охватывающий ди- сциплину промышленных сооружений соответственно программе, утвержденной для втузов. Для более углу- бленного освоения знаний сверх принятой программы ряд вопросов освещен с весьма значительной широтой, что позволит студентам с затратой наименьшего ко- личества времени добиться осуществления этой цели. Первое издание рассматриваемого труда премиро- вано Комиссией по премированию научных трудов при Наркомпросе РСФОР. Второе издание допущено Комитетом по высшему техническому образованию при ЦИК СССР в каче- стве учебника по промышленному строительству для втузов. Управляющий Госстройиздатом инженер А. И. РАТНЕР.
ПРЕДИСЛОВИЕ МОСКОВСКОГО ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ИНСТИТУТА При выпуске второго издания автором в первую очередь использованы все указания и отзывы, появив- шиеся в печати, и систематические наблюдения над студентами Московского инженерно-строительного института, пользовавшимися книгой как основным учебником по курсу промышленных сооружений. В предисловии к первому изданию было указано, что за основу изложения принята та строгая норма- лизация и классификация, в которую должно быть уложено промышленное строительство Советского союза. Указанный принцип, как показал опыт, получил полное подтверждение на практике и лишь потребо- вал естественного дальнейшего развития. Общая ме- тодология в настоящем издании должна получить бо- лее четкое выражение, и в развитие основного мето- дологического принципа автором сделана попытка у&гановить теорию образования видов производствен- ных зданий с целью утверждения, что образование вида не случайное явление, а неизбежный результат противоречий, накопившихся на данном этапе эволю- ции, и тем самым представить эти виды в совершенно определенном строительном выражении на основной схеме. В подтверждение высказанного положения автором предложена таблица основных видов производствен- ных зданий, ясно показывающая эволюционное пере- рождение предыдущих видов в последующие. При изложении предмета могли быть намечены два метода. Согласно первому изучение зданий должно производиться как архитектурно-конструктивных композиций, являющихся следствием узко-функцио- нального назначения сооружений, т. е. в полной зави- симости от определенных технологических призна- ков, причем в этом случае весь курс следует постро- ить по отраслям производств, разделив его например на литейные, кузницы, прядильные, ткацкие, мака- ронные и т. п. При втором методе изучаются обоб- щенные виды зданий как синтез архитектурных и конструктивных решений, вытекающих из техноло- гических факторов, рассматриваемых лишь как сумма определенных физических явлений, действующих на природу сооружений, а именно: избыток производ- ственного тепла, наличие вредных газов, избыток вла- ги, взрыво- и пожароопасность и т. п. Отступления от этого метода допускаются лишь в отдельных не- избежных случаях. Автор полагает, что основная установка самого предмета как научной дисциплины должна быть сде- лана по принципу изучения обобщенных видов зда- ний, отвечающих требованиям различных производ- ственных процессов и по возможности вне зависимо- сти от их узкофункционального назначения. Указан- ный путь принят автором вследствие того, что рас- смотрение производственных зданий в отраслевом раз- резе чрезвычайно расширит объем предмета, приведет его к энциклопедичности и несомненно создаст парал- лелизм, так как во всех производствах могут встре- титься одни и те же виды зданий. В соответствии с указанным произведена перера- ботка первого отдела курса, трактующего о производ- ственных зданиях. В остальных одиннадцати отделах рассматриваются конструкции отдельных частей промышленных зда- ний. Эти отделы значительно дополнены последними техническими данными; помимо того они подверг- лись весьма большой переработке для внедрения еди- ного принципа — обобщающее начало, анализ и углу- бленное обобщение. В заключение следует указать, что задача выше- указанного труда проф. ’ В. Д. Цветаева — дать учеб- ник, охватывающий дисциплину промышленных соору- жений в объеме программы втузов и составляющий часть общего курса фабрично-заводской архитектуры. Вместе с тем в задачу входит создать пособие инже- неру-проектировщику и всякому работнику в области промышленного строительства, в котором они сумели бы найти ответы на вопросы, встречающиеся им в по- вседневной практике, с освещением этих вопросов под углом зрения социалистической экономики строитель- ства Советского союза. Директор МИСИ инж. А. М. ЭПШТЕЙН.
I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ЗДАНИЯМ Точно конкретизировать все требования, предъ- являемые к современному вполне благоустроенному фабрично-заводскому предприятию, чрезвычайно труд- но благодаря разнообразию технологических процес- сов и целому ряду специфических местных условий, влияющих на окончательное оформление промышлен- ных сооружений. Естественно поэтому, что выявление требований, предъявляемых к производственным зда- ниям, является делом еще более сложным тем более, что последние находятся в функциональной зависимо- сти от характера всего предприятия в целом; в основ- ном однако они сводятся к следующему. А. Все пути передвижения материалов и полуфабри- катов в течение всего времени заводской обработки должны быть кратчайшими. Схема организации завод- ских процессов может быть конечно разнообразной, но все же до известной степени, вне зависимости от самого производства, принципы ее построения оста- ются одинаковыми. Обычно сырье или полуфабрикат, концентрируясь на одном из концов завода, пройдя целый ряд отдельных этапов, выходит в другом его конце; поэтому при правильном плановом оформлении производственные здания должны проектироваться та- ким образом, чтобы все движения в них были простран- ственно разбиты в последовательном порядке, имея кратчайшие отдельные перемещения, что в результате позволит получить наиболее экономичное общее ре- шение. Б. Производственные потоки не должны пересе- каться, причем все перемещения сырья, вспомогатель- ных материалов и полуфабрикатов должны совер- шаться в одном направлении без хотя бы частично об- ратного их передвижения. Вместе с тем необходимо избегать пропуска материалов через цеха, в которых не производится их обработка. В производствах со- временного масштаба при построении всех процессов на основе поточного принципа случайный затор в ка- кой-либо промежуточной стадии сборки или обработки, происшедший на перекрестке движений, может ока- зать весьма отрицательное влияние на экономические показатели и понизить эффективность работы всего завода. В. Оформление зданий должно производиться из расчета максимальной стандартизации отдельных эле- ментов для осуществления строительства индустриаль- ным способом и в кратчайшие сроки; одновременно следует добиваться логической архитектурно-художе- ственной выразительности. Г. Проектирование отдельных зданий должно про- изводиться таким образом, чтобы была обеспечена наиболее полная возможность их расширения без на- рушения существующего хода производства, а тем бо- лее без приостановки действия завода в целом. При разработке проекта необходимо также предусмотреть возможность частичной перестановки внутреннего обо- рудования в зависимости от улучшения методов за- водской техники.- Д. Здания должны быть расположены в отношении стран света таким образом, чтобы внутренние поме- щения были максимально обеспечены от попадания в них прямых солнечных лучей; во всяком случае, если утренние лучи как менее жаркие могут еще допу- скаться к проходу внутрь зданий, то в предзакатное время, когда воздух в течение летнего периода и без того оказывается сильно нагретым, проникание сол- нечных лучей внутрь помещения должно избегаться. Е. При наиболее рациональной организации работ, а именно — при поточном методе их производства, на- правление верхнего света должно совпадать с напра- влением самих процессов для получения наибольшей равномерности освещения на рабочей плоскости, так как в противном случае благодаря зрительному пере- утомлению эффективность работы будет понижаться. Ж. При проектировании производственных зданий необходимо с самого начала наметить и осуществить четкую организацию людских потоков при’ проходе и передвижении рабочей силы. Основная установка дол- жна быть принята на предоставление занятому персо- налу наибольших удобств в отношении близости раз- мещения вспомогательных и бытовых устройств к ме- стам непосредственной работы; одновременно с этим производство должно быть обеспечено от каких бы то ни было заторов. Выполнение этого условия является также исключительно важным при могущей произойти панике во время пожара или взрыва. 3. Проектирование должно производиться с соблю- дением всех необходимых требований гигиены и тех- ники безопасности. Самые совершенные предохрани- тельные устройства не достигнут цели, если будут строиться тесные и темные здания. Благоустроенное помещение завода повышает производительность труда и значительно снижает травматизм и профес- сиональные заболевания. И. При проектировании одноэтажных зданий зна- чительной ширины или зданий, предназначенных для производств с выделением избыточного тепла и вред- ных газов, профиль крыши должен выбираться на ос- нове полного согласования равномерности и эффектив- ности световой работы фонарей с условиями аэрации. Размещение фонарей должно быть проведено в орга- нической связи с расположением внутреннего обору- дования, — особенно с источниками тепловыделений, что позволит превратить промышленные предприятия в единый производственный организм с максимальной продуктивностью. К. Учитывая наиболее полным образом все произ-
14 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ водственные требования для получения в конечном ре- зультате дешевого фабриката, следует помнить, что излишняя экономия в отношении пожарной безопасно- сти может привести к чрезвычайно тяжелым непопра- вимым последствиям, так как при отсутствии в про- мышленных зданиях искусственных заграждений в виде огнестойких зон или коридоров локализация пожаров даже при наличии достаточно квалифицированных по- жарных команд весьма затруднительна, а иногда даже невозможна. В то же время не следует удорожать строительство расходами, не оправданными действи- тельными опасностями. Л. Расположение производственных зданий должно обеспечивать максимальное удобство доступа к ним всех видов необходимого транспорта. Одновременно с этим здания должны располагаться с достаточными разрывами между собой для соблюдения требований пожарной безопасности; равным образом здания не должны заслонять свободный проход естественного света к соседним сооружениям. ГЛАВА ВТОРАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ Классификация производственных зданий может быть произведена по целому ряду основных признаков: по виду зданий в отношении пожарной безопасности, по этажности, по методу застройки, по типу, по раз- мерам пролетов, по количеству пролетов, по высоте помещений, -по форме покрытий, по способу освеще- ния естественным светом, по общему типу постройки, по приспособленности к климатическим условиям, по расположению зданий в плане и по способу перемеще- ний предметов внутри зданий. А. По виду зданий в отношении пожарной безопас- ности производственные здания согласно «Единым нор- мам строительного проектирования» делятся на четыре типа. а) Огнестойкими зданиями называются такие зда- ния, у которых наружные и капитальные внутренние стены, опоры, междуэтажные и верхние перекрытия, лестницы, а также двери в брандмауерах и стенах ле- стничных клеток являются огнестойкими, а полы и кровля—'Огнестойкими или несгораемыми; при этом огнестойкими материалами или конструктивными эле- ментами здания признаются такие, которые в состоя- нии длительно сопротивляться действию огня. Таким образом эти* материалы и элементы не должны сами по себе гореть и, находясь в огне, не должны терять в значительной степени своей прочности и не подвер- гаться опасным для устойчивости деформациям. К огнестойким строительным материалам согласно «Единым нормам строительного проектирования» от- носится большинство естественных камней, кирпич, бетон, растворы, глина, черепица, этернит, террофа- зерит, асбест и т. п. Что же касается огнестойких конструктивных элементов здания, то таковыми счи- таются следующие: стены, если они выложены из обык- новенного сплошного, пористого или пустотелого кир- пича толщиной не менее чем в один кирпич; бетонные стены толщиной не менее 30 см, из бетона с кирпич- ным щебнем или шлаком; железобетонный или сталь- ной фахверк с огнестойким заполнением при условии, что фахверки будут окружены огнестойкой обделкой соответствующей толщины, в зависимости от харак- тера обмывания огнем; стены из пустотелых бетон- ных камней толщиной не менее 40 см (это не соответ- ствует действительности, так как обычно применяемая кладка в1]/г камня имеет меньшую толщину); шлако- бетонные стены толщиной не менее 15 см с соответ- ствующим образом защищенной арматурой и наконец железобетонные стены толщиной не менее 20 см. Огнестойкими сводами считаются кирпичные своды (в настоящее время не применяемые) толщиной не ме- нее, чем в один кирпич, и железобетонные своды. Междуэтажные и верхние перекрытия относятся к разряду огнестойких, если они выполнены из желе- зобетона и покоятся на огнестойких стенах или ко- лоннах, причем арматура ребер в ребристых конструк- циях должна быть окружена слоем бетона не менее 2,5 см, а в плитах — слоем не менее 1,5 см. Огнестой- кими считаются также перекрытия, состоящие из си- стемы металлических балок с огнестойким заполне- нием при условии, что балки на всю высоту своего ребра окружены огнестойкой обделкой соответствую- щей толщины. К огнестойким опорам относятся железобетонные колонны, в которых арматура покрыта слоем бетона толщиной не менее 2,5 см, а также чугунные и сталь- ные колонны, окруженные огнестойкой обделкой. Огнестойкими также считаются кирпичные столбы толщиной не менее V/2 кирпича в каждом измерении. Лестницы считаются огнестойкими, если ступени и площадки у них сделаны из огнестойких материалов, причем допускается покрытие поверхности ступеней деревянным настилом. б) Несгораемыми зданиями считаются такие, здания, у которых наружные и капитальные внутренние стены, опоры, междуэтажные и верхние перекрытия, лест- ницы, полы, кровля, двери в брандмауерах и стенах лестничных клеток являются несгораемыми, причем здания признаются несгораемыми также в том случае, если часть перечисленных элементов может быть от- несена к огнестойким конструкциям. Строительные материалы и конструктивные эле- менты зданий относятся к разряду несгораемых, если они в состоянии в течение 1]/> час. сопротивляться действию огня, т. е. сами по себе не горят, но под дей- ствием огня теряют в значительной степени свою прочность, а также подвергаются опасным для .устой- чивости деформациям. К таким несгораемым материа- лам относятся чугун, сталь, все другие металлы, стекло и т. п., а несгораемыми конструктивными элементами зданий являются открытые металлические конструк- ции, не защищенные огнестойкой обделкой, предохра- няющей металл от нагревания до температур, вызываю- щих в нем опасные для устойчивости деформации. Несгораемыми стенами считаются: кирпичные сте- ны толщиной менее одного, но более Уз кирпича из обыкновенного, силикатного, шлакового, пористого или пустотелого кирпича; стены, состоящие из стального фахверка с огнестойким или несгораемым заполне- нием, в случае, если металл у каркаса не будет защи- щен огнестойкой обделкой; стены из пустотелых бе- тонных камней толщиной от 22 до 40 см; стены из фибролита, гипсовых или других несгораемых плит и наконец стены из волнистого или листового железа. Несгораемыми перекрытиями считаются такие, ко- торые покоятся на огнестойких стенах или опорах и устроены по металлическим балкам с огнестойким за-
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ 1д полнением между ними, причем ребра и полки балок не окружены огнестойкой оболочкой. Наконец к не- сгораемым лестницам относятся железные или чугун- ные лестницы, в) Защищенными от возгорания зданиями счита- ются такие здания, у которых наружные и капиталь- ные внутренние стены, междуэтажные и верхние пере- крытия, опоры и лестницы защищены от возгорания. Защищенными от возгорания строительными мате- риалами или конструктивными элементами называются те, которые не воспламеняются и не дают при горе- нии открытого пламени, т. е. сами по себе подверга- ются разрушению огнем, но покрыты огнестойкой одеждой, достаточной для их защиты от непосредствен- ного возгорания. Таким образом к защищенным от возгорания материалам может быть отнесено дерево, покры- тое огнестойкой одеждой или огнеупорным со- ставом, под которым происходит только несовершен- ное горение дерева с постепенным его обугливанием, без появления открытого пламени; защищенными же от возгорания конструктивными элементами зданий считаются деревянные стены, перегородки и потолки, покрытые со стороны возможного во время пожара действия огня огнестойкой одеждой в виде известко- вой штукатурки толщиной не менее 2 см, термошту- катурки или кровельного железа, уложенного по вой- локу, смоченному раствором глины, или по асбесто- вому картону. К этому виду зданий приравниваются так называ- емые смешанные здания, имеющие полностью или большей частью огнестойкие или несгораемые стены и сгораемые или защищенные от возгорания верхние или междуэтажные перекрытия, а также часть капиталь- ных стен; крыша в этом случае должна быть огнестой- кой или несгораемой. г) Сгораемыми зданиями считаются такие здания, у которых капитальные стены, опоры, междуэтажные и верхние перекрытия, кровля, лестницы и двери явля- ются сгораемыми, причем сгораемыми зданиями при- знаются также и такие, в которых лишь одна неболь- шая часть указанных элементов может быть отнесена к конструкциям, защищенным от возгорания, несгорае- мым или огнестойким. Сгораемыми материалами или конструктивными эле- ментами зданий считаются такие, которые под дей- ствием огня возгораются и подвергаются разрушению. К таким сгораемым материалам относятся: дерево, древесные опилки, соломит, камышит, пробка и т. п., а к сгораемым конструктивным элементам — деревянные стены, перекрытия по деревянным балкам или хотя и по металлическим, но со сгораемым заполнением, деревянные переборки, деревянные лестницы и т. п. Согласно проекту новых норм эта классификация по виду зданий в отношении пожарной безопасности меняется на следующую. Все здания разделяются на огнестойкие, полуогнестойкие и неогнестойкие. Огнестойкими признаются такие конструктивные элементы зданий, которые в случае воздействия на них огня сами по себе не горят и в течение длительного времени (до 3 час.), находясь в сфере огня и подвер- гаясь орошению водой при тушении пожара, не теряют существенным образом запроектированной прочности и не подвергаются деформациям, нарушающим устой- чивость конструкции. Полуогнестойкими признаются такие конструктив- ные элементы зданий, которые в продолжение неболь- шого периода времени (до 1 часа) оказывают сопроти- вление действию огня, а по прошествии указанного времени, находясь в сфере огня и орошаемые водой, теряют в значительной степени свою прочность и, де- формируясь, подвергаются разрушению. Неогнестойкими признаются такие конструктивные элементы зданий, которые не обладают способностью даже кратковременно сопротивляться огню и под дей- ствием последнего изменяют свою форму и разруша- ются. Б. По этажности производственные здания распа- даются на: а) одноэтажные, б) многоэтажные, в) комбинированные. Выбор этажности производится на основании целого ряда условий. а) С точки зрения пожарной безопасности самого здания в зависимости от степени сопротивляемости огню отдельных конструктивных элементов. Согласно «Единым нормам» сгораемые и защищенные от возго- рания производственные здания должны иметь не бо- лее двух этажей, причем пол второго этажа должен быть расположен на высоте не более 7,0 м над средней отметкой прилегающей к периметру здания поверхно- сти земли. Кроме того здания, как одноэтажные так и двух- этажные, имеющие сгораемые и защищенные от возгорания стены, могут иметь несгораемый или огне- стойкий подвальный или полуподвальный этаж, при- чем этот этаж не засчитывается в предельное допусти- мое число этажей, если пол первого этажа здания рас- положен не выше 2,5 м над средней отметкой приле- гающей к периметру здания территории. Смешанные здания производственного характера, имеющие несгораемые или огнестойкие стены и сго- раемые или защищенные от возгорания междуэтаж- ные перекрытия, опирающиеся на сгораемые проме- жуточные опоры, могут содержать не более трех эта- жей, а при опорах, особо тщательно защищенных от возгорания, — не более четырех этажей. Для несгорае- мых зданий ввиду большей пожарной безопасности число этажей может быть доведено до шести; что же касается огнестойких зданий, то они могут иметь лю- бое число этажей. б) С точки зрения пожарной опасности или опас- ности взрыва предположенных к размещению в зда- нии производств. Согласно «Единым нормам» все виды производства на основании этих признаков классифи- цированы на пять категорий — А, Б, В, Г и Д. Наи- более опасная категория А, предусматривающая произ- водство и обработку легковоспламеняющихся жидко- стей, дающих вспышку и могущих дать взрыв (напри- мер производство или обработка бензина, эфира, спирта, светильного газа и т. п.), может распола- гаться только в одноэтажных огнестойких зданиях. Вторая по опасности категория Б, к которой отнесено производство и обработка горючих легковоспламеняю- щихся материалов, веществ и изделий (например про- изводство и обработка масел, смол и т. п.), может размещаться в одноэтажных или многоэтажных зда- ниях, причем в последнем случае лишь при выполне- нии их огнестойкими. Остальные три категории: В — с производством и обработкой горючих нелегко воз- горающихся материалов,, веществ и изделий, Г — с про- изводством и обработкой невозгорающихся- материа- лов и изделий в случае, если обработка происходит в раскаленном состоянии, и Д — с производством и обра- боткой невозгорающихся материалов и изделий в хо- лодном состоянии, — могут размещаться как- в одно- этажных и двухэтажных, так и многоэтажных зданиях с указанными в п. а ограничениями в зависимости от степени сопротивления огню отдельных конструк-
16 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ тивных элементов, а также с нормированием предель- ных площадей в зависимости от рода производства. в) На основании производственных требований — для построения наиболее рациональной рабочей диа- граммы, действительно эффективной в отношении сни- жения себестоимости вырабатываемой продукции. В зависимости от вида и характера производства могут быть лишь два основных решения; третье реше- ние является промежуточным. Производства, требую- щие громоздкого и тяжелого оборудования и опери- рующие с предметами значительных объемов, более целесообразно располагать в одноэтажных зданиях, так же как и производства с наличием больших дина- мических нагрузок от прессов, молотов и т. п. К этому виду зданий относятся машиностроительные, метал- лургические, лесопильные и некоторые химические за- воды. Также более целесообразно одноэтажное рас- положение в производствах с перемещением незначи- тельных объемов сыпучих материалов, как например на хлебозаводах малой или средней производитель- ности, так как в этом случае планировка по го- ризонтали не требует дорого стоящего специального подъемного оборудования, не могущего окупиться вследствие незначительности объемов перерабатывае- мых масс сыпучих материалов. Наконец одноэтаж- ность застройки может диктоваться иногда конвейер- ной организацией производства, требующей прибли- жения складов полуфабрикатов к местам их потребле- ния, тем более, что передвижение масс в горизонталь- ном направлении совершается более простым и деше- вым способом, чем вертикальное перемещение. По- этому механосборочные цеха автомобильных и трак- торных заводов со всеми складочными помещениями располагаются в одноэтажных зданиях. Второе решение — многоэтажность застройки с точки зрения характера производства — обычно обу- словливается требованием переработки значительных масс сыпучих материалов; действительно, целесообраз- ность такого выбора вполне очевидна, если принять во внимание, что сыпучий материал, раз поднятый наверх, не требует в дальнейшем затраты добавочных средств на его перемещение по вертикали вниз, так как по- следнее производится самотеком. Поэтому мельницы и хлебозаводы большой мощности строятся по верти- кальной схеме с их расположением в многоэтажных зданиях. Наконец третьим видом производства является та- кое, которое не требует специальных условий для размещения его в одноэтажных или многоэтажных зданиях. Для этих производств окончательный выбор устанавливается на основе общей совокупности всех отличительных признаков, характеризующих тот или другой тип производственных зданий. г) С точки зрения требований оздоровления труда решение вопроса о выборе этажности может также носить троякий характер. При сборке мелких частей и механизмов требуется боковой свет, так как верхний при таком характере производства действует слишком утомительно на ра- ботающий персонал. Таким образом ширина зданий в этом случае не может превосходить определенного пре- дела, что при стесненном участке диктует многоэтаж- ность застройки. Далее одноэтажные здания, особенно расположенные в южной полосе Советского союза, подвержены значи- тельной инсоляции, что ухудшающим образом отра- жается на условиях труда занятых в них рабочих, в результате чего может стать более желательной за- стройка в несколько этажей. Наоборот, производства, требующие значительной равномерности освещения, предпочтительнее распола- гать в одноэтажных зданиях, так как в последнем случае наличие верхнего света при рациональном рас- положении фонарей легко позволяет достигнуть оди- наковой силы света по всей площади здания, что ни в коем случае не может быть осуществлено при боко- вом освещении. В равной мере в производствах со значительным выделением вредных газов, паров или пыли, а также повышением температуры, при котором самая совер- шенная искусственная вентиляция не в состоянии бы- стро справиться с их удалением, более целесообразны одноэтажные здания, в которых поперечное очертание крыши (например в покрытиях типа понд) может быть запроектировано с расчетом г. .ксимального усиления действия естественной вентиляь .и. Наконец имеется целый ряд производств, для кото- рых могут быть созданы одинаковые условия труда при обоих видах застройки, — в этом случае вопрос раз- решается на основе большего благоприятствования других факторов. д) С точки зрения уменьшения первоначальных за- трат почти всегда предпочтительнее одноэтажные зда- ния как наиболее дешевые. Это положение считается иногда спорным, так как в жилищном строительстве обычно самыми экономичным!- признаются трех- четырехэтажные здания, в которых единица стоимости фундаментов и крыш распределяется на большую полез- ную площадь, чем в одно- или двухэтажных построй- ках. Однако в промышленном строительстве стоимость стен и фундаментов играет значительно меньшую роль, чем стоимость весьма дорогих междуэтажных перекрытий, рассчитываемых чаще всего на большие нагрузки от станков и оборудования. Поэтому зара- нее можно сказать, что строительство одноэтажных фабрично-заводских зданий требует меньших перво- начальных затрат, чем многоэтажное решение, так как в первом случае вместо дорого стоящих между- этажных перекрытий можно ограничиться весьма эко- номичной теплой крышей, поддерживаемой легкой деревянной, железобетонной или иногда металлической конструкцией. Далее, в одноэтажных зданиях отпадает стоимость лестниц и подъемников; кроме того площадь наружных стен значительно уменьшается. Действи- тельно, если требуется общая площадь например в 3000 м2, то в одноэтажном здании при ширине в 50 м, длине в 60 м и высоте в 5 м площадь стен и оконных отверстий получится в 1100 м2, а в трехэтажном зда- нии при длине в 50 м, ширине 20 м и той же высоте этажа в 5 м площадь увеличится до 2100 м2, т. е. почти на 100%. Правда, при одноэтажной застройке несколько возрастает стоимость отопления в связи с большей теплоотдачей, так как в одноэтажных зда- ниях на 1 м2 полезной площади пола приходится больше охлаждающих поверхностей покрытий и стен, чем в многоэтажных; однако это увеличение сравни- тельно незначительно и с лихвой покрывается дру- гими экономическими преимуществами первого типа зданий. Неоднократно произведенные подсчеты на основе практических данных полностью подтвердили эконо- мическую целесообразность одноэтажного строитель- ства; обычно результаты подсчетов дают не менее 25—50% в пользу последнего и весьма часто значи- тельно превышают указанный максимальный предел. е) В зависимости от расположения, конфигурации и размеров предоставленного к застройке участка здания в общем случае могут проектироваться как одноэтажными, так и многоэтажными. Основным стимулом для выбора многоэтажное™ за-
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ 17 стройки, с точки зрения расположения земельного вла- дения, является нахождение его в центральных насе- ленных местах, где относительная стоимость земли вследствие вложения в нее значительных затрат на благоустройство весьма велика. Что же касается кон- фигурации и размеров земельного участка, то они обусловливг тся чисто местными условиями — поэтому окончательное решение в отношении этажности зда- ния должно, выноситься в зависимости от индивиду- альных свойств намеченного к застройке владения, а также характера и объема проектируемого производ- ства. В. По методу застройки производственные здания делятся на два вида. а) Павильонные здания представляют собой целый ряд отдельных корпусов, составляющих фабрично-за- водское предприятие. Такой метод застройки допу- скает как одноэтажное, так и многоэтажное строи- тельство, причем в первом1 случае он обычно при- меняется при значительных по размерам свободных участках земли, а во втором — для производств, тре- бующих вертикальной схемы построения. На основе имеющегося уже в Советском союзе опыта необходимо констатировать желательность уменьше- ния общего количества зданий, так как при их значи- тельном числе увеличиваются накладные расходы по внутризаводскому транспорту, а также ухудшается и становится менее целесообразной основная производ- ственная схема. б) Здания по методу сплошной застройки предпола- гают сплошную застройку под одну крышу части или всего земельного участка. В общем случае сплошная застройка может осуществляться только при одноэтаж- ных зданиях, так как многоэтажные корпуса, в кото- рых верхний свет может применяться только для верх- него этажа, должны из расчета световых требований строиться не более определенной ширины. При таком методе строительства здания обычно заключают в себе ряд самостоятельных, неодинаковых по своему характеру производств, требующих разных по своим размерам пролетов и высот, вследствие чего в этом случае приходится прибегать к различным типам кон- структивных и плановых решений. В результате получается комбинация зданий раз- ной высоты и пролетов со значительным изломом верх- него профиля. Такие здания благодаря успехам американской техники получили в Америке ряд пре- красных плановых решений, позволяющих совместить весьма усиленное действие естественной вентиляции с достаточной равномерностью и силой освещения. При помощи этих же приемов разрешено в настоящее вре- мя значительное количество зданий строящихся или построенных гигантов, как например: Сталинградский, Харьковский и Челябинский тракторные заводы, Горь- ковский автомобильный завод, Сибкомбайн, Господ- шипник, Нижнетагильский вагоностроительный и Ор- ский паровозостроительный заводы и т. д. Г. По типу здания распадаются на коньковые и на здания с повторением пролетов. а) Коньковые здания могут быть однопролетными и многопролетными. Рациональная ширина этих зданий ограничивается примерно 60 м. б) -Здания с повторением пролетов допускают только многопролетное решение; они особенно характерны для всех строящихся в настоящее время гигантов индустрии, так как позволяют получить при любой ширине цехов наиболее благоприятные общие условия. Д. С точки зрения размеров пролетов здания распа- даются на три вида. а) Зданиями с малыми пролетами считаются обычно здания в пределах 5—10 м и не свыше примерно 12м. Такое решение почти всегда обязательно для много- этажных зданий, где при обычных для промышленных предприятий нагрузках максимальное расстояние ме- жду колоннами не превышает 7—8 м; при значитель- ных полезных нагрузках, превосходящих 800—1000 кг/м2, пролеты должны быть еще уменьшены. Что касается одноэтажного строительства, то при необхо- димости возможно более экономить металл малые про- леты также довольно обычны для многих производ- ственных зданий как позволяющие дать рациональные и дешевые решения. При наличии большого количества станков и при отсутствии на станках индивидуальных моторов относительно частое расположение колонн позволяет легко прикрепить к ним трансмиссии для привода в движение необходимого оборудования. С другой стороны, слишком тесное расположение опор- ных стоек при некоторых видах конструкций покры- тий, например при устройстве шедовых крыш, вызы- вает необходимость увеличения количества жолобов, вследствие чего возрастают эксплоатационные расходы по содержанию последних в исправности.. Окончатель- ное решение поэтому с точки зрения размеров проле- тов должно выноситься на основе общего комплекса всех влияющих факторов, в том числе особенно с точки зрения требований производственного характера, а также условий межцехового транспорта. б) Пролетными зданиями называются здания, имею- щие пролеты, превосходящие 12 м; в известных слу- чаях они достигают даже 40—50 м и более. Пролет- ные здания обычно применяются для обработки громозд- ких предметов на станках значительных размеров, причем перемещение тяжестей производится обычно при помощи катучих кранов, двигающихся по рельсовым путям, уложенным поверх продольных подкрановых балок; в некоторых случаях возможно отсутствие кра- нов, например при сборке предметов, обладающих спо- собностью самопередвижения. Большие пролеты весьма часто применяются при американском способе за- стройки одноэтажных зданий значительных площадей, так как в этом случае меньше стесняется внутренняя площадь, что позволяет более целесообразно разме- стить производственное оборудование; кроме того при периодических изменениях технологических процессов, являющихся результатом дальнейшего обновления мето- дов и способов обработки, относительно небольшое количество опорных стоек позволяет меньше считаться с наличием отрезков площадей определенной ширины в пределах между колоннами. в) Зданиями смешанного типа, или так называемыми комбинированными зданиями, являются здания, у кото- рых пролеты значительных размеров чередуются с малыми пролетами. Этот тип решения обычно при- меняется при совмещении водном корпусе разного вида производств, неразрывно связанных друг с другом, но отличающихся характером обработки. Такие соподчи- ненные производства требуют обычно разнообразных плановых решений; однако, как известное правило, можно считать, что принятый за основу шаг пролет- ных оформлений в пределах каждого здания должен по возможности кратно повторяться на отдельных участках застройки, чтобы создать гармонию произ- водственной целесообразности с конструктивной эко- номичностью. Действительно, мы видим, что при раз- бивке значительного количества строящихся в настоя- щее время фабрично-заводских зданий этот принцип соблюдается полностью, причем весьма часто крайние пролеты при переходе в средние удваиваются, а эти последние вновь удваиваются в дальнейшем. Одновре- менно необходимо предостеречь от излишней гармони- „Цветаев. 3
18 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ зации планового решения за счет ухудшения экономи- ческих показателей. Е. По количеству пролетов производственные зда- ния распадаются на два типа. а) Однопролетные здания в общем случае выполня- ются относительно значительных пролетов, так как при малой ширине здания постройка последних нецелесообразна и может носить лишь случайный характер. б) Многопролетные здания делаются двухпролетными при ширине 12—20 м, трехпролетными — при ширине 20—25—32 м, четырехпролетными — при ширине 32— 35—40 м и т. д. Указанные размеры относятся к зда- ниям конькового типа; при многопролетных зданиях с повторением пролетов ширина каждого пролета обычно принимается не менее 10—12 м. Ж. По высоте помещений здания могут быть раз- биты на три типа. а) Здания обычной высоты делаются в пределах от пола до потолка не свыше 6 м. Согласно «Единым нормам» наименьшая высота рабочих или производ- ственных помещений, предназначенных или специально приспособленных для производственных целей фаб- рично-заводского предприятия, должна быть не менее 3,5 м от пола до нижней поверхности потолка и не менее 3 м от пола до выступающих конструктивных частей перекрытия или до наинизшей точки наклон- ного потолка. Меньшая высота может быть допущена только в производственно-подсобных помещениях, к которым относятся специальные помещения, предназначенные для установки трансмиссий, электромоторов, насосов, конденсационных устройств и пр., лишь периодически обслуживаемых в целях ухода, пуска, регулирования или ремонта специально назначенными для этого ра- бочими. Наинизший предел высоты этих помещений соответственно равняется 2,45 м до потолка и 2,2 м до выступающих конструктивных частей перекрытия. Окончательная высота в производственных зданиях определяется габаритами расположенного в них обо- рудования, а при наличии только бокового освещения также и добавочными световыми требованиями. Во всяком случае необходимо всегда стараться избегать излишней высоты для уменьшения первоначальных за- трат на строительство, ложащихся значительным на- кладным расходом на себестоимость продукции. Од- нако это положение не следует доводить до абсурда, когда из-за экономии нескольких сантиметров в вы- соту не предусматривается в дальнейшем возможность установки нового, более совершенного оборудования может быть несколько больших габаритных разме- ров. б) Здания большой — более 6 м — высоты приме- няются обычно для производств с обработкой громозд- ких предметов и с мостовыми кранами для внутренних перемещений, а также при расположении в них высо- кого оборудования. в) Здания комбинированные делаются с наличием разных высот в отдельных частях. Например в трех- пролетном здании весьма типичен подъем среднего нэфа для образования вертикального верхнего света и для пропуска кранов или для ввода железнодорожных путей в среднюю повышенную часть без излишнего увеличения всего объема сооружения. Необходимость в разных высотах, помимо специфических требований соподчиненных друг другу производств, расположен- ных в одном здании, может быть вызвана поперечным взаимным примыканием двух корпусов, каждый из которых обслуживается своим мостовым краном. Таким образом для возможности передачи предметов или изделий с одного крана на другой необходимо их расположение на разных высотах, что в свою оче- редь вызывает подъем одной части здания по отноше- нию к другой. 3. По форме покрытий производственные здания могут быть разбиты на четыре основные вида. а) Здания с крутыми (в том числе криволинейными) покрытиями, при которых уклон крыши превышает 15%, являются обычно наиболее дешевыми, требую- щими сравнительно незначительных эксплоатационных расходов по их содержанию. б) Здания с пологим типом покрытий имеют уклон крыши от 5 до 15%. в) Здания с плоскими покрытиями делаются с кры- шей, имеющей уклон менее 5%. Вследствие значи- тельного удорожания строительства при устройстве плоских крыш последние должны применяться только' в случае их действительной производственной необхо- димости, а также бесспорной невозможности замены их другим более экономичным типом покрытия. Эти выводы не касаются зданий с Т- и Г-образными колоннами и трапецеидальными фонарями, лишь услов- но относимыми к этому типу зданий. г) Здания со специальной формой покрытий могут иметь крыши зубчатые или шедовые, а также крыши американского типа понд. В то время как шатровое или плоское покрытие может применяться для зданий, любой этажности, последний тип покрытий пригоден? лишь при одноэтажной застройке. Шедовое покрытие обычно устраивается при требовании равномерной горизонтальной освещенности, а покрытие типа, понд — при производствах с излучением значитель- ного количества теплоты и выделением большого коли- чества вредных для здоровья газов, так как наклон- ные поверхности у фонарей типа понд способствуют усилению действия естественной вентиляции. И. По способу освещения естественным светом про- изводственные здания распадаются на два типа. а) Здания с боковым светом. Наибольшая ширина таких зданий зависит от их высоты и от характера, предположенных к размещению в них работ. б) Здания с комбинированным светом с устройством помимо боковых окон продольных или поперечных фонарей с вертикальным или наклонным остеклением. Такой тип освещения применяется главным образом для одноэтажных зданий; при многоэтажности застройки прямой верхний свет доступен лишь для освещения, верхних этажей. К. По общему типу постройки производственные- здания могут быть поделены на два вида в зависимости от характера строительства. а) Постоянные здания возводятся в случае необ- ходимости долговременного использования зданий. Это обычный тип фабрично-заводского строительства, предусматривающий, с одной стороны, наиболее рацио- нальную амортизацию затраченных капиталовложений, а с другой — отсутствие преждевременного морального износа1 самих строений в случае применения слиш- ком долговечных для данных условий конструкций. б) Временные здания возводятся например при строительных работах крупного масштаба. Л. По приспособленности к климатическим условиям производственные здания разделяются по теплостой- кости конструкций стен и покрытий в зависимости от местных условий климата и в общем случае распада- ются на три вида. 1 Моральный износ — потеря зданием или оборудова- нием значительной части своей ценности вследствие сде- ланных усовершенствований, применению коих данное здание не удовлетворяет.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 19 а') Теплые, т. е. обычного типа здания делаются с толщиной стен и утеплением покрытий соответ- ственно климатическим районам. б) Холодные здания сооружаются в некоторых цехах металлургических заводов, в которых наличие избыточного тепла настолько велико, что для возмож- ности пребывания в них людей необходимо все равно открывать значительные площади стенных поверхно- стей. Такие здания весьма часто делаются из волни- стого железа, правда, в настоящее время дефицитного впредь до изжития металлического голода. в) Утепленные здания — здания, требующие лишь относительно невысокой температуры. М. По расположению здании в плане может быть целый ряд вариантов в зависимости от конфигурации предоставленного для застройки земельного участка и производственных требований, а также от общей ком- позиции и приемов планового оформления. Наиболее распространено прямоугольное начертание в чистом виде или в соединении с другими комбинациями как дающее чаще всего вполне удачное решение. Н. По способу перемещения предметов внутри зда- ний последние делятся на два вида. а) Здания с наличием крановых путей. В этом слу- чае могут быть два решения: при перемещении тяже- лых предметов применяются мостовые краны, а при грузах небольшого веса — монорельсовые пути. Уст- ройство кранов последнего типа не вызывает никаких осложнений; что же касается мостовых кранов, осо- бенно при их грузоподъемности в 10—15 т и более, приходится устраивать мощные опоры с выпуском кон- солей для удержания подкрановых балок, а также вводить в конструкцию наружных стен железобетон- ный или металлический фахверк. б) Здания без крановых путей, являющиеся обычным типом производственных зданий, особенно в легкой индустрии. Здания с другими видами устройства внутризавод- ского транспорта могут не классифицироваться, так как при своем проектировании они не требуют особых конструктивных оформлений, коренным образом влия- ющих на характер или приемы застройки. Вышеприведенная классификация не должна конеч- но считаться исчерпывающей вследствие исключитель- ного многообразия отличительных признаков, характе- ризующих производственные здания, но до известной степени она должна помочь правильно разобраться и логически подойти к разрешению поставленных перед строителями вопросов — при минимальной затрате де- нежных средств и с применением наименьшего количе- ства дефицитных материалов дать наиболее целесо- образные производственные решения. ГЛАВА ТРЕТЬЯ ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Основная часть строительства наиболее крупных фабрично-заводских предприятий в настоящее время осуществляется путем постройки преимущественно одноэтажных производственных зданий. Для лучшего уяснения отдельных их типов, подробно классифици- рованных по основным признакам в предыдущей главе, весьма целесообразно разделить производственные зда- ния на первичные, основные виды (фиг. 1)г и просле- дить постепенное нарастание сложности планового оформления (фиг. 2) и архитектурных и конструктив- ных решений на основе вскрытия накапливающихся противоречий, не позволяющих применить предыдущие виды при их дальнейшем развитии. Параллельно с вы- явлением преобразования одного вида зданий в другой будут выясняться моменты появления необходимости некоторых скачков как неизбежный результат дальней- шей эволюции. Этот способ анализа с подразделением зданий на основные виды даст возможность ввести в технику как бы своеобразный дарвинизм. При последовательном рассмотрении типовых реше- ний производственных корпусов, начиная с простых и кончая более сложными, легче достичь уменья проек- тировать промышленные предприятия. Вместе с изучением архитектурных оформлений производственных зданий будут прорабатываться в по- степенно усложняющихся сочетаниях конструкций и их отдельных частей с подробным анализом правильности произведенного набора. Такой метод позволит читателям с затратой наи- меньших сил легко освоить наиболее рациональные для каждого заданного случая комплексные — архитектур- ные и конструктивные — решения. Перед тем как перейти к рассмотрению отдельных видов производственных зданий целесообразно во из- 1 Фиг. 1 помещена на стр. 24 и 25. бежание излишних повторений выделить в особый раз- дел общую методологию проектирования. 1. ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Общая методология проектирования одноэтажных производственных зданий, приведенная ниже, состоит из трех частей: решения плана и выбора материалов и конструкций, особенностей европейских методов про- ектирования и особенностей американских методов проектирования. Такое распределение материала поз- воляет обобщить в отдельные группы увязанные друг с другом вопросы с избежанием параллелизма. А. Решение плана и выбор материалов и кон- струкций Основными факторами, влияющими на планировку производственных зданий и определяющими их раз- меры, а также намечающими выбор материалов и кон- струкций, служат: производство, рабочая сила (органи- зация людских потоков и производственного быта), требования индустриализации и ускорения сроков строительства и установленные нормы. Первый фактор — производство — относится к самым важным, так как проектирование промышленных пред- приятий должно в первую очередь обеспечить правиль- ную организацию технологических процессов для наи- более быстрого получения доброкачественной и деше- вой продукции. В связи с тем, что каждое изделие с момента поступления на завод в виде сырья или полу- фабриката до своего выпуска в качестве готового про- дукта подвергается ряду последовательных операций, проектирование фабрично-заводских сооружений долж- но начинаться с построения так называемой рабочей диаграммы. Эта рабочая диаграмма, являясь основным 3*
20 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ стержнем промышленного проектирования, предста- вляет собой отрезок линии, на которой в последова- тельном порядке векториально отмечены отдельные операции производственных процессов, превращающие обрабатываемые материалы в готовые изделия. В свою очередь рабочая диаграмма может носить двоякий характер. При охвате производства в пре- делах всего генерального плана предприятия она носит название общей рабочей диаграммы; если же она от- носится к работе отдельного цеха и Иллюстрирует де- тали производственных процессов в пределах послед- него, она называется частной диаграммой. При планировке производственных зданий, за исклю- чением случаев сплошной застройки всего участка под одну крышу, обычно приходится иметь дело с частной диаграммой. Естественно, что эта частная диаграмма должна быть полностью увязана с общей в зависимости от местоположения проектируемого здания на гене- ральном плане предприятия. Таким образом технолог, получив задание и наметив схему технологических процессов, приступает в после- довательном порядке к определению потребных площа- дей для отдельных стадий операций производства, руководствуясь числом предметов оборудования, их габаритами и взаимным расположением. Далее, сов- местно с транспортником, Он намечает способ подачи сырья и отправки фабрикатов, а также характер внутрицехового транспорта. В настоящее время при малом весе перемещаемых предметов для внутренних перебросок весьма часто применяются электрокары, позволяющие, несмотря на небольшие затраты, до- стигнуть максимального эффекта в отношении бы- строты и гибкости транспорта. Для таких перемеще- ний нужно оставлять в необходимых направлениях проезды достаточной ширины, причем их строго фик- сированное расположение в пределах контура здания должно быть выполнено таким образом, чтобы не на- рушать основного хода производства. При обработке громоздких предметов приходится прибегать к устрой- ству кранов в некоторых случаях весьма значительной подъемной силы, доходящей до 200—250 г. Выпол- нение этого условия заставляет развивать по верти- кали отдельные пролеты или даже целиком все здание. Параллельно с проработкой транспортной проблемы должны разрешаться вопросы внутрицехового разме- щения сырья, полуфабрикатов и готовых изделий; одновременно определяются места расположения ин- струментов и вспомогательных частей оборудования для правильного обслуживания последнего. Таким об- разом в постепенном порядке увязываются все вопро- сы, связанные с самим производством. Второй фактор — рабочая сила — требует правиль- ной организации движения и распределения людских потоков и надлежащей организации производственного быта. В прежние годы при незначительном объеме про- мышленных предприятий выполнение этих условий до- стигалось относительно просто благодаря небольшому размеру зданий и малому количеству рабочих. Совре- менные масштабы строительства и наличие в новых предприятиях значительного количества занятого пер- сонала осложняют разрешение этих вопросов, заста- вляя, заранее предусмотреть четкую организацию про- хода рабочих к местам расположения обслуживаемых ими станков и оборудования. В противном случае, осо- бенно при обычно производящейся двух-, а то и трех- сменной работе, неизбежны встречные потоки, дезор- ганизующие нормальный ход предприятия и чрезвы- чайно отрицательно влияющие на его экономические показатели. Поэтому весьма желательно направлять очередные смены рабочих в специально отведенные для этого надземные и подземные проходы, по которым они могли бы, минуя чужие цеха, попасть к себе на производство. Правильное разрешение вопроса о размещении со- ответствующих проходов не позволяет однако пол- ностью добиться осуществления планомерного прохода рабочих, если одновременно не будет предусмотрено действительно рациональное расположение вспомога- тельных помещений для соответствующей организации производственного быта. Это последнее требование заставляет иногда их проектировать в непосредствен- ном соседстве с обслуживаемыми ими цехами, что при старых приемах плановых оформлений фабрично-за- водских зданий в настоящее время весьма затруднено из-за поточной организации процессов, при которой непрерывность .производства не разрешает занимать основную площадь пола вспомогательными помеще- ниями. В таких случаях приходится прибегать к устрой- ству специальных двухэтажных огнестойких кори- доров, подробная методология проектирования которых будет дана ниже. Следующее условие рационального проектирования зданий заключается в учете требований индустриали- зации строительных работ и ускорения сроков их производства. Индустриализация строительства и со- кращение сроков его осуществления могут быть вы- полнены лишь при возможности массового изготовления стандартных частей, что требует единообразия и чет- кости планового решения. Такая установка заставляет преимущественно применять прямоугольное очертание плана, а также унифицировать сетки колонных осей. К последнему условию, устанавливающему и регули- рующему плоскостные и объемные размеры зданий, должно быть отнесено соблюдение соответствующих норм для выполнения требований пожарной охраны, оздоровления труда и техники безопасности. Одно- временно следует учесть все условия, могущие макси- мально обеспечить обороноспособность страны. В связи с наличием в современном строительстве огромных площадей застроек необходимо особенно тщательно прорабатывать все вопросы, связанные с наибольшей безопасностью фабрично-заводских пред- приятий в пожарном отношении. Действительно, при случайной нераспорядительности заводской пожарной команды и при отсутствии предварительно продуман- ных и осуществленных в период постройки соответ- ствующих мероприятий возникший пожар может при- нять такие размеры, что в дальнейшем не представится возможным отстоять горящее здание, в связи с чем оно может целиком погибнуть вместе со всем находя- щимся в нем весьма ценным оборудованием. Естественно также выполнение всех требований, вы- двигаемых условиями оздоровления труда и техники безопасности, так как основная советская установка в промышленных предприятиях заключается в полу- чении наиболее дешевого фабриката при одновремен- ном создании правильного санитарно-гигиенического внутреннего режима. Наконец вполне понятно соблюдение условий, выдви- гаемых обороной Советского союза. Указанные выше факторы предопределяют горизон- тальные и вертикальные измерения зданий. Детальное изучение условий, влияющих на плани- ровку зданий, следует начать с рассмотрения основных плановых решений, встречающихся в фабрично-завод- ской практике (фиг. 2), что позволит легче разо- браться в отдельных архитектурных и конструктивных оформлениях производственных зданий. В связи с тем, что технология не составляет предмета настоящей ра-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 21 боты, эти решения будут приведены лишь в кратком схематизированном виде. Первичной и основной формой плана является пря- моугольник, из которого преобразуются все последую- щие .виды (деталь 1, фиг. 2). Действительно план прямоугольного очертания по- зволяет наиболее просто добиться рационального архи- тектурного оформления с четкой разбивкой сеток ко- лонных осей и с полной увязкой технических и эконо- мических требований. Такая форма особенно удобна при выработке фабрикатов из одного какого-либо ма- териала, т. е. когда рабочая диаграмма представляет в целом прямую линию. Примером здания с производ- ством, выгодно планирующимся по прямолинейному направлению, служит подготовительное отделение маслоэкстракционного' завода в Катта-Кургане (фиг. 9 и 10), в котором семя, поступая из бункера 7 через весовое отделение 1 в производственные помещения, подвергается ряду последовательных операций. Это решение позволяет достигнуть наиболее рацио- нальной организации с технологической стороны про- изводства, требующего его прямолинейного построе- ния. Необходимо указать на известные отрицательные стороны такого планового оформления, при котором излишняя протяженность наружных стен значительно увеличивает удельную площадь последних, приходя- щуюся на каждый кв. метр полезной площади пола. Менее выгодное взаимоотношение для данного случая площадей стен и полов, чем для зданий, приближаю- щихся по форме к квадрату, естественно ухудшает экономические показатели в отношении первоначаль- ной стоимости строительства и величины последующих эксплоатационных расходов на отопление; поэтому окончательный выбор решения должен производиться на основе совокупности всех технологических и строи- тельных преимуществ и недостатков. Таким образом мы видим, что при увеличении длины путей производственных потоков происходит соответ- ствующее горизонтальное развитие прямоугольной формы плана, т. е. его удлинение. При этом начинает накапливаться ряд противоречий—между требованиями технологических процессов и территориальными воз- можностями, а также экономическими и техническими соображениями. Противоречия заставляют изменять направление движения производственных потоков под углом, диктуемым формой участка и техно-экономи- ческими требованиями, приводя решение плана к Г-образной форме (деталь 2, фиг. 2). Следовательно Г-образная форма является резуль- татом преобразования первичной прямоугольной формы плана на основе противоречий, возникающих между технологическими требованиями развития здания в длину и соображениями экономического, технического и территориального порядка. Последующее удлинение путей производственных процессов приводит к двукратному изменению напра- вления движения материалов, в связи с чем получается П-образная форма плана (деталь 3, фиг. 2). При даль- нейшем развитии последнего решения и тройном по- вороте внутренних потоков план приобретает замкну- тый вид (деталь 4, фиг. 2). Таким образом П-образная и замкнутая формы планов являются результатом пре- образования первичной прямоугольной формы плана на основе добавочно возникших противоречий, не позво- ляющих применить предыдущие решения: для П-образ- ной — Г-образную, а для замкнутой — соответственно П-образную форму плана. Иногда материал, начиная с некоторой стадии, под- вергается двум различным видам обработки, в резуль- тате чего получаются два вида готовых изделий; в этом случае выгодно располагать план здания в виде буквы Т (деталь 5, фиг. 2), благодаря чему представится воз- можность соответствующего развития производствен- ных потоков после их раздвоения. Кроме того Т-образное оформление плана целесообразно при не- обходимости разместить в одном здании две соподчи- ненные друг другу стадии производства, одна из кото- рых требует применения тяжелых кранов, а при другой можно ограничиться лишь расстановкой стационарного оборудования. Такое примыкание под прямым углом друг к другу отдельных корпусов позволяет также до- биться кратчайших внутренних путей передвижения материалов при наличии параллельных, операций в начальной стадии обработки сырья или полуфабрика- тов и совместных операций в последующей. Здание этого типа изображено в плане на фиг. 50, а в раз- резах—на фиг. 51. Разнохарактерное сырье подается непосредственно в каждый из двух складов 2 и 3, рас- положенных по краям левого (на плане) корпуса 4 путем ввода вагонов через тамбуры 1 в крайние про- леты, откуда материалы при помощи кранов, имеющих поперечное по направлению к зданию движение, вы- гружаются на предназначенные для их хранения ме- ста. Такой метод разрешения транспортной проблемы, позволяющий механизировать доставку сырья без про- межуточной- перегрузки, вполне благоприятно влияет на снижение стоимости готовых изделий. Внутризаводское перемещение материалов в корпусе 4 производится при помощи продольных кранов, рас- положенных на высоте 5 м, что допускает непосред- ственную передачу на них грузов с поперечных кранов, обслуживающих склады, так как последние размещены на соответственно большей высоте. Таким образом раздельные потоки начальной стадии производства, имеющие направление от складов 2 и 3 к середине корпуса 4, в дальнейшем объединяются в перпендику- лярной части здания 5 в одно общее русло, причем материалы, пройдя через ряд последовательных опера- ций, выходят в виде готовых изделий в экспедицию 6, расположенную в правой (на плане) пристройке. В свою очередь отправка готовой продукции произ- водится по железной дороге, для чего вагоны вводятся в экспедицию через тамбур 7; товар для погрузки подается посредством двух кранов, передвигающихся в поперечном к корпусу 5 направлении. Благодаря та- кой компановке получается•стройная схема, позво- ляющая действительно рационализировать отдельные этапы производственных операций, начиная с момента доставки сырья и полуфабрикатов и кончая выходом готовых изделий. Таким образом Т-образная форма плана является результатом известного осложнения технологических процессов. При наличии обгонов одних машин другими полу- чается некоторый излишек полуобработанных изде- лий, не успевающий быть пропущенным последующими стадиями производства. Для размещения подобных из- лишков без загромождения самих цехов могут быть устроены так называемые буферные склады. В этих случаях выгодно придавать зданию Н-образную форму, что позволяет использовать поперечные части для устройства в них складов (деталь 6, фиг. 2). Указанные виды планов дают наибольший эффект при несложном технологическом процессе, в основном с однолинейной рабочей диаграммой. Весьма часто предметом производства служат фабрикаты, требую^ щие для своего изготовления несколько родов мате- риалов, последовательная обработка которых происхо- дит одновременно, причем потоки направлены парал- лельно по отдельным руслам, сливающимся в стадии
22 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ последующей обработки или сборки. Для таких произ- водств наиболее рационально расположение зданий в виде вилки; в этом случае несколько параллельных корпусов соединяются посредством поперечного, при- мыкающего к торцовым сторонам первых (деталь 7, фиг. 2). Подобное решение плана имеет ряд преимуществ. Промежуточные между параллельными корпусами дворы допускают устройство бокового освещения для каждой ветви производства,, вполне обеспечивая воз- можность интенсивного вентилирования зданий. По- мимо этого дворы могут служить складами материа- лов, ожидающих их дальнейшей обработки, что по- зволит, не загромождая самих цехов, ввести материалы в процессе обработки в необходимых местах без из- лишни^ перемещений внутри зданий. Обслуживание дворов может выполняться мостовыми кранами, опи- рающимися на стены параллельных корпусов, благодаря чему значительно снизятся цеховые расходы по пере- мещению материалов. При таком расположении плана получается наименьший пробег изделий от начала производственного процесса до его конца. Также от- дельные отрасли распределяются по изолированным помещениям, что позволяет лучше специализировать цеха с соответствующим подбором оборудования, транспортных приспособлений и характера вентиля- ции. Примерами таких решений служат кузнечный цех Челябинского тракторного завода (фиг. 39 и 40) и кузнечно-штамповочный и рессорный цеха Орского паровозостроительного завода (фиг. 46, 47 и 48). Как мы видим, вилкообразная форма плана может явиться результатом значительного усложнения тех- нологических процессов, не позволяющих применить предыдущие оформления. При отсутствии вредных выделений, а также процес- сов, -вызывающих сотрясения, изоляции отдельных це- хов не требуется, что допускает непосредственное примыкание последних друг к другу.' В этом случае получается плановое решение, приближающееся по форме к квадрату согласно фиг. 86, на которой изо- бражен один из вариантов плана паровозосборочного цеха Орского паровозостроительного завода. Вся пло- щадь здания разделена на отдельные участки в преде- лах пролетов, каждый из которых имеет самостоятель- ное назначение: Пролет 7 —сборочный; 2 — медниц- кий; 3 — обшивочный; 4 — термический; 5—втулок и валиков; 6 — болтов, шпилек и гаек; 7— дышловой пролет; 8 — парораспределения; 9 — запасных поме- щений; 10 — букс; 11—скатов; 12 — сборный; 13 — цилиндровый; 14 — рамных креплений и наконец 75 — пролет пароперегревательный; кроме того под цифрой 76 обозначено заправочное помещение. Все механи- ческие пролеты обслуживаются железнодорожными путями, введенными в их начальные части, что- дает возможность доставлять материалы непосредственно в цех к исходным точкам технологических процессов. Для хранения привезенных полуфабрикатов и заготовок вдоль путей предусмотрена свободная площадь. Про- тивоположными концами пролеты примыкают к сборке, что позволяет наиболее удобно доставлять изготовлен- ные детали к местам их потребления. Собранные в сбо- рочном отделении паровозы поступают в заправочное отделение для их растопки и выпуска из цеха. Следовательно квадратная форма плана (деталь 8, фиг. 2) в некоторых видах производств явилась резуль- татом преобразования вилкообразной формы плана посредством смыкания раздельных корпусов. В связи со значительным количеством отдельных отраслей производств не представляется возможным привести все виды плановых решений, диктуемых осо- бенностями технологических процессов, —поэтому можно ограничиться основными указанными выше оформлениями и перейти к рассмотрению правильного разрешения вопросов организации прохода рабочих с -соответствующим расположением вспомогательных помещений и мероприятий в отношении пожарной безопасности. Осуществление этих условий, гарантирующее рацио- нальную организацию заводских процессов, сравни- тельно легко может быть проведено в жизнь при разделении зданий специальными двухэтажными огне- стойкими коридорами, позволяющими разбить всю площадь на отдельные участки. Таким образом ввиду обычного распространения пожара по верху помеще- ний через крышу наличие таких огнестойких завес, возвышающихся на определенную высоту над уровнем кровли, преградит доступ огню и механически лока- лизует пожар в пределах определенных площадей. Под таким огнестойким коридором, с расположением вто- рого этажа на отдельно стоящих железобетонных ко- лоннах образуется свободная площадь, с успехом ис- пользуемая для проезда электрокаров. В случае надобности часть этого проезда отводится для прохода рабочих, причем для безопасности пере- движений поверхность тротуаров несколько подыма- ется над уровнем пола. В производствах с переработ- кой горючих материалов и их расположением непо- средственно на полу для большей пожарной безопас- ности по одной из двух линий колонн огнестойкого коридора могут быть добавочно возведены брандмауер- ные стенки. Второй этаж служит для размещения в нем вспомогательных устройств для работающего пер- сонала — раздевалок, душевых, уборных, а также для конторских ячеек, неразрывно связанных с производ- ством и не могущих быть выделенными в здание заво- доуправления. Планировка этого этажа обычно про- изводится по коридорной системе с односторонним расположением отдельных помещений; таким образом при невозможности по каким-либо соображениям пропускать основные потоки рабочей силы в пределах уровня первого этажа может быть легко предоставлен свободный проход рабочих по второму этажу. Через известные промежутки в огнестойком коридоре устра- иваются лестницы, позволяющие прибывшим на. смену рабочим спускаться непосредственно к своим цехам, а отработавшему и освободившемуся персоналу поки- дать здание, минуя чужие цеха. Таким образом становится совершенно ясным, какое огромное значение имеет устройство огнестойких ко- ридоров для правильного разрешения основных про- блем, связанных с целесообразным проектированием зданий для производств, требующих одноэтажного метода застройки значительных площадей. Для лучшего усвоения методологии устройства огне- стойких коридоров необходимо рассмотреть отдельные решения планировки корпусов с разнообразным рас- положением этих коридоров в зависимости от формы плана или общей площади застройки. Примером прямоугольного здания, разделенного на две части одним продольным огнестойким коридором, служит кабельный завод, изображенный ца фиг. 29 и 30. Как видно из плана и разреза, этот корпус, особенно благодаря наличию расходящихся от него в обе стороны огнестойких зон в виде отдельных, вкрапленных на определенном расстоянии друг от друга железобетонных полос шедовых покрытий, вполне обеспечивает локализацию пожара в пределах небольших площадей. , Отделение некоторых более опасных в пожарном отношении цехов от остальной части здания брандмауерны.ми стенками, возведенными
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 23 по одной или даже двум линиям колонн коридора, в случае возникновения пожара предохраняет от рас- пространения огня по нижней зоне помещений. Двухэтажный огнестойкий коридор, недостаточно светлый в его нижней части для расположения в по- следней производственных цехов, позволяет с успехом использовать нижнюю свободную площадь для органи- зации передвижения внутризаводского транспорта, предположенного в виде электрокаров. Таким образом местные переброски, осуществляемые вне расставлен- ного оборудования, не препятствуют основному ходу производственных процессов и позволяют их выпол- нять с наименьшими заторами и с максимальной ско- ростью движения. Устроенные по бокам основного проезда тротуары, несколько возвышающиеся над уровнем пола, пред- назначены для прохода рабочих к местам нахождения их станков или оборудования; размещенные на неко- тором расстоянии друг от друга лестницы, ведущие во второй этаж, дают возможность приходящим и ухо- дящим рабочим попадать во вспомогательные помеще- ния, расположенные в верхней части коридора. Пла- нировка раздевалок, душевых и уборных выполнена в соответствии с количеством занятого на производстве персонала и с таким расчетом, чтобы они были мак- симально приближены к обслуживаемым ими цехам. Кроме вспомогательных устройств во втором этаже коридора расположены лаборатории, цеховые конторы, кабинеты для заведующих отделениями и мастеров, цеховые комитеты и прочие помещения, неразрывно связанные с общей жизнью производства и не могущие быть выделенными в отдельные здания без ущерба для дела. Таким образом мы видим, что устройство огнестой- кого коридора вносит организационное начало в пра- вильное построение заводских процессов и позволяет достаточно целесообразно разрешить ряд весьма слож- ных и ответственных вопросов. При необходимости проектировать производственное здание с примерно одинаковыми измерениями в плане иногда более рационально вместо одного устраивать два коридора. Такое здание показано на фиг. 31 и 32; оно делится двумя огнестойкими коридорами на три части, из которых средняя по площади равняется при- мерно сумме двух крайних. Перпендикулярно к кори- дорам идут добавочные огнестойкие зоны в вцде от- дельных полос железобетонных шедов.. Таким обра- зом, как и в предыдущем примере, это здание в до- статочной степени обеспечено от распространения пожара; в самом крайнем случае смогут сгореть только отдельные сравнительно небольшие участки. Наличие двух коридоров предопределяет проход ра- бочей силы двумя самостоятельными потоками. Ком- пановка плана произведена с таким расчетом, чтобы дать возможность занятому персоналу попадать к местам своей работы, минуя чужие цеха. С этой целью в начале и конце каждого коридора помещены лест- ницы с широкими маршами, по которым приходящая смена поднимается кверху, а уходящая спускается книзу, причем направление рабочих потоков должно оставаться постоянным^; в противном случае встречные движения неминуемо будут вызывать заторы. В четы- рех местах по длине расположены добавочные лест- ницы, позволяющие рабочим после переодевания спу- ститься непосредственно в свой цех или после окон- чания работы сразу подняться на второй этаж кори- дора. Таким образом два коридора при значительной ширине здания предоставляют возможность обеспечить правильную организацию прохода рабочей силы, а •также приблизить вспомогательные устройства к про- изводственным помещениям, несмотря на поточность отдельных операций. Наконец под коридорами остаются свободные пло- щади, с успехом используемые для внутризаводского транспорта. В этом случае при помощи двух коридоров доста- точно удачно разрешены все вопросы, связанные с бесперебойной и наиболее экономичной производствен- ной деятельностью фабрично-заводского предприятия. К еще более трудной задаче относится планировка зданий по методу сплошной застройки при наличии значительных площадей, насыщенных большим коли- чеством станков с индивидуальным обслуживанием рабочим персоналом. В таких корпусах могут быть одновременно заняты многие тысячи рабочих, в связи с чем приходится особенно тщательно прорабатывать организацию рабочих потоков не только с точки зре- ния своевременного прихода и ухода людей, но для их свободного выхода в случае возникновения пожара. Один из примеров такой планировки, примененный на заводе Господшипник, изображен в плане и разрезе на фиг. 23. В отличие от двух предыдущих вариантов корпус разделен на ряд отдельных ячеек при помощи сред- него — главного — огнестойкого коридора и ответ- вляющихся в обе стороны второстепенных коридоров. При такой компановке отдельные участки крыши окру- жаются со всех сторон вертикальными стенками ко- ридоров, благодаря чему максимально обеспечивается пожарная безопасность. Соблюдение этого условия должно быть признано особенно целесообразным при значительной удельной плотности размещенного в здании оборудования тем более, что стоимость по- следнего в некоторых производствах превосходит во много раз основную стоимость постройки. Главный огнестойкий коридор в пределах второго этажа служит исключительно для целей сообщения рабочих со своими цехами; в случае возникновения пожара он позволит также легче маневрировать сред- ствами пожарной обороны, так как доступ на горящую крышу помимо таких коридоров весьма затруднен. Вспомогательные коридоры, предположенные в данном случае шириной 6 м при оставлении бокового про- хода около 2 м, дают возможность в остальной части устроить помещения для обслуживания рабочих. Со- общение с основной частью корпуса производится по нескольким лестницам, расположенным в начале, конце и середине каждого коридора. Таким образом при та- кой планировке, когда основная масса рабочих искус- ственно направляется в определенное русло по глав- ному проходу с ее дальнейшим распределением по боковым ответвлениям, можно быть в достаточной мере обеспеченным в отношении правильной органи- зации рабочих потоков. Что касается внутризаводского транспорта, то ос- новные линии его движений предопределяются про- дольным и поперечным направлениями коридоров, под которыми остается достаточная свободная площадь для проезда одновременно в любом направлении несколь- ких электрокаров. Помимо устройства огнестойких коридоров имеется целый ряд других способов разрешения основных во- просов, связанных с целесообразным плановым офор- млением одноэтажных зданий, например постройка самостоятельных корпусов для бытовых устройств с проведением подземных тоннелей или пристройка про- дольных корпусов. Отдельные добавочные примеры бу- дут указаны ниже при последовательном рассмотрении различных типов производственных зданий. Для выполнения требования — индустриализации
[-Здания с боковым Летом Многопролетные здания конькового типа || Здания скомбинированным светом (боковым и верхним) || ' I' ~"'|Х ‘ц Здания с продольным верхн. светом (Треуг, трапецоид, и вертик. фонари) || Здания для производств без выделения тепла и вредных газов || | Здания с боковым светом | | Здания с комбинированным светом (боковым и Верхним) | (g) | Здания с продольным верхн, светом (Треуг., А-образн, трапец и верт, фонари) | (U) ------- /.4 60л------------- ---- /4б0д ---- Многопролетные здания конькового типа || юная с подъемом отдельных пролетов I Здания с боковым светом] | Здания скомбинированным светом (боковым и верхним) | 17 L4 ,60л I Здания с комбинированным светом I Здания с продольным верхн светом (Треуг, трапецоид, и вертик. фонари) 21 /460л | Проношенные здания~\ | Одноэтажные здания | 'I | Высота I II Однопролётные здания Здания с поперечным верхним обе- том (Треугольные (ронари и Буало) I Здания с боковым светом | /412л -- 1УЛ2л-~ I Многопролетные здания с повторением пролетоб | Юная с малыми пролетами || [[Пролетные здания || Здания с комбинированным све- том (боковым и верхним) Здания с зенитн и двухсторон, верхн. све- том (Треуг., А-образн,трапец. и верт. фон.) /412л -- /412л | Здания с боковым светом | Здания скомбинированным све- (it)) том (боковым и верхним) —' Здания с односторон, верхним светом (Фонари шед-вертикальн. и наклонные) {412л /412а — />12л ___________ । Здания с продольн. верхним светом (Треуг,А-образн,транец. и верт. фон) />12л — — />12л 1> 12л —» Здания споперечн. верхним светом (Треугольные фонари и буало) ^=^(12)==^ — />12л />12л Высота h>6M Вызывается: кранами, высоким оборудованием, внутрен. /кел.-дор. путями, условиями аэрации [ ОднопролегПные здания || Здания для производств с выделением тепла и вредных газов (А -образные, трапецеидальные, вертикальные и»боттерфляй’’фон) | Здания с поперечным верхним светом (Треугольные фонари и Буало) | Здания с поперечным верхним све- том (Треугольные фонари и Буало) 22. /.460л -— /.4 60л --------------- || Здания с галлереями || | Здания с боковым светом] .23. ___________,____। ~ . [Зданияскомбинированным светом | 15 L4 60л —- Здания с продольным верхн. светом Здания с поперечным верхним све- Здания с боко- (Треуг, трапецоид, и вертик. фонари) том (Треугольные фонари и буало) дым светом /.460л /4 60л вым светом 20 /460л Здания с продельным верхн. светом (Треуг,трапецоид, и вертик. фонари) БаЙМЙЁй /460 л Здания с поперечным верхним све- том (Треугольные фонари и буало) /460л || Здания для производств без выделения тепла и вредных газов || I Узкие зданйя~\| Широкие здания | | Пролетные здания | | Здания с малыми пролетами \ | Здания с боковым светом | .26. -/412л — /412л— Здания скомбинированным светом (Тре- угольные, А-образные, трапецеидальные и вертикальные фонари). 27 - /412 л — • /412л - -/412л- •/48л- Многоэтатклые здония Вызываются: условиями произ Фдства, требованиями оздо- рови. труда,территориальн. сюбра>кениями,усл.грунта и пр. Фиг. 1. Основные виды производственных зданий. Цветаев. Многопролетные здония с повторением пролетов] Ц Здания для производств с выделением тепла и вредных газов j | Узкие здания | | Широкие здания | Здания с комбинированным верхним светом (А-образные, тоапецоидаль- ные,м-образные типа понд и пбаттерфляй"фонари) — 1>12л. />12л — />12л — — />12л -— />12л Ы2л — | Здания с комбинированным светом (боковым и верхним) ; Здания с продольным верхним светом (Треугольные, А-образные, трапецеидальные и вертикальные фонари). — />12л М2 л — Здания с поперечным верхним светом (Треугольные фонари и буало) -— М2л />12л — 4
26 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Г-образная форма Основные решения плана Прямоугольная форма лями-производственниками для рациональной разра- ботки планового решения производственных зданий. Осуществление предпоследнего условия — соблюде- ния требований оздоровления труда и техники безопас- ности — может быть достигнуто правильным устрой- Н-образная форма ством естественного освещения, максимальным проветриванием зданий, направлением верхнего света соответственно линиям основных производственных про- цессов, выделением вредных производств по возможности в отдельные помещения и т. п. Наконец выполнение послед- него требования — повышения обороноспособности страны — достигается рядом специальных мероприятий в виде маскировки, расположения некоторых ответ- ственных частей сооружений под землей и т. п. В дальнейшем следует перейти к описанию метода рациональ- ного отбора материалов для Квадратная форт Фиг. 2. Основные решения плана. строительства в соответствии с требованиями экономики, проти- вопожарной безопасности, ха- рактера внутреннего режима и характера необходимой капи- тальности. Выбор строительных мате- риалов на основе экономиче- ских соображений в настоящее время затрудняется дефицитно- стью главнейших из них •— ме- талла и цемента. Упрощен- ный способ подхода — с обычной сметной каль- куляцией — весьма часто может дать ошибочные результаты. Действительно, мы знаем, что ряд сооружений окажется более дешевым при выпол- нении целиком из металла, что однако в значительном числе случаев противопоказывает их осуществление. Поэтому на данный период времени для правильного разрешения этой задачи при разработке вариантов необходимо вводить в сметные исчисления поправочные коэфициенты на дефицитность — 5 для металла и 2 для цемента; кроме того для материалов в виде на- пример песка, гравия и бута в случае применения их по соседству с местом добычи вводится сниженный коэфициент в 0,5. Эти условные коэфициенты облег- чают получение увязанных с действительностью ре- строительства и ускорения сроков производства ра- бот — необходимо превратить строительные площадки в подлинные строительные фабрики, производящие поточным способом монтаж отдельных элементов, из- готовленных на стационарных фабрично-заводских предприятиях. При такой установке промышленные здания явятся продукцией производственных строй- процессов. В соответствии с основными условиями правильного построения фабрично-заводских предприя- тий для каждого строительства должна быть макси- мально обеспечена заготовка элементов сооруже- ний серийным массовым способом с последующим механизированным монтажом отдельных деталей, орга- низованным по поточной системе. Указанные условия смогут быть выполнены лишь при. своевременной поста- новке задач по организации работ, что предуказывает разрешение этих задач параллельно' с проектированием сооружений. Таким образом становится необходимой кооперация строителей-проектировщиков со строите- зультатов. Помимо экономики на выбор материалов для несу- щих частей и строительных оболочек влияет характер предположенных к размещению в зданиях технологи- ческих процессов с точки зрения их пожарной опас- ности или опасности взрыва. Как было указано в клас- сификации, все виды производства на основе этих при- знаков делятся на пять категорий, каждая из которых диктует допустимость применения соответствующих материалов. Поэтому при современной установке о минимальном потреблении дефицитных материалов следует в первую очередь проверить возможность осуществления строительства из местных материалов или из привозных, но с наименьшим радиусом подвоза, хотя может быть и менее огнестойких. Конечно в дан- ном случае особенно недопустимы излишние перегибы, влияющие ухудшающим образом на пожарную безо- пасность зданий. Отбор материалов также зависит от характера вну-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 27 треннего режима. Выдвигаемые последним требования всегда должны соблюдаться, так как их недоучет мо- жет вызвать гибельные последствия для всего соору- жения. В случае например применения дерева в весьма мокрых помещениях с выделением значительного ко- личества влаги или пара всегда возможно появление гнилостных процессов в древесине. Устройство в сер- нокислотных производствах металлических покрытий или деревянных, у которых металлические части играют основную роль, обрекают такие сооружения на преждевременный износ. Наконец последним влияющим на выбор материалов фактором служит требуемая капитальность, так как нерационально затрачивать излишние средства на строительства промышленных зданий облегченных кон- струкций с незначительными сроками амортизации. Как мы видим, метод рационального отбора мате- риалов достаточно сложен и диктуется соответствую- щей увязкой с рядом весьма важных условий. Одновременно с выбором материалов следует наме- тить наиболее целесообразные конструкции несущих частей, а также элементов строительной оболочки— стен, окон, кровли, фонарей, полов и т. п. Тип несущей конструкции, как в части верхнего по- крытия так и отпор, является функцией допустимых пролетных размеров и характера отобранных мате- риалов. Действительно, двутавровые деревянные гвозде- вые балки с перекрестными сплошными дощатыми или фанерными стенками рационально применять для верхних покрытий при пролетах не более 12—13 м, в то время как деревянные сегментные фермы позво- ляют получить экономичные результаты лишь при пролетах, превышающих указанные пределы. Далее железобетонные рамные конструкции с верхним пря- молинейно-двухскатным профилем' дают лучшие реше- ния при относительно небольшой ширине зданий при- мерно до 16—18 м; при большей ширине целесообраз- нее переходить к криволинейному очертанию ригелей. В свою очередь каменные столбы благодаря их незна- чительной механической прочности не могут приме- няться при наличии больших пролетов или крановых нагрузок; опоры в этом случае следует выполнять в виде каменно-армированных столбов с переходом при дальнейшем возрастании нагрузок к железобетонным колоннам. Каждое решение несущих конструкций требует со- блюдения соответствующего расстояния между опо- рами. Например деревянные сегментные фермы позво- ляют получить наиболее экономичные результаты при продольном шаге колонн в 5—6 м, деревянные дву- тавровые гвоздевые балки — при расстояниях между -собой не свыше 4—4,5, в крайнем случае 5 м; наобо- рот, металлические фермы при сварных прогонах до- пускают их раздвижку до 10—12 м и более. В связи с тем, что каждая конструкция имеет известную ам- плитуду колебаний, обязательно следует стандартизи- ровать сетки колонных осей, выразив их в целых измерениях. Такой прием — единственно целесообраз- ный — позволит в дальнейшем по мере накопления от- дельных типовых решений перейти к наиболее рацио- нальному методу проектирования в виде монтажа гото- вых элементов, а также облегчит индустриализацию и ускорение строительства. Следовательно правильно выбранный тип несущей конструкции верхнего покрытия, предопределяя опти- мальные расстояния между опорами, после увязки с технологическими требованиями намечает оформление зданий в плановом отношении с соответствующей раз- бивкой опорных осей. Условия выбора отдельных элементов строительной оболочки зависят от целого ряда добавочных момен- тов. Тип стены намечается в связи с характером ее будущей работы как постоянной или временной при последующем расширении с установкой в первом случае на применение укрупненных блоков из мест- ных материалов. Кроме того на основе светотехниче- ских требований выясняется необходимость устройства стенных простенков или сплошного остекления. Далее при деревянных переплетах в одноэтажных зданиях вполне допустимы обшитые асбофанерной или оштука- туренные перемычки из дерева, в то время как же- лезобетонные переплеты, применяемые в мокрых и огнеопасных производствах, вынуждают устраивать огнестойкие перемычки. В свою очередь тип карниза и конструкция кровли зависят помимо прочих фак- торов также от метода отвода воды. Таким образом в постепенном порядке определяются все элементы строительной оболочки, причем основная установка должна быть взята на переход к стандартным деталям с возможным их укрупнением. На основе указанного мы видим, что проектирование производственных зданий требует соблюдения на- столько разнохарактерных условий, что их рацио- нальное выполнение может быть достигнуто только совместной работой технологов, транспортников, энер- гетиков и строителей — архитекторов, конструкторов и производственников — и при их взаимных разумных уступках друг другу, так как в конечном результате должно быть получено здание, отвечающее всем требо- ваниям данного производства, архитектуры, инженер- ного искусства и строительства. Б. Особенности европейских методов проекти- рования Проектирование промышленных предприятий у нас выполнялось до 1929 г. исключительно по европейским методам; за последнее время в связи с работой в Со- ветском союзе крупных американских специалистов, а также в связи с осуществлением ряда построек по чертежам, исполненным в Америке, у нас все больше начинают прививаться американские навыки и способы проектирования, переработанные соответственно со- ветским условиям. Правда, точно границы между всеми производственными зданиями европейского и амери- канского типа Провести не представляется возможным тем более, что многообразие зданий европейского типа с отсутствием в них общей методологии чрезвычайно затрудняет это разделение. Однако значительная раз- ница приемов и способов разрешения основных вопро- сов, возникающих при архитектурном и конструктив- ном оформлении производственных зданий, позволяет все же выделить в самостоятельные группы сооруже- ния, более характерные для Европы и Америки. К одной из основных особенностей европейского метода проектирования следует отнести недоучет исключительной важности максимальной стандартиза- ции всех элементов фабрично-заводских сооружений для получения их наименьшей стоимости и для воз- можности наиболее рационального осуществления строительства индустриальным способом и в кратчай- шие cpoKHj Это положение в первую очередь отра- жается на недостаточной четкости проведения твердой сетки колонных осей, без чего немыслима правильная организация плоскостного и объемного разрешения проектируемого сооружения. Действительно, применение относительно неболь- шого числа определенных пролетных размеров, наибо- лее характерных для данной отрасли промышленности, вносит сразу планирующее начало в заводское здание
28 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 3. Американский фонарь с открытыми вентиля- ционными полотнищами. и позволяет использовать накопившиеся ранее типо- вые оформления. Не нужно забывать, что каждая кон- струкция имеет оптимальные величины пролетов, вследствие чего намеченные, сетки колонных осей до известной степени предопределяют выбор материала и типа для верхних и нижних несущих частей, соста- вляющих значительную стоимость сооружений. По- этому никогда не следует допускать весьма характер- ного для европейских методов проектирования слепого и часто неоправданного подчинения строителей тех- нолога^, тем более, что последние обычно считаются только с удобствами и особенностями проектируемого производства. Наоборот, необходимо всегда стремиться полностью проводить в жизнь все основные требова- ния, которым должен удовлетворять единый заводской организм. В Европе также господствует функциональное под- чинение высотности отдельных частей зданий распо- ложенному в них оборудованию из-за излишней и иной раз мелочной экономии на первоначальных за- тратах; фактическое снижение себестоимости строи- тельства в этом случае может оказаться весьма проблематичным из-за ухудшения организационных условий производства разнотипных работ. Такой метод проектирования чрезвычайно осложняет после- дующее переоборудование и расширение промышлен- ных предприятий, заставляя даже в некоторых случаях итти на частичное ухудшение первоначально пра- вильно задуманной технологической схемы. Конечно сохранение достаточной высотности зданий с возмож- ным отсутствием вертикальных переходов должно вы- полняться без неоправданных перегибов, на что следует обращать исключительно серьезное внимание. При европейском проектировании фактически не используются силы природы для вентилирования про- изводственных помещений и как следствие этого от- сутствуют четкие и энергичные профиля у зданий для усиления действия аэрации. Естествен поэтому из- любленный в Европе тип треугольного глухого фонаря, по природе своей конструкции не допускающий вы- полнения створных частей. Устройство в таких дву- скатных фонарях отдельных подъемных форточек, рекомендуемое некоторыми специалистами, не может быть отнесено даже к паллиативным мерам, настолько незначителен эффект от их применения. Дефлектора, получившие значительное распростра- нение в Европе, ни в коем случае не могут быть про- тивопоставлены широким и длинным вентиляционным полотнищам в американских фонарях (фиг. 3). Правда, дефлектора обладают относительным постоянством действия вне зависимости от перпендикулярного, па- раллельного или углового по отношению к основной оси здания направления ветра, в то время как венти- лирование помещений посредством фонарей в наибо- лее жаркое летнее время может производиться преиму- щественно при угловом направлении ветра, особенно при перпендикулярном. Однако весьма простой вы/од заключается в расположении производственных зданий соответственно действию господствующих летом ве- тров, тем более, что ветровой климат достаточно известен для многих местностей Советского союза и в дальнейшем может быть еще более уточнен. Дефлек- тора, прорезающие на весьма близком расстоянии друг от друга конструкции верхних покрытий и благодаря этому значительно утяжеляющие последние и лишаю- щие их стандартности, могут быть допустимы лишь • в небольших по объему промышленных зданиях, в ко- торых малая масштабность работы заранее предопре- деляет известную кустарщину при их строительстве. Кроме того аэрирование широких производственных корпусов посредством дефлекторов должно быть при- знано даже по своему существу нелогичным: вместо^ естественно напрашивающегося использования откры- вающихся остекленных фонарных плоскостей в этом случае приходится прибегать к дополнительной по- стройке значительных по размерам шахт. Это поло- жение так же не оправдано, как например неиспользо- вание в зданиях стенных поверхностей для устройства оконных отверстий с их заменой исключительно верх- ним светом. Одновременно дефлектора фактически не- позволяют получить достаточные вентиляционные об- мены в летнее время, когда для создания приемлемых внутреннорежимных условий приходится прогонять через помещения огромные объемы свежего воздуха. Вообще устройство дефлекторов на крыше придает профилю здания определенно нечеткий и случайный характер (фиг. 4). Таким образом приходится кон- статировать недостаточное уменье Европы использо- вать естественные силы природы для улучшения ка- честв производственного здания как рациональной' оболочки для внутреннего оборудования, всецело увя- занной с характером технологических процессов. В Европе отрицается во всех возможных случаях Фиг. 4. Дефлектора на крыше.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 29 внутренний отвод воды в ущерб даже логичности про- филя сооружения. Как результат этого весьма часто чрезмерно развивается многопролетное здание по го- ризонтали в ширину путем введения внутренних опор в первичный и основной тип производственного зда- ния— однопролетное здание с двускатным направле- нием верхнего покрытия. Такая коньковая оболочка во многих случаях вполне рациональна, особенно при меньшей суровости климата Европы, однако до опре- деленной ее ширины — примерно до 50—60 м. Свыше этого предела накопление внутренних противоречий категорически противопоказывает ее осуществление и диктует переход к многопролетным зданиям с повторе- нием пролетов в неизменных или изменяемых величи- нах. Действительно, необходимость соблюдения изве- стного уклона крыши, принимаемого обычно даже при рулонных кровельных материалах в 7—10%, при большой ширине зданий вызывает значительное вер- тикальное развитие средней части, вследствие чего про- исходит удорожание строительства за счет получения излишних и неоправданных верхних объемов. В конь- ковых решениях также отсутствует стандартность раз- меров несущих частей из-за добавочного периодиче- ского повышения внутренних опор в направлении осе- вой линии сооружения. Длинные скаты оказывают от- рицательное влияние на зимнюю эксплоатацию широ- ких зданий, так как требуют дорого стоящей периоди- ческой очистки крыш от снега; кроме того значитель- ные массы тающей в осеннее и весеннее время воды, дойдя до карниза и не обогреваясь более внутренним теплом, образуют ледяные валуны и сосульки, превра- щающиеся иногда в метровые сталактиты, затемняю- щие свет и бьющие стекла. Естественно, что этот режим приводит в повреждению и протеканию кровли. Отрицательным примером такого сооружения является один из главных цехов Уралмашиностроя шириною сыше 152 м с двускатным направлением крыши и на- ружным отводом воды (фиг. 53). При европейских методах проектирования весьма часто применяются поперечные к направлению зданий фонари, являющиеся логической неизбежностью в ши- роких коньковых зданиях с двускатным верхним про- филем. При их выполнении типа Буало с вертикальным остеклением внутренняя освещенность получается до- статочно равномерной за счет снижения эффективно- сти светоотдачи. Однако при обычно устраиваемых треугольных фонарях, располагаемых подчас на срав- нительно значительных расстояниях друг от друга, происходит колебание горизонтальной освещенности на рабочей плоскости в направлении движения внут- ренних процессов, совершаемых обыкновенно парал- лельно главной оси здания. Таким образом при наи- более рациональной организации работ — при поточ- ном методе — треугольные поперечные фонари будут способствовать понижению эффективности работы вследствие накапливающегося зрительного переуто- мления у занятого персонала. Наличие длинных скатов при постоянной ширине по- перечных фонарей приводит к добавочному ухудшению эксплоатационных качеств сооружения из-за резкого затухания освещенности в средних повышенных про- летах. Это условие вынуждает допускать в широких цехах излишнюю подачу света в крайние наружные пролеты или заранее мириться с недостаточностью ос- вещения в средней части здания; оба эти выхода не могут быть- признаны удовлетворительными. Заканчивая на этом характеристику европейских способов и приемов оформления промышленных эда- кий, можно перейти в дальнейшем к описанию основ- ных методов, свойственных Америке. В. Особенности американских методов проекти- рования Главная особенность американских методов проек- тирования зданий заключается в стремлении их макси- мального упрощения и наибольшей типизации с воз- можным использованием приемов архитектурно-кон- структивных оформлений, разработанных на основе соответствующей практики. Для лучшей стандартиза- ции отдельных элементов американцы стараются уло- жить все технологические процессы в единообразные сетки колонных осей с повторением принятого шага, выраженного в целых измерениях, в пределах наиболь- ших площадей. Увеличение пролетных размеров вы- полняется обычно в кратном порядке путем удвоения, утроения или даже учетверения основного наимень- шего пролета, что во многих случаях позволяет соз- дать наиболее благоприятные условия для полного со- четания производственной целесообразности с архи- тектурно-конструктивной упрощенностью. Такая про- стота подхода без «миллионов терзаний», которые обычно сопутствуют нашему проектированию, сплошь и рядом выполняемому несмотря на это недостаточно рационально, позволяет в кратчайшие сроки дать со- вершенно удовлетворительные решения; одновременно при постройке могут быть максимально использованы индустриальные методы производства работ. Однако, особенно в первое время, в этой области были заметны некоторые излишние перегибы, непри- емлемые в Наших условиях вследствие разницы соотно- шения стоимости материалов и рабочей силы в Аме- рике и в Советском союзе. В то время как стоимость материалов в САСШ в общем балансе строительства составляет обычно не более одной трети, у нас, на- оборот, материалы обходятся дороже, чем затраченная рабочая сила. Поэтому американцы, производящие ма- териалы благодаря наличию высокой технической базы по более дешевым ценам, стараются хотя бы за счет перерасхода значительно большего количества мате- риалов сэкономить на рабочей силе. Такая установка для нас не может быть приемлемой, так как помимо уменьшения трудоемкости отдельных процессов мы должны одновременно стараться затрачивать наимень- шее количество материалов и особенно тех, которые в настоящее время дефицитны. Также принцип крат- ности, весьма рациональный по своему существу, при- менялся на первых порах не всегда достаточно оправ- данно. В некоторых проектах этого периода мы видим повторение продольного 6-метрового шага колонн в примыкающих к производственным зданиям вспомо- гательных пристройках несмотря на большую целесо- образность в этом случае отступить от принципа крат- ности размеров пролетов. Действительно, выбор само- стоятельного шага колонн для конторских и вспомо- гательных помещений из расчета наиболее простого и дешевого решения перекрытий с деревянными балками и прогонами, т. е. примерно в 5 м, позволяет обойтись без применения дефицитных материалов. Последние оформления зданий отличаются от первоначальных приемов с уклоном в сторону условий, отвечающих современному положению в Советском союзе. При проектировании фабричных зданий американцы стараются сохранить высоты, исчисленные обычно по максимальным габаритным размерам внутреннего обо- рудования, в пределах наибольших, но экономически оправданных площадей, чтобы предоставить возмож- ность в случае надобности произвести соответствующие частичные изменения технологических процессов. Такой метод проектирования вполне рационален, так как в индустриальной стране благодаря прогрессу тех-
30 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ нической мысли моральный износ оборудования часто опережает фактическую амортизацию самого здания. Одновременно все же необходимо предостеречь от из- лишней переоценки фактических возможностей того или иного строящегося завода, чтобы в угоду весьма проблематичным перспективам не производить излиш- них капиталовложений. Во всяком случае сроки амортизации зданий должны совпадать с предполагае- мыми сроками действенности основных технологи- ческих процессов. Далее основным условием американского проектиро- вания является направление верхнего света исключи- тельно по ходу основных процессов, что следует при- знать целесообразным, так как при поточности произ- водимых операций колебания освещенности на рабочей плоскости вызывали бы значительное зрительное уто- мление у работающего персонала, понижая его произ- водительность. Продольные фонари также облегчают типизацию отдельных частей зданий. Американцы стремятся во всех цехах без исключе- ния, а особенно' в тех, где происходит значительное выделение вредных или горячих газов, прибегать к устройству максимального естественного проветривания со снабжением занятых рабочих свежим воздухом при наименьшем применении искусственной вентиляции. Такая установка должна быть признана правильной, однако с весьма важной оговоркой, а именно: у нас необходимо устраивать естественную вентиляцию не путем слепого копирования американских образцов, а с учетом разницы в требованиях оздоровления труда, а также климатических условий САСШ и наших. Во всяком случае можно констатировать несомненный факт, что американская практика выработала целый ряд достаточно удачно подобранных профилей верхних покрытий, способствующих быстрому и интенсивному удалению выделяемых в цехах вредных или горячих газов. Наиболее смелым и энергичным типом крыши явля- ется покрытие типа понд, получившее весьма широкое распространение в Америке. Эта крыша состоит из комбинации чередующихся М-образных фонарей типа понд, работающих как вытяжка, и А-образных фона- рей, служащих для притока (фиг. 501); в узких зда- ниях ограничиваются устройством одних фонарей понд (фиг. 500). Помимо крыши понд в чистом виде при- меняются покрытия с другими комбинированными си- стемами фонарей — «баттерфляй» с А-образными или трапецеидальными, вертикальные фонари с А-образ- ными и т. д. Для выяснения наиболее подходящих в наших условиях типов и для предотвращения повторе- ния некоторых ошибочных решений безусловно необ- ходимо по мере окончания отдельных построек произ- водить серьезно поставленные и длительные наблюде- ния. При соблюдении такой установки будущие по- стройки будут лучше гарантированы от строительных и эксплоатационных дефектов. Отдельные исследо- вания в настоящее время уже производились. Правильно запроектированное здание не разрешает полностью проблемы его рационального использования. Последнее условие может быть осуществлено лишь еже- дневным и ежечасным управлением сложной венти- ляционной системой, для чего требуется наличие соот- ветствующих кадров специалистов по естественному вентилированию зданий, так как наши заводы недо- статочно умеют рационально использовать механиче- ское оборудование для открывания переплетов. Такую картину можно наблюдать на московском заводе КИМ и на Харьковском и Сталинградском.тракторных заво- дах. Более того, в Харькове отсутствуют даже приборы для управления фонарными полотнищами, что приво- дит к неиспользованию дорого стоящих устройств для естественной вентиляции; помимо этого количество створных переплетов недостаточно. Наконец одно из последних весьма важных отличий, в методах американского проектирования фабрично- заводских зданий заключается в устройстве холодной или полутеплой крыши с обязательным внутренним от- водом воды даже у небольших корпусов с двухпролет- ным или однопролетным покрытием. Америка при- выкла к устройству холодных кровель, считая, что экономия, которую она получает от уменьшения пер- воначальных затрат вследствие отмены изоляции, пе- рекрывает увеличение эксплоатационных расходов по удержанию’ внутренней температуры помещений на требуемом уровне. Такая установка в наших усло- виях — при дефиците топлива — должна быть пере- смотрена, так как снижение первоначальной стоимо- сти промышленных предприятий ни в коем случае не должно выполняться за счет излишнего увеличения ко- личества потребляемого топлива. Одновременно голое- требование о максимальном утеплении кровли, не обо- снованное практическими данными, несмотря даже на наличие необходимых изоляционных материалов, не может полностью разрешить этот весьма сложный во- прос, так как не следует упускать из виду, что если до последних лет крыши промышленных зданий пло- щадью около 1 га являлись уже исключением, то при строящихся в настоящее время гигантах, занимаю- щих десятки га, встает очень серьезный вопрос о наи- более простом и дешевом удалении снега. Конечно- применяемый американцами метод—холодная кровля плюс внутренний отвод воды — самый радикальный, но- ему сопутствует целый ряд факторов, отвергающих в значительном числе случаев его осуществление. По- этому у нас обычное для американской практики ре- шение кровли может быть принято безоговорочно- только в одном случае — при выделении в цехах та- кого количества производственного тепла, которое- могло бы полностью или почти полностью компенси- ровать излишки теплопотери в зависимости от холод- ной или полутеплой кровли. Во всех остальных слу- чаях более рациональным надо признать устройство- в I и II климатических районах теплой крыши со все- общим коэфициентом теплопередачи по возможности1 менее 0,80 и во всяком случае не более единицы, при- чем его окончательное определение производится в за- висимости от назначения и внутреннего режима по- крываемого помещения, а также характера и назна- чения примененных конструкций. Таким образом уда- ление снега посредством его таяния со зданий с боль- шой территорией застройки и обычными внутренними производственными условиями не должно достигаться уничтожением теплоизоляционного кровельного слоя. Естественно напрашивающимся выходом из данного положения является оставление полутеплой кровли- только по линии ендов, так как в этом случае без особого ущерба для топливного баланса автоматически- будет происходить удаление выпавшего снега. При обязательном внутреннем отводе воды, устройство ко- торого и без того необходимо в таких широких зда- ниях, снегопады в зимнее время вызовут подтаивание- в холодных разжолобках нижних слоев снега; при этом основная масса вышележащего снега будет посте- пенно сползать вниз и после своего таяния удаляться с крыши через внутренние водостоки. Что касается внутреннего отвода воды, то призна- вая безусловную его целесообразность с точки зрения- обеспечения правильной эксплоатации во всех вида-с промышленных зданий, следует все же в настоящее- время не исключать применения наружного отводи
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 31 воды и даже более того — прибегать к устройству вну- тренних водостоков, требующих для своего осуществле- ния дефицитных материалов, лишь в самых крайних случаях, продиктованных жесткой необходимостью. Эту установку следует особенно четко проводить в жизнь, так как в последние годы при проектировании некоторых промышленных предприятий наблюдается увлечение в отношении излишнего применения вну- треннего отвода воды, что может вызвать неоправдан- ное увеличение стоимости строительства, а также за- держку в производстве работ из-за временного дефи- цита металла. При использовании американского опыта для выбора метода отвода воды необходимо учитывать причины, вызвавшие их применение, а также условия будущей работы покрытий в зависимости от соответствующего района Советского союза. Поэтому устройство вну- треннего отвода воды в настоящее время следует счи- тать обязательным в следующих случаях: при плоских крышах и при больших площадях пологих или крутых крыш, с наличием в последних длинных пересекающих- ся скатов. Наружный отвод воды может выполняться при следующих оформлениях верхних покрытий: для односкатных или двускатных пологих или крутых крыш и в пологих и крутых крышах, хотя и с пересе- чением скатов, но при относительно незначительной длине последних — примерно до 40—45 м при возмож- ности двухстороннего отвода воды и до 20—25 м при наличии-одностороннего уклона. Для улучшения условий внешнего отвода воды с крыш зданий может быть рекомендовано устройство теплых полых карнизов, соединенных с внутренними помещениями. Этот прием даст возможность значи- тельно смягчить отрицательные стороны работы крыши в зимнее время. Действительно, в этом случае рас- таявшая вода до момента своего стекания на землю будет находиться в более равномерных условиях воз- действия внутреннего тепла, что позволит до извест- ной степени предохранить карнизы от образования на них ледяных сталактитов. 2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ МАЛОЙ ВЫСОТЫ Производственные здания малой высоты — менее 6м-— являются первичными видами зданий, из кото- рых развиваются и преобразуются последующие виды — одноэтажные здания большой высоты и много- этажные производственные здания. Такое разделение на группы в зависимости от высоты безусловно необ- ходимо, так как методы архитектурного и конструк- тивного проектирования обоих видов производственных зданий, как мы увидим в дальнейшем, в значительном числе случаев весьма различны. В связи с тем, что каждое здание должно рас- сматриваться как композиция, синтезирующая архи- тектурные и конструктивные требования, вызванные функциональным назначением сооружения, в общем случае представляется необходимым рассмотрение от- дельных видов зданий в отраслевом разрезе и в стро- гой увязке с комплексом технологических факторов. Однако для зданий малой высоты такой метод обычно является излишним. Действительно, особенно большое влияние на решение строительной оболочки оказывает наличие в производствах выделения тепла и вредных газов; в зданиях малой высоты этот фактор редко имеет место, так как он вызывает соответствующее вертикальное развитие зданий, т. е. переход к зда- ниям значительной высоты. Кроме того здания малой высоты более характерны для легкой индустрии, лег- кого машиностроения, для пищевкусовой, а также для промышленности строительных материалов; наличие- в последних весьма часто общности условий при обычно нормальном производственном режиме (за ис- ключением текстильной промышленности со специфи- ческими условиями работы, в которой здания соста- вляют как бы отдельную группу сооружений с шедо- вьгми покрытиями) обусловливает пригодность одних и тех же видов зданий для различных отраслей про- мышленности. Естественно, что в этих случаях неце- лесообразно рассмотрение оформлений зданий в соот- ветствии с их узко-функциональным назначением в за- висимости от отрасли производства, так как такой, метод привел бы к неизбежным и неоднократным повторениям и затемнил бы изучение зданий в порядке эволюционной последовательности. Поэтому более логичным следует признать рассмотрение зданий малой высоты без подразделения их по отраслевым призна- кам, но с указанием, для каких примерно производств- они пригодны. При этом технологические процессы следует учитывать как сумму определенных физиче- ских явлений, десйтвующих на природу сооружений и влияющих на архитектурно-конструктивную компо- зицию. А. Однопролетные здания Нарастание отдельных усложнений при разрешении- архитектурных и конструктивных вопросов в значи- тельной степени зависит от количества пролетов и их. величины, а также от общей ширины сооружений, — поэтому описание производственных зданий необхо- димо начать с однопролетных корпусов. Таким образом однопролетное здание (детали 1, 2 и 3, фиг. 1) должно быть отнесено к первичному и основному виду произ- водственных зданий, из которого преображаются или развиваются все последующие виды. Однопролетные здания могут выполняться с боковым и с комбинированным светом. Наиболее часто приме- няются здания с боковым светом (деталь 1, фиг. 1), так как при обычно относительно незначительной ши- рине однопролетных зданий боковые окна позволяют получить достаточную внутреннюю освещенность. В зданиях с комбинированным светом помимо окон устраиваются фонари. В зависимости от методов про- ектирования, а также от размеров пролетов верхний свет выполняется в виде продольных (деталь 2, фиг. 1) или поперечных (деталь 3, фиг. 1) фонарей. В первом случае могут применяться треугольные, А-образные, трапецеидальные и вертикальные фонари, а во вто- ром — треугольные фонари и Буало. Размеры однопролетных зданий являются функцией характера технологических процессов, требований конструктивной и экономической целесообразности и территориальных возможностей. Вместе с тем такие постройки, если они и возводятся с величиной проле- тов меньше 10 м, не характерны для промышленного зодчества и применяются в исключительных случаях, что позволяет ограничиться одним примером. На де- тали 1 фиг. 5 изображен в поперечном разрезе про- стейший вид здания пролетом 9 м. Стены решены в кирпиче с устройством надоконных рядовых пере- мычек; несущие части ’ верхнего покрытия приняты в виде висячих стропил с врубочными соединениями. Кровля может быть устроена любого типа как из ру- лонных кровельных материалов, так и железная; в связи с дефицитом в настоящее время металла опти- мальным является первое решение. Этот вид произ- водственного здания по своей упрощенности прибли- жается к подсобным сооружениям типа складов.
32 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 5. Однопролетные производственные здания малой высоты с деревянными покрытиями: 1 — здание с висячими стропилами и врубочными соединениями, 2 — здание с фермами на ножничных врубках, 3 — здание с двутавро- выми гвоздевыми балками со сплошными перекрестными стенками, 4 — здание с двутавровыми гвоздевыми балками с разреженными перекрестными стенками и криволинейным верхним очертанием, 5 — здание с двутавровыми фанер- ными балками, 6 — здание с балочными фермами на гладких кольцевых шпонках, 7 — здание с балочно-параболиче- скими фермами, 8— здание с сегментными фермами. Однопролетные здания с пролетами, превышающими 10 м, обычно проектируются в виде самостоятельных небольших корпусов для предприятий незначительного масштаба или для размещения подсобных производств на крупных заводах. В связи с требованием минимального применения де- фицитных материалов верхние покрытия, если только это не противопоказывается исключительной огнеопас- ностью предположенных к размещению, в зданиях про- изводств, следует преимущественно оформлять в де- реве. Стены должны во- всех возможных случаях решаться в виде каменных столбов с соответствующим стенным заполнением и с установкой на максимальное примене- ние крупных блоков из местных материалов на дешевых вяжущих веществах. При больших нагрузках
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 33 каменная кладка заменяется армированной. Устрой- ство железобетонного каркаса может быть оправдано только значительными размерами приходящихся на него нагрузок. Для деревянных покрытий нужно избегать конструк- ций с врубочными соединениями как слишком трудо- емких и требующих от плотников значительного ма- стерства, а главное сводящих строительство к кустар- ным методам. Применение врубочных соединений мо- жет быть допущено только для сернокислотных или другого типа производств, выделяющих вредно дей- ствующие на металл газы. В этом случае наиболее подходящи фермы на ножничных врубках, у которых соединительные металлические части имеют вспомога- тельное назначение. Такой тип конструкций позво- ляет в случае надобности произвести замену проржа- вевших элементов в постепенном порядке от узла к узлу. Здание с несущими частями верхнего покры- тия в виде деревянных ферм с ножничными врубками изображено на детали 2 фиг. 5. Соответственно вред- ному характеру технологических процессов кровля сделана газостойкой — из этернита; в связи со зна- чительным уклоном этой кровли фермы приняты тре- угольного типа. При ширине зданий примерно до 12—13 м опти- мальным решением является применение для несущих частей покрытий дощатых двутавровых гвоздевых ба- лок со сплошной перекрестной стенкой. Правда, проект стандарта этих балок выпущен с пролетами до 17 м, однако, как доказала практика, при больших чем 12—13 м пролетах они неконкурентноспособны по сравнению с другими конструкциями. Помимо чрезвычайной простоты изготовления не- большой уклон двускатного верхнего пояса этих балок дает возможность, несмотря на незначительность уве- личения внутренних объемов, получить достаточную надежность водоизолирующего покрова из рулонных кровельных материалов—'Толя или руберойда. Здание такого типа в поперечном разрезе изображено на де- тали 3 фиг. 5. При желании получить односкатную крышу .могут быть применены такие же балки, но с односкатным направлением верхнего пояса. В случае необходимости иметь сравнительно поло- гую крышу в зданиях с пролетами свыше 12—13 м несущие части выполняются в виде дощатых двутав- ровых гвоздевых балок с разреженной стенкой. За- мена сплошной перекрестной стенки на разреженную при значительных пролетах позволяет получить более экономичные решения. Поперечный разрез здания с такими несущими частями верхнего по- крытия изображен на детали 4 фиг. 5; верхний пояс у балок в данном случае очерчен по кривой и следовательно как более трудоемкий может выполняться исключительно при бесспорной архитектур- ной необходимости. Обычное решение при- нимается с прямолинейно-двускатным на- правлением крыши. Несмотря на рациональность устройства пологих покрытий с двутавровыми гвозде- выми балками со сплошными стенками применение дву- тавровых фанерных балок позволяет получить еще бо- лее экономичные результаты в связи с сокращением примерно в полтора-два раза веса последних по сравне- нию с первыми и благодаря значительному уменьшению количества гвоздей. Эти балки, постепенно расширяю- щие область своего применения, могут выполняться с двускатным или односкатным направлением верхнего пояса; их оптимальные пролеты до 12—13 м, в крайнем случае 15 м. Здание такого типа показано на детали фиг. 5. Соответственно свойствам фанеры устрой- ство этих балок ограничено производствами с обыч- ными условиями влажности. В 1926—1928 гг. типовым решением для однопро- летных зданий шириной от 12—13 м и примерно до 28—30 м являлось устройство стропильных балочных ферм с гладкими кольцевыми шпонками Тухшерера. Верхний пояс обычно принимался полигонального очер- тания; при железной или этернитовой кровле послед- ний делался двускатным. Такое здание с балочными фермами треугольного очертания изображено на де- тали б фиг. 5. В свое время кольцевые шпонки Тухшерера создали настоящую революцию в строительном деле, способ- ствовавшую весьма широкому распространению дере- вянных покрытий; однако целый ряд их серьезных не- достатков, изложенных в отделе V «Крыши», посте- пенно не только ограничил их применение, но и свел его почти до нуля. В связи с оптимальным решением в настоящее время соединений посредством гвоздей и зубчато-кольцевых шпонок весьма эффективно при пролетах, начиная от 13 и примерно до 40 м, устройство деревянных ба- лочных ферм на гвоздях и болтах, а также на зубчато- кольцевых шпонках с гнутыми верхними поясами. В этом случае могут быть два решения — при от- сутствии древесины надлежащего качества хотя бы только на нижний растянутый пояс при пролетах, не превышающих 26 м, допустимо применение металло- деревянных конструкций с нагельными соединениями в виде например балочно-параболических ферм, как это изображено на детали 7 фиг. 5. При наличии хоро- ших досок наилучшим решением должно быть при- знано устройство деревянных покрытий с американ- скими сегментными фермами с переходом при возрас- тании пролетов от гвоздевых к зубчато-кольцевым шпоночным сопряжениям; поперечный разрез здания с такими фермами показан на детали 8 фиг. 5. В последних типах зданий особенно при их ширине, превышающей 20 м, и высоте более 4—5 м не удается решение стен с каменными или армированными стол- бами. Значительность передающихся на отдельные Цветаев. Фиг. 6. Однопролетное производственное здание с двойным гнутым сводом типа Шухова-Брода. 5
34 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 7. Однопролетное производственное здание с кру- жально-сетчатым покрытием, Цольбау. опоры нагрузок обычно заставляет переходить к желе- зобетонному каркасу. При требовании весьма больших пролетов, что од- нако в производственных зданиях редко имеет место, несущие конструкции у верхних покрытий удачно ре- шаются в виде трехшарнирных арок кругового очер- тания, составленных из сегментных балочных ферм с сопряжениями на. гвоздях или зубчато-кольцевых шпонках. При необходимости объемного использования зда- ний для производств с высоким, оборудованием целе- сообразно круговое очертание арок заменить стрель- чатым; в этом случае отдельным звеньям придается серповидная форма. Крутой подъем стрельчатых арок допускает их непосредственное опирание на фунда- менты без устройства наружных стен. Помимо плоскостных конструкций деревянные по- крытия в производственных зданиях могут выполняться как пространственные системы. При этом возможны три решения — с двойными гнутыми сводами Шухова- Брода, с кружально-сетчатыми покрытиями Цольбау и со сводами-оболочками. Однопролетное производственное здание с двойным гнутым сводом изображено на фиг. 6. Эти своды до- статочно целесообразны при пролетах до 20 м с наи- более экономичным решением при 15—16-метровом пролете. Эффективность их применения обусловли- вается использованием обычно не работающих насти- лов В' качестве несущей конструкции. Такой метод конструирования сводов при всех его положительных качествах страдает определенным недостатком: при фер- мах несущие конструкции, оставаясь открытыми, могут меньше под- вергаться загниванию, чем скры- тые элементы в сводах. Это положение заставляет требо- вать тщательного устройства водоизолирующего ковра, а так- же технически правильного вы- полнения осушающей вентиля- ции .воздушных прослойков. Решение однопролетного про- изводственного здания с кру- жально-сетчатым покрытием Цольбау показано на фиг. 7; при дощатых косяках из обычных лесомате- риалов его максимальные пролеты ограничиваются примерно 25 м. При замене, обычных косяков состав- ными из фанерных балок пролеты могут быть увели- чены до 80—100 м. При значительном поперечном измерении зданий целесообразнее обходиться без на- ружных стен. Применение кружально-сетчатых по- крытий дает достаточно удовлетворительные резуль- таты вследствие, легкости общего решения, стандарт- ности отдельных элементов, их удобной транспорта- бельности и простоты сборки. К недостаткам обоих типов зданий следует отнести необходимость устройства затяжек для поглощения распора, так как непосредственная передача последнего на стены вызывает дополнительный расход на специ- альные контрофорсы. Эти затяжки не дают возмож- ности использовать верхние объемы зданий, требую- щиеся во многих производствах. Последний тип пространственных деревянных кон- струкций — свод-оболочка — в отличие от двух пер- вых лишен указанного недостатка. Здание с таким тонкостенным покрытием показано на фиг. 8. В связи с незначительной величиной радиальных усилий по свободному борту, называемых в обычных сводах рас- пором, к тому же направленных при действии ветра и снега вовнутрь, никаких затяжек не требуется, что оставляет свободными внутренние помещения. По- мимо этого, благодаря опиранию сводов-оболочек только на торцовые стены, облегчается конструкция продольных стен. При необходимости иметь открытые боковые стены горизонтальные балки, предохраняю- щие борты от смещений, убираются вовнутрь сводо- оболочек. Максимальная длина тонкостенных сводов-оболочек равняется примерно 50 м. Для покрытия зданий боль- шей длины своды располагаются поперек помещений; в этом случае ширина однопролетных зданий, покры- тых многопролетными сводами-оболочками, может быть соответственно доведена до 50 м. Кроме тон- костенных своды-оболочки устраиваются ребристыми, допускающими при отсутствии продольного опирания покрытие зданий длиной до 200 м. . Сравнивая отдельные типы производственных одно- пролетных зданий с деревянными покрытиями друг с другом, приходится констатировать, что плоскост- Фиг. 8. Однопролетное производственное здание с тонкостенным сводом-оболочкой.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 35 Фиг. 9. Однопролетное производственное здание малой высоты подготовительного отделения маслоэкстракцион- ного завода в Катта-Кургане — план. ные системы конструкций —балочные и арочные —• позволяют в общем случае получить более рациональ- ные решения, чем пространственные; вместе с тем при описанных выше специфических требованиях особенно целесообразно применение тонкостенных и ребристых сводов-оболочек. В некоторых случаях деревянные несущие части по- крытий в однопролетных зданиях заменяются железо- бетонными рамами. Примером такого здания служит подготовительное отделение маслоэкстракционного завода в Катта-Кур- гане (фиг. 9 и 10). Оно состоит из шести корпусов, расположенных в последовательном порядке и обозна- ченных цифрами: 1—весовое отделение с помеще- ниями для обслуживания; 2 — I линтерное отделение; 3 — прессовое отделение; 4 — II линтерное отделение; 5 — шелушильное отделение и б — отделение пневма- тики и вторая группа помещений для обслуживания. Кроме того перед весовым отделением предположен железобетонный бункер 7. Основные производствен- ные корпуса состоят из ряда железобетонных рам про- летом 13,5 м с кирпичным заполнением в 1% кир- пича между колоннами. Рамы по коньку связаны друг с другом верхней железобетонной балкой и по колон- нам — бортовыми балками, используемыми как пере- мычки над оконными проемами. Кровля предположена теплой в виде дощатых прогонов с изоляцией камы- шитом и с подшивкой снизу и настилом поверху. Поме- щенный перед весовым отделением бункер запроекти- рован железобетонным с диаметром в 5,2 м; круглая воронка внизу переходит в четырехугольную с ее вы- полнением в виде приболченного колпака из листового железа. Из поддерживающих бункер шести железо- бетонных колонн четыре доходят до верхнего пере- Разрез по А-Б-В-Г Фиг. 10. Однопролетное производственное здание малой высоты подготовительного отделения маслоэкстракционного завода в Катта-Кургане — поперечный разрез.
36 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 11. Однопролетное производственное здание малой высоты с железобетонной рамной конструкцией и криво- линейным очертанием ригелей в двух вариантах: слева со вспомогательными балками, несущими плиту, и справа с тонкостенным сводом типа Кольба. крытия, а остальные две колонны — до опорного кольца. Длинная вытянутая форма всего здания позволяет с исчерпывающей простотой построить целесообраз- ную рабочую диаграмму, при которой семя, поступаю- щее непосредственно' из бункера на транспортер, по кратчайшим путям передается из отделения в отделе- ние для соответствующей обработки без обратных перемещений или скрещивающихся движений. Однако такое плановое оформление вызывает излишнюю не- оправданную протяженность наружных стен и не позво- ляет рационально использовать предоставленный для строительства земельный участок. Кроме того устрой- ство железобетонных несущих частей в данном случае не вызывается фактической необходимостью. Таким образом это решение, как с конструктивной стороны так и со стороны плана, не может считаться вполне рациональным. При наличии исключительно огнеопасных произ- водств, требующих бесспорного применения огнестой- ких конструкций, однопролетныв' здания могут ре- шаться с железобетонными покрытиями. Сравнительно незначительная ши- рина) зданий допускает устройство железобетонных двухстоечных рам с прямолинейно-двускатным напра- влением верхнего ригеля, причем при достаточном их сближении — до расстояния примерно 2,5—3 м — пространство между ними может быть покрыто безреберной плитой. Большее расстояние между рамами заставляет добавочно вводить вспо- могательные флки, несущие плиту. Второе решение обычно бывает бо- лее выгодным. При значительной ширине зданий целесообразно переходить к рамным конструкциям с криволинейным очер- танием ригелей и с затяжками. В этом случае могут быть два реше- ния: при первом между рамами устраи- ваются вспомогательные балки, не- сущие плиту, а при втором плита вы- полняется в вид» сводов системы Кольба, идея которых основана на предположении, что плита работает не как балочная конструкция, а как сводчатая под углом в 450, к раме. Эти здания изображены в попереч- ном разрезе на фиг. 11, причем слева показан первый вариант покрытия, а справа второй — с плитой Кольба. Последний тип, допускающий сокра- щение количества железобетонных работ примерно в полтора раза против первого, всегда более эконо- мичен. В некоторых случаях устраиваются сводчатые по- крытия, позволяющие получить при безреберных реше- ниях и пролетах не свыше 20 м вполне экономичные результаты; к их недостаткам следует отнести возмож- ность их обрушения при пожарах из-за разрывов за- тяжек, выполняемых обычно в виде открытых желез- ных струн. Исключительно целесообразно поэтому применение сводов-оболочек системы Цейсс-Дивидаг как весьма экономичных и абсолютно огнестойких. Основное преимущество сводов-оболочек заключается в возможности покрытия ими значительных пролетов, доходящих в заграничной практике до 50 м; вместе с тем в связи с их незначительной толщиной — в 5 — 8 см — они требуют примерно в два раза меньшего количества бетона, чем обычные железобетонные кон- струкции.. Аксонометрия однопролетного здания, по- крытого такими сводами-оболочками, изображена на фиг. 12. Из последней мы видим, что отдельные своды располагаются своей длиной поперек помещения, при- чем их общее количество берется в зависимости от размеров здания. Приведенные выше решения однопролетных зданий имеют объединяющий их признак — они освещаются боковым светом. Другой тип однопролетных зданий— с . комбинированным светом — встречается относитель- но редко при малой высоте; он имеет много общего с многопролетными зданиями и повторными пролетами, что делает нецелесообразным его отдельное описание. Заканчивая на этом рассмотрение отдельных реше- ний основного вида производственного здания — одно- этажного однопролетного здания малой высоты, — следует указать, что в значительном числе случаев они одинаково пригодны для целого ряда отраслей промыш- ленности обычно при сравнительно небольшом объеме предприятий. В таких зданиях могут быть размещены Фиг. 12. Однопролетное производственное здание малой высоты со сводами- оболочками системы Цейсс-Дивидаг.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 37 пищевые фабрики, некоторые отрасли химической про- мышленности и промышленности строительных мате- риалов, кожевенные фабрики, столярные мастерские, механические мастерские и даже небольшие кузницы, а также целый ряд других производств. Основные материалы для несущих частей и строительной обо- лочки должны назначаться в зависимости от пожарной опасности или опасности взрыва предположенных к размещению технологических процессов с обязательной установкой, как было указано выше, на наименьшее применение дефицитных и привозных материалов. От- дельные части зданий следует выбирать в соответ- ствии с будущим внутренним режимом помещений, так как в случае например назначения стен обычной тол- щины при повышенной производственной влажности будет происходить отсыревание последних. Помимо этого все детали должны быть максимально стандартизированы для возможности их массовой за- готовки с устремлением на их укрупнение в соответ- ствии с имеющейся на строительстве механизацией. Б. Многопролетные здания конькового типа Многопролетные здания конькового типа с двускат- ной или односкатной крышей,'т. е. с наружным отводом воды (детали 4, 5 и 6, фиг. 1) являются результатом преобразования первичного и основного вида произ- водственных зданий — однопролетного здания — на основе противоречий, возникающих между требованием развития зданий по горизонтали в ширину и экономи- ческой и технической целесообразностью архитектур- ных и конструктивных решений, не позволяющих при- менить однопролетные здания. Действительно, каждая несущая конструкция верх- него покрытия имеет свои максимальные, экономиче- ски и технически оправданные пределы, свыше кото- рых их применение не может быть признано целесо- образным. Вместе с тем целый ряд производств для своего логического построения требует достаточной ширины сооружений; в противном случае при наличии ряда параллельных операций и невозможности их рас- положить совместно в узком здании будет нарушена последовательность непрерывных потоков. Иногда особенности технологических процессов позволяют одинаково удобно разместить все стадии производства как в длинном и узком здании, так и в широком, но коротком. В этом случае неизбежно должны оказать свое влияние территориальные соображения, так как узкие здания значительной длины не дают возмож- ности целесообразно использовать земельный участок. Таким образом столкновение взаимно исключающих требований — технологического, технико-экономиче- ского и территориального порядка — вызывает появле- ние следующего вида производственного здания —• многопролетного здания конькового типа. Само преобразование однопролетного здания в много- пролетное с односкатной или двускатной крышей* вы- полняемое путем введения в пролет промежуточных опор, должно осуществляться в соответствии с возмож- ностями технологических процессов, требованиями упрощения технических решений и облегчения кон- струкций верхних покрытий и наконец с территориаль- ными соображениями. Необходимость соблюдения этих условий становится особенно понятной, если принять во внимание, что каждая отрасль промышленности требует индивидуаль- ной сетки колонных осей, определенной на основе габаритов внутреннего оборудования и характера от- дельных процессов. Поэтому назначение расстояния между опорами с учетом одной конструктивной целе- сообразности верхнего покрытия может вызвать ухуд- шения технологического порядка; наоборот, определе- ние величины пролетов в соответствии с особенностями предположенных к размещению в здании производств может повлечь за собой меньшую экономичность технических решений. Таким образом только соблю- дение всех указанных условий позволит обеспечить наибольшую эффективность производственных процес- сов и одновременно добиться максимального снижения стоимости строительства. Многопролетные здания конькового типа в зависи- мости от их ширины решаются с боковым освещением (деталь 4, фиг. 1), а также с комбинированным- светом путем устройства в последнем случае помимо окон продольных (деталь 5) или поперечных (деталь 6) фонарей с вертикальным или наклонным остеклением. В связи с большей сложностью второго типа зданий целесообразно их выделить в самостоятельную группу. Здания с шедовыми фонарями и наружным! отводом воды следовало бы отнести к многопролетным конь- ковым зданиям; однако из-за специфических условий их эксплоатации допустимо условно объединить оба типа шедовых зданий -— с наружным и внутренним от- водом воды — в группу многопролетных зданий с по- вторением пролетов. а. Здания с боковым светом Согласно- проекту норм освещения промышленных зданий естественным светом расстояние мест работ от окон в помещениях, освещаемых боковым естественным светом, не должно превышать 2%—3- или 3%-крат- ного расстояния от пола помещения до верхней грани оконного отверстия в зависимости от точного, сред- него! или грубого характера работ. Таким образом максимальная ширина одноэтажных зданий малой вы- соты при двухстороннем боковом освещении и без добавочного верхнего света с учетом затемнения пере- мычками определяется примерно в 40 м. Минимальная ширина, при которой целесообразен переход от однопролетного решения к многопролет- ному, выражается в 12—13 м. Действительно, устройство внутренних опор в этом случае позволяет применить простые типы покрытий, что при значительном удельном весе стоимости крыши в общем балансе стоимости постройки должно благо- приятно отразиться на конечных показателях. Следовательно обычно пределы, в которых колеблется ширина многопролетных коньковых зданий малой вы- соты с боковым освещением (деталь 4, фиг. 1), наме- чаются между 12—13 и 40 м. Оптимальные величины пролетов по длине и ширине зданий зависят от примененных материалов и харак- тера несущих конструкций верхнего покрытия. При устройстве теплой крыши в виде дощатых прогонов с нижней подшивкой и верхним настилом или с одним верхним двойным настилом расстояние между опорами обычно принимается от 4 до 6 м с наиболее частым при- менением 5- или 6-метровых пролетов. Верхний предел в 6 м диктуется дефицитностью длиномерного леса и нецелесообразностью выполнения составных прогонов. В связи с укладкой дощатых прогонов, как поперек так и вдоль здания, указанные размеры определяют со- ответственно поперечные или продольные расстояния между опорами. При сплошном настиле без дощатых прогонов размеры пролетов остаются прежними. Несущими теплую крышу частями в многопролетных зданиях конькового типа служат специальные прогоны, устраиваемые в виде деревянных брусьев, дощатых дву- тавровых гвоздевых балок с перекрестной или фанер-
3=1 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ © Фиг. 13. Многопролетные производственные здания конькового типа малой высоты с боковым освещением: 1—двухпролетное здание с кирпичными столбами и деревянным покрытием, 2 — четырехпро- летное здание с деревянными стойками и покрытием, 3-—трехпролет- ное здание с железобетонными колоннами и покрытием. ной стенкой, железобетонных или металлических балок и т. п. Размеры этих прогонов, располагаемых по длине или ширине зданий в зависимости от поперечной или продольной укладки дощатых прогонов, диктуют про- дольные или поперечные расстояния между опорами. В свою очередь размеры прогонов зависят от принятой конструкции. При деревянных брусьях пролеты обыч- но колеблются между 4 и 5 м, а при дощатых двутав- ровых гвоздевых балках они могут быть увеличены до 11—12 м. Устройство железобетонных прогонов поз- воляет получить экономичные результаты при рас- становке внутренних опор в 6—8—10 м. Встречаю- щиеся иногда на практике большие пролеты, доходя- щие до 12 м, весьма утяжеляют конструкции, благо- даря чему должны по возможности избегаться. Сталь- ные прогоны, допускающие примерно такой же шаг опор, как железобетонные, в настоящее время в связи с дефицитом металла не применяются. При устройстве огнестойких железобетонных по- крытий, что может быть допущено в многопролетных зданиях, так же как в однопролетных, лишь при исклю- чительной пожарной опасности производственных про- цессов, .расстояния между опорами обычно колеблются между б—8—10 и даже 12 м. В связи с незначительностью приходящихся нагрузок стены в многопролетных зданиях с боковым освеще- нием могут решаться несущими; иногда они выполня- ются в виде каменных столбов с соответствующим за- полнением. Что касается внутренних опор, то для простейшего вида производств допустимо устройство деревянных стоек; при требовании большей пожарной безопасности деревянные опоры заменяются каменными и каменно- армированными столбами или в крайнем случае железо- бетонными колоннами. Применение чугунных опор может быть оправдано наличием последних после раз- борки старых зданий; стальные колонны должны в на- стоящее время избегаться. Двухпролетное производственное зда- ние шириной 12 м изображено в попе- речном разрезе на детали 1 фиг. 13. Внутренние опоры выполнены в кир- пиче; поверх их уложены продольные коньковые прогоны из дощатых дву- тавровых гвоздевых балок со сплош- ной перекрестной стенкой, несущие теплую крышу. Последняя устроена в виде дощатых прогонов с подшивкой снизу и двойными — рабочим и защит- ным — настилами сверху; по подшивке сделана изоляция, а по настилам — то- левая кровля. Здание с большим количеством про- летов, а именно четыре, но более про- стого типа, показано на детали 2 фиг. 13. Внутренние деревянные стойки, рас- положенные в продольном направлении на расстоянии 4 м, несут деревянные прогоны, подпертые подкосами. Теплая крыша предположена обычного типа, как в предыдущем примере. Тип огнестойкого здания с железо- бетонными колоннами и покрытием изображен на детали 3 фиг. 13. При ширине 22 м здание разбито на три пролета, два крайние по 7 м и средний 8 м. Рамы, расположенные в попереч- ном направлении, несколько ухудшают светоотдачу потолка благодаря нали- чию продольных балок; однако такая схема упрощает общую конструкцию в связи с пере- дачей на стены нагрузок от верхнего покрытия по осям простенков. Заканчивая рассмотрение многопролетных конько- вых зданий, освещаемых боковыми окнами, следует от- метить, что здания подобного типа одинаково харак- терны как для Европы, так и для Америки. Однако последняя даже при двухпролетных решениях устраи- вает внутренний отвод воды с крыши путем обратного уклона у карниза, что в наших современных условиях непригодно как удорожающее строительство и требую- щее применения дефицитных материалов. Что касается отдельных отраслей промышленности, обычно размещаемых в коньковых многопролетных зданиях с боковым светом, то, как и в однопролетных зданиях, они могут быть весьма различны. В связи с недостаточной своей шириной эти здания чаще при- меняются для небольших по объему производств. б. Здания с комбинированным светом Многопролетные коньковые здания с комбинирован- ным светом являются последующим видом развития
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 39 Фиг. 14. Многопролетные производственные здания конькового типа малой высоты с продольными фонарями: 1 — здание с продольным вертикальным фонарем, 2 — здание с продольным тре- угольным фонарем. многопролетных зданий с боковым освещением как результат появления необходимости известного скачка при дальнейшей эволюции. 'Согласно проекту норм предельная ширина одно- этажных зданий, освещаемых двухсторонним боковым светом, определяется взависимости от характера работ величиной глубины заложения. Сверх этого предела световая работа окон оказывается недостаточной, что вынуждает переходить к добавочному верхнему свету путем устройства фонарей. Первичным типом фонарей, устраиваемых над много- пролетными зданиями при их развитии в ширину сверх установленного нормами для бокового света предела, являются продольные (коньковые) фонари (деталь 5, фиг. 1). Последние могут выполняться как с наклон- ным, так и вертикальным остеклением. В первом слу- чае применяются треугольные и трапецеидальные фо- нари, а) во втором — вертикальные фонари. Верти- кальное остекление дает большую равномерность осве- щения за счет однако эффективности светоотдачи; наклонные фонари, наоборот, позволяют усилить их световую работу за счет равномерности света. Трехпролетное здание шириной 30 м изображено на детали 1 фиг. 14; оно освещается помимо боковых 300 Фиг. 15. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты с деревянными стойками и покрытием и поперечными треугольными фонарями.
40 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ окон также продольным фонарем с вертикальным осте- клением. Основные несущие конструкции выполнены в виде 'одноконсольных железобетонных рам, поверх которых устроена обычного типа теплая крыша. Другое многопролетное коньковое здание шириной 35» и с пятью пролетами показано на детали 2 фиг. 14. Внутренние опоры, сделанные железобетон- ными, несут поперечные прогоны из дощатых двутав- ровых гвоздевых балок с перекрестной стенкой и теплую крышу. В производствах без выделения влаги дощатые двутавровые балки рациональнее заменить фанерными, как более экономичными. Это решение, требующее меньшего применения дефицитных цемента и железа, чем предыдущий вариант, на ближайший период времени должно считаться лучшим. Продоль- ные фонари предположены треугольными. Пределы ширины коньковых зданий, освещаемых боковыми окнами совместно с продольными фонарями, зависят от высоты зданий и характера работ и опре- деляются примерно в 45—50 м; при незначительной высоте и точной работе эти пределы понижаются. При последующем уширении зданий единственный выход заключается в устройстве поперечных фонарей. Таким образом поперечные фонари (деталь б, фиг. 1) появились в результате дальнейшего развития много- пролетных коньковых зданий по горизонтали в ши- рину в связи с недостаточностью внутреннего освеще- ния посредством боковых окон и коньковых фонарей и невозможностью устройства по скатам добавочных продольных фонарей как препятствующих стоку воды. Соответственно пподольным фонарям поперечные могут иметь также наклонное или вертикальное осте- кление. Первый тип фонаря — треугольный или дву- скатный —располагается как в каждом пролете, так и через пролет; расположение в каждом пролете выгод- нее, так как позволяет получить более равномерный свет при достаточной эффективности работы самих фонарей. К отрицательной стороне устройства таких поперечных фонарей следует отнести бесцельное уве- личение кубатуры из-за необходимости подъема к сред- ней части здания; кроме того глухие треугольные фонари не позволяют производить естественное венти- лирование помещений, что противопоказывает их при- менение в производствах, выделяющих тепло и вредные газы. Второй тип фонаря, так называемый Буало, дает весьма большую равномерность освещения, что должно быть отнесено к основному его достоинству; однако очень низкий коэфициент светоотдачи и его значи- тельная первоначальная стоимость, превышающая стоимость других фонарей, ограничивает его примене- ние, несмотря на известные положительные свойства вертикального расположения световых плоскостей. Простейший тип многопролетного конькового здания, освещаемого поперечными фонарями, изображен на фиг. 15. При общей ширине в 30 м он имеет шесть пролетов по 5 м. Внутренние деревянные стойки, установленные нижними концами в бетонные башмаки, поддерживают поперечные брусчатые прогоны, несущие теплую крышу. Сопряжение стоек с прогонами выпол- нено путем устройства подбалок и подкосов, что, со- кращая расчетные пролеты прогонов, позволяет допу- стить относительно редкую расстановку стоек. Более сложное решение многопролетного здания конькового типа с четырьмя пролет’ами разных раз- меров и естественным освещением при помощи попе- речных треугольных фонарей показано на фиг. 16, 17 и 18^ Отдельные части этого здания — механического корпуса, отмеченные на плане цифрами, имеют сле- дующие обозначения: 1 — механический цех; 2 — склад полуфабрикатов; 3 — склад труб и прутков; 4 — ремонтный цех; 5 — контора главного механика; 6 — инструментальный цех; 7 — контора мастера; 8 — закалочная; 9— выдача инструментов; 10 — конт- рольный отдел; 11—заточенная; 12 — отдел проточки торцов; 13 — протравочная; 14 — оцинковочная; 15—
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗНАНИЯ 41 Фиг. 17. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты с деревянным покрытием и попереч- ными треугольными фонарями — поперечный разрез. Фиг. 18. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты с деревянным покры- тием и поперечными треугольными фонарями — продольный разрез. компрессорная и аккумуляторная; 16 — уборная; 17 — умывальная; 18— раздевальная; 19— контора меха- нического цеха; 20 — контрольный отдел; 21—склад и выдача инструментов; 22 — раздевальная; 23—-умы- вальная и 24— уборные. Главный корпус площадью 39 X 119 = 4641 т2 из производственных соображе- ний разбит в поперечном направлении на четыре по- парно равных пролета: крайние пролеты по 8,5 м, а средние по 11 м. Шаг колонн в продольном направле- нии принят в 7 м, чтобы не утяжелять основные не- сущие конструкции, выполненные в виде продольных железобетонных рам (фиг. 17 и 18). Такое решение позволяет уменьшить количество железобетонных работ, так как при расположении рамных конструкций в попе- речном направлении вследствие значительных размеров средних пролетов получились бы ригеля весьма большой высоты. Кроме того при расстоянии между ра- мами в 7 т пришлось бы при- менить теплую крышу с состав- ными прогонами, что отрази- лось бы отрицательным обра- зом на экономических резуль- татах. Поверх продольных ри- гелей установлены в попереч- ном направлении на расстоя- нии 3,5 м друг от друга дву- тавровые дощатые гвоздевые балки, несущие доски на ребро, предусмотренные парными в пре- делах! длины фонаря для удер- жания на своих консольных выпусках бортовых стенок фо- нарей. Последние расположены в каждом пролете и выполнены двойными с направлением ниж- него остекления вниз. Пролеты фонарей приняты по 2,5 м. Теп- лая крыша запроектирована обычного типа из подшивки снизу, слоя толя и утепления; поверх нашиты под косым углом друг к другу рабочий и защитный на- стилы, несущие рубероидную кровлю. Благодаря на- личию в основном производственном корпусе зна- чительной площади, а также отсутствию спринклер- ной установки, с точки зрения пожарной безопасности пришлось разбить все здания на отдельные части при помощи огнестойких зон в виде полос железобетонных покрытий (фиг. 18). Это здание, выстроенное на одном из московских заводов, не может считаться удачным, тем более что из-за необходимости выделения особенно вредных про- изводств пришлось к основному корпусу примкнуть как бы случайную пристройку. Цветаев. Фиг. 19. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты с железобетонным покрытием и поперечными треугольными фонарями. б
42 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 20. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты Елецкого кожевенного завода с фонарями Буало — план, поперечный разрез по А — Б — В — Г и продольный разрез по Д — Е. В исключительно огнеопасных производствах необ- ходимо заменять сгораемое верхнее покрытие железо- бетонным. При поперечном измерении в 32—35—40 м и при допустимости с технологической точки зрения довольно частой расстановки колонн такое многопро- летное огнестойкое здание может быть выполнено с 4 или 5 пролетами, а при ширине зданий свыше 40 м — в 5, 6 и более пролетов. Несущая конструкция в зави- симости от местных условий может быть направлена как вдоль, так и поперек корпуса. Вид с натуры шести- пролетного здания с железобетонным покрытием, ре- шенным в виде продольных рам, ригеля которых несут вспомогательные балки, изображен на фиг. 19. Благодаря значительной ширине корпуса, не позволя- ющей ограничиться только боковым светом, устроены поперечные фонари в каждом пролете. Применение железобетонных конструкций для верх- него покрытия должно быть оправдано в каждом от- дельном случае действительной необходимостью. Помимо треугольных фонарей иногда для верхнего освещения устраиваются поперечные вертикальные фонари, так называемые Буало. Многопролетное зда- ние такого типа изображено ’ в плане и разрезе на фиг. 20; этот корпус является основным Елецкого кожзавода и в соответствии с технологическими требо- ваниями имеет переменный шаг колонн: крайние про- леты приняты по 6,45 м, вторые по> 8 м, третьи и чет- вертые по 6 м и наконец средний в 8 м, что дает общую ширину здания 60,9 м. В ' продольном направлении расстояние между колоннами остается одинаковым и равняется 5,5 м. Основной несущей конструкцией служит поперечная железобетонная рама с расположенными по ней доща- тыми прогонами и теплой кровлей; в необходимых по нормам местах устроены огнестойкие зоны. В средней части из производственных соображений сделаны антре- соли, что возможно было выполнить благодаря подъему крыши в коньковой части для наружного отвода атмо- сферных вод. Таким образом в данном случае удалось использовать обычно излишнюю при двускатном реше- нии кубатуру средней части здания. Значительная ширина корпуса, а также наличие вну- три большого количества перегородок заставили при- бегнуть к устройству верхнего света при помощи фонарей, начинающихся примерно на расстоянии в 10 м от наружных стен. Поперечные фонари — типа Буало, — как это видно из разрезов, приняты через пролет с расстоянием между осями в 11 л. В то
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 43 время как для треугольных фонарей более целесообраз- но их расположение в каждом пролете, при фонарях Буало вследствие вертикального направления остеклен- ных плоскостей допустимо устройство фонарей через пролет. Совершенно другая конструктивная схема применена в мнргопролетном коньковом здании с фонарями Буало, изображенном в поперечном разрезе на фиг. 21. Железобетонные колонны, выполненные сборными, сделаны свободно стоящими, а вместо поперечных железобетонных рам поверх колонн уложены дощатые двутавровые гвоздевые прогоны, несущие теплую крышу и поперечные вертикальные фонари. Эта конструкция благодаря меньшему применению дефицитных материа- лов, чем в предыдущем варианте, более рациональна, поперечных фонарей благодаря постепенному подъему последних от крайних пролетов к средней части зданий; также усложняется производство работ в связи с от- сутствием стандартности у опорных элементов. Кроме того эксплоатация таких зданий весьма затруднена из-за значительной длины скатов и необходимости очи- стки кровли в зимнее время от снега. Поэтому даже в относительно узких зданиях, а тем более при технологических или территориальных тре- бованиях большей чем 60 м ширины цехов, единствен- но рационален переход к многопролетным зданиям с повторением пролетов, имеющим целый ряд значитель- ных преимуществ. Как известно, основная установка при строительстве промышленных предприятий заключается в их макси- Фиг. 21. Многопролетное производственное здание конькового типа малой высоты с фонарями Буало. особенно в связи с тем, что она допускает индустриа- лизацию построечных процессов. Многопролетные производственные здания конько- вого типа до известного предела, определяемого нали- чием боковых окон и продольных фонарей, т. е. при- мерно до 45—50 м, решаются в общем случае одина- ково Европой и Америкой, причем последняя при тре- бовании наклонного остекления заменяет треугольные коньковые фонари трапецеидальными. При значитель- ной ширине и необходимости устройства поперечных фонарей здания этого типа более характерны для европейских методов проектирования. В связи со значительной общностью условий экспло- атации многопролетных коньковых зданий с комбини- рованным светом и зданий, освещаемых только боко- выми окнами, оба типа в равной мере пригодны для разных отраслей промышленности, преимущественно для легкой индустрии, пищевой и для промышленности строительных материалов. Большая ширина зданий первого вида допускает размещение в них произ- водств с большим объемом работ, чем в сравнительно узких зданиях без фонарей. В. Многопролетные здания с повторением пролетов Многопролетные здания с повторением пролетов (детали 7—12, фиг. 1) являются результатом преобра- зования основного вида производственных зданий — однопролетных зданий —- в многопролетные путем многократного повторения первичных пролетов в неиз- менных или изменяемых величинах. Это преобразова- ние выполняется на основе противоречий, возникающих между требованием значительного развития зданий по горизонтали — в ширину — и экономической и техни- ческой целесообразностью архитектурных и конструк- тивных решений, не позволяющих применить многопро- летные здания конькового типа. Из приведенных выше примеров (фиг. 17, 20 и 21) становится совершенно ясным, насколько нерациональ- но увеличение ширины многопролетных коньковых зда- ний свыше примерно 50—60 м. Действительно, в широ- ких коньковых зданиях ухудшается световая работа мальном осуществлении индустриальным способом с изжитием кустарных методов производства работ. В свою очередь способ производства работ помимо чисто местных условий главным образом зависит от принятой схемы решений. В коньковых зданиях, где несущие элементы переменны, переход строительства на индустриальные методы весьма затруднен и лишь в редких случаях может дать достаточно удовлетвори- тельные результаты. Наоборот, многопролетные зда- ния с повторением пролетов, пространственно разби- тые на отдельные типовые ячейки, позволяют макси- мально стандартизировать их составные части. Это условие в первую очередь облегчает проектирование, сводя его к рациональному набору готовых, проверен- ных опытом деталей;- кроме того упрощается произ- водство работ и дается возможность организовать его сборным методом с выполнением в кратчайшие сроки. При таком методе проектирования и осуществления работ промышленные здания явятся продукцией строи- тельного производства соответственно тому, как готовые изделия получаются в результате технологи- ческих процессов на фабрично-заводских предприя- тиях. Помимо преимуществ проектного и производствен- ного порядка многопролетные здания с повторением пролетов позволяют получить равномерность есте- ственного освещения в направлении движения внутрен- них процессов. Соблюдение этого условия весьма важ- но при обычно применяемом в настоящее время поточ- ном методе организации работ. В общем случае многопролетные здания малой вы- соты с повторением пролетов могут возводиться любой ширины; однако постройка слишком широких цехов при сравнительно незначительной высоте с однообраз- ным и спокойным верхним профилем возбуждает со- мнение в целесообразности последних с точки зрения аэрирования внутренних помещений. Действительно, основное условие достаточного естественного прове- тривания — расположение впускных и выпускных вен- тиляционных отверстий на разных высотах —не может быть в этом случае соблюдено. В весьма широких цехах поэтому рациональнее придавать верхнему кон- 6*
44 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 22. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторением пролетов и плоской крышей с треугольными фонарями. туру крыши более энергичное очертание с подъемом отдельных пролетов, т. е. фактически переходить к многопролетным» зданиям с повторением пролетов зна- чительной высоты, к рассмотрению которых будет при- ступлено ниже. Эти выводы не относятся к зданиям текстильной промышленности в связи со специфиче- скими для них условиями внутреннего режима. В то время как в многопролетных коньковых зданиях всегда возможно устройство наружного' отвода атмо- сферных вод и лишь американцы решают их с внутрен- ним отводом, в многопролетных зданиях с повторением пролетов обычно приходится переходить к внутреннему отводу. Момент появления необходимости в последнем при пологих или крутых крышах определяется длиною пересекающихся скатов — примерно в 40—45 м. При плоских крышах вне зависимости от их ширины целе- сообразнее избегать наружного отвода воды. В связи с различными приемами решений многопро- летных зданий с повторными пролетами в зависимости от величины пролетов и способов устройства есте- ственного освещения дальнейшее изложение будет веётись с их разбивкой на две группы —• на здания с малыми пролетами и на пролетные здания с дополни- тельным подразделением в зависимости от световых условий. а. Здания с малыми пролетами Многопролетные здания с повторением пролетов при малой величине последних — до 12м — могут выпол- няться с боковым (деталь 7, фиг. 1) или комбинирован- ным (деталь 8 и 9, фиг. 1) светом. Комбинированное освещение помимо окон предусматривает наличие верх- него света, выполняемого в данном случае в виде зенит- ных, двухсторонних и односторонних фонарей. В связи с резким различием зданий с односторонним' верхним светом и известной общностью методов проектирова- ния зданий с зенитными и двухсторонними фонарями дальнейшее изложение будет вестись с разделением зданий, освещаемых комбинированным светом, на две отдельные категории. 1. Здания с боковым светом. Многопролетные здания с повторением пролетов при боковом освещении (деталь 7, фиг. 1) допускают с точки зрения световых требований их относительно незначительную ширину. Это условие ограничивает пределы применения таких зданий преимущественно отдельными частными случаями, вытекающими из спе- цифического характера выбранных конструкций, на- пример складчатых или цилиндрическо-сводчатых по- крытий системы Цейсс-Дивидаг. Складчатые покрытия обычно располагаются своими складками, т. е. наклоненными друг к другу тонкими железобетонными плитами, поперек помещений, что механически очерчивает верхний контур здания в виде многопролетного решения с повторением пролетов. Одно из складчатых покрытий было запроектировано для железнодорожных мастерских на ст. Медживань около персидской границы. Это здание имеет в ширину (считая по наружным граням стен) 23 м и выполнено двухпролетным с четырьмя поперечными складками (фиг. 352 и 354). Железобетонные цилиндрические сводчатые покры- тия Цейсс-Дивидаг, располагаемые при значительной длине зданий в поперечном к ним направлении, за- ставляют при большой щирине помещений переходить к многопролетным решениям. Такое здание большой высоты, осуществленное на Днепровском алюминиевом комбинате, будет описано ниже, что делает нецеле- сообразным повторное описание для данного случая— при малой высоте зданий. Постройка зданий с железо- бетонными покрытиями на ближайший период времени должна быть оправдана бесспорной необходимостью. 2. Здания с зенитным и д в у х с т ор о н н им верхним светом. Многопролетные здания с повторением пролетов и с зенитным и двухсторонним верхним светом (деталь 8, фиг. 1) выполняются с треугольными, А-образными, трапецеидальными и вертикальными фонарями. Такие здания находят себе частое применение в промышлен- ном строительстве, так как при их выполнении вну- тренняя высота оказывается функцией исключительно габаритных размеров установленного оборудования. Для освещения! помещений у нас до последних лет устраивался верхний свет в виде треугольных фона- рей. Одно из многопролетных зданий с повторением проле- тов, несущими конструкциями в которых служат двух- консольные железобетонные рамы, соединенные друг с другом связующими балками, изображено на фиг. 22; по концам консолей, а также по ригелю уложены до- щатые двутавровые гвоздевые балки, служащие не только опорами для дощатых прогонов теплой крыши, но и бортовыми стенками у двускатных фонарей. Основной недостаток зданий с глухими треугольными фонарями заключается в затруднительности устрой- ства естественной вентиляции. Наличие значительных площадей плоских крыш, требующих устройства до- рогой и тяжелой кровли, добавочно противопоказует применение таких зданий. Оптимальным решением для многопролетных зданий
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 45 с повторными пролетами в настоящее время должны быть признаны здания ячейкового типа с трапецеи- дальными фонарями и Т- и Г-образными колоннами. Эта конструктивная схема впервые была применена у нас на заводе «Электросигнал», а также Господшип- ник в Москве. Примерный план в части производствен- ных цехов, а также разрезы первого варианта решений Господшипника показаны на фиг. 23. Здание спроек- тировано с шагом колонн в одном направлении — по линии жолоба — 6 м, а в другом — 12 м. Основная не- сущая конструкция принята в виде поперечных железо- бетонных двухконсольных рам, несущих продольные балки, поддерживающие жолоб. Верхний свет решен посредством деревянных трапецеидальных фонарей. Фиг. 23. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторением пролетов и трапецеидальными фонарями— план и разрезы по А — Б и В — Г.
46 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 24. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторением пролетов и трапецеидальными фонарями СЭГ — аксонометрия. В связи со значительной ценностью внутреннего оборудования, а также благодаря большому количеству занятых в цехах рабочих, плановое оформление вы- полнено с устройством среднего—главного—огнестой- кого коридора и ответвляющихся в обе стороны вто- ростепенных коридоров. Методология такого решения была приведена выше; здесь однако будет уместным указать на слишком спокойный верхний профиль зда- ния. Отрицательная сторона первого варианта Господ- шипникд — применение значительного количества де- фицитных материалов для железобетонных рам и жо- лобов, а также осложнение производства работ в связи с монолитным способом их организации. Правда, же- лезобетонные жолоба лучше обеспечивают сооружения от эксплоатационных дефектов при возможном слу- чайном ранении водоизолирующего ковра; однако сум- марный баланс достоинств и недостатков этих кон- струкций заставил в следующих вариантах предпочесть оформление жолобов в дереве. По ' мере дальнейшей проработки тип такого ячейкового здания почти стан- дартизировался с Т- и Г-образными железобетонными сборными колоннами, деревянными бортовыми Жоло- бовыми балками (часто выполняемыми в виде наклонно поставленных дощатых двутавровых гвоздевых балок с перекрестными стенками) и с дном жолоба из сплошного дощатого настила. Эти конструкции более подробно описаны в разделе многопролетных зданий значительной высоты, а чертежи такого же здания, запроектированного для Самарского карбюраторного завода, приведены на фиг. 81. В некоторых случаях жолоба осуществляются в железобетоне, как например в типографии газеты «Правда» (фиг. 448), но со сборным методом'производ- ства работ. Последнее решение оправдывается требо- ванием большей пожарной безопасности. Однако еле-* дует указать, что вместо устройства железо- бетонных желобов более целесообразно Применение огнестойких зон в виде поперечных достаточно широ- ких полос железобетонных конструкций, расположен- ных на требуемом нормами расстоянии. Иногда здания с трапецеидальными фонарями устра- иваются с непосредственным опиранием.фонарных рам на консоли Т-образных колонн, причем благодаря от- сутствию промежуточных ног сечения горизонтальных импостов у переплетов соответственно утолщаются. При этом отпадает необходимость в устройстве бор- товых жолобовых балок в виде дощатых двутавровых . гвоздевых прогонов. Аксонометрия та- 'А кого многопролетного здания СЭГ изо- бражена на фиг. 24. При предъявлении пониженных тре- бований здания могут выполняться упро- щенного типа с деревянными стойками согласно фиг. 25, на которой показан поперечный разрез сортировочной фаб- -------~ рики Союзутиля в Ленинграде. — 4д---ЗЭдхг Помимо треугольных и трапецоидаль- Фиг. 25. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторением пролетов и трапецеидальными фонарями сортировоч- ной фабрики Союзутиля. ных могут применяться также верти- кальные фонари. Последние устраиваются через пролет, причем для эффективности
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 47 световой работы расстояние между их осями не должно превышать 16 м. Ширина фонарей может колебаться от полупролета до полной величины пролета. В этом случае здания получаются как бы с подъемом отдель- ных пролетов. Один из типов зданий с вертикальными фонарями и переменной внутренней высотой, осуще- ствленный на заводе «Красная Этна», показан на детали 1 фиг. 80. Многопролетные здания с малыми пролетами и А-образными фонарями редко находят самостоятель- ное применение; пролеты с А-образными фонарями обычно составляют часть общего решения. Анализируя отдельные виды многопролетных зда- ний с повторными пролетами при устройстве зенитных и двухсторонних фонарей, следует притти к выводу, что здания с треугольными фонарями согласно фиг. 22, характерные для определенного периода нашего строи- тельства (в частности по такой схеме построен старый сборочный цех завода б. АМО), должны избегаться. Здания с вертикальными фонарями могут допускаться при грубых работах или при их постройке в южных местностях Советского союза. Оптимальным решением является последний вариант Господшипника с Т- и Г-образными колоннами и тра- пецеидальными фонарями, как позволяющий при наи- меньшем применении дефицитных материалов осуще- ствлять строительство сборным методом. В связи однако с опасностью загнивания деревянных жолобов в этом случае должны быть приняты соответствующие меры предосторожности путем отбора хорошего качества кровельных материалов с тщательным выполнением работ. Область применения зданий последнего типа — с трапецеидальными фонарями — исключительно раз- нообразна. Такая схема решений принята для Господ- шипника, на котором изготовляются роликовые и шариковые подшипники, на «Электросигнале», изго- товляющем сигнализационные приборы для железных дорог, в типографии газеты «Правда» в Москве, на Самарском^ карбюраторном заводе и т. д. В общем эти здания одинаково пригодны для различ- ных производств, допускающих относительно частую расстановку колонн и одновременно не выделяющих тепла и вредных газов. 3. Здания с односторонним верхним светом (фонарями шед). В многопролетных зданиях больших размеров часто устраиваются крыши с односторонними фонарями, так называемыми шед. Эти крыши состоят из целого ряда отдельных двускатных фонарей, у которых один — пологий — скат покрыт кровлей, а другой — верти- кальный или 'наклонный — остеклен (деталь 9, фиг. 1). В первом случае обычно угол в вершине шеда в месте пересечения обоих скатов равняется около 70°, а во втором — примерно 90°. Впервые шедовые покрытия появились в Англии, получив свое название от английского, слова «shed», означающего навес. Перенесенные затем в Германию, они достигли значительного распространения под наименованием «Sheddache». 'Описание покрытий с шедовыми фонарями изложено в отделе VII «Освеще- ние зданий естественным светом, и их аэрация». Здесь же надо указать, что для их лучшей световой работы необходимо остекление ориентировать на север с не- которым возможным поворотом на восток, так как в этом случае даже в летние дни, при самом высокохм стоянии солнца, здание будет предохранено от попада- ния внутрь его солнечных лучей в дневное и предза- катное время. Таким образом эта ориентировка по- зволяет гарантировать помещения от проникания наиболее горячих солнечных лучей. Здания с шедовыми фонарями устраиваются двух видов — с наружным и внутренним отводом атмосфер- ных вод. Наружный отвод воды достигается путем соответствующего подъема крыши от наружных стен по направлению к осевой линии здания. Таким образом этот способ вызывает необходимость увеличения строи- тельных объемов сооружений, что при относительно небольшой ширине последних все же более рента- бельно, чем применение внутреннего отвода. Наоборот, при больших измерениях зданий в ширину — свыше 40—45 м — приходится прибегать к внутренним водо- стокам, что позволяет получить горизонтальное поло- жение низа остекленных плоскостей с максимальной равномерностью освещения и с отсутствием уменьше- ния светоотдачи по направлению к средним пролетам. Особенно часто здания с большими площадями за- стройки и с шедовыми покрытиями применяются в тек- стильной промышленности. В Англии шедовые крыши сначала получили распро- странение на ткацких фабриках, а затем стали устраи- ваться в прядильном деле. Перенесенные в конце про- шлого столетия в Россию шеды после отдельных роб- ких попыток завоевали себе также в первую очередь определенное положение в текстильной промышленно- сти. Такая крыша впервые была построена на Сам- соньевской мануфактуре, а затем после ее применения на ткацкой фабрике Якунчиковых под Москвой она стала осуществляться на целом ряде других фабрик. Быстрому распространению шедовых зданий в тек- стильном деле способствовали их значительные про- изводственные преимущества благодаря удобству по- строения в них технологических процессов. Работа в этой отрасли промышленности выполняется на не- больших и однотипных машинах, что допускает отно- сительно частую расстановку внутренних опор. Вместе с тем сетка колонных осей у шедов в зависимости от примененных материалов может колебаться в попереч- ном к фонарям направлении от 5,5 до 9—10 и даже 12 м, а в продольном от 5 до 9—10 м, что позволяет удобно разместить станки без излишней потери по- лезной площади и с максимальными удобствами с про- изводственной точки зрения. Помимо рациональной плоскостной организации внутренних процессов шедовые крыши дают также равномерное и достаточно интенсивное естественное освещение. Соблюдение этого условия исключительно важно, так как в текстильном деле приходится рабо- тать на станках, требующих постоянного зрительного внимания у обслуживающих рабочих. Кроме того для ряда производств, как например ткацкого и прядиль- ного, необходимо создание специального режима. В за- дачи вентиляции, с одной стороны, входит искусствен- ное увлажнение воздуха, а с другой — охлаждение по- мещений в летнее время. Увлажнение воздуха, дохо- дящее до 70 и даже 80% при внутренней температуре в + 22°, вызывается условиями производства; охла- ждение помещений в летнее время должно выполняться в связи с их значительным перегревам теплом, выде- ляемым машинами и людьми. Устройство весьма мощ- ной искусственной вентиляции требует проводки спе- циальных труб и коробов, затемняющих в обычном типе зданий наружный свет. При шедовом покрытии, наоборот, строительная оболочка как бы приспособлена к устройству вентиляции, так как короба свободно умещаются под жолобами без ухудшения естественного освещения; кроме того ввиду совпадения направлений расположения станков и жолобов достигается макси- мальная равномерность подачи воздуха. Указанные
48 /. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 26. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и вертикальным остеклением Клин- цовской текстильной фабрики — план. РлЗргз Д~Ь Фиг. 27. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и вертикальным остеклением Клин- цовской текстильной фабрики—поперечный и продольный разрезы.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 49 основные преимущества способствовали весьма бы- нус Клинцовской текстильной фабрики, изображенный строму распространению шедовых крыш. в плане и разрезах на фиг. 26 и 27. Примером такого здания является прядильный кор- Расстояние между колоннами по длине жолоба при- Разрез Д - Б РАЗ РЕЗ В - Г сь j Фиг. 28. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и вертикальным остекле- нием Глазовского завода веялок — план и разрезы. Паета^з.
50 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 29. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и вертикальным остеклением кабель- ного завода в Москве — план. нято в 9 м, а поперек — 6 м, что сделано для большей интенсивности и равномерности освещения, так как при обратном направлении шедов ухудшается их све- товая работа. Несущая конструкция решена в! виде продольных железобетонных рам с расположенными по ним железобетонными жолобами; шедовые устрой- ства запроектированы в дереве за исключением огне- стойких зон, выполненных в железобетоне. Под край- ними двумя пролетами с длинной стороны корпуса находится цокольный этаж со вспомогательными по- мещениями, а также складом полуфабрикатов. Помимо текстильной промышленности шедовые здания находят себе применение в целом ряде других отраслей, как например в металлоиндустрии, типограф- ском деле и т. п. Простейший тип здания с шедовым покрытием, целиком решенным в дереве, запроектиро- ванный для Глазовского завода веялок, изображен на фиг. 28. Сетка осей колонн принята в 5 X 6,7 да с направлением шедов по большему измерению, а жо- лобов — по меньшему. Остекленные скаты сделаны вертикальными, благодаря чему переплеты меньше страдают от атмосферных явлений, и на них не может задерживаться снег; правда, при таком положении световых плоскостей коэфициент освещенности умень- шается, что требует соответствующего увеличения их площадей. Таким образом положительные стороны вертикальных шедов в отношении эксплоатационных удобств до известной степени нейтрализуются отрица- тельными экономическими показателями вследствие увеличения первоначальных затрат по их постройке, а также больших расходов, связанных с отоплением. Основная несущая конструкция выполнена в виде деревянных стоек размерами 17 X 17 см на бутовых или бетонных стульях, поверх которых уложены дву- Разрез по Д-Б Фиг. 30. Многопролетное 'Производственное здание с шедовым типом покрытий и вертикальным остеклением кабель- ного завода в Москве — поперечный разрез по А — Б и продольный разрез по В — Г.
Фиг. 31. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и наклонным остеклением — план крыши и второго этажа огнестойкого коридора. тавровые гвоздевые балки, причем верхние и нижние пояса у последних смыкаются: первые — своими ниж- ними кромками, а вторые — верхними. По этим бал- кам, служащим прогонами, установлены доски на ребро, несущие двойной верхний настил и рубероидное по- крытие жолоба; снизу доски подшиты 2,5-сантиметро- вым тесом, поверх которого укладывается изоляция. Средний шед сделан железобетонным для образования огнестойкой зоны. В связи с большой шириной здания при наружном отводе воды это решение должно быть отнесено к отрицательным примерам. Более сложный тип шедового здания для кабельного завода в Москве изображен на фиг. 29 и 30; он пред- ставляет собой вытянутый прямоугольник 340X96,2 м, разделенный на две части продольным огнестойким коридором. Шаг колонн в поперечном направлении принят в 9,8 м за исключением коридора, где расстоя- ние между опорами сокращено до 8 п, и одной части здания, где пролеты удвоены. В продольном направле- нии колонны расставлены на 7 т друг от друга и лишь в четырех средних пролетах из производственных со- ображений пришлось принять расстояние по 8 м. Конструкция покрытия решена в виде шедовой крыши с вертикальным положением остекленного ската и с жолобом, направленным поперек здания по большему измерению сетки колонных осей. Высота до низа жо- лоба на основе габаритных размеров предположенного к расстановке оборудования определилась в 5,5 /и. Для сокращения бесполезной высоты помещения, не- избежной при устройстве наружного отвода дождевых вод вследствие необходимости создания хотя бы мини- мального уклона дна жолоба по направлению от осевой линии к наружным стенам, пришлось прибегнуть к Разрез по Л Б Фиг. 32. Многопролетное производственное здание с шедовым типом покрытий и наклонным остеклением—разрезы по А — Б и В — Г. 7*
52 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ внутренним водостокам. С этой целью по горизонталь- ной плите жолоба сделана засыпка шлаком с перемен- ной толщиной слоя, благодаря чему удалось достигнуть требуемых уклонов от промежуточных водоразделов к пониженным точкам с расположенными в них во- ронками без повышения основного здания. Шедовые фонари запроектированы деревянными, кроме попереч- ных огнестойких зон, выполненных в’ железобетоне. Основная несущая конструкция за исключением огне- стойких зон и коридора осуществлена по сборному методу постройки; ее подробное описание изложено ниже, в отделе VI «Сборные железобетонные конструк- ции». Сборность конструкций, требующая стандарт- ности отдельных элементов, также послужила одной из причин для выбора внутреннего отвода воды. Долевой двухэтажный огнестойкий коридор в нижней части покоится на железобетонных колоннах, а в верх- ней выдается над уровнем крыши, причем по его краям устроены зубчатые гребни, контуры которых возвы- шаются на 0,7 м над пилообразным профилем крыши. Рациональность устройства такого коридора была освещена выше, в «Общей методологии проектирова- ния». Фиг. 33. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторе- нием пролетов при фермах с надстройками и наружном отводе воды. Вертикальное расположение шедов при всех своих преимуществах не всегда пригодно, особенно для про- изводств, требующих значительной внутренней осве- щенности; в последнем случае более рационально на- клонное расположение остекления. Здание с таким шедовым покрытием показано в плане и разрезе на фиг. 31 и 32; оно представляет собой прямоугольник, приближающийся по форме к квадрату, с сеткой осей колонн 7X9 м. В противоположность предыдущему варианту большое измерение, равное 9 м, направлено параллельно огнестойкому коридору, а меньшее — перпендикулярно к нему. Тип покрытия также выбран несколько другим — шедовая крыша принята с наклон- ным остекленным скатом, при угле наклона к верти- кали в 30°. Кроме того с обеих сторон предположено по .однопролетцому корпусу шириной в 20 м, покры- тому сводом Шухова-Брода. Эти корпуса могут быть использованы как склады сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, а также в случае надобности для различных производственных процессов. К недостаткам этого решения следует отнести из- лишнее количество железобетона на ригеля и осложне- ние производства работ благодаря монолитному способу их ведения. Что касается разбивки здания на три части посред- ством двух огнестойких коридоров, то ее методология была подробно описана выше. Швдовый тип зданий, одинаково характерный для Европы и Америки, дает, в некоторых отраслях про- мышленности ряд преимуществ производственного по- рядка. При его оформлении из расчета сборности в виде повторяющихся типовых ячеек он также вполне индустриален. В связи с имеющимися в настоящее время лучшими архитектурно-конструктивными решениями зданий применение шедов более целесообразно для про- изводств, не требующих особого естественного провет- ривания и иногда вызывающих даже потребность в из- вестной герметизации внутренних объемов; помимо этого шедовые крыши рациональны при необходимости обеспечить здания от непосредственного проникания солнечных лучей внутрь помещений. б. Пролетные здания Многопролетные здания с повторением пролетов от- носятся к числу пролетных зданий при ширине проле- тов, превышающей 12 м; в некоторых случаях пролеты доходят до 30 м и более. Эти здания могут выпол- няться с боковым светом (деталь 10, фиг. 1) и с ком- бинированным освещением1 (детали 11 и 12, фиг. 1). Дальнейшее изложение будет вестись соответственно этим признакам. 1. Здания с боковым светом Пролетные здания с боковым светом (деталь 10, фиг. 1) соответственно индентичному виду зданий с малыми пролетами применяются относительно редко. Такое положение объясняется ограниченностью их ширины из расчета световых требований. В зависимости от направления пролетов могут быть два ре- шения: продольное расположе- ние пролетов и поперечное. В первом случае при длине пересекающихся скатов, превы- шающей 40—45 м, для отвода дождевых и талых вод с крыш зданий приходится применять внутренние водостоки. Во вто- ром случае допустим наружный отвод воды. В обоих решениях несущая конструкция обычно выполняется в виде железобетонных колонн и деревянных стропильных конструкций, поверх которых устраивается теплая или полутеплая кровля, т. е. в основном они проектируются так же, как многопролет- ные здания с комбинированным светом, описание кото- рых приводится ниже. Однако имеются здания с самостоятельным офор- млением. Такие здания находят себе применение в отдельных отраслях производств с периодическим на- личием тепловых избытков, достаточных "для целей отопления в период их функционирования. В связи с могущим быть падением температуры внутри поме- щений во время перерывов ниже нуля такие здания не допускают без сложных приспособлений устройства внутреннего отвода воды. В этом случае здания про- ектируются со специальными надстройками над фер- мами, что, сохраняя значительные пролеты, позволяет осуществить наружный отвод атмосферной воды. При- мер такого решения показан на фиг. 33: каждый из двух продольных пролетов покрыт сегментными фер- мами, несущими надстройки, обращенные в разные стороны. Таким образом многопролетное здание с по- вторением пролетов как бы превращается в здание конькового типа и Вместе с тем не уничтожает пре- имуществ первого решения. 2. Здания с комбинированным светом Комбинированное освещение в пролетных зданиях с повторением пролетов в части верхнего света выпол- няется с продольными (деталь И, фиг. 1) и попереч- ными фонарями (деталь 12, фиг. 1). Тип применяемых фонарей может быть различным:
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 53 Фиг. 34. Многопролетные производственные здания малой высоты с повторением пролетов и пологими или крутыми (криволинейными) крышами: 1—здание с деревянными балочными фермами на кольцевых шпонках и попереч- ными треугольными фонарями, 2 — здание с деревянными фермами в виде арок с решетками Гау и поперечными треугольными фонарями, 3 — здание с деревянными сводами Шухова-Брода, 4 — здание с деревянными балочно-пара- болическими фермами и продольными треугольными фонарями, 5 — здание с деревянными сегментными фермами и продольными трапецеидальными фонарями, 6 — здание с железобетонными рамными покрытиями и продольными треугольными фонарями.
54 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗНАНИЯ при продольном направлении устраиваются треуголь- ные, А-образные, трапецеидальные и вертикальные фонари, а при поперечном — треугольные фонари и Буало. В зданиях, спроектированных на основе приемов, характерных для Европы, фонарям обычно придают треугольную форму с их расположением вдоль или поперек пролетов; в последнем случае треугольные фонари иногда заменяются Буало. Здания, более свой- ственные Америке, имеют исключительно продольные фонари преимущественно трапецеидального очертания, а иногда с вертикальным остеклением или А-образной формы. Многопролетное здание с повторными пролетами при устройстве поперечных треугольных фонарей по пологой крыше изображено на детали 1 фиг. 34. Край- ние 12-метровые пролеты покрыты деревянными дву- тавровыми гвоздевыми балками с перекрестными или фанерными стенками и односкатным направлением верхних поясов, что позволило в этой части здания ограничиться наружным отводом воды. Средние 21-ме- тровые пролеты из-за их большой величины покрыты деревянными балочными фермами с кольцами Тухше- рера. Как было указано выше, в связи со значитель- ными недостатками гладкошпоночных соединений, область применения таких ферм все больше ограничи- вается и в ближайшем, будущем должна быть сведена на-нет. Теплая крыша выполнена обычного типа с до- щатыми прогонами и подшивкой снизу и настилами сверху. Многопролетное здание другого вида, но также с по- перечными треугольными фонарями, показано на де- тали 2 фиг. 34; несущими частями верхнего покрытия в нем служат фермы в виде деревянных параболических арок с решотками типа Гау и с металлическими за- тяжками. Основное улучшение заключается в переходе от гладкошпоночных соединений в фермах к гвозде- вым. Кроме того арки могут быть изготовлены из недефицитного и маломерного, а также относительно сырого лесного материала. Вместе с тем арки явля- ются весьма трудоемкой конструкцией и в них значи- тельно осложнено устройство опорных узлов. Отрицательная сторона обоих вариантов многопро- летных зданий заключается в наличии треугольных поперечных фонарей, дающих колебание горизонталь- ной освещенности в направлении движения внутренних процессов и не позволяющих производить естественное проветривание. Третий тип многопролетного здания с поперечными фонарями, как бы вытекающими из характера приня- тых конструкций для верхних покрытий, приведен на детали 3 фиг. 34. Здание в его нижней части решено обычным способом; что же касается верхней, то вместо балочного покрытия в ней применено сводчатое. Двой- ные гнутые своды Шухова-Брода, покрывающие как в данном случае 16-метровые пролеты, дают доста- точно экономичные результаты благодаря полному использованию дощатых настилов, причем по нижней подшивке может быть уложена изоляция, а по верх- нему настилу — кровля. Поперечные фонари с формой в виде полумесяца получаются в местах сопряжения сводов разной кривизны. В связи с осложнениями производственного порядка при слишком частом подъеме отдельных участков сво- дов эти здания допускают лишь работы сравнительно грубого характера. Фонари могут быть образованы также путем при- мыкания сводов одинаковой кривизны, но разной вы- соты. Такое решение позволяет получить большую интенсивность внутреннего освещения, но, с другой стороны, вызывает опасность образования снеговых мешков в средних частях перепадов. Вообще следует указать, что многорядовое располо- жение сводов Шухова-Брода в снежных районах не должно допускаться в связи с возможностью потери устойчивости сводов при чрезмерном заполнении ендов снегом. Помимо этого следует подчеркнуть на- стоятельную необходимость тщательного устройства осушающей вентиляции внутренних воздушных про- слойков, весьма сложной в техническом отношении при многопролетных решениях; несоблюдение этого условия вызовет гибель покрытий от загнивания. Эти качества сводов не позволяют их рекомендовать при многорядовой поперечной схеме. Многопролетное здание со сводчатыми покрытиями и фонарями первого типа в виде полумесяцев было применено лет шесть назад на одном из немецких пивоваренных заводов. В нашем строительстве также имеется ряд случаев их устройства. Для улучшения условий внутренней освещенности целесообразнее поперечные фонари заменять продоль- ными. Многопролетное здание с треугольными про- дольными фонарями показано на детали 4 фиг. 34. Несущие части верхних покрытий приняты в виде ба- лочно-параболических ферм с дощатыми верхними гнутыми поясами и со сделанными из металла ниж- ними. В связи с необходимостью значительных отвер- стий у фонарей конструкция последних усложняется и требует ввода добавочных висячих стропилец. Нали- чие в балочно-параболических фермах металлического нижнего пояса-затяжки допускает их применение лишь при полном отсутствии хорошего' качества древесины, пригодного на нижний растянутый пояс чисто дере- вянных ферм. Замена поперечных фонарей продольными треуголь- ными несомненно значительно улучшает световую ра- боту последних, однако она все же вызывает затуха- ние освещенности в поперечном направлении и вместе с тем не позволяет производить аэрирование зданий. Поэтому оптимальное решение для многопролетных зда- ний с величиной пролетов свыше 12 м заключается в устройстве покрытий с деревянными сегментными фер- мами, несущими продольные трапецеидальные фо- нари с открывающимися переплетами. Такое здание изображено на детали 5 фиг. 34. Деревянные покрытия, как не требующие дефицит- ных материалов, в настоящее время должны предпочи- таться; однако их малая сопротивляемость действию огня вынуждает в случае наличия весьма опасных с пожарной точки зрения производств переходить к огнестойким материалам. Разрез здания с железобе- тонными покрытиями в виде рам с криволинейными ригелями, несущими вспомогательные балки и плиту, показан на детали 6 фиг. 34; продольные треугольные фонари предположены металлическими. Другим решением может быть устройство сводов типа Кольба по несущей конструкции из двухшарнир- ных арок, что позволяет получить более экономичные результаты; одновременно треугольные фонари целесо- образно заменить трапецеидальными. При всех своих положительных качествах в отно- шении пожарной безопасности постройка таких зда- ний должна избегаться; на ближайший период времени эти конструкции допускаются преимущественно для огнестойких зон. Приведенные типы многопролетных зданий с повтор- ными пролетами и комбинированным светом требуют обязательного устройства внутреннего отвода дожде- вых и талых вод с крыш зданий, что не всегда допу- стимо, особенно при оборудовании, могущем вызвать
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 55 взрыв при случайном попадании воды и расположенном непосредственно по линии ендов. Выходом из поло- жения является решение, указанное на фиг. 35, причем на детали 1 дан поперечный разрез двухпролетного здания с железобетонными колоннами и деревянными сегментными фермами, а на детали 2 — разрез того же здания по огнестойкой зоне с верхним покрытием в виде двухшарнирных железобетонных арок с плитой Кольба. Для устройства наружного отвода воды фонарь помещен над ендовой; таким способом устранена пе- требность во внутренних водо- стоках. Пролетные знания малой высоты с повторными пролетами одинаково пригодны для различных отраслей производства, не выделяющих тепла и вредных газов, но требующих относительно редкой расстановки внутренних опор. 3. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДА- НИЯ БОЛЬШОЙ ВЫСОТЫ чение высотности зданий, должна быть отнесена не- обходимость ввода внутрь цехов железнодорожных путей. Этот способ разрешения транспортной про- блемы особенно характерен для Америки, которая никогда не скупится на некоторую добавочную пер- воначальную стоимость заводских сооружений для получения наиболее эффективной технологической схемы. Действительно, как мы увидим на целом ряде помещаемых ниже примеров, известное расширение зданий для пропуска железнодорожных путей влияет Фиг. 35. Многопролетное производственное здание малой высоты с повторе- нием пролетов и продольным фонарем при наружном отводе воды. Производственные здания боль- шой высоты — более 6м — явля- ются дальнейшим развитием зда- ний малой высоты, когда техно- логические требования не могут быть удовлетворены одним плоско- стным расширением сооружений, а вызывают необходимость их разви- тия по вертикали путем увеличения общей высоты здания или подъема отдельных нэфов. К основным причинам, требую- щим повышенной высотности со- оружений, должны быть отнесены: а) краны, б) габариты внутреннего оборудования, в) необходимость ввода внутрь зданий железнодорожных вагонов или даже целых составов иг) усиление действия естествен- ной вентиляции и улучшение условий для работы. Первая причина, влияющая на вертикальное разви- тие зданий, — необходимость устройства кранов для внутренних перемещений — вызывается обработкой громоздких предметов значительного веса, доходящих иногда до 200—250 т, как например на паровозо- строительных и турбинных заводах. В некоторых слу- чаях краны применяются также для подъема или транспортировки сравнительно небольших по весу частей в 3—5 т. В зданиях с кранами внутренняя высота является суммарной функцией минимальной высоты, на. которую должен быть поднят передвигаемый предмет, верти- кального измерения этого предмета и наконец габа- ритного размера самого крана. В результате высота таких зданий обычно превышает 6 м, доходя иногда до 23 м, как например в мартеновском цехе Новома- риупольского завода, и даже до 31 м на Харьковском турбинном заводе. Высокое внутреннее оборудование обычно имеет место в металлообрабатывающих и машиностроитель- ных производствах — в печных и штамповочных отде- лениях, в кузнечных цехах, в помещениях прокатных станов, в сборочных цехах и т. п. Значительные габа- риты оборудования часто бывают также на заводах химической промышленности, на лесопильных заводах и даже в некоторых отраслях легкой промышленности. К следующей основной причине, вызывающей увели- весьма благоприятно на рациональность организации производственных процессов. Последняя причина увеличения высоты зданий за- ключается в необходимости создания разности высот впускных и выпускных отверстий для улучшения усло- вий аэрации, а также в требовании уменьшения тепло- вых избытков в рабочей зоне. Вертикальное развитие зданий при однопролетном решении естественно подразумевает. однообразную высоту в пределах отдельных участков площадей по ширине сооружений; в многопролетных производствен- ных зданиях, наоборот, могут иметь место варианты этого развития, а именно: подъем всего здания или только отдельных нэфов. В цехах с примерно одинаковыми габаритными раз- мерами внутреннего оборудования и кранов вполне целесообразен подъем всего здания на необходимую общую высоту. В производствах с разновысотным обо- рудованием и частичным крановым обслуживанием рациональнее заменить подъем всего здания подъемом лишь отдельных нэфов. Это последнее решение может также диктоваться пропуском в некоторые пролеты железнодорожных путей; иногда оно вызывается тре- бованиями улучшения действия естественной венти- ляции. В таких случаях в результате накапливания проти- воречий производственного и экономического порядка более целесообразно перейти от многопролетных зда- ний с однообразной высотой к многопролетным зда- ниям с подъемом отдельных нэфов.
56 /. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 36. Однопролетное здание большой высоты для производств без выделения тепла и вредных газов цеха ме- таллических конструкций ремонтного завода Днепрокомбината — план, продольный и поперечный разрезы. Методы проектирования зданий большой высоты в значительной степени зависят от характера предполо- женных к размещению в них производств. Особенно резкое влияние на архитектурное оформление зданий оказывают отсутствие или наличие выделения произ- водственного тепла, а также вредных газов. Поэтому в дальнейшем изложение материала , должно про- изводиться в соответствующем разрезе, с выделе- нием зданий, более подходящих для каждого из двух видов технологических процессов. Наиболее рацио- нальные типы зданий для производств с выделением тепла и вредных газов были разработаны в Америке; этот технический опыт, перенесенный несколько лет назад в Советский союз, дал возможность осуществить целый ряд весьма благоустроенных фабрично-заводских предприятий, преимущественно в металлоиндустрии. В таких зданиях строительная оболочка служит не только рационально спроектированным чехлом, окру- жающим внутреннее оборудование и защищающим его от воздействия внешних атмосферных явлений, но од- новременно она составляет как бы одно целое со всем производственным организмом. В этом случае нельзя ограничиться абстрактным описанием оболочки, а при- ходится рассматривать ее совместно с индивидуальным назначением покрываемых помещений, т. е. решать ее самостоятельно для каждого вида производства. В дальнейшем целесообразнее будет в необходимых местах отступить от принятого ранее метода изложе- ния отдельных видов зданий без точного указания предположенных к размещению в них технологических процессов с учетом последних лишь как суммы опреде- ленных физических явлений и перейти к характери- стике зданий в соответствии с заданным производством. В связи с частичной общностью решений большой вы- соты со зданиями малой высоты при описании пер- вых можно ограничиться меньшей дробностью под- разделения' на отдельные группы с сохранением основной структуры производственных зданий согласно фиг. 1. А. Однопролетные здания Однопролетные производственные здания большой высоты (детали 13—16, фиг. 1) являются результатом развития по вертикали первичного и основного вида здания — однопролетного производственного здания малой высоты. Общее оформление в этом случае решается в зависи- мости от характера внутренних процессов, причем при отсутствии производственного тепла или вредных га- зов наружный профиль здания в основном идентичен зданиям малой высоты. Наоборот, в производствах со значительным выделением вредных газов, паров или пыли, а также с повышением температуры более це- лесообразно применение энергичного поперечного очертания крыши для максимального усиления дей- ствия естественной вентиляции. Описание однопролет- ных производственных зданий большой высоты должно быть выполнено поэтому в соответствии с указанными двумя условиями. а. Здания для производств без выделения тепла и вред- ных газов Однопролетные здания большой высоты для произ- водств без выделения тепла и вредных газов могут проектироваться с боковым или комбинированным светом. Согласно новому проекту нормы освещения в отли- чие от «Единых норм» допускают развитие в ширину зданий с боковым светом (деталь 13, фиг. 1) при соответствующем увеличении высоты хотя бы до ве- личины в 50—60 м. Большая ширина нецелесообразна с эксплоатационной точки зрения в смысле удаления атмосферных вод и очистки крыши от снега. Такие широкие здания редко вызываются условиями произ- водства; чаще можно ограничиться шириной, не пре- восходящей 30 м. При комбинированном освещении верхний свет устраивается в виде продольных (деталь 14, фиг. 1) и поперечных (деталь 15, фиг. 1) фонарей. В первом случае применяются треугольные, А-образные, трапе- цеидальные и вертикальные фонари, а во втором — треугольные фонари и Буало. Основное отличие однопролетных зданий большой высоты от зданий малой высоты заключается в более солидной конструкции несущих частей. Это условие вполне понятно, если принять во внимание весьма.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 57 значительную нагрузку, приходящуюся на каждую от- дельную опору и вызывающую необходимость в устрой- стве зданий каркасного типа. Кирпичи и блоки благо- даря своим малым механическим сопротивлениям обычно1 не могут быть применены в качестве материа- лов для несущего каркаса, вследствие чего основные опоры приходится выполнять в железобетоне или металле. На ближайший период времени в связи с дефицитом металла предпочтение должно отдаваться железобетонным колоннам, несмотря на то, что в не- которых случаях последние получаются чрезвычайно мощного сечения, как например на Харьковском тур- бинном заводе, где поперечное измерение колонн рав- няется 2,3 м. Что касается несущих частей верхних покрытий, то почти во всех случаях они могут выпол- няться сгораемыми, так как устройство деревянных стропильных ферм, расположенных на значительной высоте, обычно вполне безопасно в пожарном отно- шении. Один из типов такого однопролетного здания, со- стоящего из трех корпусов, примкнутых друг к другу •в виде буквы П, изображен на фиг. 36; здание пред- назначено для цеха металлических конструкций ре- монтного завода Днепрокомбината. Средний утеплен- ный корпус сборочного цеха имеет в длину 80,62 м при ширине в 21,54 м, а боковые пристройки, являю- щиеся навесами, при длине в 39,84 м сделаны шири- ной — слева для склада железа — 20,44 м и справа— для площадки открытой сборки—20,52 Ль Такая раз- бивка колонных осей по ширине здания не в целых измерениях не может быть признана рациональной, так как она уничтожает стандартность отдельных элементов строительной оболочки и несущих частей; она была выполнена под давлением технологов для получения определенных пролетных размеров крано- вого оборудования, что не служит оправданием в связи с полной возможностью известного укорочения или удлинения крайних панелей у мостовых кранов. Все корпуса обслуживаются кранами, причем в сбо- рочном цехе работают два крана грузоподъемностью в 5 и 10 т, на складе железа — один кран подъемной силы в- 10 т и на площадке открытой сборки также один кран, но в 15 т. Основные конструкции—баш- маки, колонны, подстенные балки и подкрановые балки — запроектированы из железобетона со сбор- ным методом производства работ и подробно описаны ниже, в отделе VI «Сборные железобетонные кон- струкции». Покрытия предположены из деревянных арок системы Кабрбль с уложенными по ним прого- нами, несущими теплую кровлю. Что касается планового решения, то в известных случаях его следует признать весьма целесообразным, так как оно позволяет максимально приблизить сырь- евую базу к месту потребления, что дает возможность значительно снизить накладные транспортные расходы на нулевые пробеги при перемещении материалов. Устройство части корпусов в виде открытых навесов также рационально, как уменьшающее размеры пер- воначальных затрат. На крупных наших строительствах, осуществленных на основе американской технической помощи, более типично для однопролетных зданий большой высоты решение здания, изображенного в поперечном разрезе на фиг. 37. Каркасная конструкция состоит из моно- литных железобетонных колонн, несущих железобе- тонные подкрановые балки. По верху колонн, утонен- ных в верхней части в соответствии с величинами передающихся на них нагрузок, установлены деревян- ные сегментные фермы с устройством по ним< утеплен- ной кровли. Материал для стенного заполнения может быть выбран любого типа в зависимости от внутрен- него режима помещений и экономической целесообраз- ности с установкой о преимущественном применении местных материалов в виде крупных блоков или щитов. Такая схема позволяет также легко перейти к сбор- ному методу осуществления железобетонных конструк- ций. Этот индустриальный способ производства работ должен предпочитаться во всех возможных случаях. Помимо зданий с боковым светом, как было указано выше, иногда приходится применять здания с фонарями. Один из примеров таких зданий показан на фиг. 306; Фиг. 37. Однопролетное здание большой высоты для производств без выделения тепла, и вредных газов с деревянными сегментными фермами. верхнее покрытие принято в виде деревянного свода- оболочки с продольным фонарем, имеющим в данном случае главным образом вентиляционное назначение. б. Здания для производств с выделением тепла и вред- ных газов В то время как однопролетные здания большой вы- соты в производствах без выделения тепла и вредных газов сравнительно незначительно отличаются от со- ответствующих зданий малой высоты, архитектурное оформление зданий для производства с выделением тепла или вредных газов (деталь 16, фиг. 1) решается совершенно различным специфическим способом. Наиболее характерными зданиями этого вида слу- жат кузницы. Действительно, особенности кузнечного производства, связанные с нагревом металла в нагре- вательных устройствах, не только далеких от совер- шенного сгорания топлива, но в кузницах американ- ского типа — с непосредственным выпуском в поме- щение всех продуктов горения, заставили подойти особенно критически к созданию наиболее подходящей для данного случая строительной оболочки. Улучшение окружающей рабочего среды в первую очередь пошло за счет значительного возрастания объема здания на каждую нагревательную точку — вместо принимав- шихся ранее в старых кузницах 100 м3 в настоящее время этот объем доводится до 700 м3. Увеличение объема выполняется преимущественно путем увеличения высоты здания, что создает особенно благоприятные условия, способствуя быстрому подъ- ему теплых газов и тем самым уменьшая тепловые избытки в рабочей зоне. Однако, несмотря на почти семикратное увеличение внутренних объемов в совре- менных кузницах американского типа, как например на автомобильных заводах — Московском им. Сталина и Горьковском им. Молотова, а также на Сталинград- ском, Харьковском и Челябинском тракторных за- Цветаев. 8
58 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 38. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов американской кузницы Московского автомобильного завода им. Сталина. водах, тепловыделения достигают огромной цифры в 200 кал/м3. Для создания в летнее время удовлетвори- тельного режима в рабочей зоне приходится давать 15—20-кратные обмены воздуха в час. Такие гран- диозные обмены, вызывающие необходимость подачи в здание нескольких миллионов куб. метров воздуха в час, конечно не могут быть осуществлены посред- ством механической вентиляции, слишком дорогой по своему устройству и последующей эксплоатации. По- этому американцы приняли в кузницах совершенно правильную установку на получение наиболее благо- Фиг. 39. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузнечного цеха Челябинского тракторного завода — план. приятных тру новых условий в рабочей зоне путем максимального применения естественной вентиляции. Для лучшего аэрирования помещений боковые стены почти сплошь решаются в стекле с устройством достаточного количества створных переплетов. Откры- вание последних производится централизованным спо- собом при помощи специальных механизмов. Кроме того нижние части продольных стен на высоту при- мерно до 3 м состоят из отдельных проемов, закрытых поднимающимися металлическими шторами или раз- движными, а иногда складными воротами. Открывание нижних отверстий в стенах, а также створных пере- плетов позволяет соответствующим образом регулиро- вать приток наружного воздуха. Усиление действия естественной вентиляции достигается соответственным изломом верхнего профиля крыши с устройством фо- нарей преимущественно типа «баттерфляй». Наличие у этих «бабочек» скатов, сравнительно глубоко спу- скающихся по направлению к коньковой части здания, значительно улучшает эффективность естественного проветривания. При отсутствии ветра поднимающиеся вверх газы, ударяясь о внутренние наклонные поверх- ности кровли, легче уводятся через открытые пере- плеты в фонарях. В ветренную погоду удар ветра о наружную поверхность поднимающегося ската и сле- дующий за этим прыжок воздуха создает разрежение с подветренной стороны «баттерфляя», что добавочно улучшает отсос испорченного воздуха из здания. Для правильного действия вентиляции ширина «бабочек» не должна приниматься слишком узкой; в противном случае прыжок ветра при ударе с наветренной стороны о застекленные поверхности «баттерфляя» ввиду своей значительной длины не даст возможности использо- вать наклонные скаты для создания вакуума у открытых переплетов с подветренной стороны. Таким образом устройство наклонных поверхностей кровли с приме- О
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 59 нением внутреннего отвода воды при этом окажется неоправданным. По мере вертикального развития зданий влияние излома верхнего профиля значительно уменьшается, что сверх определенной высоты допускает устройство двухсторонних открывающихся фонарей с вертикаль- ным или наклонным остеклением. Основное оборудование в виде ковочных машин и нагревательных печей располагается вдоль кузницы обычно в два ряда с оставлением трех широких про- ходов—одного по осевой линии и двух около наруж- ных стен. Такое размещение оборудования, вызывае- мое экономическими соображениями, имеет свои отрицательные стороны. Действительно при располо- жении источников выделения тепла по коньковой линии здания при любом направлении ветра получается прямой отсос газов через соответственно открытые верхние отверстия. Наоборот, при двухстороннем раз- мещении внутреннего оборудования дей- ствие естественной вентиляции значи- тельно улучшается лишь при безветрен- ной погоде, так как при наличии ветра и следовательно при открытых переплетах с подветренной стороны «баттерфляя» стремительно поднимающиеся газы будут создавать воздуховорот с закрытой на- ветренной стороны. Обратное движение воздуха в верхней части здания, как по- казали исследования, проведенные на куз- нице Московского автомобильного завода, действует ухудшающим образом на вы- тяжку. Кузницы, как правило, выделяются в са- мостоятельные здания. Действительно, спе- цифические условия производства в них работ с наличием значительного коли- чества вредных газов и большим шу- мом и сотрясениями вполне оправдывают такое решение, так как несомненно, что близкое, а тем более непосредственное соседство с более спокойными цехами, тре- бующими сосредоточенного внимания работающего персонала, понизило бы производственный эффект у последних. В зависимости от объема предположенных к вы- полнению работ кузницы проектируются в виде однопролетных самостоятельных зданий или же в виде ряда параллельных корпусов, располагаемых с неко- торым разрывом друг от друга и соединяемых долевым крылом, примкнутым к их торцам. Первый прием применяется при относительно небольшом количестве кузнечных работ, а второй — при значительной про- изводительности завода, при которой соответственно должен быть увеличен объем работы кузнечного цеха. Размеры самих кузниц в значительной степени стандартизировались: их ширина обычно принимается в 24 м при высоте 9—12 м до нижнего пояса ферм и 14—19 м до верхней точки крыши. Ниже дается ряд примеров кузниц, из которых две первые осуществлены по американским чертежам и из импортных стальных частей, а две последние постро- ены из наших материалов на основе лишь американ- ской технической помощи (по проектам Металлострой- проекта). Рассмотрение этих примеров даст вомож- ность читателю легче освоить сущность рациональ- ного проектирования строительной оболочки в соот- ветствии с характером и специфическими условиями заданных технологических процессов. Вместе с тем они покажут освоение советскими специалистами при- емов и навыков американских методов проектирования с постепенным приспособлением последних к требова- ниям нашей современной строительной техники. Американская кузница Московского автомобильного завода им. Сталина, привезенная к нам в готовом виде из-за границы и лишь собранная на месте, предста- вляет собой однопролетное здание шириною в 24 м и длиною 198 м (фиг. 38). Кузница оборудована моло- тами для тяжелой и легкой штамповок, прессами, а также нагревательными печами. Продольные стены выполнены каркасного типа с ша- гом стальных колонн в 6 м; в их нижних частях че- рез пролет устроены проемы высотою в 3 м, закрытые стальными подъемными шторами. Соседние пролеты имеют стенное заполнение на высоту 1 м и металли- ческие открывающиеся переплеты высотою 2 м. Выше 3 м стенные поверхности состоят из металлических переплетов с одинарным остеклением, причем на вы- соте подкранового пути и под карнизом последние Фиг. 40. Однопролетное здание большой высоты, для произ- водств с выделением тепла и вредных газов кузнечного цеха Челябинского тракторного завода —поперечный разрез. перебиваются дощатыми оштукатуренными поясами шириною 1—1,2 м. Помимо нижних створных пере- плетов по всему периметру здания на высоте 5—6 м идут два добавочные ряда открывающихся переплетов. Наличие такого значительного количества створных частей вполне обеспечивает достаточность притока. Для улучшения действия естественной вентиляции поверх металлических ферм устроен фонарь с изло- манной внутрь крышей; его вертикальные остеклен- ные поверхности приняты высотой в 2,5 м, из которых нижние полметра выполнены глухими, а верхние 2 м заполнены открывающимися переплетами. Образован- ное западающими внутрь скатами фонаря углубление покрыто сверху деревянной пологой крышей с доща- тыми стропилами и рубероидной, кровлей. Эта над- стройка, осуществленная по нашей инициативе, была вызвана опасением в правильности работы внутреннего отвода воды. Такое «исправление» американского профиля крыши конечно должно быть отнесено к разряду «детских болезней» наших специалистов. Действительно, помимо излишней затраты значительного количества лесного материала и фактического создания костра на крыше уничтожение верхнего излома фонаря добавочно ухуд- шает эффективность естественной вентиляции. В даль- нейшем повторение таких ошибок должно избегаться. К основному зданию кузницы примыкает ряд при- строек. Непосредственно у одного из торцов располо- жено двухэтажное здание с конторой, вспомогатель- 8*
60 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 41. Одиопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузнечного цеха Челябинского тракторного завода — общий вид со стороны бытовых пристроек. ными помещениями для рабочих,, инструментальным складом и механической мастерской. Эта пристройка соединяется с кузницей коридором. У продольной стены также имеются пристройки — помещения для холодной резки металла, трансформаторная будка и травильное отделение. Устройство примыкающих к боковым стенам при- строек всегда чрезвычайно нежелательно, так как оно вызывает значительное затемнение в соседних помеще- ния?? основного корпуса и крайне затрудняет есте- ственное проветривание. В данном случае положение осложняется размещением около пристройки с поме- щением для холодной резки металла наиболее мощ- ного оборудования — штамповочных молотов, требую- щих больших физических усилий у занятого персо- нала. Таким образом и без того тяжелые благодаря значительному тепловыделению условия труда на этом участке здания искусственно ухудшаются из-за нера- ционального планового решения. Отрицательный при- мер расположения отдельных частей этой кузницы осо- бенно ярко доказывает необходимость сосредоточения всех пристроек только с торцовых сторон однопролет- ных зданий. При значительном объеме кузнечных работ и вы- боре решения в виде здания с одним корпусом его длина получилась бы чрезмерной, благодаря чему оно ни с экономической, ни с технологической точек зре- ния не было бы оправданным. В этом случае более це- лесообразен другой прием планировки, указанный выше и примененный для кузницы Челябинского тракторного завода (фиг. 39—42), состоящей из четырех парал- лельных крыльев, соединенных между собой перпенди- кулярным корпусом 5, в котором помещается отделе- ние для термической обработки. Все пять корпусов запроектированы с металлическими покрытиями и фо- нарями типа «баттерфляй», как наиболее обеспечи- вающими благодаря внутрен- Фиг. 42. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузнечного цеха Челябинского тракторного завода — боко- вой вид кузницы. ней изогнутости своего про- филя хорошую естественную вентиляцию (фиг. 43); в по- следующем это решение ухуд- шено постановкой дефлекто- ров Шанара. В отличие от предыдущей кузницы осте- кленные поверхности выпол- нены не вертикальными, а наклонными. В крайнем северном кор- пусе площадью 24 X 150 = = 3600 м2 предположены ре- монтная кузница и склад штам- пов Т, во втором крыле пло- щадью 24 X 228 = 5472 м2 размещено отделение ковоч- ных машин 2; в третьем — площадью 24 X 228 = 5472 м2 —отделение легких молотов 3 и наконец в четвертом, южном, тех же размеров — отделение тяжелых молотов 4 (фиг. 44). Для возможности усиленного вентилирования производст- венных помещений путем сво- бодного доступа значитель- ных объемов свежего воздуха в нижней части стен устроены
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 61 сплошные подъемные занавеси высотой 3 м. Этим отчасти объясняется разбивка здания на ряд самостоятельных павильо- нов с оставленными между ними разрывами тем более, что та- кая компановка предохраняет от проникновения газов из одного цеха в другой. Западные части крыльев заняты складами, обслуживаемыми введенными в них железнодорожными путями; кроме того к западным торцам, с отступом для пропуска путей, пристроены двухэтажные корпуса для конторских и вспомогатель- ных помещений 6, предназна- ченные отдельно для каждого из цехов. Эти кузницы американского типа спроектированы вполне ра- ционально. В связи однако с исключительным применением в них металла как для несущих ча- стей, так и для всех переплетов и фонарей такие решения зданий при временном дефиците металла не могли быть при- годными Б наших условиях. Поэтому советские архи- тектурно-конструктивные оформления, весьма похожие в плановом отношении, значительно отличаются с точки зрения выбранных материалов и принятых конструкций. Ниже даются два примера кузниц, спроек- тированных нашими специалистами на основе амери- канской технической помощи. Одним из первых построенных в Советском союзе зданий этого типа является кузница завода шариковых и роликовых подшипников Господшипник в Москве (фиг. 45). При типовой ширине в 24 м здание имеет высоту до нижнего пояса ферм 11 м и до верхней точки фонаря 17,5 м. Стены приняты каркасного типа в виде железобетонных колонн, расположенных на расстоя- нии 6 м друг от друга, с заполнением из шлакобетон- ных пустотелых камней.. Верхнее покрытие состоит из деревянных сегментных'ферм, дощатых прогонов и двойного настила с рубероидной кровлей. Для венти- ляции по коньковой линии здания предусмотрен А-об- разный фонарь пролетом 4 м с деревянными откры- вающимися переплетами; часть деревянных оконных переплетов также сделана створной. Фиг. 43. Вид на вентиляционные отверстия в фонарях «баттерфляй» на кузнице Челябинского тракторного завода. Таким образом мы видим, что в кузн;г_-= завода Господшипник совершенно правильно все металличе- ские элементы заменены железобетонными или дере- вянными. Одновременно нельзя не признать, что усло- вия естественной вентиляции в этой кузнице отли- чаются по сравнению с американскими решениями в значительно худшую сторону, особенно благодаря за- мене «баттерфляя» узким А-образным фонарем, недо- статочно эффективным как вытяжка. В более поздних решениях кузниц нашим специали- стам удалось при отсутствии применения дефицитных материалов добиться лучшей связи строительной обо- лочки зданий с характером технологических процес- сов. Таким примером может служить вариант здания кузнечно-штамповочного и рессорного цеха Орского паровозостроительного завода, изображенный в аксо- нометрии на фиг. 46, в плане на фиг. 47 и в попереч- ном разрезе на фиг. 48. Этот цех состоит из четырех корпусов, примкнутых друг к другу в виде буквы Ш. В крайнем наиболее длинном пролете 1 площадью 24 X 156 = 3744 м2 предположено отделение ковоч- ных машин; в'следующего 2 площадью 24 X 144 = = 3456 м2 расположено штамповочное отделение и Фиг. 44. Внутренний вид на кузницу тяжелых моло- тов Челябинского тракторного завода. 24.0 Фиг. 45. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузницы завода шариковых и роликовых подшипни- ков «Господшипник» в Москве.
Фиг. 46. Однопролетное здание большой высоты для про- изводств с выделением тепла и вредных газов кузнечно- штамповочного цеха Орского паровозостроительного за- вода — аксонометрия.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 63 Фиг. 47. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузнечно- штамповочного цеха Орского паровозостроительного завода — план. наконец в продольном корпусе 3 площадью 24 X 120 = = 2880 м2 размещены пружинное и рессорное отделе- ния. Перпендикулярный пролет при той же стандарт- ной ширине 24 м и длине 120 м занят черновым скла- дом. Это плановое решение позволяет получить вы- годную обстановку для работы, так как ковочные ма- шины, производящие значительные шум и сотрясения, выделяются в самостоятельный корпус. Вместе с тем перпендикулярное к производственным пролетам рас- положение основного склада сырья дает возможность доставлять материалы кратчайшим путем по назначе- чению в отдельные цеха. Пристройка 5 шириною 10 м занята бытовыми устройствами; осевая разбивка в ней произведена с пятиметровым шагом в обоих направле- ниях. Для большего удобства эксплоатации запасные во- рота в отдельных корпусах располагаются по одним линиям, образуя сквозные проезды через все три про- лета. Такая разбивка воротных отверстий не только удобна с технологической стороны, но она также дает известные преимущества в период строительства. Кроме того постепенное удлинение производственных корпусов позволяет без особых затруднений ввести в них железнодорожные пути. Элементы несущих конструкций и стенное запол- нение решены по предыдущему, как в кузнице Господ- шипника, — с железобетонными колоннами, деревян- ными сегментными фермами и теплобетонным или кир- пичным стенным заполнением. Основное отличие обо- лочки заключается в устройстве поверх ферм дере- вянного фонаря типа понд. Остекленные поверхности последнего сделаны с изломом, причем верхние части с двумя рядами открывающихся деревянных перепле- тов вертикальны, а нижние — с одним рядом перепле- тов — наклонны. Одновременно этот фонарь не явля- ется решенной в дереве копией американских метал- лических фонарей типа понд, устраиваемых без раз- рывов и с внутренним отводом воды, а разрешен само- стоятельно в соответствии с нашими современными требованиями. Как видно из аксонометрии, фонари по длине прерываются в нескольких местах с оставле- нием разрывов, покрытых железобетонными конструк- циями и являющихся огнестойкими зонами; кроме того в каждом отдельном участке фонари добавочно пре- рываются на половину своей ширины, что позволяет без ухудшения внутренних режимных условий ограни- читься наружным отводом воды. Фиг. 48. Однопролетное здание большой высоты для производств с выделением тепла и вредных газов кузнечно-штамповочного цеха Орского паровозострои- тельного завода — поперечный разрез.
64 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 49. Многопролетное производственное здание конькового типа большой высоты с продольным фонарем. Таким образом на основе ана- лиза предположенных к размеще- нию в зданиях технологических про- цессов и их влияния на архитек- турное оформление и на характер отдельных конструкций строитель- ной оболочки наши специалисты, подкрепленные американским тех- ническим опытом, добились вполне положительных результатов. Не- смотря на сравнительно незначи- тельное применение дефицитных материалов и отсутствие дорого стоящего внутреннего отвода воды, здание кузницы Орского завода служит не только рационально ограждающей коробкой для обору- дования, но одновременно оно со- ставляет неразрывное целое с общим производственным организмом. Б. Многопролетные здания конькового типа Многопролетные здания конько- вого типа большой высоты (детали 17—25, фиг. 1) являются результа- том вертикального развития много- пролетных коньковых зданий малой высоты. Это развитие по вертикали, как было указано выше, может выполняться путем подъ- ема всего здания или посредством увеличения высоты отдельных нэфов. В связи с известной разницей офор- мления зданий обоих этих типов целесообразно про- извести рассмотрение каждого из них в отдельности. Одновременно должны быть выделены в самостоятель- ную группу так называемые здания с галлереями, 3 192,0 с их частичным крыши большой высоты Фиг. 50. Многопролетное производственное здание конькового типа большой высоты с поперечными фо- нарями — план. являющиеся дальнейшим этапом развития одноэтажных многопролетных коньковых зданий преобразованием в многоэтажные. feioi'l а. Здания с общим уклоном Многопролетные коньковые здания с общим, уклоном крыши соответственно коньковым зданиям малой высоты могут выполняться с боковым освещением (деталь. 17, фиг. 1), а также с комбиниро- ванным светом — с продольными (деталь 18) или по- перечными (деталь 19) фонарями. Продольные фонари выполняются треугольными, трапецеидальными и вер-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 65 тикальными; при поперечном направлении фонари устраиваются треугольными или Буало. Выбор этих типов зависит от ширины зданий и методов проекти- рования. В некоторых случаях большие габаритные размеры предположенного к расстановке оборудования заста- вляют настолько увеличивать высоту крайних пролетов, что для прохода кранов остается достаточно места без подъема среднего нэфа. Такие здания разреша- ются с боковым освещением или с коньковым фона- рем, световая работа которого, при наличии доста- точно интенсивного бокового света, может быть при- знана приемлемой. Вид с натуры на здание с попереч- ными железобетонными рамами и коньковым фонарем показан на фиг. 49. В связи со значительным применением в данном случае дефицитных материалов и допустимостью уст- ройства железобетонных покрытий лишь в опасных с пожарной точки зрения производствах многопролет- ные коньковые здания с общим уклоном крыши обычно проектируются другим образом. Один из вариантов этих решений показан на фиг. 50 и 51. Изображенное в плане и разрезах здание состоит из ряда примкну- тых друг к другу корпусов в соответствии с требова- ниями технологических процессов. Методология пла- нового оформления была приведена уже раньше, поэтому здесь можно ограничиться описанием только конструктивной схемы.. Все здания решены с сеткой осей расстановки ко- лонн в 6 X 12 м. Основной несущей конструкцией служат поперечные железобетонные рамы с длиной ригелей в 12 м, причем склады 2 и 3 запроектированы в два пролета, корпус 4 принят с четырьмя пролетами, корпус 5 — с шестью пролетами, а экспедиция 6 пред- положена двухпролетной. Поверх железобетонных ри- гелей уложены дощатые прогоны, несущие теплую крышу и рубероидную кровлю; концы прогонов, вы- пущенные в виде консолей, поддерживают конструк- ции поперечных треугольных фонарей. Благодаря не- достаточной равномерности световой работы фонарей при расположении через пролет их отверстия соот- ветственно увеличены и доведены до 3,5 м, что в из- вестной степени компенсирует эти дефекты. Вместе с тем поперечные фонари, направленные перпендику- лярно производственным потокам, не позволяют полу- чить достаточной равномерности освещения на рабо- чих плоскостях по линиям движения внутренних про- цессов. Это условие значительно снижает целесооб- разность основного планового оформления, кроме того при коньковом решении бесцельно увеличивается высота помещений к средней части здания. Таким об- разом, несмотря на рациональность выбора основной производственной схемы, общее оформление не может быть признано достаточно удачным, хотя оно приме- няется во многих случаях на практике до настоящего времени, как например на московском «Станкострое». В необходимых согласно нормам местах, в зависи- мости от наличия спринклерной установки или ее от- сутствия, устраиваются поперечные огнестойкие зоны с шириной последних согласно нормам. Многопролетные коньковые здания в Америке весьма часто выполняются из стандартных стальных элемен- тов, позволяющих монтировать нижние и верхние не- сущие конструкции из заранее изготовленных частей. В зависимости от положенного в их основу принципа различаются стандарты «Миллекен», «Троскан», «Ау- стин». Стандарты «Миллекен» составляются в различных комбинациях из треугольных элементов размерами 1,016 X 3,049 м. Эти конструкции предназначены для зданий постоянного характера, но по существу они яв- ляются сборно-разборными: в случае надобности они могут быть разобраны и вновь пущены в дело для мон- тажа зданий даже совершенно другого типа. Такие решения показаны на деталях 1 и 2 фиг. 52. Макси- мальная их ширина не превышает 36,58 м. Основное отличие стандартов «Троскан» от «Мил- лекен» заключается в замене отдельных элементов, Разрез поЖ~3. Разрез по кБВГ Фиг. 51. Многопролетное производственное здание конькового типа большой высоты с поперечными фонарями — разрезы по А — Б — В — Г, по Д — Е и Ж — 3. Цветаев 9
66 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 52. Многопролетные производственные здайия конькового типа большой -высоты с общим уклоном крыши, смонтированные из американских стандартов: 1 и 2 — из стандартов «Миллекен», 3 и 4 — из стан- дартов «Троскан» и 5 — из стандартов «Аустин». соединяемых на месте работ в ферму, уже заранее из- готовленными фермами. Таким образом «Троскан» — стандарт готовых ферм. Клепаные соединения заменя- ются сварными, что улучшает их экономические по- показатели. Стандарты «Троскан» изображены на де- талях 3 и 4 фиг. 52. Максимальные размеры для трех- пролетных зданий равняются 35,34 м, а для четырех- пролетных — 34,14 м. Стандарты «Аустин», являющиеся очень гибкими и малотрудоемкими, изображены на детали 5 фиг. 52. Все стандарты допускают монтаж помимо конько- вых также и других типов зданий. Ширина коньковых зданий с общим уклоном крыши в Америке, как мы видим, делается незначительной — обычно не свыше 40 м; в некоторых случаях она до- водится до 50 м. При большей ширине здания реша- ются путем повторения пролетов. Что касается многопролетных коньковых зданий зна- чительной ширины, то они весьма характерны для старой школы проектирования, основанной на евро- пейских методах. В этих коньковых зданиях как бы делается попытка «влить новое технологическое вино в старые меха». Действительно, новым методам орга- низации производства с чрезвычайным укрупнением отдельных единиц должна сопутствовать также новая методология решения строительной оболочки. Однако многие наши институты и проектные организации, ра- ботавшие преимущественно в области тяжелой инду- стрии, не сумели во-время отказаться от старых и привычных архитектурных оформлений и стали меха- нически втискивать широкие цеха в коньковые здания. В результате мы имеем некоторые неудачные здания, одним из весьма характерных примеров которых яв- ляется механический цех Уралмашстроя (деталь 1, фиг. 53), решенный при ширине в 152,8 м с двускатной крышей. В соответствии с доводами, приведенными выше при описании многопролетных коньковых зданий малой высоты, этот тип зданий при большой высоте также не должен выполняться шириной свыше 50—60 м. б. Здания с подъемом отдельных пролетов Подъем отдельных нэфов в многопролетных зданиях обычно вызывается разнохарактерными условиями ра- боты в соседних пролетах. При наличии например среднего сборочного пролета и необходимости при сборке перемещать весьма тяжелые предметы в нем целесообразно устраивать краны для внутренней транс- портировки последних. В боковых пролетах могут быть размещены цеха вроде механического, термиче- ского, кузнечного и т. п., в которых производится об- работка незначительных по весу деталей. Естественно, что в таких цехах краны не требуются, благодаря чему их высота, являясь функцией только габаритов внутреннего оборудования, может быть небольшой. Таким образом внешний контур здания автоматически очерчивается с подъемом отдельных участков, т. е. получается здание с подъемом отдельных нэфов (де- тали 20, 21 и 22, фиг. 1). К тому же решению при- водят: необходимость ввода внутрь цеха железнодо- рожных вагонов или даже составов, наличие в части здания высокого оборудования, а также требование усиления действия естественной вентиляции. Коньковые здания с подъемом отдельных- пролетов решаются с боковым (деталь 20, фиг. 1) или с комби- нированным светом, — в последнем случае с продоль- ными (деталь 21) и поперечными (деталь 22) фона- рями. Более частое применение имеют здания с бо- ковым освещением в связи с обычно достаточной пло- щадью оконных отверстий в боковых стенах и в по- вышенных частях. Устройство фонарей может вызы- ваться условиями аэрации или большой шириной вы-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 67 соких пролетов и незначительной разницей высот меж- ду ними и соседними пониженными участками, не допускающей выполнения верхних боковых окон. Количество пролетов и их величина зависят от тех- нологических требований и от выбранных для опор и покрытий материалов и конструкций. При ширине зданий примерно от 12—13 и до 20 м более выгодны с экономической точки зрения двухпролетные реше- ния. Поперечный разрез такого здания с шириной од- ного пролета в 12,5 м и второго в 8 м изображен на детали 1 фиг. 54. Этот корпус решен в кирпиче с устройством внут- ренних железобетонных колонн. Кирпичные или ка- менноармированные столбы ввиду предположенной зна- чительной крановой нагрузки были бы менее пригод- ными тем более, что при их выполне- нии уже используется полезная пло- щадь. Шаг колонн в продольном на- правлении принят в 4,5 м из расчета экономичного расстояния между доща- / тыми двутавровыми гвоздевыми балками — с перекрестной стенкой, покрывающими /рЕЕ здание сверху. Такая компановка поз- волила разместить балки непосред- riFf ственно над колоннами или кирпичными r~liLi простенками с устройством поверх окон- Hlj=J ных проемов деревянных перемычек; fj/E=^2 благодаря этому решению удалось из- Е11г=г~1 бегнуть дорогих железобетонных пере- мычек, требующих для своего изгото- вления остродефицитных материалов. HlEEfj Деревянные двутавровые балки, сделан- ные в меньшем пролете односкатными, а в большем — двускатными, несут теп- { (tri </< лую крышу по дощатым прогонам и рубероидную кровлю. Ввиду необходимости ввода внутрь УзурЁцду здания железнодорожных вагонов в большом' пролете проложен тупиковый ГдКЕЕП путь для осаживания подвижного со- У-црЕдУп става. Этот метод разрешения транс- У L-\tE=L- портной проблемы, позволяющий ме- ГмШг ханизировать доставку или отправку материалов без промежуточной пере- ГЭдВУ грузки, вполне благоприятно влияет на ПВ экономические показатели в отношении стоимости готовых изделий. Таким обра- зом высота большого пролета явилась | функцией двух величин — габарита под- | вижного состава и вертикального изме- V- рения кранового оборудования, в ре- зультате чего она получилась до низа балок в 8,1 м. При ширине производственных зданий конькового типа в 20—25—32 м, а иногда даже 40 м типовым оформлением является трехпролетная разбивка с подъ- емом среднего нэфа для возможности устройства кра- нового пути в среднем пролете без добавочного уве- личения высоты всего здания; Помимо экономии та- кой прием позволяет получить более удобные в экспло- атации вертикальные световые поверхности. В зави- симости от величины отдельных пролетов, применяе- мых материалов, а также требований с точки зрения пожарной безопасности и характера производства здания такого типа могут получить разнообразные конструктивные оформления. Простейший вид трехпролетного здания с подъемом среднего нэфа изображен в разрезе на детали 2 фиг. 54. Здание имеет ширину в осях 23 м с разбивкой на три пролета: крайние по 6,5 м и средний в 10 л. 9#
68 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 54. Многопролетные производственные здания конькового типа с подъемом отдель- ных пролетов и деревянным покрытием: 1—двухпролетное здание, 2 и 3 —трехпролег- ные здания. Шаг опор, принятых в виде кирпичных столбов на бу- товых банкетного типа фундаментах, выбран в 7,5 м из расчета допускаемого напряжения в продольном прогоне из двух двутавровых балок № 30. Крайние пролеты покрыты досками на ребро сечением 6 X 22 см с расстоянием в 35 см друг от друга; теплая кровля обычного типа с утеплением имеющейся на месте работ изоляцией и покрытием двойным толем или руберой- дом. Покрытие среднего пролета выполнено в виде тавровой дощатой балки на гвоздях, состоящей из двойных стропильных ног и одинарной дощатой за- тяжки, подвешенной к коньку при помощи двух поло- сок полосового железа 50 X 3 мм. Утепление произ- ведено по тесовой подшивке, пришитой снизу затяжек. На случай необходимости устройства кранового пути кирпичные столбы имеют уширение внутрь среднего пролета, что позволяет уложить поверх них подкра- новые балки. При отсутствии двутавровых балок про- гон может быть выполнен железобетонным. Такое конструктивное оформление, несомненно наи- более экономичное, имеет свои дефекты вследствие большей потери площади из-за значительного сечения кирпичных столбов, а также благодаря меньшей сопро- тивляемости действию огня; кроме того оно требует применения дефицитных материалов. Другое решение того же трехпролетного здания
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 69 Фиг. 55. Многопролетное производственное здание конькового типа с подъемом отдель- ных пролетов и деревянным покрытием, трехпролетное здание. показано в разрезе на детали 3 фиг. 54; оно имеет ширину 28 м, причем два крайних пролета равны 9 м, а средний 10м. Шаг опор в продольном направлении сокращен до 6 м; колонны предусмотрены из железо- бетона. Наклонные железобетонные ригеля, покры- вающие крайние пролеты, несут прогоны в виде досок на ребро с устройством теплой кровли обычного типа. В продольном направлении колонны соединяются железобетонным прогоном, поверх которого устроено стенное заполнение с вертикальным верхним светом; кроме того для укладки подкрановых балок выпущены консоли. Средний пролет покрыт по предыдущему тавровыми дощатыми балками на гвоздях. Устройство железобетонных опор в данном случае диктуется как желанием получить' некоторую эконо- мию в площади, так и возможностью уменьшения сече- ний ’отдельных железобетонных элементов путем ис- пользования жесткости их соединений с колоннами. При значительной ширине зданий их оформление может быть произведено согласно фиг. 55. Понижен- ные крайние 10-метровые пролеты покрыты деревян- ными двутавровыми гвоздевыми балками с перекрест- ной или фанерной стенкой, а повышенный средний про- Г 75.5 Фиг. 56. Многопролетное производственное здание конькового типа с подъемом отдель- ных пролётов, с железобетонными покрытиями в крайних пролетах и деревянным в сред- нем, трехпролетный кузнечный цех — план. лет покрыт двойным гнутым сводом типа Шухова- Брода. Здания такого типа с целиком сгораемыми покрыти- ями могут применяться для сравнительно безопасных в пожарном отношении производств. Промежуточным решением при относительной пожар- ной опасности служит компановка согласно фиг. 56, где изображен план кузнечного цеха, и фиг. 57, на которой показан его разрез. Основной корпус имеет длину 68,5 + 7 — 75,5 м и ширину 32 м с двумя крайними пролетами по 10 м и средним в 12 м. Крайние пролеты ввиду сравнительно незначительной их высоты — 5,25 м у наружной стеньги 5,75 м у ко- лонн—покрыты железобетонными рамными конструк- циями, состоящими из основных - рам на расстоянии 6,85 м друг от друга, вспомогательных балок через 2,5 м и верхней плиты. Что касается среднего про- лета, то благодаря его большой высоте, равной 9 и, появление даже открытого огня на полу не сможет выз- вать загорания самого покрытия; поэтому этот про- лет покрыт деревянным сводом системы Брода, состоя- щим из деревянных продольных брусьев 10 X 12 см и верхнего настила и нижней подшивки из 1,9-санти- метровых досок. Утепление предположено шевелином, а кровля — рубероидная. Рас- пор уничтожается затяжками из 28-милли- метрового круглого железа, расположенными 6,85 „ 00 на расстоянии -^—=2,28 м друг от друга. <5
70 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 57- Многопролетное производственное здание конькового типа с подъемом отдельных пролетов, с железобе- тонными покрытиями в крайних пролетах н деревянным в среднем, трехпролетный кузнечный цех — поперечный разрез. Такое совмещение двух типов конструкций, распо- ложенных на разных высотах в зависимости от прису- щих им, качеств с точки зрения огнестойкости, должно быть признано вполне целесообразным как предусма- тривающее в достаточной мере пожарную безопасность здания и снижающее стоимость строительства. Однако плановое решение не может считаться рациональным из-за случайно примкнутых к основному корпусу при- строек, а также в связи с отсутствием целых величин у продольных и поперечных размеров пролетов. В некоторых производствах приходится оформлять здания целиком в железобетоне. Изображенная в плане и разрезе на фиг. 58 ремонтная мастерская, по- строенная в Москве, покрыта симметричной железо- бетонной трехпролетной рамой, с повышенной средней частью для пропуска кранового пути, причем верхний ригель с двумя защемленными концами изогнут по линии конька для образования двух скатов, а крайние ригеля выполнены наклонными, имея один конец защем- ленным, а другой свободно опертым на кладку. Про- лет среднего нэфа 7,5 м, а крайних частей 9,6 м; рас- стояние между рамами 7 м. На ригеля рамы сечением 35 X 70 см опираются расположенные на взаимном расстоянии 2,35 м друг от друга продольные балки Фиг. 58. Многопролетное производственное здание конькового типа с подъемом отдельных пролетов и железобетон- ным покрытием, трехпролетная ремонтная мастерская— план и поперечный разрез.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 71 сечением 20 X 40 см, несущие плиту толщиной 7 см. Для предохранения от промерзания перемычечных балок, а также концов ригелей устроены воздушные про- слойки при помощи забетонированных дощатых ящи- ков. Крановые пути укладываются по кронштейнам, выпущенным внутрь среднего пролета из стоек рамы. Проектирование таких корпусов целиком в железо- бетоне ввиду дефицитности в настоящее время железа и цемента может быть в ближайшие годы допущено лишь при исключительной огнеопасности предположен- ных к производству в них процессов. Кроме того сле- дует указать, что железобетонные пустотелые пере- мычки целесообразнее заменять перемычками с гори- зонтальными полками и наружным утеплением. Последний вариант решений трехпролетных зданий с подъемом средних нэфов изображен на фиг. 59; колонны и стропильные фермы выполнены металличе- скими, благодаря чему в настоящее время постройка таких зданий должна избегаться. Это оформление приведено' для полноты общей картины. При поперечном измерении коньковых зданий с подъ- емом отдельных нэфов свыше 32—35 м и при допусти- мости с технологической точки зрения довольно частой расстановки колонн вполне целесообразна четырех- пролетная разбивка. Здание такого типа с железобе- тонными покрытиями в пониженных пролетах и дере- вянными сегментными фермами во втором слева повы- шенном пролете показано на детали 1 фиг. 60. Со- ответственно предыдущему идентичному варианту этот тип зданий может быть применен для достаточно опас- ных в пожарном отношении производств, так как повышенный пролет, решенный в дереве, поднят на значительную высоту. Рациональность этого решения также заключается в выборе оптимального типа дере- вянных балочных конструкций — сегментных ферм. При ширине зданий свыше 40—42 м количество про- летов обычно доводится до пяти. Два таких здания изображены на деталях 2 и 3 фиг. 60. Согласно пер- вому варианту верхнее покрытие спроектировано дере- вянным — с двутавровыми гвоздевыми балками и пере- крестной дощатой или фанерной стенкой в крайних пролетах и двойным гнутым сводом Шухова-Брода в среднем; боковые пролеты освещаются окнами, а сред- ний кроме боковых вертикальных просветов получает свет через поперечные фонари, устроенные в местах примыкания сводов равной кривизны, но расположен- ных на разной высоте. Второй вариант, целиком решенный в железобетоне, допустим только для исклю- чительно пожароопасных производств. В соответствии с доводами, изложенными выше при описании зданий с общим уклоном крыши, ширина зда- ний с подъемом пролетов не должна приниматься более 60 м. К отрицательным примерам слишком широких зданий следует отнести механический цех Уралмаш- строя согласно детали 2 фиг. 53. Коньковые здания с подъемом отдельных нэфов в равной мере характерны для Европы и Америки, при- чем один из крупнейших американских специалистов — Рандаль — считает их с точки зрения интенсивности аэрирования особенно пригодными для широких цехов. В этом случае он рекомендует постепенный подъем отдельных пролетов к средней части здания. Однако в связи тем, что Рандаль является представителем фирмы, конкурирующей с фирмой Лаптон, запатенто- вавшей покрытия типа понд, его предложение может быть взято под сомнение тем более, что неизвестно, каким образом при ступенчатом с постепенным подъ- емом очертании крыши возможно добиться равномер- ности внутреннего освещения. Благодаря своей значительной универсальности конь- ковые здания с подъемом отдельных нэфов допускают в них вполне целесообразное размещение ряда произ- водств как легкой, так и тяжелой индустрии, требую- щих разной высоты пролетов. в. Здания с галлереями Здания с галлереями (детали 23—25, фиг. 1) явля- ются результатом дальнейшей эволюции одноэтажных многопролетных коньковых зданий при частичном преобразовании последних в многоэтажные на основе возможности более рационального использования от- дельных повышенных нэфов путем их членения по вертикали на два, три или четыре этажа. Характер отдельных технологических процессов в целом, ряде производств обычно бывает разнообраз- ным. Весьма часто параллельно с обработкой или сборкой тяжелых и громоздких предметов изготовля- ются мелкие детали, поступающие затем на сборку. Изготовление этих мелких частей производится на не- больших и легких станках, требующих однако для своего размещения значительной площади. Вместе с тем увеличение цехов по ширине сверх определенного предела может повлечь ухудшение основной технологи- ческой схемы. В этом случае более целесообразно вместо горизонтального развития зданий перейти к их частичному вертикальному развитию, что позволит рациональнее использовать внутренние объемы. Таким образом напрашивается естественный выход — расчле- нить повышенные нэфы по вертикали на два, три или четыре этажа, т. е. перейти к типу зданий сТаллереями. Фиг. 59. Многопролетное производственное здание конькового типа с подъемом отдельных пролетов и покрытием с металлическими фермами, трехпролетное здание-
72 /. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 60. Многопролетные производственные здания конькового типа с подъемом отдельных пролетов: 1 — четырехпролетное здание с железобетонными покрытиями в крайних пониженных пролетах и дере- вянным в повышенном, 2 — пятипролетное здание с деревянным покрытием, 3—пятипролетное здание с железобетонным покрытием. Эти галлереи обычно остаются открытыми в сторону примыкающего высокого пролета; их освещение произ- водится посредством боковых окон в наружных стенах, а также через соседний повышенный пролет. В связи со значительной стоимостью междуэтажных перекры- тий под тяжелые нагрузки в галлереях за исключением нижнего этажа должны по возможности размещаться цеха с легкими станками и оборудованием. Весьма целесообразно также расположение в них подсобных помещений, неразрывно связанных с производством и не могущих быть без ущерба для дела вынесенными в главный административный корпус, например цеховых контор, кабинета мастера и т. п. Соответственно другим типам коньковых зданий здания с галлереями могут выполняться с боковым све- том (деталь 23, фиг. 1), а также с комбинированным; в этом случае верхний свет устраивается в виде про- дольных треугольных, трапецеидальных и вертикаль- ных фонарей (деталь 24, фиг. 1) или в виде попереч- ных— треугольных фонарей и типа Буало (деталь 25).
Фиг. 61. Многопролетные производственные здания конькового типа с галлереями: 1 — четырехпролетное здание с двухэтажной галлереей и железобетонными прогонами, 2 — че- тырехпролетное здание с двухэтажной галлереей и деревянными прогонами, 3 — трехпро- летное здание с двумя галлереями. Цветаев. 10
74 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ мыкающих с обеих сторон к главному повышенному пролету, как это показано на детали 3 фиг. 61. Средний пролет по- крыт деревянными сегментными фермами, несущими продольный трапецеидальный фонарь с от- крывающимися переплетами. Применение такого фонаря в данном случае вполне рациональ- но, так как помимо улучшения условий естественного освеще- ния последний допускает интен- сивное проветривание повышен- ного, заслоненного боковыми нэфами пролета; общее оформ- ление также следует признать удачным, особенно в связи с выбором сегментных ферм для покрытия среднего про- лета.. В некоторых случаях устрой- ство галле рей вызывается не- обходимостью размещения в них вспомогательного оборудо- вания, моторов или ввода внутрь цехов железнодорожных соста- Фиг. 62. Многопролетное производственное здание конькового типа с двух- вов этажной галлерееи. Одно из решений четырехпролетного здания с двух- этажной галлереей и с асимметричной разбивкой шага колонн в поперечном направлении изображено в раз- резе на детали 1 фиг. 61, а в натуре на фиг. 62. Вели- чины пролетов, начиная слева, приняты в 4, 6,5, 12 и 6 м в зависимости от габаритов предположенных к раз- мещению станков. Третий пролет с высотой до за- тяжки в 11 м используется для основного кранового пути. Ввиду недостаточности бокового света из-за значительной ширины здания, а также примыкания его слева к другому корпусу в верхней, выступающей над уровнем крыши части 12-метрового пролета устроено добавочное остекление; кроме того по дере- вянным фермам идет продольный коньковый фонарь треугольного, типа. Для лучшего использования из- лишней высоты правых боковых пролетов,, принятой в 10м вместе примыкания к 12-метровому пролету, последние разделены по высоте примерно пополам, благодаря чему представляется возможным в них двух- этажное расположение станков и оборудования. Другое решение четырехпролетного здания с двух- этажной галлереей изображено на детали 2 фиг. 61. Железобетонные прогоны, несущие теплую крышу над боковыми пролетами, заменены двутавровыми гвозде- выми балками с перекрестными или фанерными стен- Здания этого типа в на- стоящее время весьма харак- терны для наших гигантов металлоиндустрии. Одним, из примеров таких зданий с галлереями служит цех нагревательных колодцев Днепростали, изображенный в плане и на разрезе на фиг. 63 и 64. Этот цех выполнен по проекту аналогичного корпуса в Магнитогорске и Кузнецке; он представляет собой прямоугольное здание в 136 м длиной и 37,75 м шири- ной. Назначение цеха заключается в производстве промежуточной операции по нагреванию слитков, по- ступающих из мартеновского цеха; слитки в дальней- шем передаются на блюминг. Основная несущая' кон- струкция принята металлической, а стены кирпич- ными — в 1,5 кирпича в простенках и 1 кирпич в подо- конных частях. Ввиду того что устройство мало- остекленных стен связано с громоздкими конструкци- ями и при дальнейшем расширении цеха разборка стен также была бы осложнена, особенно принимая во внимание высоту здания в 18,2 м до низа ферм, а также большое расстояние между колоннами — в 8 м, боко- вые оконные переплеты сделаны весьма значительных размеров, покрывая почти полностью всю поверхность стены. Верхнее покрытие состоит из металлических ферм с коньковым фонарем специальной формы, на- значение которого заключается в вытягивании внутрен- него раскаленного воздуха. Условия работы в этих ками, что позволяет несколько сократить количество необхо- димых дефицитных материалов. Покрытие среднего пролета ввиду его значительной ширины в 22 м предположено фермами с деревянными параболическими арками и решетками типа Гау и с металлическими затяжками. Средний пролет помимо боко- вых окон освещается продоль- ным треугольным фонарем. Значительный объем работ по изготовлению мелких деталей заставляет иногда переходить к устройству двух галлерей, при- Фиг. 63. Многопролетное производственное здание конькового типа с четы- рехэтажкой галлереей цеха нагревательных колодцев Днепростали — план.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 75 Фиг. 64. Многопролетное производственное здание конькового т.ипа с четы- рехэтажной галлереей цеха нагревательных колодцев Днепростали - попе- речный разрез. цехах исключительно тяжелы благодаря чрезвычайно высокой температуре от нагревательных колодцев; по- этому фонари устраиваются с открытыми и никогда не закрывающимися боковыми стенками, а кровля, как и в данном случае, делается из волнистого железа без какой-либо тепловой изоляции. Для притока холод- ного наружного воздуха кроме створных переплетов служат подъ- емные шторы в нижней части стен. При последующей проработке цехов нагревательных колодцев из бокового пролета были изъяты два перекрытия. В таком виде проект был осуществлен на Нижнетагиль- ском заводе. Следует оговорить, что кон- струкция цеха нагревательных ко- лодцев, сама по себе весьма ти- пичная для таких производствен- ных зданий и часто выполняемая вследствие простоты осуществле- ния, а также своей экономично- сти, не вполне характерна для американских заводов, выстроен- ных в самое последнее время. Так например, Форд в здании нагре- вательных колодцев применил фо- нари типа понд, хотя и более до- рогие, но лучше обеспечивающие на основе американской практики наибольшую эффективность вен- тиляционного действия. Еще более грандиозным примером зданий с галле- реями служит мартеновский цех Ново-Мариупольского завода, показанный в плане и разрезе на фиг. 65 и 66. При длине 486 м он имеет ширину 62,84 м и высоту до нижнего пояса ферм 23,1 м. В поперечном сечении цех состоит из трех пролетов — разливочного, печного Фиг. 65, Многопролетное производственное здание конькового типа с галлереей мартенов- ского цеха Ново-Мариупольского завода — план. 10*
76 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ ФИГ- 66- Многопролетное производственное здание конькового типа с галлереей мартенов- ского цеха Ново-Мариупольского завода — поперечный разрез. и загрузочного. В двух последних пролетах на высоте 6 м от уровня пола устроена рабочая площадка, выпол- ненная в металле; по последней проложены железно- дорожные пути. В печном пролете размещены 11 ка- чающихся мартеновских печей производительностью в 250 т каждая. Для большего удобства производства строительных работ здание спроектировано из отдель- ных блоков с расположением в каждом из них по одной печи. Такое решение позволяет также упростить будущее расширение. Над заливочным и печным про- летами устроен фонарь с вертикальными откры- вающимися переплетами; его основное назначение заключается в усилении естественного проветри- вания. Фиг. 67. Многопролётное производственное здание конькового типа е гал- лереей Харьковского турбинного завода. Оба предыдущих примера зданий с галлереями имеют объединяющий их признак — верхние и нижние кон- струкции решены в металле. На Харьковском турбин- ном заводе (фиг. 67) все металлические части по воз- можности заменены железобетонными. Это здание состоит из двух пролетов чрезвычайной высоты — 31 м до низа фонарей и 35 м до их верха. Обслуживание пролетов производится кранами грузоподъемностью 50 и 200 т, расположенными на разных высотах и перемещающимися по железобетонным подкрано- вым балкам. К повышенным пролетам примыкает двухпролетная трехэтажная галлерея. Фонари при- няты шедовыми с обращенным на юг остекле- нием. Некоторые производства в связи с ис- ключительной пожарной опасностью вы- полняемых в них работ заставляют при- бегать к устройству огнестойких покры- тий, решаемых обычно в железобетоне. Применение железобетонных конструкций может также потребоваться при специфи- ческом характере технологических про- цессов, обусловливающих наличие чрез- вычайно влажной атмосферы. Примером такого здания с галлереями служит су- шильно-оберточное отделение Камской бу- мажной фабрики, изображенное в попе- речном разрезе—на фиг. 68 и в продоль- ном разрезе—на фиг. 69; при длине 91,45 м оно имеет ширину 32,25 м. В поперечном направлении это здание разбито на три неравных пролета—крайние 10,55 и 13,1 м и средний—8,6 м. Шаг колонн в продоль- ном направлении принят в 6 м за исключе- нием одного пролета, где он увеличен до 7 м.' Повышенный пролет на основе производственных соображений рас-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 77 членен в вертикальном на- правлении на две части, образуя среднюю галле- рею.- Железобетонные по- крытия всех этих проле- тов предположены склад- чатыми, причем в среднем нэфе складка идет вдоль по главной оси, а в край- них—поперек здания. Край- ние складки имеют наклон к наружным стенам. Таким образом здания с галлереями весьма харак- терны для ряда отраслей металлоиндустрии; в них могут размещаться также другие типы промышлен- ных предприятий пищевой, химической, бумажной и легкой индустрии. Допу- ская вполне целесообраз- ное размещение . произ- водств с небольшим объемом работ, здания с галле- реями, как мы видели,- позволяют располагать в них цеха значительной мощности. Эти здания одинаково характерны для европейских и американских методов проектирования и отличаются лишь деталями. В. Многопрслетные здания с повторением пролетов Многопролетные производственные здания большой высоты с многократным повторением первичного про- лета в неизменных или изменяемых величинах (детали 26—31, фиг. 1) являются результатом вертикального развития идентичного вида зданий малой высоты. Здания этого вида особенно характерны для строя- щихся в настоящее- время в Советском союзе гигантов тяжелой индустрии, осуществляемых на основе амери- канского технического опыта, наиболее подходящего для данных условий. Такие архитектурные оформления применялись также при проектировании европейских фабрично-заводских предприятий, однако приходится Фиг. 68. Многопролетное производственное здание конькового типа с галлереей сушильно-оберточного отделения Камской бумажной фабрики — поперечный разрез по А — Б. констатировать, что Европа не дала достаточно удачно разработанных собственных типов и в послевоенные годы пошла по пути, продиктованному Америкой. Это положение становится вполне понятным, если принять во внимание более раннее, чем в Европе, бурное раз- витие американской промышленности примерно с на- чала XX столетия и до начала последнего экономиче- ского кризиса. Естественно, что концентрация фаб- ричных предприятий в отдельные крупные единицы за- ставила Америку озаботиться решением подходящей внешней оболочки. После целого ряда исканий, часто весьма неудачных, американским техникам удалось в значительном числе случаев вполне рационально раз- решить эту сложную задачу. Правда, условия амери- канской строительной жизни и нашей современной действительности отличаются друг от друга, поэтому нам потребовался определенный период времени для соответствующего приспособления американского опыта к советским условиям. Архитектурное решение многопролетных зданий большой высоты с повторением пролетов, так же как однопролетных зданий, зависит в сильной степени от Фиг. 69. Многопролетное производственное здание конькового типа с галлереей сушильно-оберточиого отделения Камской бумажной фабрики — продольные разрезы по В — Г и Д — Е.
78 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ характера предположенных к размещению в. них про- цессов с точки зрения отсутствия или наличия тепло- выделений и образования вредных газов. Вместе с тем выбор наиболее подходящего типа внешней оболочки для многопролетных зданий зависит также от целого ряда дополнительных факторов. Ширина однопролетных зданий, являясь функцией экономически оправданных несущих конструкций верх- него покрытия, не может быть значительной. В много- пролетных зданиях с повторением пролетов, состоящих из целого ряда как бы примкнутых друг к другу одно- пролетных зданий, ширина иногда доходит до 300 и даже 400 м. Естественно, что такие грандиозные мас- штабы застройки требуют специальных методов для своего архитектурного оформления; в противном слу- чае даже в производствах с нормальным тепловым ре- жимом могут создаться исключительно неблагоприят- ные условия труда. Эта сложная задача, как мы увидим в дальнейшем, может быть разрешена только путем соответствующего подбора энергичного профиля крыши для наилучшего сочетания равномерности и эффектив- ности световой работы фонарей и действия естествен- ной вентиляции, всецело увязанной с характером тех- нологических процессов^ а. Здания для производств без выделения тепла и вред- ных газов Методы рационального проектирования многопролет- ных зданий большой высоты для производств с отсут- ствием выделения тепла и вредных газов (детали 26— 30, фиг. 1) в значительной степени зависят от ширины заданного цеха. При сравнительно небольшой ширине, не превышающей примерно 80—100 м, здания этого типа могут разрешаться в соответствии с указанными ранее архитектурными оформлениями идентичных мно- гопролетных зданий малой высоты. Действительно, во- просы естественной вентиляции в этом случае стоят менее остро, так как приток свежего воздуха и выпуск испорченного вполне обеспечиваются оконными и во- ротными проемами и фонарями обычного типа. Даже в самые тяжелые периоды эксплоатациив летнее время при отсутствии ветра — в узких производствен- ных зданиях создаются сквозные течения воздуха че- рез открытые отверстия, способствующие достаточному аэрированию зданий. Условия естественной вентиляции значительно ухудшаются в широких цехах; в последних в первую очередь нейтрализуется влияние боковых отверстий, так как значительная ширина препятствует сквозному проветриванию. Вместе с тем появляется опасность обратного засоса испорченного воздуха, причем эти явления могут иметь место не только в безветренную погоду, когда испорченный воздух как бы плавает над зданием, но и при наличии ветра. Действительно, ветер, омывая верхний профиль крыши и ударяясь в его от- дельные выступающие части, создает прыжки воздуха, способствующие в .некоторых случаях улучшению естественной вытяжки. Однако при неудачном распо- ложении впускных отверстий выкинутый испорченный воздух может засасываться обратно в разбавленном или даже почти прежнем концентрированном виде. Одновременно не следует забывать, что широкие цеха появились на основе идеи объединенного произ- водства. Для осуществления этой идеи приходится со- единять под одной крышей отдельные, соподчиненные друг другу стадии производственных процессов, причем некоторые из них обычно оказываются далеко небез- вредными. Например в механосборочных цехах маши- ностроительных заводов главная часть зданий занята сравнительно благополучными в гигиеническом отно- шении отделами, вентилирование которых требуется в сравнительно незначительном объеме. Однако идея объединенного производства заставляет внедрять в та- кие общие здания группы чрезвычайно вредных про- цессов в виде термической обработки, испытания мото- ров и т.) п. Эти вредные процессы зачастую совершенно не изолируются от остальной более благополучной части цеха, так как наличие в здании одного общего производства требует удобного сообщения между его отдельными частями. Применение глухих переборок также не дает своего эффекта; несмотря на устрой- ство специальных ограждающих стенок, неизбежна циркуляция воздуха через обычно постоянно открытые дверные отверстия и через верхние проемы, оставляе- мые для пропуска кранов и транспортеров. Это поло- жение не позволяет в широких цехах сконцентриро- вать мероприятия по удалению и разбавлению вредных выделений на ограниченном пространстве и тем самым ухудшает условия эксплоатации всего здания. Таким образом в сравнительно узких многопролет- ных зданиях с повторением пролетов при относитель- но незначительном объеме работ могут быть часто размещены производства с отсутствием выделения тепла и вредных газов; что же касается широких многопролетных зданий, то в последних почти всегда имеются отдельные загрязняющие воздух процессы, вызывающие необходимость энергичного излома верх- негО| контура здания. Отнесение этих зданий к группам с отсутствием или наличием выделения производствен- ного тепла и вредных газов зависит от фактического объема загрязнения окружающей рабочего среды. Выделение всех широких цехов во вторую группу зданий не может считаться правильным, так как это дало бы меньшую ясность изложения. Поэтому к типу зданий для производств с выделением тепла и вредных газов будут условно относиться здания, у которых площадь преимущественно занята неблагополучными с точки зрения оздоровления труда производствами. Эти здания должны разрешаться совершенно самостоя- тельно. Многопролетные здания большой высоты с повторе- нием пролетов для производств без выделения тепла и газов разделяются на два основных типа — на здания с малыми пролетами и на пролетные здания; каждый из них в свою очередь делится на здания с боковым освещением- (детали 26 и 28, фиг. 1) и с комбинирован- ным светом. В зданиях с малыми пролетами для верх- него освещения применяются треугольные, А-образные, трапецоидальные и вертикальные фонари (деталь 27, фиг. 1). Первые три вида фонарей обычно устраиваются в каждом пролете, в то время как вертикальные фонари требуют их размещения через пролет. В про- летных зданиях при продольном расположении также применяются все типы зенитных и двухсторонних фо- нарей — треугольные, А-образные, трапецоидальуые и вертикальные (деталь 29, фиг. 1); что касается попе- речных фонарей, то они выполняются треугольными и Буало (деталь 30, фиг. 1). Указанные типы зданий более характерны при их относительно небольшой ширине; широкие здания, как мы увидим в дальнейшем, требуют устройства комби- нированных фонарей (деталь 31, фиг. 1). Здания большой высоты с боковым освещением, так же как соответствующие здания малой высоты, на- ходят себе нечастое применение, особенно при малых пролетах, где они обычно вызываются специфическими особенностями верхних покрытий, например сводов- оболочек или складок. Такие здания с железобетонными сводами-оболоч- ками были осуществлены на электролитном цехе
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 79 Днепровского алюминиевого комби- ната (фиг. 70, 71, 72 и 73); при длине 166,4 м они сделаны шириной 33,06 м. В поперечном направлении здания разделены на два пролета по 16,53 м в каждом. Ширина сводов принята по 11 м, что дало 15 сво- дов на всю длину здания. Устрой- ство этих сводов-оболочек подробно изложено в отделе V, главе III «Же- лезобетонные покрытия». Обычно применяемые многопро- летные здания с повторением пролетов требуют комбинированного — бокового и верхнего — освещения; для лучшего уяснения методов проекти- рования целесообразно их проиллюстрировать от- дельными примерами. Рассмотрение материала рацио- нальнсг производить таким же образом, как это было сделано выше при описании однопролетных зданий, т. е. сначала показать мноропролетные цеха, спро- ектированные американскими специалистами и изготовленные из импортных стальных кон- струкций; после их подроб- ного анализа в дальнейшем следует привести примеры зда- ний, спроектированных в Со- ветском союзе. Одним из самых первых зда- ний, целиком изготовленным в Америке и лишь собранным у нас, является автосборочный за- вод им. КИМ в Москве, попе- речный! разрез которого пока- зан на фиг. 74. В поперечном направлении он состоит из ше- сти пролетов — пяти по 13,11 м и одного высокого шириной 26,22 м. При решении плана соблюден принцип кратности; отсутствие целых величин при назначении сетки колонных осей объясня- ется тем обстоятельством, что американцы обычно исчисляют размеры в футах, дающие дробность при переводе на метрическую систему. Колонны, стропильные фермы, подкрановые балки и фонари, а также все переплеты в фонарях и боковых окнах сделаны .металлическими. Поверх ферм устроена деревянная кровля с рубероидным ковром. Фонари приняты однотипными трапецеидальной формы с от- крывающимися вентиляционными полотнищами; от- Фиг. 70. Многопролетное -производственное здание большой высоты с повто- рением пролетов электролитного цеха Днепровского алюминиевого комби- ната — план. крывание осуществляется механизированным способом. Отвод воды из ендов, а также с крыш фонарей устроен внутренним с подогревом паром для эффективности его работы. Подъем крайнего пролета, служащего складом сырья и полуфабрикатов, до 8,67 м объясняется наличием 5-тон- ного мостового крана и вводом железнодорожного пути. h------------------ 16.53 -------------------—J--------------------- 16.53 Фиг. 71. Мнбгопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов электролитного цеха Днепровского алюминиевого комбината — попереч- ный разрез. Другим образом разрешено, американскими специа- листами многопролетное здание механосборочного цеха Челябинского тракторного завода, план которого изображен на фиг. 75, разрез на фиг. 76 и общий вид на фиг. 77; кроме того на фиг. 78 дан вид на крышу, а на фиг. 79 — внутренний вид. Это здание имеет в длину 540 м, а в ширину 156 м. Все здание состоит из следующих отделов: механической, сборочной, хо- лодной штамповки, II термической, испытательной Фиг. 72. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов электро- литного цеха Днепровского алюминиевого комбината—продольный разрез.
80 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 73. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов электролитного цеха Днепровского алюминиевого комбината — общий вид. станции, радиаторной и складов, в том числе главного магазина и склада готовых тракторов; кроме того в левой западной части расположены ремонтные ма- стерские. Ввиду того что здание заключает в себе ряд самостоятельных и разных по своему характеру про- изводств, требующих неодинаковых по своим размерам пролетов и высот, пришлось прибегнуть к различным типам как конструктивных, так и плановых решений. В результате механосборочный цех, запроектирован- ный по американскому методу под одной крышей, по- лучился в виде комбинации зданий разной высоты и пролетов с сильно изломанным верхним профилем и переменным шагом колонн. Из фиг. 76, на которой изображен поперечный раз- рез механосборочного цеха, видно, что все здание имеет пять разных типов конструкций. С северной стороны намечено два 24-метровых пролета с метал- лическими покрытиями и фонарями типа «баттерфляй», занятые отделением холодной штамповки. Повышенная внутренняя высота —11 м до нижнего пояса и 9 м Ю верхней головки рельса у кранового пути — опре- делилась высотой находящегося в этом отделении обо- рудования, а также необходимостью передачи к нему тяжелых приспособлений и инструментов. Для обслу- живания этого отделения и для доставки материалов в главный магазин, расположенный в правой восточной части 24-метровых пролетов, внутрь здания вводится железнодорожный путь. Ввиду размещения склада го- товых тракторов в левой части этих же пролетов предоставляется возмож- ность отправлять послед- ние без добавочных транс- портных операций при по- мощи железнодорожного пути. Несмотря на необхо- димость- некоторого уши- рения- основного здания для проведения ветки, такой способ разрешения вопроса организации внутризавод- ского транспорта прихо- дится признать весьма целесообразным, так как он создает наилучшие условия обслуживания про- изводственных процессов и позволяет избавиться от излишних накладных рас- ходов по транспортирова- нию сырья и фабрикатов, неизбежных в случае по- стройки отдельных зданий для складов с железнодо- рожными путями, проходя- щими вне последних. Этот прием, при котором про- изводственный цех слу- жит одновременно складом сырья и готовых изделий и обслуживается введен- ным внутрь здания железнодорожным путем, вполне обычен для каждого значительного фабрично-завод- ского предприятия в Америке. Запроектированный вначале железнодорожный путь на уровне пола в дальнейшем вполне целесообразно был опущен в траншею; при таком решении облег- чаются разгрузка и погрузка вагонов. Расстояние между колоннами, служащими каркасом для наружной северной стены, равняется 6 м, а между колоннами второго ряда 24-метровых пролетов оно увеличено до 12 м, чтобы создать более благоприятные условия для расстановки оборудования и перемещения внутреннего транспорта. Внешний ряд колонн проек- тируется для возможности расширения на добавочный пролет в 24 м. Освещение, а также вентилирование, производится при помощи фонарей типа «баттерфляй». Второй тип конструкций применен для третьего (счи- тая от северной стены) пролета шириной в 12 /и; он освещается фонарем шед. Третий тип конструкций занимает полосу в 72 м и состоит из шести 12-метровых пролетов высотой до жолоба в 6 л и с расстоянием между колоннами в про- дольном направлении в 12 м. Эта часть здания осве- щается продольными трапецеидальными фонарями с наклонным остеклением и обслуживается несколькими кранами, расположенными в поперечном направлении с севера на юг, что позволяет перебрасывать мате- Фиг. 74. Многопролетное производственной здание большой высоты с повторением пролетов автосборочного завода им. КИМ в Москве.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 81 риалы с кранов, идущих вдоль северной и южной стен здания. Четвертым типом кон- струкций служит 12- метровый пролет между сниженной частью кор- пуса и крайними двух- этажными пристройками для бытовых помещений; он занят складом, при- чем его высота в 9 nt до нижнего пояса дик- туется необходимостью иметь более высокий крановый путь для рас- пределения материалов в средние пониженные пролеты. Наконец два крайних 6-метровых пролета, за- проектированные в два этажа, предназначены для вспомогательных и бытовых помещений. Это многопролетное здание является типич- ным примером американ- ского архитектурного решения производствен- ных цехов путем по- крытия последних од- ной общей крышей. Вместе с тем оно может служить образцом здания значительной ширины с соответственно подо- бранным изломом верх- него профиля для согла- сования достаточной естественной вентиляции с равномерной интенсив- ноствю освещения. При его проектировании по- ложен в основу принцип \ратности шага пролет- ных оформлений по всей площади застройки для создания полного соче- тания производственной целесообразности с кон- структивной упрощен- ностью, в результате чего получилось посте- пенное удвоение приня- того основного размера пролета — для данного случая в 6 м. Действи- тельно, крайние южные 6-метровые пролеты двухэтажных пристроек переходят в средней по- лосе в 12-метровые, а по- следующие вновь удваи- ваются в двух крайних северных пролетах, при- нятых по 24 м. В про- дольном направлении шаг колонн равняется 6 и 12 м. Однако ввиду 9- V 09SI Фиг. 76. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов механосборочного цеха Челябинского тракторного завода — поперечный разрез. Цветаев. У
82 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 77. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторе- нием пролетов механосборочного цеха Челябинского тракторного завода — общий вид с северо-западной стороны. большой рациональности в наших условиях оформле- ния перекрытий во вспомогательных и конторских по- мещениях в дереве без применения дефицитных мате- риалов правильнее было бы отступить в этой части от принципа кратности и запроектировать самостоятель- ный шаг колонн из расчета наиболее простого и деше- вого решения перекрытий с дощатыми балками и про- гонами, т. е. примерно не свыше 5 м. Приведенные выше два примера многопролетных зда- ний американского типа при положительных качествах страдают однако недостатками, не позволившими нам копировать их при дальнейшем строительстве промыш- ленных предприятий. Как мы видели, все основные конструкции — колонны, подкрановые балки, верхние покрытия, фонари и наконец переплеты — решены в металле. Кроме того частично в проекте КИМ, а осо- бенно в челябинском проекте заметна тенденция аме- риканцев к выполнению несущих конструкций из тя- желых прокатных профилей. Такое решение, допу- скающее максимальную индустриализацию строитель- ства за счет увеличения количества потребного ме- талла, может быть допущено лишь в последующие годы — после изжития недостатка дефицитных мате- риалов. При современной установке о наименьшем применении металла советским специалистам пришлось пойти по другому пути. Одним из первых заводов, спроектированных в Со- ветском союзе на основе американской технической помощи (этот проект, так же как и остальные, вы- полнен трестом Метал- лостройпроект, б. Гос- проектстрой), является завод «Красная Этна» в г. Горьком (б. Ниж- нем-Новгороде), попереч- ный разрез которого по болтозакалочному цеху изображен на де- тали 1 фиг. 80. В связи с возможностями техно- логических процессов основная сетка колон- ный осей принята с не- значительными измере- ниями—поперек здания 6 м и вдоль 5 м. Не- сущая конструкция со- стоит из железобетон- ных колонн, соединенных прогонами, поверх ко- торых уложены доски на ребро и утепленная кровля. Фонари с отверстиями, равными ширине .пролетов, вы- полнены с вертикальными остекленными плоскостями; их конструкция, включая и два ряда открывающихся переплетов, спроектирована из дерева. Ширина створок переплетов не превышает 1,5 м, причем открывание последних производится не централизованно, а посред- ством отдельных фрамужных приборов. Внутренний отвод воды предусмотрен не только с основной крыши здания, но и с кровли фонарей, для чего верхние части последних имеют изломы вовнутрь с приемными во- ронками в пониженных точках. В крайних пролетах сделан обратный уклон с устройством также внутрен- него отвода воды. Для лучшего уяснения методов проектирования пер- воначального периода совместной работы с американ- цами на детали 2 фиг. 80 дан поперечный разрез по другому цеху завода «Красная Этна». Примерно к тому же времени относится проекти- рование завода Сибкомбайн, два поперечных разреза которого — по основной части железозаготовитель- ного цеха и по огнестойкой зоне — приведены на деталях 3 и 4 фиг. 80. Ширина пролетов в данном случае принята по 20 м, причем согласно требованиям технологических процессов средняя часть повышена по отношению к крайним. Основными несущими кон- струкциями по предыдущему являются железобетонные колонны, соединенные в повышенных пролетах под- Фиг.78. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов механосборочного цеха Челябинского тракторного завода — вид на крышу.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 83 крановыми балками. Верхнее покрытие состоит из де- ревянных сегментных ферм с продольными вертикаль- ными фонарями; остекленные поверхности последних заполнены двумя рядами переплетов, из которых ниж- ний глухой, а верхний ряд открывающийся, с отдель- ными фрамугами. Остекление фонарей устроено оди- нарным. Оконные переплеты в боковых стенах сделаны деревянными, причем ввиду возможности значитель- ного дутья на работающий персонал они предусмо- трены на высоту около 3 м двойными, а выше — оди- нарными. Для зимнего и летнего проветривания пере- плеты открываются в соответствии с климатическими условиями — при холодной погоде вверху, а при жар- кой— внизу. Отвод воды как с крыши, так и с верх- ней части фонарей исключительно внутренний. На этих двух примерах мы видим, как американский опыт постепенно начал преломляться в соответствии с нашими условиями. Все основные конструкции, обычно выполняемые Америкой в металле, в данном случае спроектированы железобетонными или деревян- ными. Желание сохранить в фонарях створные части, несмотря на отсутствие у нас необходимых профилей для устройства больших открывающихся металличе- ских переплетов, заставило остановиться на типе фо- наря с вертикальным остеклением боковых плоскостей. Верные принципам максимального естественного про- ветривания американские специалисты вынуждены были в этих зданиях ограничиться применением обычных деревянных переплетов с длиной отдельных створок около 1,5 м. Конечно такой кустарный метод венти- лирования не давал возможности правильно аэрировать помещения для создания наиболее благоприятных вну- треннережимных условий, однако он явился лучшим на первом этапе освоения американского опыта. Одно- временно в этих проектах мы еще видим слепое и неоправданное копирование заграничных образцов — внутренний отвод воды сохранен как в фонарях, так и в крайних пролетах. В связи с недостаточ- ной эффективностью в I и II климатических рай- онах световой работы вертикального фонаря, а также благодаря его значительной громоздко- сти при проектировании следующих многопро- летных зданий стал при- меняться смешанный тип продольного фонаря — с верхним вертикальным и нижним наклонным остеклением. Основное преимущество такого способа устройства верх- него света заключалось в его лучшей светоот- даче благодаря наклону нижней части фонаря, заполнявшейся всегда глухими переплетами. Верхняя часть, наобо- рот, делалась створной. Таким образом, несмотря на отсутствие в то время наклонных открываю- щихся переплетов, ре- шенных в дереве, при- менение смешанных фо- нарей позволило полу- Фиг. 79. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов механосборочного цеха Челябинского тракторного завода—внутренний вид. чить большую интенсивность освещения и дало воз- можность уменьшить поперечные размеры фонарей. Примером здания этого этапа является здание, изобра- женное в поперечном разрезе на детали 5 фиг. 80; такие оформления в частности были применены на Днепрокомбинате, Господшипнике и т. п. Как показала практика, смешанный тип фонаря для производств со средним, а тем более точным харак- тером работы оказался также весьма тяжелым, тре- бовавшим громоздкой надстройки над стропильными фермами. Кроме того он не давал возможности цен- трализованно вентилировать здания; вместе с тем от- крывание или закрывание посредством самостоятель- ных фрамужных приборов отдельных створок длиною по 1,5 м практически было мало осуществимо, так как для этого нужно было бы держать специальный большой штат рабочих. Поэтому американская техни- ческая мысль, подкрепленная нашими специалистами, пошла по совершенно правильному пути: сохранив наи- более выгодную трапецеидальную форму фонаря со сплошным наклоном остекления, добиться решения в дереве открывающихся переплетов значительной дли- ны. Выполнение этой задачи сразу разрешало две про- блемы —- световую и вентиляционную. Действительно, при сплошном наклонном остеклении получается мак- симальная эффективность световой работы фонарей, что позволяет добиться необходимых результатов при сравнительно легкой конструкции фонаря. Помимо того, значительная длина открывающихся переплетов допускает переход от кустарного способа проветри- вания посредством отдельных фрамуг к единственно рациональному — централизованному методу. В конеч- ном результате на основе отдельных более или менее удачных предложений, проверенных на практике, аме- риканским специалистам совместно с нашими техни- ками удалось спроектировать в дереве достаточно целесообразную конструкцию наклонных открываю- щихся переплетов значительной длины — вместо обыч- 11*
1 । ——ГТ1_ и о о к —3.8 —- * 6.0 - 6.0 ’ 60 60 - 60 >- — 40 J Фиг. 80. Многопролетные производственные здания с повторение.м пролетов — поперечные разрезы: 1 и 2 — завода «Красная Этна», 3 — завода Сибкомбайна по основной части здания, 4 — завода Сибкомбайна по огнестойкой зоне, 5 — здания со смешанными фонарями.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 85 ных 1,5 м длина в них принимается до 11 м. После этого деревянный трапецеидальный фонарь, снабжен- ный такими открывающимися переплетами, заслуженно завоевал главенствующее место, являясь типовым ре- шением для большинства строящихся в настоящее время заводов. Постепенно тип многопролетного здания с повторе- нием пролетов и с трапецоидальными фонарями почти стандартизировался в двух вариантах в зависимости от заданной величины пролетов. При ширине пролетов, не превышающей 12 м, основной опорной конструк- цией, так же как и в многопролетных зданиях малой высоты, являются Т-образные железобетонные ко- лонны, несущие деревянные жолобовые балки. Фонарь устанавливается непосредственно на последние (деталь 27, фиг. 1). В крайних пролетах Т-образные колонны иногда заменяются Г-образными. При большей чем 12 м величине пролетов консоли у Т-образных колонн получаются слишком значительными, что заставляет применять второй вариант, состоящий из железобе- тонных колонн обычного типа, несущих деревянные сегментные фермы с устроенными по ним трапецеи- дальными фонарями (деталь 29, фиг. 1). Многопролетное здание первого типа изображено на фиг. 81, на которой даны разрезы Самарского карбюраторного завода. Разбивка колонных осей про- изведена в виде прямоугольников с измерением в на- правлении поперечном к направлению фонарей в 12 м, а в продольном — 6 м. Нижняя железобетонная несу- щая конструкция, выполненная целиком сборной, со- стоит из Т-образных колонн, установленных в стаканы, оставленные в башмаках. По концам консолей колонн посредством железных уголков укреплены в наклонном положении прогоны из двутавровых дощатых гвозде- вых балок с перекрестной стенкой. Эти прогоны дли- ною по 6 м служат бортовыми балками у жолобов, а также несут наклонные ноги промежуточных фо- нарных рам. Основные фонарные рамы расположены над колоннами. Рамы состоят из брусьев сечением 12 X 18 см, причем по наклонным ногам устроено остекление, а по ригелю — утепленная кровля. Дно жолоба образовано посредством сплошного настила с верхним рубероидным ковром. Огнестойкие зоны предусмотрены железобетонными. Примером здания второго пролетного типа является дизельный цех Коломенского завода, изображенный в аксонометрии на фиг. 82, в плане — на фиг. 83 и в поперечном разрезе — на фиг. 84. Этот дизельный цех состоит из трех основных частей: отдела крупной механической обработки 1, отдела мелкой механиче- ской обработки 3 и объединяющего их сборочного от- дела с двумя экспедициями в крайних пролетах 2. Не- посредственно к сборочной примыкает трубочный цех 4, помещение заливки вкладышей 5 и кузница и термическая 6. Бытовые и служебные помещения — 7, 8 и 9 — размещены в трех местах для их максималь- ного приближения к местам непосредственной работы. Основная часть всего цеха, как это видно из аксоно- метрии, решена с трапецоидальными продольными фо- нарями за исключением трех средних пролетов в от- делении крупной обработки, построенных ранее и имеющих поперечные треугольные фонари. Опорная конструкция принята в виде железобетонных колонн, несущих деревянные сегментные фермы. Случайное совмещение в этом цехе глухих треуголь- ных фонарей с открывающимися трапецоидальными Фиг. 81. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов Самарского карбюратор- ного завода — поперечные разрезы.
86 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ фонарями особенно ярко подчеркивает отсутствие це- лесообразности первого решения. Треугольные фонари напоминают собой нагромождение каких-то гробиков без фактической связи с самим производством, в то время как фонари трапецеидального типа придают архитектурному оформлению здания четкий характер, увязанный с ходом технологических процессов. Фиг. 82. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов дизельного цеха Коло- менского завода — аксонометрия. Как мы видим из последних примеров, советские специалисты добились на базе американского техни- ческого опыта значительных результатов в отношении рационального проектирования многопролетных зда- ний. Однако сравнительно спокойное решение верхнего профиля для широких цехов вызывало сомнение в до- статочной эффективности работы естественной венти- ляции. Действительно, разница высот впускных и вы- пускных отверстий в трапецеидальных фонарях при наличии двух рядов переплетов не превышает высоты одного ряда, что фактически может оказаться недо- статочным. Поэтому верхний контур широких много- пролетных зданий при последующем проектировании стал очерчиваться более энергично. Примером здания последнего типа является вариант здания паровозосборочного цеха Орского паровозо- строительного завода с аксонометрией на фиг. 85, планом — на фиг. 86 и поперечным разрезом —• на фиг. 87; завод по этому варианту был предназначен для ежегодного выпуска 540 паровозов. Пло- щади здания поделены на отдельные участки в пределах пролетов, каждый из которых имеет свое самостоятельное назначение. Все эти по- перечные пролеты объединяются общим про- дольным, предназначенным для сборки. Более подробное описание планового решения приве- дено выше, в общей методологии проектиро- вания. Основные конструкции этого цеха решены по предыдущему —• железобетонные колонны несут на себе деревянные сегментные фермы с установленными поверх них продольными тра- пецеидальными фонарями. Однако над четырьмя про- летами — двумя правыми крайними и двумя средними — устроены фонари типа понд. Таким образом в этом здании, несмотря на то, что вредные отделы выделены глухими переборками и что ход технологических про- цессов позволяет их фактически изолировать от осталь- ной более благоприятной части цеха, верхний профиль очерчен весьма энергично. Такое расположение при- точных и вытяжных отверстий на разных высотах и соответствующий излом контура крыши несомненно лучше обеспечат достаточность действия естественной вентиляции, чем в предыдущих широких цехах. На основе рассмотрения в историческом разрезе от- дельных типов многопролетных зданий с повторением пролетов значительной высоты для производств без выделения тепла и вредных газов мы должны притти к выводу, что переходной этап от строительства зданий импортного типа к осуществлению зданий отечествен-
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 87 ного производства страдал целым рядом дефектов. Основными недостатками этого периода являлись ча- стично необоснованное копирование американских образцов и примитивное разрешение световой и вен- тиляционной проблем. Постепенно однако нашим ene- в. Здания для производств с выделением тепла и вред- ных газов В то время как в многопролетных зданиях для производств с отсутствием тепловыделений и вредных ТТ I I I II -ОШ- - 0 66—г ---------------т- : z 4- -------------4. I I I i В II I I I i I i ’1444 j ] 444 444444 Ш+шн н-нтн 4 4 НН 441 4+HH44I П 444444144 44 Н |414444444^ 44-44’4’4 4 44п4 44 4 4444444f44^ (4 4444-44^4-4 И Н444Н4Ш44 Н 44 4 44 4444 4 «20? о СО X ЕС иэ ч (D m Я СО О (D О О. й S О S Я О. о СО g Q 3 о 3 СО »Я О - я и з СО £ « о о «и о S Q Я й со о со 125 и О Я Я (D СО F S о о. Е5 (D О ЕС О R О О. 5 О о ЕС ЕС со Ч Я о циалистам удалось добиться улучшения первоначаль- ных решений и, несмотря на отсутствие применения дефицитных материалов, придать архитектурно-кон- структивным оформлениям зданий увязанный с произ- водством характер. газов только широкие цеха требуют энергичного про- филя для создания наиболее благоприятных условий внутреннего режима, в многопролетных зданиях для производств с выделением тепла и газов (деталь 31, фиг. 1) даже при их относительно узкой ширине спо-
Фиг. 85. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов паровозосборочного цеха Орского паровозостроительного завода аксонометрия. ““Ровозосоорочного цеха
243.0 207.0 Фиг. 86. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов паровозо- сборочного цеха Орского паровозостроительного завода — план. Фиг. 87. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов паровозо- сборочного цеха Орского паровозостроительного завода — поперечный разрез. Цветаев. 12
90 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 88. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением про- летов литейной Челябинского тракторного завода — план. койное решение верхнего койтура не может обычно считаться приемлемым. Для таких производств, как было указано- выше, основная установка делается на максимальное усиле- ние действия естественной вентиляции. Соблюдение последнего условия может быть выполнено только при соответствующем очертании крыши. Вместе с тем расположение каждого выпускного и впускного вен- тиляционного отверстия в фонарях должно быть строго увязано с отдельными изменениями технологических процессов. При неправильном размещении источников тепловыделений, например под А-образными фонарями, служащими для притока воздуха, вместо улучшения условий работы получится их ухудшение. Таким образом в связи со значительной зависи- мостью оформления этого типа зданий от характера внутренних процессов в дальнейшем целесообразно перейти к рассмотрению архитектурных решений зданий с подразделением последних по функционально- отраслевым признакам. Поэтому ниже будут приве- дены отдельные виды многопролетных зданий, пред- назначенные для литейных и прокатных цехов, а также других производств металлоиндустрии. Литейные цеха. Литейные цеха являются одним из наименее благополучных по вредности производств, причем ни в одной отрасли само здание так не увя- зано с характером технологических процессов, как в литейном деле. Естественно, что литейные цеха за- нимают совершенно особое место среди многопролет- ных зданий. На их целесообразное проектирование обращается исключительное внимание, что весьма правильно, если учесть ту значительную роль, которую эти цеха играют в металлообрабатывающей промыш- ленности. Действительно, бесперебойность работы ряда заводов и доброкачественность выпускаемых ими изде- лий всецело зависят от рациональной постановки от- дельных процессов в литейных; в свою очередь послед- нее условие, даже при наличии сырья надлежащего
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 91 Фиг. 89. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Челябинского тракторного завода — разрез по А — Б поперек литейной. качества, может быть выполнено только при умелом плановом оформлении, при котором будут учтены все производственные и технологические особенности ли- тейного дела. Не надо забывать, что значительные массы горячего литья выделяют во время заливки форм- такое огромное количество газов, что их удаление только при помощи искусственной вентиляции потре- бовало бы больших добавочных капиталовложений и то весьма часто фактически бесполезных; в свою оче- редь эти излишние затраты вызвали бы неоправданное удорожание готовой продукции. Поэтому в американ- ских литейных, а также в советских, но спроектиро- ванных на основе американского технического опыта, основная установка совершенно правильно делается на удаление газов посредством естественной венти- ляции. Вполне установившегося типа зданий литейных, как например описанных ранее кузниц для среднего раз- мера поковок, до настоящего времени не имеется, однако практика выработала ряд отдельных решений верхнего профиля крыши и комбинаций фонарей с от- крывающимися переплетами. Итоговые результаты ра- боты в новых литейных не могут быть еще подведены за отсутствием достаточного опыта; все же приходится констатировать, что предварительная оценка контура и планировки зданий на основе уже имеющихся дан- ных не дает нам гарантий в получении благоприятных условий вентилирования в некоторых из этих' решений. Для более легкого усвоения отдельных методов про- ектирования целесообразно показать сначала примеры литейных, осуществленных по американским чертежам; в дальнейшем следует перейти к литейным, спроекти- рованным на основе американской технической по- мощи в Советском союзе. Примером многопролетного здания первого типа с большой площадью застройки и необходимостью са- мого усиленного вентилирования служит литейная Че- лябинского тракторного завода (фиг. 88), занимающая прямоугольную площадь 252 X 168 = 42 336 м2 с большим измерением, направленным с востока на за- пад. Обозначения цифр здесь следующие: /—литейная серого чугуна; 2 —отделение вагранок; 3—заливочное отделение; 4 — формовочная; 5—выбивная; 6—очист- ное отделение серого чугуна; 7 — шишельная (стер- жневая) серого чугуна; 8 — шишельная стального литья; 9 — литейная для стального литья; 10 — поме- щение для электропечей; 11 — очистное отделение сталелитейной; 12 — литейная для медного литья; 13—вспомогательные и конторские помещения; 14— склад кокса, скрапа и чугуна в чушках; 75— склад песка; 16 — склад стального скрапа. Таким образом вся литейная подразделяется на ряд отделений: в во- сточной части размещено производство отливок из серого чугуна, в западной — стальные отливки; между этими отделениями расположена стержневая, обслужи- вающая как чугуннолитейную, так и сталелитейную. К северу от этих трех отделений помещены обрубные (очистные), а далее двухэтажные вспомогательные и конторские помещения. Все здание литейной за исключением отделения ва- гранок, электрических печей и бытовых помещений имеет одинаковую высоту в 9 м, считая от пола до нижнего пояса фермы; эта высота обусловлена габа- ритами оборудования для песочного хозяйства — бун- керами, ковшевыми элеваторами и конвейерами. Шаг колонн в направлении с севера на юг принят в 6 м, а в направлении с востока на запад —12 м. Для естественного удаления газов, выделяемых го- рячим литьем, спроектированы покрытия специальной формы со значительным количеством открывающихся створных частей, чтобы усилить эффективность дей- ствия вентиляции. Как видно из поперечного разреза по линии А—Б (фиг. 89) и из вида на крышу (фиг. 90), покрытия приняты в виде комбинации чередующихся двух типов конструкций: два смежных пролета по 12 м покрыты металлическими фермами с треугольной решоткой и фонарем типа «баттерфляй» и два сосед- них, тех же размеров, предположены с А-образными фонарями. «Баттерфляй» кроме освещения внутренних площадей служат также для усиления естественной вытяжки; А-образные фонари, давая относительно до- статочный доступ света, с точки зрения вентиляцион- ной используются только для притока свежего воз- духа. Таким образом при устройстве покрытий с чере- дующимися «бабочками» и А-образными фонарями предоставляется возможность путем открывания в за- висимости от действия и направления ветра соответ- ствующих фонарных полотнищ производить и регу- лировать весьма интенсивную естественную вентиляцию внутренних помещений. Для большей наглядности на фиг. 91 показан разрез В—Г в большом масштабе четырех крайних восточных пролетов. Вся литейная серого чугуна 7 занимает площадь 132 X 120 = 15 840 м2, часть которой, длиной в 96 и шириной в 18 м, занята отделением вагранок 2. Фиг. 90. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Челябинского тракторного завода — вид на крышу. 12*
92 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 91. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Челябинского тракторного завода — разрез по В — Г четырех крайних восточных пролетов. В этом отделении располагаются 12 вагранок, распреде- ленных на две группы1 по шесть в каждой, из которых четыре являются необходимыми для производства за- данного масштаба, пятая служит запасной, а шестая вагранка предусмотрена на случай будущего увеличе- ния выпуска литья. Загрузочная площадка отделения серого чугуна, как это видно из разреза Д—Е (фиг. 92), расположена на высоте 8,3 м от пола, причем загрузочные бункера заходят в помещение склада, что позволяет подавать при помощи кранов чушковый чугун непосредственно из складов на загрузочную пло- щадку; далее чугун, так же как и кокс, поднятый подъемником к бункерам, расположенным с севера от вагранок, передаются загрузочным краном в вагранки. В том же направлении к северу от вагранок имеется площадь 3 шириной в 24 м, занимающая в длину 11 пролетов по 12 м каждый вдоль всего фронта вагранок, предназначенная для заливки форм и отделенная пе- регородкой от следующего отделения — формовоч- ной 4; формовочная 4 занимает семь 6-метровых про- летов по всей длине чугунолитейной, а следующие шесть пролетов в северном направлении отведены под выбивную 5, где производится охлаждение отливок, выбивка стержней и использование старого песка. Эта часть здания отделена стенками от формовочной и очистной для предохранения рабочих от дыма, грязи и жара, неизбежных в этих отделениях. К северу от выбивной расположено очистное отделение б шириной в 36 м, отведенное для очистки отливок с расположен- ным в нем необходимым оборудованием — барабанами, пескоструйными приборами и пр. Между литейной серого чу- гуна и сталелитейной намечена шишельная, имеющая 60 м в ширину и 180 м в длину и под- разделенная на две части: че- тыре восточных 12-метровых пролета отведены под серый чугун 7 и один западный для стального литья 8. Песок по- дается к отдельным смеситель- ным пунктам при помощи кон- вейера, идущего под фермами от южного конца песочного склада до северного конца стержневой, причем этот кон- вейер подает не только песок, но и формовочную землю для обеих литейных. Сталелитейная 9 расположена к западу от шишельной и за- нимает площадь 60X114 = = 6840 м2, включая и помеще- ние для шести электропечей 10, размещенных на пространстве в 18 X 60 = 1080 м2 в самой южной части отделения сталь- ного литья. Печки, как видно из разреза Ж— 3 (фиг. 93), уста- новлены на высоте уровня пола трансформаторного помещения, расположенного непосредствен- но позади печей. Два 10-тонных крана пролетом в 18 м обслу- живают загрузку, отвозят жид- кий металл от печей, регули- руют электроды и снимают крышки печей при ремонте. За- грузка печей производится через их верхнюю часть при помощи ковшей со специальной площадки, расположенной на крыше трансформаторных помещений и идущей с за- пада на восток. Эта площадка служит также складом электродов ’ и местом для ремонта крышек печей. Стальной скрап подается на загрузочную площадку при помощи крана, работающего в складе стального скрапа, причем подача, как это видно на разрезе, осуществляется через загрузочные бункера, заходя- щие в помещение склада. Что касается складов, то они расположены с южной стороны литейной в виде двух пристроек: восточной 14—'площадью 84,4 X 72 = 6077 м2 для кокса, скра- па и чугуна в чушках и западной 75 — площадью 139,6 X 48 = 6701 м2 для песка (фиг. 94 и 95). Кроме того вдоль западной стены песочного склада идет на расстоянии 84 к 12-метровый пролет, отведенный под хранение стального скрапа 16. Песок различных сор- тов для возможности производства всех литейных ра- бот хранится в отдельных закромах, заглубленных для увеличения емкости на 1,5 м ниже общего уровня по- верхности пола, что позволяет получить высоту за- грузки песка в 7,5 м (фиг. 94). Это здание обслужи- вается двумя 5-тонными кранами пролетом по 24 м, с грейферами. В то время как склад кокса и чугунных чушек имеет лишь крышу, склад песка и стального скрапа предположен теплым, с наличием стен и ото- пления. При дальнейшей проектировке металлические покрытия на складах были заменены деревянными, что является рациональным. Для удобства снабжения складов сырьем предусмо- трены четыре железнодорожных пути, из которых три Фиг. 92. Многопролетное производственное здание большой высоты, с повто- рением пролетов литейной Челябинского тракторного завода — разрез по Д — Е поперек отделения вагранок в чугунолитейной.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 93 параллельных пути обслуживают склады чушкового чугуна, кокса и стального скрапа, а четвер- тый, проходящий вдоль торца песочного склада, добавочно обслуживает также последний. Приближение складов сырых материалов к местам их по- требления на производстве зна- чительно сокращает стоимость внутризаводского транспорта, что в свою очередь оказывает положительное влияние на эко- номичность готовой продук- ции. Такое решение литейных весьма характерно для амери- канских заводов; его основное отличие от европейских образ- цов заключается в чередовании А-образных фонарей, засасыва- ющих воздух, с фонарями «бат- Фиг. 93. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторе- нием пролетов литейной Челябинского тракторного завода — разрез по Ж — 3 поперек отделения электропечей в сталелитейной. терфляй», обладающими, как показала американская трактика, достаточным постоянством действия как вы- тяжки при правильной ориентации зданий по отноше- нию к действующим в летнее время ветрам. Однако расположение в данном случае А-образных фонарей 4 — скрап; 5 — склад чугуна, шлака и дров; 6 — склад кокса, антрацита и дров; 7 — склад чугуна и дров; 8 — заливка и формовка ковкого чугуна; 9— склад моделей; 10— вагранки; 11—ремонтное литье; 12 — формовка поршневых колец; 13—склад моделей; 14— Фиг. 94. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторе- нием пролетов литейной Челябинского тракторного завода — поперечный разрез по И — К склада для стального скрапа и песка. обрубная ковкого чугуна; 15 — заливка и формовка цветных металлов; 16 — формовка круп- ного литья; 17 — стержневая; 18—-формовка мелких отливок; 19 — компрессорная; 20— склад формовочных материалов; 21 — обрубная; 22 — конторы и быто- вые устройства. Основное отличие в плано- вом отношении заключается в соединении под одной крышей складов с основными производ- ственными помещениями без их выделения в отдельные при- стройки; кроме того склады шихты и формовочных мате- риалов являются разделенными с помещением первых перед вагранками, а последних — между формовоч- ными отделениями и обрубной. Также стержневое (шишельное) отделение 17 вклинено в формовочное отделение и совершенно не отделяется от него пере- с почти непосредственным примыканием к вентиляци- онным отверстиям «баттерфляев» сопряжено с возмож- ным захватом в некоторые приточные отверстия вы- кинутого ранее воздуха, испорченного дымом и вред- ными газами. Таким образом создается опасность ча- стичного загрязнения естествен- ного притока. Вместе с тем сле- дует указать на ухудшение перво- начального проекта литейной по- следующим решением о дополни- тельном устройстве дефлекторов Шанар-Этуаль. Другие приемы архитектурного оформления с весьма схожими в основной части конструктивными решениями были применены амери- канцами при проектировании дру- гой большой литейной при Харьков- ском тракторном заводе. Эта литей- ная (фиг. 96 и 97) представляет со- бой совершенно правильный четырехугольник с измере- нием сторон по линии основного хода процессов 132 м и в поперечном к ней направлении —186 м. Обозна- чения цифр следующие: 7—склад шихты; 2 — склад ковких материалов; 3— склад чугуна, шлака и дров; литейной Челябинского тракторного завода—продольный разрез склада по Л — М. Фиг. 95. Многопролетное производственное здание большой высоты с повто- рением пролетов городками, что крайне затрудняет правильное осу- ществление режима вентиляции. Помимо этого нера- ционально решена транспортная проблема с вводом тупикового железнодорожного пути в склад формо- вочных песков и глины.
94 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗНАНИЯ 132.0 Фиг. 96. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Харьковского тракторного завода — план. Для естественной вентиляции внутренних помеще- ний во. всех почти важнейших отделениях литейной применены покрытия с чередованием М-образных фо- нарей типа понд для вытяжки и А-образных фонарей для притока свежего воздуха. Верхние части фонарей понд с вертикальным направлением остекления не- сколько ухудшают их световую работу по сравнению с наклонными фонарями «баттерфляй» Челябинской литейной; однако., принимая во внимание меньшую вы- соту в Харькове производственных отделений (вместо 9—7,8 м) и менее суровый световой климат, можно признать, что одно, компенсируя другое, делает све- товые условия примерно одинаковыми. Несмотря на устройство весьма эффективных фона- рей типа понд, при рассмотрении общего решения при- ходится признать, что вентиляционная проблема в Харьковской литейной разрешена неудачно. Действи- тельно, элементарное условие для правильного действия естественной вентиляции заключается в подъеме — в случае производственной надобности увеличения от- дельных высот — не крайних, а средних пролетов. В данном случае наиболее вредные отделения располо- жены в средней пониженной части, причем с трех сто- рон последняя окружается возвышающимися над уров- нем ее крыши пролетами. Таким образом М- и А-об- разные фонари оказались в зоне аэродинамической тени, что совместно с недостаточным количеством от- крывающихся в фонарях переплетов и отсутствием приборов для открывания согласно данным Харьков- ского института труда привело к повышенной концен- трации окиси углерода в большинстве отделений ли- тейной. Более подробные данные о результатах про- изведенного исследования изложены в отделе VII «Ос- вещение зданий естественным светом и их аэрация». Основная сетка колонных осей принята в 6 X 12 м, за исключением крайних левых пролетов, увеличенных до 18 м, и покрытий над складами, решенных с 24-ме- тровыми деревянными сегментными фермами. Кроме того в обрубной расстояния между колоннами сокра- щены в одном направлении до 5 м. Что касается раз- бивки пролетов в двухэтажном здании с конторскими и вспомогательными помещениями, то .в нем совер- шенно правильно выбран шаг колонн в 5 м как позво- ляющий вполне экономично выполнить междуэтажные перекрытия в дереве. Таким образом мы видим, что в данном случае, путем перепроектировки в этой ча- сти первоначального проекта, сделанного сначала аме- риканцами, как обычно, на основе кратности разме- ров пролетов, удалось получить достаточно целесооб- разные конструктивные решения. Необходимо отметить, что согласно переработан- ному у нас проекту утепленная кровля над фонарями типа понд принята в виде двух настилов с зажатым между ними слоем шевелина. Такая конструкция кров- ли абсолютно недопустима, так как верхний защит- ный настил, помещенный между воздухонепроницае- мыми слоями — между изоляцией и рубероидным по- кровом, — может погибнуть от загнивания.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 95 Несмотря на некоторые до- стоинства осуществленных у нас литейных американского типа, последние, как мы ви- дели, одновременно стра- дают значительными недо- статками архитектурного, конструктивного и производ- ственного характера. Наши специалисты по мере освоения американского опыта посте- пенно добились также и в этой области известных ре- зультатов. Одной из первых литей- ных, спроектированных в Со- ветском союзе (этот литей- ный цех, так же как и по- следующие, спроектирован Ме- таллостройпроектом), явля- ется фасонно-сталелитейный цех Днепростали, изображен- ный на фиг. 98, 99 и 100; он представляет собой пять одно- этажных однопролетных кор- пусов разной длины, распо- ложенных параллельно друг доугу и соединенных между собой. Кроме того у корпуса стального литья предполо- жены бытовые устройства в виде двухэтажной пристрой- ки. Цифры обозначают сле- дующие помещения: 1—фор- мовочный зал по чугунному литью; 2 — обрубная чугун- ного литья; 3 — меднолитей- ная; 4 — обрубная медного литья; 5 — уборные и умы- вальные; 6 — ремонтно-меха- ническая; 7— сушилка; 8— ваграночная; 9 — земледелоч- ная; 10 — стержневая; И— склад моделей и плотницкая; 12— уборные; 13— сушилка; 14 — кладовая; 15 — шихто- вый склад; 16 — глина; 17 — песок; 18— склад моделей и плотницкая; 19 — сушилка; 20 — кладовая; 21 — земледе- лочная; 22 — стержневая; 23 — сушила; 24 — уборные; 25— сушила; 26 — бытовые устройства и конторские по- мещения; 27 — формовочный зал по стальному литью; 28 — обрубная стального литья. Число отдельных типов по- крытий, как видно из раз- реза, доведено здесь до ми- нимума — только до двух, из которых одна конструкция принята в виде деревянной сегментной фермы с низким вентиляционным фонарем, а вторая сделана железобетон- ной с А-образным фонарем. Первый тип применен над обеими формовочными за- лами, а второй — над осталь- Фиг. 97. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Харьковского тракторного завода — разрезы по
/. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 96 Фиг. 98. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов фасонно-сталелитей- ного цеха Днепростали — аксонометрия. ными промежуточными корпусами; кроме того над ших- товым двором предположены те же сегментные формы, но без фонаря. Для большей пожарной безопасности деревянные покрытия в средней части разделяются огнестойкой зоной, выполненной в железобетоне в виде двух шарнирных арок с затяжками, соединенных вспо- могательными балками, несущими плиту. В этом цехе совершенно отсутствуют металлические конструкции, а основная установка взята на деревян- ные покрытия с одновременным частичным примене- нием железобетона. Кроме того незначительная ши- рина цеха позволила заменить дорогие «баттерфляй» низкими фонарями с пологой двускатной крышей, что дало возможность частично избежать устройства вну- треннего отвода воды. Вместе с тем необходимо от- метить, что общая композиция не может считаться удачной. Последующий тип литейной изображен в разрезе на фиг. 101; эта литейная предназначена для мелкого литья на Нижнетагильском вагоностроительном заводе. Отчасти благодаря меньшему количеству тепловыделе- ний и образованию вредных газов, главным же образом Фиг. 99. Много-пролетное производственное здание больш ой высоты с повторением пролетов фасонно-сталелитей- ного цеха Днепростали — план.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 97 Фиг. 100. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторе- нием пролетов фасонно-сталелитейного цеха Днепростали — поперечный разрез. из-за недостаточного в то время учета влияния энергичного верхнего профиля на действие естественной вентиляции эта литейная была покры- та деревянными сегмент- ными фермами с трапе- цоидальными фонарями, расположенными на од- ной высоте. Такое спо- койное решение давало определенное удобство с точки зрения макси- мальной индустриализа- ции строительства, од- нако для исключительно вредного литейного про- изводства оно не могло считаться удовлетвори- тельным как необеспечивающее достаточность дей- ствия естественного вентилирования. В дальнейшем поэтому верхнему контуру зданий ли- тейных цехов стали придавать более изломанный ха- рактер с расположением приточных и вытяжных вен- тиляционных отверстий на разных высотах. Одной из первых таких попыток является вариант литейной крупного литья вагоностроительного завода в Нижнем- Т аги де (фиг. 102, 103 и 104). Здание состоит из трех продольных пролетов, в которых помещаются скрап- ный двор 1, печное отделение с мартенами 2 и переда- точное отделение 3; к продольным пролетам примы- кают поперечные, занятые складом земли 4, земледел- кой 5, стержневой 6, формовочной 7, сборочной 8, за- ливочной 9, выбивной 10, отжигом 11, очисткой 12 и складом готовых изделий 13. Кроме того с обеих сто- рон расположены бытовые помещения и трансформа- торные подстанции 14 и 75. Непрерывный поток производства в этой литейной идет от склада земли, обслуживаемого .введенным внутрь железнодорожным путем; далее земля’ из склада поступает в примыкающую к последнему земледежу, куда кроме свежей земли посредством подземных транспортеров передается обратно старая земля из от- деления выбивки. Соответствующим образом пригото- вленная земля затем доставляется в стержневую и фор- мовочную. В следующем — сборочном — отделении стержни устанавливаются в формы, после чего они транспортируются в заливочное отделение, занимаю- щее два пролета. Это отделение своим торцом при- мыкает к продольному передаточному отделению, по которому расплавленный металл доставляется от печей к местам заливки. В отделении выбивки отливки вы- биваются из форм, а стержни из отливок, после чего сами отливки передаются в соседние два пролета для отжига и дальше после очистки поступают на склад готовых изделий. Как мы видим, плановое решение позволяет рационально организовать непрерывность производственных потоков. Усиление действия естественного проветривания в этой литейной достигается устройством над шестью левыми пролетами в чередующемся порядке фонарей «баттерфляй» и А-образных фонарей. Для облегчения конструкции фонарей «баттерфляй» с одновременным получением максимальной разницы высот впускных и выпускных вентиляционных отверстий А-образные фо- нари опущены в ендовы. Фонари «баттерфляй» выпол- нены без разрывов, что заставило прибегнуть к вну- треннему отводу воды из их пазух; устройство вну- треннего отвода воды в данном случае не встречает особых затруднений с точки зрения технологических требований. В дальнейшем фонари «баттерфляй» были заменены фонарями типа понд с другим размещением последних, что улучшило верхний профиль здания. Несмотря на значительную ширину цеха, средние за- ливочные пролеты благодаря своей высоте, превышаю- щей на 4,1 м примыкающие пролеты, также достаточно обеспечены хорошим проветриванием. Таким образом в этой литейной соблюдено весьма важное условие для улучшения естественной вентиляции — подъем не край- них, заслоняющих действие ветра нэфов, а увеличение высоты средних пролетов. Следующий тип литейного цеха с дальнейшим раз- витием верхнего профиля изображен в аксонометрии Фиг. 101. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной для мелкого литья Нижнетагильского вагоностроительного завода — поперечный разрез. 13 Цветаев.
98 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕЗЛАНИЯ на фиг. 105 и в поперечном разрезе на фиг. 106; это вариант чугунолитейного цеха Орского паровозострои- тельного завода. При сравнительно* незначительной ширине в 84 м он имеет в его средней части фонари типа понд, что при наличии трапецеидальных фона- Наконец последним типом литейной, изображенным в аксонометрии на фиг. 108 и в разрезе — на фиг. 107, является электросталелитейная Челябинского сталь- ного завода. Основное ее отличие от предыдущего цеха Орского завода заключается в остроумном разреше- рей в крайних пролетах лучше обеспечивает целесо- образное разрешение световых и вентиляционных во- просов. Для пропуска огнестойких зон фонари пре- рываются в двух местах; такие разрывы упрощают же- лезобетонные конструкции за счет однако ухудшения равномерности естественного освещения. нии наружного отвода воды из пазух фонаря типа понд. Устройство внутреннего отвода по третьему слева ряду колонн не могло быть допущено из-за нали- чия в примыкающих пролетах электропечей; выход был найден в разрыве только одной половины' фонаря с одновременным смещением пересечения углубленных
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 99 259.6 Фиг. 103. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной для крупного литья Нижнетагильского вагоностроительного завода — план. скатов с ендовы на крайние стойки сегментных ферм большого пролета. Таким образом разрыв только од- ной половины фонаря дал возможность сохранить до- статочно удовлетворительные внутренние световые условия; одновременно наружный отвод воды позволил обезопасить электропечи от могущих быть взрывов при случайном попадании внутрь здания атмосферных осадков из-за обычно недостаточно тщательно выпол- няемого у нас внутреннего' отвода воды. Помимо отдельных решений, разработанных на базе американской технической помощи, весьма целесо- образно ознакомиться с проектированием, выполнен- ным некоторыми нашими организациями, не желав- шими перенять американские навыки. Эти тресты ока- зались на междупутьи, так как они частично сдали старые позиции, но не решились целиком воспринять новые методы проектирования. Примером таких про- межуточных решений является фасонно-сталелитейный цех завода Можерес, изображенный в аксонометрии на фиг. 109 и в разрезах на фиг. 110. Сетка колонных осей по возможности унифицирована; количество от- дельных типовых деталей также сокращено. Несущей частью верхнего покрытия являются американские сег- ментные фермы; направление.верхнего света принято продольным. Все это должно быть отнесено к поло- жительным показателям. Однако американские прин- ципы проектирования не доведены до конца. Вместо открывающихся трапецеидальных фонарей, а частично может быть фонарей типа понд, устроены треугольные; таким образом правильная аэрация этой литейной исключается. Размеры пролетов взяты не в целых из- мерениях, а дробных, что ухудшает возможность по- следующей стандартизации отдельных элементов. Про- дольный шаг колонн в 7 м увеличивает трудоемкость операций по выполнению утепленной кровли, вынуждая прибегать к укладке составных прогонов двутаврового и коробчатого сечения из досок на гвоздях. Кроме того применен нерациональный и весьма опасный в пожар- ном отношении тип изоляции в виде сфагнума по де- ревянной подшивке, допустимый лишь в зданиях ма- лого объема. Этот пример добавочно подчеркивает необходимость скорейшей типизации проектирования. Заканчивая на этом описание многопролетных зда- ний для литейных цехов, мы должны притти к выводу, что эволюция методов проектирования, за исключе- нием некоторых решений, привела нас к достаточно положительным результатам, позволяющим во многих случаях обеспечить целесообразную постановку исклю- чительно важного для тяжелой промышленности литей- ного дела. Имевшие место неудачи заставляют лишний раз ускорить получение исчерпывающих результатов про- изводимых в настоящее время исследований о работе отдельных типов покрытий с разными фонарями. Прокатные цеха. Характер прокатного производ- ства, связанный с нагревом в газогенераторных печах и с обжимом раскаленной стали, требует применения для части своих основных конструкций огнестойких или несгораемых материалов. В отличие от литейных цехов американского типа, разрешаемых обычно в виде зданий с простым в основ- ной части наружным периметром, прокатные ‘цеха в зависимости от технологических требований с точки зрения расстановки весьма громоздкого оборудования, а также направления внутренних процессов приобре- тают изломанную форму. Один из первых примеров решения — прокатный цех конструкционных сталей Днепростали — изображен на 13*
100 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ фиг. Ill, 112 и ИЗ; циф- рами обозначены следую- щие отделения: 7—здание нагревательных колодцев; 2 — отделение блюминга; 3—отделение моторов блю- минга; 4 —печь для нагрева блюмсов; 5-—-колодцы для. охлаждения блюмсов; 6 — помещение непрерывных станов; 7 — моторное по- мещение; 8 — отделение чистки; 9 — нагревательные печи; 10 — склады. Ввиду исключительной ценности внутреннего обо- рудования необходимо бы- ло при проектировании прокатного цеха преду- смотреть в максимальной степени возможно более полную пожарную безопас- ность. Одновременно с этим нужно было считаться с современным положе- нием вещей в отношении дефицита металла; также приходилось учитывать на- личие значительных вибра- ций благодаря работе ти- хоходных моторов и ста- нов большой мощности. Если бы не было послед- него- условия, здание было бы спроектировано сме- шанной конструкции — ча- стично в дереве, а ча- стично -в железобетоне; однако наличие вибраций заставляло бояться приме- нения жестких рамных конструкций. В результате было решено остановиться на металлических стропи- лах с их устройством лишь в отделениях, где имеется действительная опасность возгорания или находится исключительно ценное обо- рудование, а именно:в цехе нагревательных колодцев, в отделениях блюминга, моторов блюминга, нагре- вательных печей и камер для охлаждения; в осталь- ных отделениях приняты покрытия с деревянными сегментными фермами. Для большей пожарной безо- пасности поверх прогонов металлических ферм укла- дываются тонкие цемент- ные плитки, покрытые сверху водоизолирующим рубероидным кровом. С точки зрения макси- мальной типизации отдель- ных решений пролеты в пределах возможного уни- фицированы, хотя все же
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 101 Фиг. 105. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Орского паровозо' строительного завода — аксонометрия. из-за технологических требований этого осуществить полностью не удалось. Размеры пролетов колеблются от 12,5 до 30 м, причем шаг колонн в основной части здания принят постоянным — в 6 м и лишь в отделении блюминга пришлось отступить от общей сетки колон- ных осей с увеличением расстояния до 6,5 м. Поверх ферм идут фонари, устроенные для получе- ния верхнего света, а также для вентиляционных целей. Для обеспечения простоты и удобства эксплоатации направление остекленных поверхностей в большинстве отделений принято вертикальным; меньшая интенсив- ность света при фонарях такого типа в данном случае вполне оправдывается требованием незначительной освещенности благодаря производству работ грубого характера. Лишь в отделении чистки, где предположена сред- няя работа, фонари хотя и запроектированы с верти- кальными световыми плоскостями, но только в верх- ней своей части, а в нижней — с наклонными; сме- шанный тип фонаря, как было указано выше, дает лучшую эффективность световой работы. Применение трапецеидальных фонарей с открывающимися перепле- тами значительной длины не могло быть осуществлено в связи с тем, что проектирование этого здания отно- сится к одному из первых этапов нашей совместной работы с американскими специалистами. Для сокращения потребления дефицитных чугунных труб обычно устраивавшийся ранее внутренний отвод с фонарей такого размера упразднен и заменен наруж- ным отводом. Правда, это несколько ухудшает их эксплоатацию, однако такая мера для настоящего вре- мени должна быть признана вполне рациональной. Для предохранения от битья стекол падающими во время оттепелей сосульками по бокам обоих скатов верхней части фонаря устроены бортики с некоторым подъемом над уровнем кровли. Таким образом вода во время дождей будет направляться к наиболее пониженным точкам, в которых остекление прерывается, а вместо него устанавливаются корытообразные жолоба из оцинкованного железа. При проектировании прокатного цеха предусмотрена возможность его расширения в каждую из трех сторон правой части застройки. При последующем проектировании прокатные, цеха стали решаться более просто с применением для неко- торых менее опасных в пожарном отношении отделов даже деревянных сводов-оболочек. Разные цеха. Для лучшего уяснения методов проек- тирования многопролетных зданий для разных цехов ниже дается несколько примеров как советского, так и американского решений. Термический цех инструментальной стали Днепро- стали (фиг. 114 и 115) состоит из восьми параллельных пролетов по 21 м каждый и с однообразным числом колонн на взаимном расстоянии в б м за исключением только двух мест, где габариты внутреннего оборудо- вания заставили выкинуть один ряд колонн. По назна- чению этот цех разделен на ряд отделений: крайний западный корпус предназначен под заготовительное отделение 1, следующие четыре пролета заняты печным отделением 2 и наконец три восточных пролета вме- щают в себе отделочное отделение 3; кроме того с се- верной стороны пристроены бытовые устройства в виде двухэтажной пристройки 4. Расширение корпуса пре- дусмотрено' с трех сторон — с западной, восточной и южной, что предоставляет возможность, не затрагивая хода основного предприятия, произвести в случае на- добности достройку следующих очередей. Покрытия
Фиг. 106. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов литейной Орского паровозостроительного завода — попе- речный разрез. Фиг. 107. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов электросталелитей' ной Челябинского стального завода — поперечный разрез.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 103 в четырех пролетах — над заготовительным и отделоч- ным отделениями — решены в дереве с фонарями, остекленными в верхней части вертикально, а в ниж- ней — наклонно; в остальных четырех пролетах —- над печным отделением — вследствие известной огнеопас- ности от производящихся в нем операций запроектиро- перейти на индустриальные методы производства работ. Для большей наглядности на фиг. 116 представлены пять поперечных разрезов американских зданий с по- крытиями по металлическим стропильным фермам и с разными типами фонарей. На детали 1 дан разрез ваны железобетонные покрытия в виде двухшарнирных арок с затяжками. Фонари в этой части приняты также железобетонные. Таким образом в термическом цехе Днепростали количество отдельных типов сведено до минимума, бла- годаря.чему удалось получить весьма спокойное плано- вое решение, позволяющее при строительстве целиком производственного здания Фордовской компании, на детали 2 —• здания Оклэндовской автомобильной ком- пании, на детали 3 — здания компании Kelsey. Детали 4 и 5 изображают разрезы литейных, причем на детали 4 показан разрез литейной Шевроле, а на детали 5 — Форда. Принцип кратности соблюден в них полностью, причем в зависимости от вентиляционных или свето-
104 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Фиг. 109. Многопролетное производственное здание большой высоты с повто' рением пролетов фасонно-сталелитейного цеха завода «Можерес»— аксоно- метрия. пускных отверстий в фонарях фордовской литейной, что мо- жет вызвать обратный засос вы- кинутого испорченного воздуху. На детали 5 показано весьма целесообразное разрешение транс- портной проблемы с вводом пита- тельного железнодорожного пути внутрь здания. Его некоторое за- глубление выполнено с целью по- лучить совпадение уровня пола ва- гона и пола здания, что позво- ляет с наименьшими затратами и в кратчайшие периоды времени производить разгрузку прибываю- щих материалов и полуфабрикатов и погрузку готовых-изделий. Та- кая железнодорожная траншея обычно не имеет никаких огражде- ний, причем для быстроты и удоб- ства выполнения отдельных опе- раций вдоль нее оставляется еще при планировке здания свободная полоса, не занятая оборудованием или какими-либо устройствами. Ввод внутрь здания таких пита- тельных железнодорожных путей является стандартной принадлеж- ностью почти каждого крупного американского завода, благодаря чему операционный зал обычно служит одновременно складочным помещением и экспедицией. Подводя итоги анализа проекти- рования многопролетных зданий большой высоты с повторением про- летов для производства с вь/деле- вых требований меняется тип фонарей, а также напра- вление световых плоскостей. Первые два здания имеют более спокойный верхний профиль, увязанный с харак- тером производимых в них работ. Последние три типа очерчены весьма энергично, благодаря чему предоста- вляется возможность в связи с переменной высотой соседних пролетов или фонарей получить соответ- ствующий подпор, необходимый для правильного вен- тилирования зданий. Однако приходится констатиро- вать слишком близкое расположение впускных и вы- нием тепла и вредных газов, приходится констатиро- вать определенный успех, достигнутый советскими специалистами также и в этой области. По мере освое- ния американского опыта и на основе критики приемов американских архитектурных и конструктивных офор- млений наши техники, как мы видели, добились известных положительных результатов,, обеспечиваю- щих правильную эксплоатацию промышленных пред- приятий. Фиг. 110. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов фасонно- сталелитейного цеха завода «Можерес» — разрезы.
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 1Э5 4. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Переходя к общим выводам, следует при- знать, что Европа, на основе приемов кото- рой мы проектировали до последних лет, проработала ряд отдельных вполне рацио- нальных решений, однако преимущественно для сравнительно небольших по объему зда- ний. Вместе с тем за исключением неко- торых видов производств, допускающих устройство передовых покрытий, Европа оказалась недостаточно подготовленной к проектированию гигантских цехов, явив- шихся результатом мощного укрупнения и концентрации промышленных предприя- тий. Предложенные ею решения широких цехов, обычно полученные путем механиче- ского и нелогичного горизонтального раз- вития в ширину коньковых зданий с дву- скатной крышей, страдают целым рядом серьезных недостатков. Американские специалисты, начавшие ра- ботать у нас в 1930 г., сделали ряд весьма интересных предложений, а главное — внесли определенную организацию и си- стему в хаос индивидуальных архитектурно- конструктивных решений, господствовавший у нас в строительной практике. Также не- обходимо признать, что американцы дали нам типовые оформления вполне рациональ- ных строительных оболочек, действительно отвечающих по своим качествам грандиоз- ному масштабу нашей индустрии. Однако все же приходится отметить ошибки, допущенные американцами при проектировании некоторых цехов, а также констатировать недоучет ими современного положения, особенно ярко проявившийся в первый период их работы в Советском союзе; в последующих проектах эти недо- статки при активном участии и под давле- нием советских техников начали выпра- вляться, причем мы видим уже меньшее применение дефицитных материалов, более обоснованное устройство внутреннего от- вода воды, отказ от менее экономных кон- струкций, принимавшихся ранее иногда только в угоду кратности пролетных раз- меров, переход от металлических пере- плетов к деревянным и наконец применение более теплой кровли с меньшими теплопо- терями. В последнее время наши специалисты на основе данных европейского опыта, а так- же полученных архитектурных и конструк- тивных решений, разработанных американ- ской строительной практикой, уже дали ряд вполне подходящих в советских условиях оформлений. В этих зданиях строительная оболочка неразрывно связана с характером технологических процессов и как бы совместно живет со всем производственным организмом промышленного предприятия. В дальнейшем можно быть уверенным, что после фактической проверки на практике эксплоатационных способностей выстроен- ных зданий нам удастся добиться разра- ботки типовых решений для каждой отрасли промышленности. Выполнение этого условия Цветаев 14
Разрез по В~Г Фиг. 112. Многопролетное производственное здание большой высоты с повто- рением пролетов прокатного цеха конструкционных сталей Днепростали — разрезы по А — Б и В — Г. Разрез по Ж~3 Фиг. 113. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением проле- тов прокатного цеха конструкционных сталей Днепростали — разрезы по Д — Е и Ж — 3. С Я о 6о i 6.0 84,0 ----------------------------63,0 -----------— Фиг. 114. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов термического цеха инструмен- тальной стали Днепростали — план.
Фиг. 115. Многопролетное производственное здание большой высоты с повторением пролетов термического цеха инструментальной стали Днепростали — поперечный разрез. Фиг. 116. Многопролетные производственные американские здания большой высоты с повторением пролетов — попе- речные разрезы: 1 — здания компании Форд, 2 — здания Оклэндовской автомобильной компании, 3 — здания ком- пании Kelsey, 4 — литейной Шевроле, 5 — литейной Форда. 14*
108 I. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ позволяет свести архитектурное проектирование к от- бору наиболее подходящих типовых оформлений, а кон- структивное — к монтажу готовых, утвержденных опытом деталей. Одновременно можно будет перевести строительство с кустарных на индустриальные ме- тоды производства работ с превращением строитель- ных площадок в подлинные строительные фабрики, монтирующие механизированным способом по поточ- ной системе отдельные элементы, изготовленные на ста- ционарных строительных промышленных предприятиях. ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ Многоэтажные производственные здания (деталь 32, фиг. 1) являются результатом дальнейшего развития по вертикали одноэтажных многопролетных зданий на основе противоречий, возникающих между требова- ниями разноименного характера: а) между требовани- ями удешевления производства на основе построения наиболее рациональной рабочей диаграммы и себестои- мости строительства/б) между требованием увеличения площади здания и фактической недостаточностью площади застройки; в) между требованиями оздоровле- ния труда и экономичностью и целесообразностью планового оформления и др. Действительно, целый ряд технологических процес- сов требует для получения эффективной рабочей диа- граммы их вертикального построения; это относится в первую очередь к производствам с переработкой значительных масс сыпучих материалов, как например мукомольным, хлебопекарным, некоторым химическим и т. п., дающим лучшие экономические показатели при их расположении в многоэтажных зданиях. В этом случае первоначально поднятый продукт проходит через все последующие стадии самотеком, не требуя для сво- его перемещения дорого стоящего подъемнотранспорт- ного оборудования. С другой стороны, строительство многоэтажных зданий обходится значительно дороже одноэтажных. Наличие противоречий заставляет ис- кать наиболее целесообразный выход, причем при пере- весе производственных преимуществ выявляется необ- ходимость многоэтажного строительства, позволяю- щего перекрыть излишние построечные затраты со- ответствующим удешевлением себестоимости готовой продукции. Многие производства также весьма площадеемки, что при стесненности предоставленного к застройке зе- мельного участка, особенно в пределах населенных мест, вынуждает к переходу на многоэтажную за- стройку. Характер некоторых производств, напрймер часового, с обязательным боковым светом, при большом объеме работ требует значительного развития периметра на- ружных стен. При одноэтажном строительстве приходится раз- мещать цеха в отдельных длинных зданиях, что неце- лесообразно с точки зрения общего планового оформления. В этом случае более подходящи много- этажные решения. На выбор этажности могут влиять местные условия грунта предназначенного к застройке участка. Если приходится строить заводы в местностях с наличием грунта весьма низкого качества и не представляется возможным получить более удобный участок, рацио- нальнее прибегать к многоэтажному строительству как позволяющему распределить стоимость дорогих свайных или других сложных фундаментов на большую используемую площадь сооружения. Таким образом многоэтажные здания завершают от- дельные этапы вертикального развития одноэтажных многопролетных зданий. Ширина многоэтажных зданий согласно новым нор- мам по освещению промышленных зданий естествен- ным светом зависит от характера работ и Высоты от- дельных этажей. Наибольшая глубина заложения, т. е. отношение ширины помещений к расстоянию от чи- стого пола до верха окна, при двухстороннем располо- жении окон не должна превышать: для точных работ— 5, для средних работ — 6, а для работ грубого харак- тера — 7. При обычно принимаемой высоте этажей не свыше 5 м примерные пределы ширины многоэтажных производственных зданий определяются соответственно в 25, 30 и 35 м. При наличии средних проходов ширина зданий увеличивается. Количество допускаемых к застройке этажей за- висит от опасности в пожарном отношении располагае- мых в здании производств, а также от принятых мате- риалов для основных конструкций. В общем случае оно может быть от двух и до хотя бы десятка этажей, если только последняя высота может быть оправдана эконо- мическими соображениями. В зависимости от расположения помещений по отно- шению к уровню земли и соответственно характеру устройства наружных ограждающих поверхностей согласно «Единым нормам» этажи разделяются на обычные, чердачные, мансардные, цокольные и под- вальные. Обычным этажом в многоэтажных зданиях назы- вается пространство высотой не менее 2,8 м, ограничен- ное вертикальными внешними стенами и горизонталь- ными, наклонными или сферическими поверхностями междуэтажного или верхнего перекрытия, причем пол обычного этажа должен находиться не ниже уровня прилегающей к периметру здания территории. К чер- дачным относятся верхние этажи, ограниченные внеш- ними вертикальными стенами высотой менее 2,8 м, но не менее 1,5 м и кроме того горизонтальными, наклон- ными или сферическими поверхностями перекрытия таким образом, что в пределах 75% площади пола, заключенного между внешними стенами, имеется сво- бодная высота помещения не менее 2,8 м. Мансардным этажом называется также верхний этаж, но имеющий вертикальные внешние стены не более 1,5 м, причем наклонные части верхнего перекрытия, прилегающие к внешним стенам, должны составлять с горизонтом угол не менее 45°. Наконец цокольный этаж отли- чается от подвального тем, что у первого заглубление бывает не более 1,2 м, считая от поверхности земли, а у второго уровень пола находится на большей глу- бине. При обычно принимаемой ширине многоэтажных зданий не менее 14—15 м междуэтажные перекрытия приходится поддерживать рядом отдельных опор, рас- полагаемых на расстоянии 4—8 м и более в зависимости от величины действующих поэтажно нагрузок и техно- логических требований. Правда, внутренние опоры, особенно при их выполнении в виде кирпичных стол- бов, отнимают некоторую полезную площадь, однако при известном умении проектировщика всегда можно добиться их достаточно рационального расположения
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ 103 без стеснения свободного хода производства. Это по- ложение облегчается тем, что размещаемые в много- этажных зданиях производства не требуют перебросок тяжелых И громоздких предметов, причем внутренние колонны часто- могут помочь удобнее прикрепить трансмиссионные устройства. Для сообщения между этажами кроме подъемников устраиваются лестницы, причем- от их правильного рас- положения в значительной степени зависит целесо- образность построения отдельных процессов, а также мыми в I и II климатических районах Советского союза из условия промерзаемости грунта на большую вели- чину, чем это обычно требуется статическим расче- том. Типичным примером многоэтажной постройки является здание часового завода в Москве, план пер- вого этажа которого изображен на фиг. 117. При ширине 19,5 м он разбит на три пролета, каждый из которых не превышает указанных выше пределов, что позволило получить достаточно экономичные решения Фиг. 117. Многоэтажный часовой завод — план первого этажа. безопасность занятого на работе персонала в случае пожара или взрыва; поэтому лестницы должны разме- щаться на плане в четкой увязке со всем комплексом требований, предъявляемых внутренней жизнью пред- приятия. Ввиду наличия в многоэтажных зданиях лишь огра- ниченного числа внутренних артерий, соединяющих этажи друг с другом, необходимо соответственно одно- этажным зданиям самым тщательным образом прора- батывать направление рабочих потоков с момента входа в здание очередной смены рабочих и вплоть до их обратного выхода после отработки положенного времени. С этой целью раздевалки обычно размеща- ются в цокольных или подвальных этажах с устрой- ством проходов отдельных групп рабочих непосред- ственно к обслуживаемым ими цехам. Такой способ разрешения этого вопроса позволяет одновременно использовать непригодные для основного производства помещения между фундаментными стенами, заглубляе- для междуэтажных перекрытий. Требование весьма большой освещенности из-за точного характера ра- бот в -часовом производстве заставило прибегнуть к устройству оплошного остекления с ленточным ти- пом окон. Благодаря угловому расположению участка с ломаным направлением линий улиц, контур здания получил неправильную форму со входящим углом в одной части и выступающим в другой. Для четкой ор- ганизации прохода рабочей силы проходная будка, пристроенная к левой части основного корпуса, раз- делена барьерами на отдельные русла, по которым направляются потоки рабочей силы. Наличие двух лестниц около крайних торцов и третьей — у входя- щего угла здания представляет полную возможность правильного сообщения между этажами с кратчай- шими линиями бесполезных проходов. Устроенные по соседству с лестницами три группы уборных позволяют рабочим сократить излишние хождения. Кроме того обозначенная под цифрой 1 промежуточная кладовая.
Фиг. 118. Многоэтажные производственные здания: 1 — с кирпичными столбами и деревянными перекрытиями с деревянными прогонами, 2 — с железобетонными колоннами и деревянными перекрытиями с железобетонными прогонами, 3 —с железобетонными перекрытиями и поперечным направлением главных балок и про- дольным— вспомогательных и 4—с железобетонными кессонными перекрытиями.
МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ 111 обслуживаемая подъемником, рас- положена почти центрально по отношению к производственным помещениям, что вполне рацио- нально. Для лучшей связи с про- изводством для цеховой конторы (на плане под цифрой 2) также от- ведено почти центральное место. Конструктивные решения мно- гоэтажных зданий зависят от предъявляемых к ним требований. При незначительных нагрузках и допустимости частой расста- новки опор, а также при без- опасных в пожарном отношении производствах здания могут вы- полняться согласно детали 1 фиг. 118, на которой показан по- перечный разрез трехэтажного здания с кирпичными на теплом растворе наружными стенами и кирпичными внутренними стол- бами, расположенными на рас- стоянии 4 м друг от друга. Для экономичности кирпичные стены между верхом нижних окон и подоконниками верхних окон иногда заменяются деревянным заполнением с плитной изоля- цией. Дощатые балки, уложен- ные параллельно продольным стенам, поддерживаются брусча- тыми прогонами с черепными брусками, что позволяет полу- чить совершенно гладкий пото- лок без выступающих частей. В свою очередь прогоны заделаны крайними концами в выступаю- щие внутрь здания стенные пи- лястры; примыкающие к стол- бам концы прогонов опираются на консольные железобетонные плиты. Эти концы соединены друг с другом пропущенными сквозь кладку столбов анкерами из полосового железа; концы крайних прогонов заанкерены в продольные наружные стены. Таким образом достигается по- перечная поэтажная развязка столбов. Продольное раскрепле- ние столбов производится по- средством продольных связующих балок. Верхнее покрытие за- проектировано без чердака в виде теплой крыши. В связи с необходимостью ма- ксимальной индустриализации строительства кирпичные стены во всех возможных случаях должны заменяться стенами из крупных блоков, соби- раемых посредством механического оборудования. При технологических требованиях увеличенных рас- стояний . между опорами деревянные прогоны оказыва- ются недостаточно прочными, что заставляет их вы- полнять из железобетона; в этом случае внутренние опоры часто также делаются железобетонными. Такое решение трехэтажного здания показано на детали 2 фиг. 118. Для большей пожарной безопасности доща- тые балки с нижней подшивкой и верхним половым настилом целесообразно заменять безреберным сплош- ным настилом, применяемым в Америке, толщиной, иногда превосходящей 20 см. Меньшая пожарная опас- ность сплошного настила объясняется отсутствием воздушных прослойков и наличием толстого, трудно загорающегося пакета досок. Помимо этого устрой- ство сплошного настила над верхним этажом- позво- ляет использовать хорошую работу дерева в продоль- ном направлении и его значительную термоизоляцион- ную способность в поперечном направлении.
112 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ Указанные два типа многоэтажных решений находят относительно редкое применение для производствен- ных зданий; вследствие малых допустимых нагрузок и недостаточной сопротивляемости действию огня они более пригодны для зданий подсобного назначения. Наиболее отвечающими всей совокупности требований, предъявляемых в промышленном строительстве, должны быть признаны здания с железобетонными перекрыти- ями как огнестойкие, долговечные, прочные и сравни- тельно экономичные. Поперечный- разрез огнестойкого четырехэтажного здания показан на детали 3 фиг. 118; при двух рядах колонн он разбит на три равных пролета по 8 м каж- дый. Перекрытия сделаны железобетонными с попе- речным направлением главных балок и продольным — вспомогательных. Такое расположение балок ухудшает световой эффект оконных отверстий, так как про- дольно идущие второстепенные балки не позволяют свету отражаться о гладкую поверхность потолка; од- нако зто решение вынуждено из-за каркасного типа здания. Одновременно необходимо отметить, что уст- с несколько большим чем в ребристых решениях рас- ходом железа их применение* на ближайший период времени должно быть оправдано специфическими усло- виями производства. Многоэтажные здания согласно деталям 3 и 4 фиг. 118 и детали 1 фиг. 119 имеют объединяющий их признак — все они предположены из монолитного железобетона, что предопределяет в известной степени кустарный способ организации работ. В связи с не- обходимостью максимальной индустриализации и уско- рения строительства в дальнейшем основная установка должна быть взята на выполнение всех работ, в том числе и железобетонных, по сборному методу с устрем- лением на укрупнение стандартизированных деталей (фиг. 449 и 450), После изжития дефицита металла многопролетные здания смогут выполняться согласно детали 2 фиг. 119; внутренние опоры запроектированы стальными, а пере- крытия железобетонными по металлическим балкам. Стальные колонны, хотя менее огнестойки, чем железо- бетонные, но ускоряют производство работ. Монолит- Фиг. 120. Механический хлебозавод большой производительности—поперечный разрез. ройство железобетонного верхнего покрытия, как это изображено на детали 3, допустимо лишь при располо- жении в верхнем этаже опасных в пожарном отноше- нии производств; в противном случае более целесо- образно применение деревянной крыши. Основной дефект ребристых перекрытий заклю- чается в сложности опалубочных работ, в связи с чем некоторые конструктора при пролетах, приближаю- щихся к квадрату, предпочитают проектировать кес- сонные перекрытия. Поперечный разрез такого зда- ния показан на детали 4 фиг. 118. Несмотря на извест- ное упрощение опалубки, это решение не может быть признано достаточно рациональным из-за перерасхода дефицитных материалов в размере до 15% по сравне- нию с ребристыми перекрытиями. В производствах, требующих усиленного действия вентиляции, с отсутствием кессонов, в которых в состо- янии застаиваться испорченный воздух, особенно целе- сообразно устройство безбалочных перекрытий, поз- воляющих также уменьшить общую высоту зданий. Поперечный разрез четырехэтажного здания с безба- лочными перекрытиями показан на детали 1 фиг. 119. Помимо эксплоатационных преимуществ эти перекры- тия дают возможность значительно сократить количе- ство работ по устройству опалубки, однако в связи ную железобетонную плиту целесообразно заменять сборной. Наконец последний тип многоэтажного здания — механического хлебозавода — изображен в разрезе на фиг. 120; в сущности говоря, он должен быть отнесен к комбинированным решениям как состоящий из одно- этажного корпуса, в котором помещается экспедиция, и трехэтажного здания с подвалом и двумя пристрой- ками — с одной стороны двухэтажной, а с другой — одноэтажной. Это здание служит типичным примером для производств, требующих основного вертикального перемещения материалов, а частично также и гори- зонтальной передачи. Для уменьшения строительной стоимости многоэтаж- ная часть запроектирована в минимальном размере — в пределах действительной потребности основной технологической схемы. Заканчивая на этом описание многоэтажных зданий, необходимо- еще раз подчеркнуть большую целесо- образность для значительной части производств огра- начиваться одноэтажными застройками, позволяющими обойтись с меньшими размерами основных капитало- вложений и допускающими на достигнутом нами этапе организации работ максимальную индустриализацию и ускорение строительства.
II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ Правильное и экономичное устройство1 стен и за- полнений в промышленном зодчестве имеет особенно большое значение преимущественно при постройке многоэтажных производственных зданий. Действи- тельно, при возведении одноэтажных строений с весьма часто большими площадями застройки отношение периметра наружных стен к внутренней площади за- вода бывает невелико, вследствие чего удельная, стои- мость ограждающих поверхностей обычно незначи- тельна. Правда, и в этом случае необходимо стре- миться к снижению общей стоимости постройки за счет экономии на всех, в том числе и более второсте- пенных элементах. Что же касается многоэтажных зданий, то в последних уменьшение стоимости стен и заполнений играет решающую роль для максимального сокращения необходимых для строительства капитало- вложений. Правильность устройства стен не ограничивается одними низкими экономическими показателями; одно- временно следует учитывать ряд весьма важных фак- торов — максимальную индустриализацию строитель- ства, ускорение производства работ, применение не- дефицитных местных материалов и т. п. Перед тем как перейти к описанию устройства степ и заполнений из разнообразных материалов, необхо- димо указать предъявляемые к ним основные требова- ния, а также произвести их классификацию по общим признакам с дальнейшим, ее добавочным уточнением и детализированием при изложении отдельных способов и видов стенной кладки. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ- МЫЕ К СТЕНАМ И ЗАПОЛНЕНИЯМ Основные требования, предъявляемые к стенам и заполнениям в промышленном строительстве, заклю- чаются в следующем. А. Стены должны быть выложены из таких материа- лов и такой толщины, чтобы одновременно были ис- пользованы до максимальных пределов как теплоизо- ляционные их свойства, так и присущая им прочность. Б. Стены должны быть выложены из материалов наименьшего объемного веса, что позволит сократить стоимость их транспорта, а также уменьшить толщи- ну фундаментов и стен; особенное внимание должно быть обращено на максимальное снижение веса запол- нений для получения наиболее легкого каркаса. В. Стены должны быть выполнены таким образом, чтобы они максимально сопротивлялись действию ат- мосферных явлений, не допуская отсыревания, а тем более скапливания с их внутренней стороны. Г. Стоимость стен должна быть минимальной, и ЧАСТЬ вместе с тем способы кладки должны предусматривать возможность скорейшего их производства путем со- ответствующего механизирования для сокращения сроков строительства. Д. Стены должны возводиться преимущественно из местных и недефицитных материалов. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ Классификация стен и заполнений может быть про- изведена по целому ряду свойственных им признаков: по виду стен в отношении пожарной безопасности, по их конструкции, по роду материалов, по характеру их работы, по способу производства работ при их устройстве, по массивности и по происхождению ма- териалов. А. По виду в отношении пожарной безопасности согласно «Единым нормам» стены делятся на огне- стойкие, несгораемые, защищенные от возгорания и сгораемые. а) Огнестойкими стенами считаются следующие: 1) кирпичная стена из обыкновенного сплошного, пористого или пустотелого кирпича, или из других обожженных искусственных камней толщиной не ме- нее чем в 1 кирпич; . 2) бетонные стены толщиной не менее 30 см из бетона с кирпичным: щебнем или шлаком; 3) железобетонный фахверк и стальной фахверк с огнестойким заполнением при условии, что железо- бетонный и стальной фахверки будут удовлетворять требованиям, указанным1 для огнестойких опор; 4) стены из пустотелых бетонных камней толщи- ной не менее 40 см (так как толщина стен из пусто- телых бетонных камней в камня равняется от 31 до 35 см, то это положение не соответствует действи- тельности) ; 5) шлакобетонные стены с арматурой толщиной не менее 15 см; 6) железобетонные стены толщиной не менее 20 см с соответствующим образом защищенной арматурой (слоем бетона не менее 2,5 см). б) Несгораемыми стенами считаются: 1) кирпичные стены толщиной менее 1 кирпича (но не менее % кирпича), из обыкновенного, песчано-из- весткового, шлакового сплошного, пористого или пусто- телого кирпича; 2) железо-кирпичные стены в г/4 кирпича из обык- новенного, песчано-известкового, шлакового сплошного,, пористого или пустотелого кирпича; 3) стены, состоящие из стального фахверка с ог- нестойкими или несгораемыми заполнениями; 4) стены из пустотелых бетонных камней толщи- Цветаев. 15
114 II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ ной от 22 до 40 см (это положение тоже не соответ- ствует действительности); 5) стены из гипсовых или других несгораемых плит; 6) стены из волнистого или листового железа. в) Защищенными от возгорания стенами считаются деревянные стены, покрытые со стороны возможного во время пожара действия огня огнестойкой одеждой в виде штукатурки по войлоку или асбестовому кар- тону или в виде термоштукатурки. г) Сгораемыми стенами называются деревянные стены. Б. По своей конструкции стены могут быть подраз- делены на две основные группы. а) Стены, служащие одновременно несущей кон- струкцией, воспринимающей вес перекрытий и крыш зданий, и оболочкой, ограждающей помещения от атмо- сферных явлений. Такие стены устраиваются в одно- этажных или во всяком случае малоэтажных строениях, так как при высоких зданиях и обычных для промыш- ленного зодчества значительных статических и дина- мических нагрузках на перекрытия устройство стен в виде несущей и ограждающей конструкции не яв- ляется в этом случае рентабельным. б) Стены каркасного типа с раздельными функциями несущих конструкций и ограждающих поверхностей; в этом случае фахверк может быть в виде железобе- тонного или стального скелета или в виде отдельных каменных или каменно-армированных столбов. В. По роду материалов стены делятся на деревянные стены, на стены из красного и силикатного кирпича на обыкновенном или теплом растворах и из эффектив- ного кирпича, т. е. глино-трепельного, трепельно-гли- няного, трепельного, пористого, пористого глино-тре- пельного, пористо-трепельного, пустотелого, дырчатого и пустотелого глино-трепельного; далее кирпичные стены могут быть системы Герарда, из кирпича с утеп- лением термоплитами и смазками и из кирпича с вну- тренней штучной изоляцией; кроме того стены могут быть из монолитного теплого бетона, из теплобетон- ных камней — сплошных и пустотелых, из артикского туфа, ракушечника, известняка, песчаника и т. п. Применение того или другого рода материалов для стен и заполнений зависит от характера и назначения зданий, степени заданной пожарной безопасности и наличия на месте наиболее дешевых недефицитных материалов. Г. По толщине каменные стены разделяются со- гласно классификации ВСНХ СССР на семь марок, считая по основному материалу, т. е. без оштукатурки и отеплений. а) Стена марки 00 толщиной 64 см с числом кир- пичей 2У2. б) Стена марки 0 толщиной 51 см с числом кирпи- чей 2. в) Стена марки А толщиной 38 см с числом кир- пичей 1^. г) Стена марки Б толщиной 25 см с числом кир- пичей 1. д) Стена марки В толщиной 18,5 см с числом кир- пичей %. е) Стена марки Г толщиной 12—14 см с числом кирпичей У>. ж) Стена марки Д толщиной 6—7 см с числом кир- пичей У&. Толщина стен исчисляется по основному материалу. Следовательно стена в 1% кирпича на теплом раст- воре с уширенными швами, имеющая толщину 44 и 44,5 см, относится к марке А, стена системы Ге- рарда с толщиной примерно 40—42 см относится к марке Б и т. п. Основными марками стен являются А и Б и при возможности В; стены марок 0 и 00 разрешается применять лишь в отдельных неизбежных случаях — при необходимости например достижения требуемой прочности или устойчивости. Д. По характеру своей раооты стены делятся на три вида. а) Стены, нагруженные не только собственным весом, т. е., в сущности говоря, заполнения в каркасных зданиях; для кладки этого типа стен могут быть упо- треблены разные материалы, обладающие даже срав- нительно незначительной прочностью, но обязательно с их наименьшим объемный! весом. б) Стены, нагруженные кроме собственного веса статической нагрузкой от веса покрытий или пере- крытий; при невысоких зданиях стены в большинстве случаев также могут быть сделаны из разнообразных материалов, однако при многоэтажных строениях при- ходится переходить к скелетным конструкциям с при- менением стенных материалов в качестве заполнения. в) Стены, нагруженные как статической, так и ди- намической нагрузкой; если в одноэтажных зданиях динамическая нагрузка от расположенного в них обо- рудования может передаваться по преимуществу не- посредственно на самостоятельные фундаменты, то во многоэтажных зданиях при количестве этажей свыше двух это неосуществимо, вследствие чего в последнем, случае чаще всего приходится итти на устройство кар- касных стен. Е. Но способу производства работ при их устройстве стены делятся на два основные вида. а) Стены монолитные, производимые набивным или литым спосооом; к таким стенам относится кладка стен из теплого бетона. б) Стены составные из отдельных элементов. Этот последний тип стен в свою очередь распадается на несколько видов; на стены, выкладываемые из кирпи- чей или камней обычных размеров, на стены, кладка которых производится из камней увеличенных объе- мов, однако оез применения механизации, и на стены из крупноблочных камней или плит, предопределяю- щих механизацию для их подъема и установки. Ж. Но массивности стены разделяются на два типа. а) Сплошные стены без пустот; к этой категории относится значительная часть применяемых стен. б) Стены с пустотами, носящими характер неболь- ших пор, как например в пористом кирпиче, газобе- тоне, пенооетоне, или имеющими вид значительных пустот, как например в обычных пустотелых тепло- оетонных камнях, пустотелом кирпиче, пустотелых блоках и т. д. В свою очередь пустотелые бетонные камни распадаются на камни с пустотами, оставляе- мыми незаполненными, и на камни, пустоты в которых заполняются шлаком или другими материалами. 3. но происхождению материалов для кладки стен последние делятся на два вида. а; стены, выложенные из естественных камней, как например бута, известняка, песчаника, артикского туфа, ракушечника и т. п.; их применение ограничено ооычно весьма незначительным районом, окружающим! места их добычи. Дальняя перевозка даже лучших естественных материалов в виде артикского туфа не может быть экономически оправдана. б) Стены из искусственных камней или блоков; к этому роду относится большинство стен современной кладки как дающие чаще всего вполне экономичные и целесообразные решения. И. По способу изготовления стенных материалов различаются стены из безобжиговых камней и из обож- женных; первый тип стен должен всегда предпочи- таться.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 115 Пгреходя в дальнейшем к описанию стен и запол- нений из разных материалов, нет смысла производить подробное описание стен, достаточно известных из гражданской архитектуры, как например деревянных, кирпичных и бутовых; поэтому можно ограничиться описанием стен, нашедших специальное применение в промышленном зодчестве с подведением необходимых итоговых результатов рациональности их выбора для тех или иных случаев, встречающихся на практике. ГЛАВА ВТОРАЯ КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 1. СТЕНЫ ИЗ КРАСНОГО И СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА А. Стены из красного кирпича на теплом растворе Красный кирпич (ОСТ 3702) вырабатывается на специальных заводах путем ручной или механической формовки и последующего оожига высушенного сырца в печах разнообразной конструкции. Размеры нор- мального кирпича: длина — 2ли мм, ширина — 120 мм и толщина — 03 мм. объемный вес кирпича 1800 кг/«г с временным сопротивлением сжатию в воздушно-су- хом состоянии: первого сорта не менее 2UO кг/см3, второго сорта не'менее 12и кг/см3 и третьего сорта не менее 00 кг/см2. Ооыкновенныи раствор как требующий значитель- ной толщины стен в настоящее время должен заме- няться так называемым теплым раствором, т. е. раст- вором, который, будучи употреолен .в качестве це- ментирующего вещества для кладк'и наружных стен, понижает теплопроводность последних, позволяя зна- чительно уменьшить их толщину без ухудшения их свойств как теплоограждающих конструкции. Теплый раствор состоит из вяжущего вещества и легких за- полнителей, которыми могут быть гранулированные доменные шлаки, измельченный паровозный или ко- тельный шлаковый песок, пемзовая мелочь и т. п; Применяемые для кирпичном кладки утоненных на- ружных стен теплые растворы составляются по объему из следующих материалов: 1) известковое тесто и шлаковый песок в пропорции 1 : о; 2) известковое тесто, молотый диатом и шлаковый песок в пропорции 1 : 1% : 7; 3) известковое тесто, диатомовое тесто и шлаковый песок в пропорции 1 : 1Уг : 7; 4) порт- ланд-цемент, известковое тесто и шлаковый песок в пропорции 1 : 2 : 1о или 1 : 3 : 16; 5) известковое тесто, молотый диатом, опилки и песок в пропорции 1:1*/^: 2Уз 2; 6) портланд-цемент и шлаковый песок в пропорции 1 : 4. Первый раствор является воздушным; кладка на нем стен в зданиях подсобного характера типа заводоуправлений, фабзаучей и т. п. может допускаться лишь при двухсезонности построек. Пятый состав дает менее прочный раствор; он может применяться для зданий не свыше двух этажей и при отсутствии значительной динамической нагрузки. Шестой раствор употребляется для кладки нагружен- ных перемычек в наружных стенах; при отсутствии на перемычках укладки концов балок или прогонов они выкладываются на растворе 1 : 2 : 16 (портланд- цемент, известковое тесто и шлаковый песок). Бес- цементные растворы требуют особенно тщательного наблюдения за своим выполнением. Наружная и внутренняя штукатурки зданий выпол- няются на теплом растворе из известкового теста и шлакового песка состава 1 : 3; в некоторых случаях этот раствор заменяется другими — состава 1 : 2 или 1 : 3 (известковое тесто и зола) или 1 : 0,5 : 2 : 2 (известковое тесто, диатом, песок и опилки). Поверх- ность наружной штукатурки тщательно затирается тем же раствором, но с добавкой мелкого штукатур- ного песка. Если фасады зданий не штукатурятся, швы лицевой поверхности расшиваются теплым раствором в подрезку (косым швом). Фиг. 121. Кладка наружных стен в VA кирпича на теплом растворе. Технические показатели растворов следующие. Объемный вес теплого раствора в воздушно-сухом со- стоянии равняется 1200 кг/м'1. Временное сопротивле- ние сжатию сложных цементных теплых растворов в кубиках через 28 дней после их изготовления не должно быть менее 10 кг/см2, а временное сопроти- вление сжатию известково-шлакового раствора не должно быть менее б кг/см2. Существует ряд вариантов кладки наружных стен в 1 % кирпича из стандартного красного кирпича на 15*
116 п. стёны и злпошт теплом растворе; на деталях 1—8 фиг. 121 показаны восемь вариантов, из которых семь первых заменяют ,'тены в 2Уг кирпича на обыкновенном растворе, а восьмой выполняется взамен 2-кирпичной кладки. Со- гласно первому типу (деталь 1) четные горизонтальные ряды кладки являются смещенными по отношению к нечетным на 2 см от поверхности стены. Вертикаль- ные швы кладки, параллельные наружной поверхности стены, делаются толщиной 2 см, а перпендикулярные к плоскостям стены принимаются толщиной в 1 см; горизонтальные швы делаются в 1,2 см. Кроме того наружная и внутренняя поверхности стены штукату- рятся теплым раствором толщиной в 1,5 см против выступающих рядов кладки, что дает толщину против западающих рядов в 3,5 см. Шестой и седьмой варианты стены (детали 6 и 7), предложенные инж. Л. И. Онищик (Иннорс), выпол- няются многорядной ложковой перевязкой; первый из них при толщине 44,5 см имеет только одну внутрен- нюю штукатурку, а второй — помимо внутренней также наружную штукатурку. Выбор типа кладки зависит от предъявляемых тре- бований в отношении наличия или отсутствия наружной штукатурки; вместе с тем особенно необходимо учи- тывать трудоемкость операций по кладке стен. По- этому первые два типа должны быть признаны нера- циональными как слишком сложные в производстве работ. Правда, штрабчатая поверхность лучше обес- печивает сцепление толстого слоя теплой штукатурки с кладкой, но, как показала практика, наружная теп- Фиг. 122. Кладка углов у стен в 1% кирпича на теплом растворе. Второй вариант (деталь 2) отличается от первого тем, что выступающие кирпичи смещаются через три ряда на четвертый. Третий вариант (деталь 3) представляет собой обыч- ную кладку в 1% кирпича, но с более толстыми вер- тикальными швами в направлении, параллельном ли- цевой поверхности стены; эти швы на основе тепло- технических расчетов получились толщиной в 3 см. Кроме того с наружной и внутренней сторон произво- дится штукатурка теплым раствором толщиной в 2 см. Общая толщина стен со штукатуркой для первых трех вариантов равняется 44 см. Четвертый вариант стены (деталь 4) представляет собой обычную кладку в 1¥2 кирпича с вертикальными параллельными лицевой поверхности, стены швами в 5 см, без наружной штукатурки; толщина внутренней штукатурки принимается в 2,5 см, что дает общую толщину стены в 44,5 см. Пятый тип стены (деталь 5) выложен по американ- ской перевязке и предусматривает внутреннюю шту- катурку значительной эффективности; объемный вес такой штукатурки, выполненной на крошке древесного угля, равняется 500—600 кг/м3. лая штукатурка при правильном производстве работ держится достаточно прочно на вертикальной поверх- ности кладки. Пятый тип также мало пригоден в на- ших условиях из-за трудности получения материалов для внутренней штукатурки повышенной эффективно- сти. Таким образом лучшими решениями являются третий, четвертый, шестой и седьмой варианты кладки, причем третий и седьмой применяются при нештука- туренных фасадах зданий, а четвертый и шестой при их наружной штукатурке. В связи с современной уста- новкой на американскую перевязку шестой и седьмой типы должны найти преимущественное применение. При выполнении кладки наружных стен на теплом растворе вследствие ее некоторой пониженной тепло- устойчивости необходимо обеспечить правильную эксплоатацию выстроенных таким способом зданий, что конечно легче может быть достигнуто при устрой- стве центрального отопления. Вместе с тем благодаря большим теплопотерям. через наружные исходящие углы стояки отопления, как правило, должны устраи- ваться вблизи последних. В этом случае внутренняя штукатурка наружных углов должна выделываться с закруглением.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 117 При невозможности по каким-либо соображениям проводки стояков центрального отопления в непосред- ственном соседстве с наружными исходящими углами или же при местном отоплении кладка углов должна выполняться с внутренними скосами. Для большей ясности на фиг. 122 приведено утепление углов здания, построенного со стенами на теплом растворе, причем на детали 1 показана кладка наружных углов при третьем типе стены, на детали 2 — при четвертом типе и на детали 3 — при шестом типе стены. Вы- кладываемые для выравнивания шага неполномерные кирпичи должны отодвигаться возможно дальше от угла, но не дальше, чем один кирпич от проема. Технические показатели стен в 1% кирпича сле- дующие. Объемный вес кладки на теплом растворе прини- мается равным 1600 кг/м3. Всеобщий коэфициент теплопередачи наружных стен из такой кладки К — 0,89. Допускаемые напряжения кладки на осевое сжатие при теплом растворе 1 : 2 : 16 (портланд-цемент, известковое тесто и шлаковый песок) зависят от ка- чества кирпича: при рядовом кирпиче второго сорта (ОСТ 3702) допускаемое напряжение равняется 8,5 кг/см2, а при третьем сорте кирпича—6 кг/см2. При учете влияния эксцентричности и динамичности нагрузки, а также продольного изгиба суммарное до- пускаемое напряжение может быть увеличено на 25%. Ввиду известной дороговизны утолщенной кладки на теплом растворе ее применение допустимо для произ- водственных зданий с повышенной влажностью или для фабрично-заводских зданий подсобного назначения, например заводоуправлений, амбулаторий, военизиро- ванной охраны и т. п. — одним словом во всех тех случаях, где как нормальная принималась стена в 2% кирпича. Наоборот, во всех случаях, где возможно было производить кладку в 2 кирпича на обыкновенном растворе, т. е. в промышленных зданиях с нормальной влажностью, кирпичная кладка должна выполняться с вертикальными швами толщиной 1—1,2 см, что дает общую толщину стены, в 38 см. Наружная и внутренняя штукатурки в этом случае не требуются. Кладка мо- жет быть произведена согласно детали 8 с цепной пе- ревязкой или согласно детали 9 с ложковой перевяз- кой. Последний вариант является оптимальным. Допускаемое напряжение такой кладки на осевое сжатие при теплом растворе 1 : 2 : 16 равняется 10 кг/см2 при рядовом кирпиче второго сорта и 7 кг/см2 при рядовом кирпиче третьего' сорта. Б. Стены из силикатного кирпича на теплом растворе Силикатный кирпич (ОСТ 416) представляет собой искусственный камень, отформованный из смеси квар- цевого песка с измельченной гашеной известью и в дальнейшем запаренный в специальных железных котлах под большим давлением, доходящим до 9 ат; период запарки продолжается от 8 до 12 час., после чего кирпич должен быть выдержан на воздухе не ме- нее двух недель, в течение которых он получает боль- шую крепость в связи с поглощением углекислоты из воздуха. Размеры кирпича обычные соответственно красному; его объемный вес в среднем 1780 кг/м3 со средним коэфициентом теплопроводности в 0,68 и вре- менным сопротивлением сжатию в воздушно-сухом со- стоянии не менее 120 кг/см2 и в насыщенном водой— не менее 90 кг/см2. Водопоглощаемость должна быть в пределах 10—15% от первоначального веса кирпича в воздушно-сухом состоянии. В отношении морозо- стойкости силикатный кирпич должен выдерживать 15-кратное замораживание до температуры—17° с попеременным оттаиванием; кирпич на морозостой- кость испытывается только в том случае, если он пред- назначен для наружной облицовки стен. Масса кир- пича должна быть хорошо промешана и вполне одно- родна — без посторонних включений. Эти включения допускаются только из известки или глины при их раз- мерах не более 3 мм. Цвет кирпича белый или жел- товато-серый, вследствие чего при его применении совместно с красным можно достигнуть красивой рас- цветки фасада. В связи с большей теплопроводностью силикатного кирпича кладка из него целиком утоненных стен в 1U кирпича не допуска- ется; стены в этом случае кладутся в 2 кирпича, причем вер- тикальные швы, иду- щие параллельно по- верхностям стены, должны быть в тыч- ковых рядах толщи- ной 30' мм, а в лож- ковых — 20 мм. Все остальные швы имеют обычную толщину 10—12 мм. Помимо этого мО- фиг Кладка кирпичных стен жет применяться сме- из красного кирпича с облицов- шанная кладка (дета- кой силикатным. ли 1 и 2, фиг. 123) из красного кирпича с облицовкой силикатным кирпичом на теплом растворе, что делает такую стену, сложен- ную в 1 кирпича, эквивалентной стене в 2 кирпича на обыкновенном растворе. На детали 1 показана кладка с цепной перевязкой, а на детали 2 — с лож- ковой. В. Стены системы Герарда Более 100 лет назад — в 1829 г. — русским изобре- тателем А. Герардом было предложено применение кирпичных стен облегченного типа, состоящих из двух стенок в полкирпича каждая с заполнением простран- ства между ними имеющимися на месте утеплителями— древесным углем, золой, соломой, сеном и т. д. За- бытая в дальнейшем в течение сравнительно продол- жительного времени эта кладка начала вновь приме- няться в довоенное время некоторыми земскими упра- вами; однако она получила относительно широкое при- менение лишь за последние годы, когда к расходованию строительных материалов стали относиться более бе- режно. В связи с наличием двух отдельных тонких стенок в кладке по способу Герарда необходимо для обеспе- чения устойчивости принятие дополнительных мер. Обычно скрепление между собой этих стенок произво- дится или скобами или выпуском кирпича. Скобы могут выполняться из пачечного железа 1,5 X 20 мм, кото- рое укладывается на деревянные подкладки и переру- бается зубилом на отрезки необходимой длины, бла- годаря чему в местах перерубов получаются слегка загнутые концы, обеспечивающие большую прочность соединения с раствором. При шлаковом заполнителе для предохранения от разъедания серой скобы в пре- делах участков, не заделанных в швы, должны покры- ваться цементным молоком или гудроном. В случае
118 //. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ отсутствия пачечного железа скобы могут выполняться из 5-миллиметровой проволоки, обрубленной таким же способом зубилом для образования загибов на концах. Скобы располагаются через каждые три ряда на рас- стоянии 70—-80 см (деталь 1, фиг. 124). Связь наружной и внутренней стенок вместо скоб целесообразнее производить путем выпуска кирпича, Фиг. 124. Кладка стен из кирпича по системе Герарда: 1—со скреплением при помощи скоб и 2 — со связью наружных и внутренних стенок путем выпуска кирпича. образующего внутренние перевязочные пилястры (де- таль 2, фиг. 124), на расстоянии 1—1,5 м друг от друга. Основное преимущество такого способа ведения работ заключается в отсутствии применения дефицит- ного железа; однако скрепление стенок кирпичом имеет также свой недостаток, именно возможность некоторого отсыревания отдельных полос стены в ме- стах образования перевязочных мостов. Правда, при условии устройства внутреннего прослойка шириной в 16—18 см (окончательная ширина определяется в зависимости от теплопроводности засыпок, а также от климатического района), при котором всеобщий коэ- фициент теплопередачи весьма невелик и при котель- ном шлаке равняется 0,80, указанные отрицательные явления почти исключаются. Вместе с тем необходимо внимательно следить, чтобы зазоры между концами тычков и соседними стенками не заполнялись раство- ром; при невыполнении этого требования неизбежно промерзание стен по линиям тепловых мостов. Для дополнительной защиты наиболее опасных мест — на- ружных углов — обязательно следует делать последние со скошенными внутренними углами по типу, изобра- женному на фиг. 125. Кладка стен производится на цементно-известковом растворе состава 1:1:9 или 1 : 2 : 10. Засыпка пространства между стенками обычно де- лается из паровозного или котельного шлака, являю- щегося наиболее пригодным и надежным утеплителем, особенно при применении материала, выдержанного в течение одного сезона под открытым небом. Объемный вес шлака в разрыхленном состоянии должен равняться 700—800 кг/м3 с объемным весом в утрамбованном виде от 800 до 1100 кг/м3. Также для засыпки может применяться сфагнум в измельченном виде, требующий при производстве работ особенно тщательного уплот- нения. Объемный вес сфагнума в разрыхленном со- стоянии при влажности до 30—35% не должен пре- вышать 150—200 кг/м3. Кроме того сфагнум не дол- жен быть сильно разложенным и должен иметь ясно выраженную волокнистую структуру. Весьма суще- ственными однако недостатками сфагнума являются медленная отдача впитавшейся влаги, сильное разбу- хание при намокании и усадка при высыхании. Помимо указанных материалов применяются трепел и диатом с объемным весом в разрыхленном состоянии не свыше 600 кг/м3, а в утрамбованном—750 кг/м3, с зернами диаметром 18—20 мм. Употребление древесных опи- лок ни в коем случае не может быть рекомендовано вследствие возможности,загнивания, а также создания благоприятных условий для заселения грызунов. При- меняемая иногда для засыпки стен зола с течением времени дает весьма значительную осадку, которая, естественно, ухудшает теплоизоляционные свойства прослойка. Во всяком случае каж- дая засыпка обычно нуждается в пополнении в течение первого года после постройки, для чего в кладке временно закладываются отдельные кирпичи на глиняном растворе или же, при наличии чердака в верхней части стены, оставляется сквозная щель, позво- ляющая по мере надобности про- изводить досыпку соответствую- щего утеплителя вплоть до окон- чания его осадки. Помимо засыпки внутренее про- странство между стенками может заполняться тощим теплым бетоном состава 1 :10 : 6 (известковое те- сто, мелкий шлак и опилки) с его набивкой отдельными слоями по 15 см. Такой способ производства работ позволяет устранить присущие засыпкам недостатки. При наличии подходящих местных материалов рацио- нально засыпки и теплобетон заменять закладными плитами или термоблоками. Для предохранения засыпки от отсыревания стены системы Герарда требуют наружной штукатурки; это условие должно соблюдаться особенно по отношению к стенам, подверженным действию господствующих ко- сых дождей. Для лучшего представления о способе кладки по системе Герарда на фиг. 126 показано заполнение стены при железобетонном каркасе со связями в виде выпуска кирпича. Внутренняя пустота заполнена шла- ком при толщине засыпки в 18 см. Для прикрепления кладки из перемычки выпускается арматура; утепление колонн производится кладкой в % кирпича со шла-
КЛАДКА^ СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ /Л9 ковой прослойкой в 5 с/и. Заполнение стеной по си- стеме Герарда с утеплением колонн и перемычек фи- бролитом показано на фиг. 127, причем укрепление фибролита производится путем пришивки его к опа- лубке до ее установки. Ввиду относительно высокого Объемного веса кир- пичной кладки по системе Герарда ее применение для Фиг. 126. Устройство заполнения стеной rto системе Герарда. (известковое тесто, молотый диатом и песок) и из- вестковый раствор состава 1 : 3 (известковое тесто и песок); в более ответственных зданиях бесцементные растворы заменяются сложными составами 1:1:9 (цемент, известь и песок). Фиг. 127. Устройство заполнения стеной по системе Ге- рарда с'утеплением колонн и перемычек фибролитом. заполнении должно производиться лишь в крайнем случае при отсутствии других более легких материа- лов. Вместе с тем необходимо указать, что эту кладку не следует применять в производственных зданиях с наличием динамической нагрузки, так как в этом слу- чае может произойти ее расслаивание; помимо этого кладка Герарда не рекомендуется для влажных с по- вышенной температурой помещений. В последнем слу- чае, если по каким-либо причинам нельзя избежать кладки Герарда, внутренняя поверхность последней должна быть специально защищена влагоизоляционным слоем. Г. Стены из красного или силикатного кирпича с утеплением термоплитами и смазками Кладка стен может выполняться также утоненной в 1Уз, 1 и Уд кирпича из красного или силикатного кирпича с утеплением термоплитами и смазками. В зависимости от требуемой прочности применяются два типа растворов: в .малоответственных промышлен- ных зданиях при высоте в 1—2 этажа допустимы известково-диатомовый раствор состава 1 : 134 : 7 Термоизолирующими материалами могут служить термоплиты: соломит, камышит, фибролит, торфолеум, известково-диатомо-шлаковые, цементно-известково- шлаковые плиты и плиты из силикат-органиков. В случае необходимости получения теплоизоляции не толще 40 мм стены могут утепляться термоизоля- ционными смазками или штукатурками из цементно- известкового, известково-диатомового, известково- глиняного и алебастрового растворов с утепляющими органическими и неорганическими заполнителями. Та- кая смазка наносится последовательно несколькими слоями в 15—20 мм с выдерживанием каждого слоя в течение некоторого времени для придания изоляции большей прочности. В производственных зданиях с выделением избыточ- ного тепла экономический баланс отопления не имеет особого значения, поэтому при отсутствии влажно- сти допустимо помещать изоляцию изнутри для ее предохранения от действия атмосферных осадков сквозь иногда появляющиеся трещины в наружной штукатурке; при внутреннем расположении термоизо- ляции упрощается также прикрепление плит. В производственных зданиях для технологических процессов без выделения тепла, а также в подсобных
140 II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ промышленных зданиях типа заводоуправлений, ам- булаторий и т. п., целесообразнее производить уте- пление снаружи, так как в этих зданиях имеет зна- Фиг. 128. График для определения толщины термоизоляции. чение теплоемкость. При таком способе термоизоля- ции стена получает более высокие тепловые свойства; нулевая линия температуры при внешней температуре в—30° и внутренней 4-20°, как показывает терми- ческий расчет, проходит в слое термоизоляции. В связи с этим влага проникает из воздуха помещения в плиту и, достигнув нулевой линии температуры, превращается в лед; при потеплениях лед оттаивает и вновь превра- щается в воду. Таким образом термоплита будет на- ходиться под разрушающим действием переменного режима. При расположении плитной изоляции с внеш- ней стороны стены нулевая линия проходит в первой снаружи трети толщины кирпичной стены, в связи с чем термоизоляция будет менее подвергаться разруше- нию. Помимо этого в плитах уменьшаются явления конденсации влаги, проникающей изнутри совместно с теплым воздухом. Толщина слоя тепловой изоляции в виде плит или в виде смазки находится в зависимости от коэфициента теплопроводности изоляционного материала. Наблюде- ния показали, что для стены, эквивалентной 21/->-кир- пичной, эта толщина колеблется в следующих преде- лах. Для стены в 11/2 кирпича на теплом растворе от 15 до 40 мм »» » » 1. » » » » » 35 „ 70 „ „ „ » 1 , „ холодном „ „ 50 , 70 „ Определение толщины термоизоляции может быть произведено по графику на фиг. 128. Для облицовки термоплитами кирпичных стен кладка последних ведется с выпуском в наружную сторону Фиг. 129. Кладка кирпичных стен с облицовкой термоплитами: 1—.крепление термоплиты при ее толщине 50 мм, 2 — крепление термоплиты при толщине, превосходящей 50 мм, 3“ и Зб—-крепление теплобетонных и силикат- органических' плит при помощи клиньев, 4а — крепление термоплит из торфолеума при забивке клиньев в горизон- тальные кладки и 4б — то же, в вертикальные швы кладки. вместе с тем изолирующий материал находится в луч- ших температурных условиях. При отеплении изнутри плитой в 5 см кирпичной стены толщиной в 1 кирпич каждого шестого или восьмого ряда кирпича на 15— 50 мм в зависимости от толщины теплоизоляции, при- чем выпуск в 50 мм соответствует толщине термоплит
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 121 в 50 и и более. Ширина термоплит в соответствии пяти или семи рядам кладки может быть принята в 365 и 515 мм. Длина плит назначается из расчета портативности в зависимости от их толщины и объем- ного веса материалов: в среднем она может быть при- нята в 500, 750 и 1000 aim. Теплобетонные и силикаторганические плиты уста- навливаются одновременно с производством кирпичной кладки и на том же растворе, на котором ведется последняя. Плиты прислоняются к стене вплотную без раствора, но швы по периметру тщательно заполня- ются раствором. Поверхность термоплит должна де- латься рифленой или шероховатой для лучшей связи с последующей штукатуркой. Если толщина термоплит равняется величине вы- пуска горизонтальных рядов кирпича, на который ста- вятся плиты, то никаких особых креплений для по- следних не требуется (деталь 1, фиг. 129). В том же случае, когда толщина термоплит более 50 мм, т. е. превосходит величину выпуска горизонтальных рядов кирпича, а также при неправильностях кладки, когда нельзя оставить плиты без дополнительного крепления, с этой целью употребляются крючки из полосового 2 X 20 мм или пачечного железа; эти крючки закла- дываются В' швы кладки и располагаются согласно детали 2 фиг. 129. При толщине термоплит менее 50 мм их укрепление может производиться расклиниванием посредством де- ревянных клиньев, забиваемых в свежие швы кладки. Выпуск горизонтальных рядов кирпича при этом де- лается вразбежку согласно деталям За и Зб. При по- следующей установке плит их крепление может быть выполнено расклиниванием между горизонтальными выпущенными рядами кладки. Облицовка фибролитовыми, соломитовыми и камы- шитовыми плитами, а также плитами торфолеума производится по окончании кладки. Фибролитовые плиты ставятся на растворе. Для укрепления термоплит в горизонтальные швы выпускаемых рядов кирпичной кладки закладываются куски полосового или пачечного железа, загибаемые крючьями после установки плит. Иногда укрепление производится посредством гвоздей, забиваемых сквозь термоплиты в свежие швы кир- пичной кладки. Вслед за облицовкой стены должны штукатуриться. Оштукатурка выполняется непосред- ственно по плитам, за исключением торфолеума; по- следний штукатурится по драни, подбиваемой по пли- там и к деревянным клиновидным пробкам, забивае- мым во время производства работ в горизонтальные (деталь 4а и вертикальные (деталь 4б, фиг. 129) швы выпускаемых рядов кирпичной кладки. Уширенные неутепленные швы, получающиеся в ря- дах кирпичной кладки, в которых сделаны выпуски для опоры термоплит, и заполняемые раствором, на кото- ром ведется вся кладка, предусматриваются термиче- ским расчетом. При кладке на холодном растворе или при выпусках кирпича менее 50 мм эти швы утепля- ются введением в них высевок шлака или полос толя, сложенных вдвое или втрое. При выпуске кирпичей высотой в 2 ряда отепление шва может быть также выполнено введением в уши- ренный шов поставленного на ребро эффективного кирпича. Для предохранения термоизолирующих плит от за- мокания под действием косых дождей при утеплении стен соломитом, камышитом и торфолеумом наружная поверхность штукатурки покрывается жидким цемя- ночным раствором, состоящим из извести и молотого красного кирпича в равных частях по объему. Раствор наносится на покрываемую поверхность кистью. Рабочей толщиной стены в отношении прочности считается ее толщина в основном материале с учетом примененных растворов. Д. Стены из красного кирпича с внутренней штучной термозоляцией Утепление утоненных кирпичных стен из красного кирпича может быть произведено вместо теплого раст- вора путем закладывания в уширенные вертикальные швы кладки специальных термовкладышей. Этими вкладышами при цепной перевязке служат термокир- пичи (деталь 1, фиг. 130), а при многорядной ложко- вой — термокамни высотой в 5 рядов кирпича (де- Фиг. 130. Кладка утоненных кирпичных стен с внутренней штучной изоляцией: 1 — изоляция термокирпичом и 2 — изо- ляция при многорядной ложковой кладке термоблоками. таль 2). Толщина вкладышей принимается в зависимо- сти от термоизоляционных свойств, а длина коле- блется из условий портативности от 50 до 70 см. Применяемые для кладки растворы могут быть хо- лодными — состава 1 : 1 : 11 (цемент, известь и пе- сок) и теплыми, составленными из цемента, извести и шлакового песка, в пропорции 1 : 2 : 16. Материалами для изготовления термовкладышей слу- жат теплые бетоны с легкими неорганическими запол- нителями при известково-цементном и известково-диа- томовом растворах, теплые камни из кальцинирован- ных глин, силикат-органики, обработанные глиной или известью торфяные кирпичи и т. п. При определении толщины термоизоляции следует руководствоваться теми же соображениями, как и при стенах на теплых растворах. 2. СТЕНЫ ИЗ ЭФФЕКТИВНОГО ЛЕГКОВЕС- НОГО КИРПИЧА Сплошные красный и силикатный кирпичи начинают отживать свой век благодаря целому ряду присущих им недостатков, а именно: сравнительной дорого- Цветаев. 16
122 II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ визны, относительно большой теплопроводности и зна- чительного объемного веса. Кроме того для I—III кли- матических районов Советского союза с точки зре- ния непромерзаемости стены из сплошного кирпича обычно приходится делать толще, чем это требуется статическим расчетом, что приводит к неполному ис- пользованию материала как несущей конструкции, тем самым удорожая строительство. А. Определение эффективного кирпича и его классификация Эффективным кирпичом считается кирпич, обладаю- щий меньшим объемным весом, меньшей теплопровод- ностью и большей экономичностью, чем обыкновенный красный или силикатный кирпич, вследствие чего при- менение такого кирпича в строительстве должно отли- чаться значительной эффективностью как в отноше- нии рационализации конструктивных решений, так и в части снижения себестоимости. Классификация такого кирпича может быть произ- ведена по целому ряду признаков. а) По массивности кирпичи разделяются на три вида. 1) Сплошные, без пустот: к этому типу относятся глино-трепельные кирпичи, при наличии глины по объ- ему более 50%, трепельно-глиняные, если глины ме- нее 50%, и трепельные из одного трепела без добавки глины. Вместо трепела могут быть применены разно- видности диатомовых земель. 2) Пористые, с наличием большого количества не- больших пор в самом материале; к этому виду отно- сятся: пористые из глины с добавлением выгорающих добавок, пористо-трепельные из трепела и выгораю- щих добавок и пописто-глиняно-трепельные из глины с добавлением трепела и выгорающих добавок. По- мимо трепела применяется диатом. 3) Пустотелые и дырчатые, с наличием пустот или дыр; к кирпичам этого вида относятся пустотелые и дырчатые кирпичи из глины с пустотами и пустоте- лые глино-трепельные кирпичи из глины с добавлением терпела и с пустотами. б) По размеру кирпичи могут быть троякими. 1) Крупноблочными, размер которых определяется принятыми конструктивными решениями при оформле- нии здания и наличием механизации для подъема и установки. 2) Нормальными, при длине в 250 мм, ширине 120 мм и высоте 65 мм. 3) Укрупненными, с объемом примерно равным 2 или 4 кирпичам обычного типа. в) По назначению кирпичи делятся на два типа. 1) Строительные, пригодные для применения в дело как материал, несущий нагрузку. 2) Изоляционные, не несущие нагрузки. г) С точки зрения объемного веса и временного со- противления сжатию кирпичи распадаются на четыре марки, причем для сплошного эффективного строи- тельного кирпича объемный вес колеблется от 600 до 1200 кг1м3, при сопротивлении сжатию от 15 до ЮОкНсм1, а для пористого при том же объемном весе от 600 до 1200 кг/м3, сопротивление сжатию должно быть не менее чем от 22 до 70 кг!см3 в зависимости от входящих в состав материалов. Б. Кладка из эффективного кирпича а. Стены из сплошного эффективного кирпича Сплошной эффективный (легковесный) кирпич (ОСТ 4728) представляет собой искусственный сплошной камень установленных форм и размеров, изготовленный путем формовки и обжига смесей глины с разновидно- стями трепела и других диатомовых земель или только из разновидностей трепела и диатомовых земель. По объемному весу сплошной эффективный кирпич разделяется на четыре марки: 1—1200 кНм3, 2— 1000 кг/м3, 3—800 кг]м3 и 4—600 кг/м3. Качество эффективного кирпича должно соответ- ствовать данным, указанным в табл. 1. ТАБЛИЦА 1 Наименование качества Марка 1 Марка 2 Марка 3 Марка 4 I. Средний вес кир- пича не более кг . 2,4 2,0 1,5 1,2 ?. Среднее временное 1 А 100 А 60 А 60 А 40 сопротивление ежа- (Б 70 Б 60 Б 50 Б 30 тию (в кг) см-) не (В 50 В 40 В ?5 В 23 Мрнее ) Г 35 Г 30 Г 22 Г 15 Применение сплошного эффективного кирпича с временным сопротивлением менее 15кг\см° для кладки стен не допускается. Стены рассчитываются с шестикратным запасом прочности от временного сопротивления кирпича; в необходимых случаях учитывается влияние продоль- ного изгиба. Толщина стен принимается в 1 или 11-, кирпича, причем изготовление отдельных марок должно произ- водиться в соответствии с теплотехническими требо- ваниями климатических поясов. Раствор для кладки кирпича должен быть не менее теплым, чем материал стены, т. е. его объемный вес должен примерно соответствовать объемному весу применяемого кирпича . По условиям требуемой проч- ности вяжущими веществами могут быть портландский цемент в чистом виде (в- исключительных случаях) и с известью, известь с гидравлическими добавками и гидравлическая известь; легкими заполнителями слу- жат шлаковый песок, гранулированный доменный шлак, трепел, пемзовая или туфовая мелочь и другие легкие пески. Кладка из сплошного эффективного кирпича ничем не отличается от производства кладки из обыкновен- ного и может выполняться с цепной или многорядной ложковой перевязкой; первый способ предпочтителен при кирпичах с малым объемным весом как позво- ляющий получить более надежную кладку. Оштукатурка стен производится с двух сторон с применением тех же вяжущих веществ и заполните- лей, как для кладки стен; весьма целесообразным сле- дует признать выполнение наружной штукатурки ме- нее плотным раствором, чем внутренней, что облегчит выход влаги наружу. Область применения кладки из сплошного эффек- тивного кирпича весьма значительна — она допускает- ся во всех климатических поясах как для кладки стен, так и для заполнения каркаса; в последнем случае следует применять кирпич с малым объемным весом. б. Стены из пористого эффективного кирпича Пористый кирпич (ОСТ 4729), как было указано выше, приготовляется из глины Или трепела или из глины и трепела с примесью выгорающих добавок в виде порошкообразного топлива — угольной мелочи, древесных опилок, торфа или соломенной крошки; при обжиге эти примеси выгорают, образуя в материале равномерно распределенные мелкие пустоты, умень-
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 123 тающие вес кирпича и коэфициент его теплопровод- ности. Вместо трепела применяется также диатом. Наличие сгораемых примесей уменьшает количество потребного для обжига топлива, что положительно влияет на экономичность самого кирпича. Качество пористого обожженного кирпича нехуже, а обычно даже лучше обыкновенного: при равномерной окраске он имеет однородный ясный звон и идет в дело без всякого отхода в щебень; он легко поддается теске и вследствие шероховатых поверхностей пре- красно сцепляется с раствором. Кроме того пористый кирпич имеет целый ряд произ- водственных достоинств — он легче изготовляется, чем обык- новенный кирпич, а также он совершенно не имеет отхода в брак как при сушке, так и в обжиге; обжиг пористого кир- пича может производиться без всяких затруднений и в любых количествах, давая до 50% эко- номии на топливе. Соответственно сплошному пористый кирпич разделяется по объемному весу на четыре марки: 1 — 1200 кг/м3, 2 — 1000 кгмг, 3 — 800 кг/м3 и 4 — 600 кг/м3. Качество пористого кирпича должно быть по отдельным при- знакам не ниже следующих по- казателей, указанных в табл. 2. Кладка из пористого кирпича выполняется так же, как из сплошного, причем обязательно для большого экономического эффекта выполнять стены не толще чем в 1% кирпича, из- готовление теплых растворов производится соответственно растворам для кладки из сплош- ных эффективных кирпичей. Такое утонение стен, помимо экономии на транспортировании строительных материалов, по- зволяет осуществлять более легкие фундаменты. Для предо- хранения от воздействия атмо- сферных осадков вследствие зна- чительной влагопроницаемости стен из пористого кирпича приходится штукатурить наружные поверхности; внутренние поверхности стен также штукатурятся. Помимо этого следует соответ- ствующим образом изолировать кладку от фундамента. Что касается заполнений каркасных стен, то их кладка должна производиться из кирпича относительно малого объемного веса для получения наиболее легко несу- щего каркаса. ТАБЛИЦА 2 Наименование качества Марка 1 1 Марка 2 [ Марка 3 Марка 4 1. Средний вес кир- пича не более кг . 2,4 2,0 1,5 1,2 2. Среднее временное сопротивление сжа- тию (в кг/см?) не менее , 1 А70 } Б 50 В 35 А 60 Б 40 В 30 Б 35 Б 22 в. Стены из пустотелого и дырчатого эффективного кирпича Эффективный кирпич с пустотами имеет целый ряд преимуществ перед обыкновенным кирпичом вслед- ствие значительной экономии необходимого для его выработки сырья, а также благодаря меньшей затрате энергии на формование глины и ее обработку: пусто- телый кирпич требует также меньше топлива для его обжига. Механическое использование его может быть сравнительно легко доведено до допускаемого предела, а относительно меньший вес позволяет с экономиче- Фиг. 131. Пустотелые кирпичи: 1—двойной пустотелый кирпич, 2 — одно- ручный пустотелый кирпич, 3 —пустотелые кирпичи укрупненных разме- ров «аристос», 4 — пустотелый кирпич «шима» и 5 — пустотелые кирпичи малых размеров с продольными и поперечными пустотами. ской точки зрения перевозить этот кирпич на значи- тельно' большие расстояния. В то время как у нас кладка стен из пустотелого кирпича не вышла из стадии опытов, кладка таких стен в западноевропейской и американской строитель- ной практике получила довольно широкое распростра- нение. В Америке часто применяется так называемый «двойной» пустотелый кирпич вперевязку со сплош- ным или также пустотелым кирпичом нормальных раз- меров (деталь 1, фиг. 131). Этот кирпич, имея в длину и ширину по 220 мм и толщину в 60 мм, по объему примерно равняется, двум нормальным кирпичам'. На верхней поверхности таких «двойных» кирпичей име- ются два глубоких жолоба, позволяющих каменщику легко оперировать с ними при работе; кроме того в случае укладки раствора только по краям постели эти жолоба будут предохранять помещения от проникно- вения в них наружной влаги. Наличие трех продоль- ных пустот с объемом около 35% от общего объема кирпича значительно уменьшает вес стены и дает эко- 16*
124 11. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ номию во времени, необходимом для производства ра- бот по кладке, а следовательно и в стоимости рабочей силы. Другой тип американских пустотелых кирпичей, так называемых «одноручных», изображен на детали 2 фиг. 131. Их кладка ведется в Америке на цементном растворе 1:3 с добавлениемм 15% извести (для нас такой раствор непригоден), с заполнением раствором не только постелей, но и заусенков, так как наличие сквозных щелей в кладке способствовало бы проника- нию влаги внутрь зданий. В Германии довольно широкое распространение по- лучили кирпичи укрупненных размеров «аристос» (де- таль 3, фиг. 131), объем которых примерно в четыре раза больше объема обыкновенного кирпича, что бла- гоприятно отражается при их применении на эконо- мичности кладки. При кладке этих кирпичей сквозные отверстия закрываются раствором. Другой тип кир- пича «шима» (деталь 4, фиг. 131) представляет собой параллелепипед с размерами 25 X 30 X 14 см. Отфор- мованные на верхних и нижних постелях полукруглые каналы при укладке кирпичей друг на друга образуют цилиндрические пустоты, что улучшает термоизоляци- онную способность стены из таких пустотелых кам- ней, а также препятствует прониканию внутрь здания атмосферной влаги. Что касается пустотелых кирпи- чей малых размеров, то они изготовляются самых раз- нообразных форм как с наличием продольных пустот (деталь 5, фиг. 131), так и поперечных. Из этих двух типов наиболее употребительны первые как конструк- тивно более оправданные. Вторые применяются глав- ным образом для тычков при перевязи кладки. Кроме пустотелого кирпича в Германии применяется многодырчатый кирпич; мюнхенская фирма «Захариас» вырабатывает эти кирпичи с 34, 38 и 44 дырочками диаметром 13, Г5 и 17 мм, причем она считает, что при таких диаметрах жидкий раствор не будет запол- нять пустоты и тем самым не уменьшит теплоизоля- ционной способности кладки из дырчатых кирпичей. Наличие таких дырочек позволяет, несмотря на со- кращение расхода топлива, добиться более равномер- ного обжига, а следовательно повышения сопротивле- ния сжатию при одновременной экономии рабочей силы, материалов и энергии. 3. МОНОЛИТНЫЕ СТЕНЫ ИЗ ТЕПЛОГО БЕТОНА Теплые бетоны бывают двух видов в зависимости от состава заполнителей. Первый тип изготовляется из вяжущего вещества и легких заполнителей, чем созда- ется вкрапление в тело бетона ноздреватых пористых материалов, уменьшающих вес кладки и увеличиваю- щих ее термоизоляционную способность, понижая од- нако механические свойства самого бетона; этот вид бетона находит применение в одноэтажных зданиях и в верхних этажах многоэтажных зданий. Второй тип бетона выполняется для достижения равновесия межд\ его упругими и тепловыми свойствами путем комби нации легких и тяжелых заполнителей, что, увеличи- вая сопротивление сжатию, позволяет получить отно- сительно малотеплопроводный бетон; последний бетон применяется для нижних этажей многоэтажных зда- ний. Легкими мелкими заполнителями теплого бетона являются гранулированные или котельные шлаки, пем- зовая и туфовая мелочь и т. п., а кам.еневидной соста- вляющей— пемзовая, диатомовая и другая легкая ще- бенка. Тяжелыми заполнителями служат кирпичный или бутовый щебень и гравий. Гранулированный шлак получается путем выпуска расплавленных доменных шлаков в воду; обычно за последнее время все метал- лургические заводы гранулируют свои шлаки для удоб- ства их отвозки, так как их вычерпывание в виде пеока со дна водяных бассейнов производить значительно проще, чем раскалывать на куски сплавленные шлаки. Таким образом этот вид шлаков получается как оста- точный продукт при металлургическом производстве, причем его стоимость на строительстве определяется только ценой перевозки. Что касается пемзы, то она является естественным продуктом вулканического ха- рактера, образовавшимся при быстром остывании рас- плавленной лавы, содержавшей в себе большое коли- чество газов под большим давлением в период нахо- ждения последней в недрах земли. Благодаря ноздре- ватой пещеристой структуре, малому удельному весу и относительно достаточной механической прочности пемза должна быть признана одним из. лучших мате- риалов для применения в качестве заполнителей для теплых бетонов; однако наличие залежей лишь в рай- оне Закавказья затрудняет ее применение вследствие весьма значительных расходов на транспортирование. Вместе с тем необходимо отметить, что пемза обла- дает особенно высокими теплоизоляционными способ- ностями. Применяемые 15 Государственным трестом строи- тельной промышленности (ранее конторой «Теплобе- тон», б. Русгерстрой) теплые бетоны изготовляются из комбинации пемзы и песка или гравия с гранулирован- ными и котельными шлаками. Объемный вес теплых бетонов для одноэтажных зданий или верхних этажей многоэтажных зданий равняется 1200—1500 кг/м3. Толщина стен из таких бетонов при необходимости получения стены, эквивалентной по тепловым каче- ствам обычной 2%-кирпичной стене, колеблется от 38 до 45 см. Объемный вес теплых бетонов для нижних этажей многоэтажных зданий в 5—6 этажей увеличи- вается до 1600—1700 кг/м3', толщина стен при этом доходит до 50—52 см. Кладка наружных стен одно- этажных зданий или верхних этажей многоэтажных зданий производится из теплого бетона состава 1:15 или 1:14; средние этажи кладутся из бетона состава около 1 : 12, а для нижних этажей многоэтажных зда- ний применяются более жирные составы —1:11 или 1 : 10. Бетоны состава 1:15 могут выполняться из од- ной части цемента, пяти частей гранулированного шлака, четырех частей котельного шлака, четырех ча- стей пемзы и двух частей песка. Изготовление бето- нов состава 1:12 производится из 1 ч. цемента, 5 ч. пемзы, 4% ч. гранулированного шлака и 2% ч. котель ного шлака или 1 ч. цемента, 5 ч. гранулированного шлака и 7 ч. доменного шлака. Первоначальный состав бетона по системе Косселя состоял из 1 ч. цемента, 2 ч. песка, 1 ч. гравия, 3 ч. пемзы, 3 ч. котельного шлака и 3 ч. гранулированного шлака. Консистенция бетона принимается пластичной, так как при жесткой бетон расслаивается, а жидкая кон- систенция ведет к уменьшению прочности теплых бе- тонов. Стены выдерживаются в опалубке в зависимо- сти от атмосферных явлений от 4 до 7 дней. При ук- ладке арматуры в теплом бетоне, например для обра- зования перемычек, приходится принимать специаль- ные меры для защиты железных прутьев путем их ок- раски жирным цементным раствором, так как при зна- чительной влагоемкости теплого бетона может проис- ходить периодическое увлажнение заложенной в него арматуры и таким образом гибель последней от ржав- чины. При кладке теплого бетона должно быть обра- щено серьезное внимание на правильную разрезку зда- ний швами расширения, примерно через 25—30 м с постановкой компенсаторов (системы инж. Н-. А. По-
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 125 пова), так как, несмотря на то, что такой бетон обла- дает относительно меньшим коэфициентом расшире- ния, чем простой бетон, он хуже работает на рас- тяжение, появляющееся при резком понижении наруж- ной температуры; непринятие необходимых мер может вызвать образование значительных трещин. Прочность теплых бетонов в зависимости от состава и пропорции входящих в него материалов может быть различной. Временное сопротивление на сжатие рабо- чих кубиков из пемзовых, пемзо-шлаковых и шлако- вых теплых бетонов при составе 1:14 равняется от 15 до 20 кг/см2, при составе 1 : 12 — от 22 до 28 кг/см2 и при составе 1:10 — ‘От 28 до 35 кг /см2. Примене- ние бетонов с временным сопротивлением на сжатие менее 18 кг/см2 для кладки несущих стен нецелесооб- разно. Основной коэфициент запаса принимается в 2,85, причем учет продольного изгиба производится как обычно по «Единым нормам строительного проек- тирования». 4. СТЕНЫ ИЗ ТЕПЛОБЕТОННЫХ КАМНЕЙ За последние годы весьма широкое распространение в промышленном зодчестве получила кладка стен из теплобетонных камней, одно время почти совершенно оставленная вследствие целого ряда неудачных опытов ее применения в предреволюционные годы. Эти не- удачи произошли благодаря стихийности распростра- нения в России пустотелого! бетонного строительства, попавшего тогда главным образом в руки технически малограмотных подрядчиков, заботившихся лишь о максимальной наживе без учета всех необходимых, влияющих на качество! работы факторов. Не надо за- бывать, что рациональное применение в массовом мас- штабе строительных материалов требует предваритель- ного периода опытных лабораторных испытаний, что к сожалению в отношении кладки из бетонных камней не имело места вследствие слишком явных экономиче- ских преимуществ последней перед стенами из крас- ного. кирпича. В результате широкое применение строительства из бетонных камней без необходимой технической продуманности и обоснованности привело к тому, что наряду с действительно удовлетворитель- ными постройками получились также и абсолютно не- доброкачественные, с целым рядом серьезных дефек- тов. Указанная недоброкачественность подорвала до- верие к этим постройкам и привела к установлению в течение длительного периода времени явно отрица- тельного взгляда на возможность рационального при- менения подобного вида строительства. Основным не- достатком первоначальных построек являлось частое отсыревание стен, особенно в угловых сопряжениях, а также появление- значительного количества трещин, что ухудшало тепловую эффективность стен вслед- ствие применения в то время преимущественно камней со сквозными каналами; таким образом наружный воз- дух, попадая сквозь образовавшиеся трещины во вну- тренние воздушные прослойки, вызывал усиленные токи воздуха, уничтожавшие термоизоляционные свой- ства этих каналов, что еще более влияло на дефек- тивность строительства. А. Определение теплобетонных камней и их классификация Переходя в дальнейшем к описанию стен из тепло- бетонных камней, необходимо дать известное понятие о том, что представляют собой указанные камни, а также произвести их основную классификацию. Согласно общесоюзному -стандарту (стандарт име- ется только на сплошные камни — ОСТ 3163) тепло- бетонные камни представляют собой установленных размеров искусственные строительные камни, изгото- вляемые из различных вяжущих материалов и различ- ных заполнителей различными технологическими про- цессами (отливка, набивка, штамповка, прессование) с последующими приемами: а) медленным твердением при достаточной температуре и влажности, б) обработ- кой в парильных камерах без давления и в) запаркой под давлением в автоклавах. Что касается классификаций теплобетонных кам- ней, то она может быть произведена по целому ряду признаков. а) С точки зрения вяжущих материалов, применяе- мых для изготовления, теплобетонные камни распада- ются на следующие группы. 1) На камни, изготовленные на цементах — порт- ланд-цементе, шлако-портланд-цементе, шлаковом це- менте, глинит-цементе, романском цементе и зольном цементе; портланд-цемент, имеющий прямое назначе- ние для железобетонных конструкций, вследствие сво- ей дефицитности и дороговизны допускается как ис- ключение преимущественно в виде добавок при камнях, твердеющих без пара, и при необходимости повыше- ния прочности, ускорения твердения и пр. 2) На бесцементные камни. Основным вяжущим ма- териалом в этом случае является жирная воздушная известь, смешиваемая с гидравлическими добавками. Последними служат: трепел и диатом, испытанные на содержание активного кремнезема и прокаленные при значительном наличии органических примесей; зола подмосковных и других каменных углей и горючих сланцев при их обжиге на колосниковых решотках; активизированная глина, богатая содержанием крем- незема и прокаленная при средних температурах; до- менный основной гранулированный шлак и пр. б) По роду заполнителей (легких и тяжелых) тепло- бетонные камни распадаются на следующие группы. f) Шлаковые камни, изготовляемые преимуществен- но на котельном шлаке. 2) Диатомовые и трепельные камни, в которых за- полнителями являются диатом и трепел. 3) Органиковые с добавкой отеплителей в виде опи- лок, сфагнума и тому подобного волокна. 4) Пемзовые камни, в которых заполнителем слу- жит пемза, являющаяся естественным материалом вулканического происхождения. 5) Керамзитовые камни, в которых заполнителем служит керамзит, являющийся искусственной пемзой (пузыристая глина). 6) Термозитовые камни с заполнителем термози- том, т. е. искусственной пемзой, получаемой из кис- лого доменного шлака. 7) Туфовые камни с заполнителями из туфа. 8) Кирпичные камни по возможности со щебнем из пористого кирпича и прочие камни. Помимо этого имеются камни — газобетонные и пе- нобетонные, в которых заполнителем служит воздух без специальных оболочек естественного или искус- ственного происхождения. в) По массивности теплобетонные камни разделя- ются на два вида. 1) Сплошные камни, без пустот. Эти камни обла- дают целым рядом существенных достоинств. Необхо- димо отметить простоту производства работ и иден- тичность обычным приемам кладки, что позволяет до- статочно рационально осуществлять стены из сплош- ных бетонных камней средним квалифицированным персоналом Кроме того массивность камней с отсут- ствием прослоек с резкими перепадами температуры внутри стены в зимнее время улучшает гигиенические
126 J’-- CTEHbL _И ЗАПОЛНЕНИЯ условия работы таких ограждающих поверхностей. Сплошные камни допускают их свободную теску, а также они дают меньше брака при перевозке. Нако- нец составы для сплошных камней могут быть более тощими, чем для пустотелых. 2) Пустотелые камни. Эти камни в свою очередь распадаются на камни с пустотами, остающимися не- заполненными при кладке стен, и на камни, у которых пустоты заполняются термоизоляционными материа- лами. К наиболее рациональным камням первого типа относятся ячейчатые камни с продолговатыми узкими пустотами, расположенными в шахматном порядке (типа «крестьянин», «рациональ»), или же стаканчато- пустотные камни с вертикальными коническими пу- стотами (типа Мосмаштреста). Тот и другой типы кам- ней перекрываются сверху диафрагмой, что позволяет разбить пустоты на отдельные небольшие вертикаль- ные отрезки и тем самым надежнее обспечить правиль- ность работы кладки из бетонных камней. Что каса- ется второго типа камней, в котором пустоты запол- няются термоизоляционными материалами, то наи- большее распространение получила система «Торонто» с широкими овальными пустотами. Недостатком этих камней кроме меньшей обеспеченности с точки зре- ния тепловой изоляции при недостаточно тщательной кладке является усложнение производства работ, так как при кладке раствор приходится раскладывать в го- ризонтальном направлении по узким поверхностям стенок камня, а в вертикальных швах промазывать им узкие торцовые стенки; вместе с тем они требуют меньшего количества материалов и более краткого срока для пропарки. При сравнении сплошных и пустотелых теплобетон- ных камней необходимо признать, что будущее несом- ненно принадлежит первому типу камней как более индустриальному, а также имеющему целый ряд других преимуществ. г) По возможности применения теплобетонных кам- ней для стен разной высоты и назначения они разделя- ются на три группы. 1) Камни, пригодные для заполнения в каркасе. К этому роду должны быть отнесены все перечисленные в п. б камни, но с обязательной установкой о приме- нении камней наименьшего объемного веса. 2) Камни, применимые для одноэтажного строитель- ства. К этой группе может быть отнесено большин- ство указанных выше камней в случае их выполнения сплошными, а также пустотелые бетонные камни при отсутствии передачи на них значительных статических, а особенно динамических нагрузок. 3) Камни, пригодные для кладки сплошных стен в несколько этажей. Этот случай зависит от вели- чины нагрузок и должен разрешаться индивидуально для каждого отдельного объекта строительства в зави- симости от местных условий. Наиболее пригодны, осо- бенно при количестве этажей свыше двух, массивные камни без пустот с относительно высоким временным сопротивлением сжатию, при сравнительно незначи- тельном объемном весе, что предопределяет среди дру- гих видов кладки рациональность применения для ее производства шлакобетонных сплошных камней. д) С точки зрения размера отдельных теплобетон- ных сплошных камней они могут быть разбиты на три основные типа. 1) Мелкие бетонные камни с размерами, равными обычному кирпичу. Хотя на Западе этот тип весьма распространен, но для наших условий он непригоден, так как требует относительно большой затраты рабо- чей силы на кладку и увеличивает количество необ- ходимого раствора. 2) Укрупненные бетонные камни весом 20—35 кг для одного каменщика и 40—70 кг при работе в четыре руки двух рабочих. 3) Большие термоизоляционные блоки или плиты для заполнений. Эти бдоки, предопределяющие механиза- цию для их подъема и укладки и позволяющие сводить до минимума сроки производства работ и тем самым также и сроки оборачиваемости капиталов, несомненно единственно целесообразны и должны в ближайшем будущем получить самое широкое распространение. Б. Кладка стен из тепло бетонных камней Кладка стен из теплобетонных камней зависит от типа примененных в дело камней — сплошных или с пустотами, поэтому следует произвести их отдельное описание. а. Стены из сплошных теплобетонных камней 1. Изготовление камней Сплошные теплобетонные камни (ОСТ 3163), как было указано выше, представляют собой установлен- ных размеров искусственные строительные камни. Некоторые виды камней, как например шлаковые, пемзовые, диатомовые, трепельные и тому подобные камни, изготовляются общеизвестными способами, от- личаясь друг от друга технологическими процессами — отливкой, набивкой, штамповкой или прессованием, а также в зависимости от фактических возможностей последующими приемами — медленным твердением кам- ней при обычной температуре, обработкой в париль- ных камерах без давления или запаркой под давле- нием в автоклавах. Однако имеются отдельные типы камней, появив- шиеся за последние годы и отличающиеся способами своего изготовления, что делает необходимым их краткое описание. К этим камням относятся — сили- кат-органики, глино-кальцинированные камни и газо- и пенобетоны. Силикат-органиками называются материалы, состав- ленные из силиката, т. е. вяжущего вещества, приме- няемого в настоящее время обычно в виде известково- диатомового раствора и добавок органического проис- хождения— сфагнума и древесных опилок. Автором этих сортов материалов является проф. В. П. Некрасов, руководящий лабораторией фибро-органических строи- тельных материалов ЦНИПС. Органические добавки производятся с двоякой целью: для придания массе мелкопористости, что позволяет уменьшить объемный вес камней, а также увеличить их термоизоляционную способность, и кроме того для лучшего внутреннего сцепления отдельных составных частей и повышения таким образом прочности. Приготовленная масса из вяжущего вещества и органических наполнителей наливается в формы из кровельного железа, после чего выдерживается в за- парочных котлах при давлении 8 ат в течение 8 час., так как при меньшем давлении и более коротком сроке запарки камни не успевают надлежащим образом про- греться вследствие малой теплопроводности самой массы. Силикат-органики могут изготовляться также без пропарки; однако полученные таким образом камни обладают весьма малой прочностью. Глино-кальцинированные камни изготовляются сле- дующим образом. Известь-кипелка в количестве 1 об. части гасится с одновременным примешиванием 3—6 объемов глины, определяемых составом глины и извести; в среднем можно считать 4 объема глины. Полученный раствор после его выдерживания в тече-
КЛАДКА_СТЕН_И_ЗАПОЛНЕНИЙ 127 ние 3—4 дней разводится до густоты сметаны и затем смешивается примерно с 4 ч. органиков (мелкая стружка, опилки, соломенная резка и т. п.). Перед смешиванием органики желательно вымочить в тече- ние нескольких часов в 3%-ном растворе железного купороса. Этот прием способствует антисептированию органиков, а также ускоряет срок твердения вслед- ствие образования в структуре камня гипсовой пленки. Полученная таким образом масса формуется путем наливки или набивки в формы. Изготовленные блоки подвергаются воздушной сушке. Для скорейшего тверг дения камней и сообщения им большей прочности пос- ледние пропариваются в запарочных котлах без дав- ления. Основная причина появления газа- и пенобетонов (ячеистых бетонов) следующая. Желание получить стены из бетонов меньшего веса и менее теплопровод- ных привело к применению теплых бетонов с камне- видной составляющей из пористых и легких шлаков, туфов и естественных и искусственных пемз, в которых термоизоляционная способность основывается главным образом на включении в материал небольших пузырь- ков воздуха. В дальнейшем техническая мысль пошла по совершенно правильному пути, а именно: по полу- чению бетона с непосредственным вкраплением в него воздушных пузырьков без применения специальных оболочек естественного или искусственного образова- ния в виде пемзы, туфа, шлака, керамзита, термозита и т. п. В Западной Европе этот материал, названный газобетоном и ячеистым бетоном (Zellenbeton), после длительного периода лабораторных исследований лет 9 назад стал применяться на практике и в данное время получил весьма широкое распространение, вытесняя из строительства другие виды бетонов. Газобетон и ячеистый бетон являются разновидно- стями преимущественно одних и тех же материалов, но отличаются способами своего изготовления. Газобетон, изобретенный шведским арх. Эриксоном и запатентованный шведским акц. о-вом Флудкист и К“ в Стокгольме, получается путем смешивания це- мента с порошком алюминия или цинка; в некоторых случаях производится добавка также извести. При растворении в воде алюминий вступает в реакцию с гидратом окиси кальция, в результате чего •полу- чается нерастворимый в воде алюминат кальция, при- дающий бетону повышенную стойкость против атмо- сферных влияний, а также водород, способствующий образованию в бетоне значительного количества отдельных пор. В дальнейшем водород дифундирует и заменяется воздухом. Таким образом в бетоне обра- зуются сфероидальные ячейки с тонкими стенками, что способствует получению материала с весьма малым коэфициентом теплопроводности. Практическая трудность в изготовлении газобетона надлежащего состава заключается в необходимости согласования времени начала схватывания цемента с окончанием газификации от реакции алюминия с из- вестью. Действительно, если тестообразная масса за- поздает своим схватыванием по отношению к сроку окончания газообразования, весь газ бесполезно уйдет в атмосферу, не оказав своего' благотворного влияния на образование пор в бетоне; наоборот, если схваты- вание наступит раньше указанного срока, то вместо настоящего газобетона получится негодный для строи- тельства материал, так как выделяющийся газ начнет разрывать стенки у внутренних пустот, или же при слишком быстром схватывании прекратится способ- ность массы раздуваться с одновременным прекраще- нием реакции газообразования. Для большей устойчивости отдельных процессов, происходящих при выработке газобетонов, а также для их регулирования приходится, с одной стороны, произ- водить добавку замедлителей против слишком быс!- рого схватывания раствора, а с другой, — ускорить газификацию. К сожалению, несмотря на все преимущества газо- бетонов, у -нас опыты не вышли из лабораторной стадии; одновременно с этим заводская постановка изготовления газобетонов встречает в настоящее вре- мя препятствия в отсутствии достаточного количества отечественного алюминия, доставляемого обычно из Англии. Однако в связи с пуском алюминиевых комби- натов на ст. Званка, а также Днепровского можно рассчитывать на получение в ближайшем будущем алюминиевой пыли в достаточном количестве. Ячеистый бетон, называемый у нас пенобетоном, изобретен во время мировой войны немецким инж. Бауэром и в дальнейшем запатентован датской фир- мой Христиани и Нильсен; он приготовляется на цементном растворе с добавкой веществ, обладающих значительной способностью к образованию упругой и стойкой пены. Согласно заграничным данным этими веществами служат отвары мыльного или лакричного корня, а также другие пенообразователи, причем для большей стойкости пены вводятся загустители в виде столярного клея, казеина, гумми-арабика, щелочных солей углеводов, извлекаемых из морских водорослей, и др. Ячеистый бетон приготовляется как из одного цемента, так и с примесью мельчайшего песка. Вре- менное сопротивление сжатию такого бетона колеб- лется от 10 до 60 кг/см2 при объемном весе от 250 до 1200 кг/м2 и коэфициенте теплопроводности от 0,038 до 0,24. В Советском союзе пенобетон в настоящее время применяется преимущественно в Ленинграде, причем его изготовление производится по двум методам: по способу К. О. Шульца и по запатентованному способу М. Гензлера. По первому методу работают 4 Госстрой- трест в Ленинграде, а также ленинградский Облжил- отдел и Комбинат стандартного домостроения, а способ Гензлера используется пенобетонным заводом1 при цементном заводе им. Воровского Ленстройматериала. Изготовление пенобетона по способу К. О. Шульца заключается в соединении цементного раствора с пе- ной, образованной посредством специальной эмульсии. На 1 м' пенобетона идет от 300 до 350 кг портланд- цемента. Примерный состав эмульсии следующий: клея сухого 200 г, воды 500 г, канифоли 100 г, раствора щелочи крепостью 20° Бе (едкого калия, едкого на- трия) 200 см3; из указаного состава получается 1 кг эмульсии. Ввиду того что на 1 мя пенобетона идет около 1,5 кг эмульсии, для 1 м3 пенобетона требуется: клею сухого 300 г, канифоли 150 г, щелочи 25 г. Клей обычно применяется столярный, но может быть заме- нен малярным; канифоль требуется простая обычного качества. Эмульсия в процессе изготовления подогре- вается для лучшего растворения клея, причем в гото- вом виде она представляет собой студенистую массу. В дальнейшем эмульсия разбавляется половинным ко- личеством воды. Пенобетон приготовляется весьма просто в специаль- ных пенобетоньерках, приводимых в действие электро- моторами. Первоначальный тип пенобетоньерки со- стоял из двух барабанов, расположенных на разных уровнях и в разных плоскостях и укрепленных на дере- вянной станине. Сквозь барабаны проходили валы с насаженными на них лопастями. Верхний барабан слу- жил для размешивания цементного раствора, а ниж- ний для образования пены из эмульсии с водой; после примерно пятиминутного вращения валов содержимое
128 //. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ верхнего барабана опрокидывалось в нижний, где про- изводилось соединение цементного раствора с пеной (фиг. 132). Ввиду прерывности действия двухбара- банных пенобетоньерок в настоящее время применя- ются усовершенствованные трехбарабанные пенобетонь- ерки емкостью 500 л. Два верхних барабана служат для приготовления в одном цементного раствора, а в другом — пены; после пятиминутного вращения со- держимое верхних барабанов сливается в нижний, в котором путем добавочного двухминутного вращения получается пенобетон, наливаемый в дальнейшем в фор- мы. Во время приготовления пенобетона в нижнем барабане производится новая загрузка верхних бара- банов, благодаря чему получается непрерывность дей- ствия пенобетоньерки. , Сбитая пена не спадает в течение 3,5—4 час., что облегчает работу и позволяет применять любые це- менты самого обычного качества; ускорителей и замед- лителей не требуется. Фиг. 132. Приготовление пенобетона. Пенобетон является весьма водостойким материа- лом, что было подтверждено соответствующими опы- тами. Испытуемый образец пенобетона был погружен на полтора месяца в воду, причем после снятия с него груза он немедленно всплыл на- поверхность. После перепиливания этого кубика оказалось, что вода про- шла внутрь на глубину не свыше 1 см. Пенобетон до- статочно огнестоек, так как выдерживает темпера- туру до 800°; политые водой раскаленные плиты вполне выдержали это испытание. Одновременно с этим пе- нобетон обрабатывается обычными плотничными ин- струментами и хорошо гвоздим. Пористость пенобетона по способу К. Шульца ко- леблется от 50 до 90% при средней пористости в 85%; его объемный вес изменяется от 350 до 425 кг/м3. Ко- эфициент теплопроводности пенобетона равняется от 0,08 до 0,12. В последнее время К. Шульцу удалось добиться по- лучения в лабораторном масштабе пенобетона с заме- ной половины цемента мельчайшим песком. В этом случае объемный вес пенобетона повышается до 600 кг/м3. В связи с известной трудностью получения для эмульсии клея, канифоли и едких щелочей централь- ной лабораторией треста «Строитель» выработана под руководством инж. О. А. Гершберга совершенно новая эмульсия из отходов. Способ ее изготовления заклю- чается в правильном смешении очисток из котлов мы- ловаренного производства с щелочью, получаемой от производства марганца на госхимзаводе им. Дзержин- ского. Произведенные испытания показали весьма по- ложительные результаты. Применение такой эмульсии должно быть признано особенно рациональным благо- даря использованию отходов производства. Одновременно были произведны опыты по замене ча- сти портланд-цемента (в количестве 25% по весу) мо- лотым диатомом, что снизило механическую проч- ность пенобетона на сжатие; такой диатомовый пено- бетон более пригоден для утепленных кровель. Замена части цемента торфяной золой при экспериментах в производственных условиях стройдвора, а также в ла- бораторной обстановке выявила недостаточную проч- ность зольных пенобетонов. Таким образом мы видим, что хотя газобетон дол- жен быть бесспорно признан прекрасным, строитель- ным материалом для кладки стен и заполнений, но пенобетон в настоящее время более подходящ из этих двух материалов для применения в строительстве; вместе с тем и он однако, в связи с требованием для своего изготовления портландского цемента, не должен получить в ближайший период времени особого рас- пространения. Что касается общих технических условии для сплош- ных теплобетонных камней, то они заключаются в сле- дующем. По внешнему виду и форме камни должны иметь ровные поверхности и прямолинейные ребра. Верхние и нижние постели должны быть между собой парал- лельными, а торцовые грани перпендикулярными к плоскости постели. Масса камня должна быть однородной без пустот, прослоек и сквозных трещин. Во вполне насыщенном водой состоянии камни не должны размачиваться или расслаиваться. Теплобетонные камни также должны в сухом и насыщенном водой состоянии выдерживать двухкратное замораживание до—10° с последующим оттаиванием. Этому испытанию подвергаются только камни, предназначенные для кладки наружных стен без их штукатурки. Временное сопротивление сжатию сплошных теплобетонных камней колеблется в очень широких пределах и должно быть для камней, не под- лежащих транспортированию, не менее 6 кг/см2, а для транспортируемых без особых приспособлений не ме- нее 12 кг/см2. Более подробные данные будут приве- дены ниже. Заканчивая на этом описание сплошных теплобетон- ных камней, следует указать, что в зависимости от толщины камней, равной толщине стены, согласно ОСТ 3163 они разделяются на три марки: А — толщиною 38 см, Б—толщиной 25 см и В—при толщине 18,5 см. Такое подразделение сделано из расчета одинаковой возможности осуществления строительства без пере- проектировки со стенами из теплобетонных камней или из кирпичей соответственно имеющимся материа- лам. В исключительных случаях при невозможности полу- чения подходящих местных сырьевых материалов до- пускается отступление от указанных толщин. Наличие стандартной толщины заставляет получать необходимые теплотехнические свойства стен в раз- личных климатических поясах посредством соответ- ствующего подбора составов материалов, применяемых для изготовления отдельных' видов камней. Для большей последовательности дальнейшее изло- жение будет вестись с описанием каждой марки стен в отдельности.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 129 2. Стены л»арки А из теплобетонных камней 'Камни марки А толщиной 38 см соответственно их объемному весу, зависящему от количества и качества отепляющих добавок, согласно ОСТ 3163 делятся на четыре сорта: 1, 2, 3 и 4. Объемные веса камней А в условиях службы в стене через 1—2 года после по- стройки и в высушенном при 110° до постянного веса состоянии, а также их коэфициенты теплопроводности приведены в табл. 3. ТАБЛИЦА 3 Климати- ческие пояса Объемный вес в кг/м3 Коэфи- циенты теп- лопровод- ности X в стене в рабочем состоянии через 1—2 года после постройки в состоянии вы- сушенном до по- стоянного веса I 950-1000 650— 700 0,32-0,35 II 1100-1250 780- 940 0,39-0,46 III 1400-1500 1030—1170 0,53-0,58 IV 1800—2000 1570—2000 0,72-0,80 Применяемые размеры камней согласно ОСТ 3163 ТАБЛИЦА 4 указаны в табл. 4. Толщина в см Длина в см Высота в см 38,0 57,5 21,5 38,0 3^,0 21,5 38,0 25,0 21,5 38,0 18,5 21,5 38,0 12,0 21,5 Общая высота для всех камней в 21,5 см принята равной трем рядам кирпича для увязки по высоте ря- дов кирпичной кладки и кладки из теплобетонных ка- мней. Камни длиной 57,5 см являются основными при четырехручной кладке, а длиной 38 см — при двух- ручной; остальные камни применяются только как пе- ревязочные в простенках, углах и т. п. При монтировке стен механизированным способом кладка может выполняться из более крупных, чем указано в табл. 4, камней с соблюдением обязатель- ного условия сохранения толщины камня соответ- ственно толщине стены в 38 см. Технические данные согласно картотеке конструк- ций Иннорс следующие. Объемный вес камня и кладки принимается одинако- вым по табл. 3; максимальный вес 1 м2 сплошной стены с двумя штукатурками для II климатического пояса при весе кладки в 1250 кг/м3 равняется 540 кг. Ориентировочные временные сопротивления сжатию: бесцементных камней с пропаркой без давления рав- няются 25—35 кг/см2; для камней с применением це- мента временное сопротивление возрастает, равняясь 30—80 кг/см2. При изготовлении камней необходимо иметь в виду, что прочность выше 50—60 кг/см2 при малопрочных заполнителях вызывает значительную за- трату цемента. Расчет кладки производится с шестикратным запа- сом прочности от временного' сопротивления сжатию камня, принятого для кладки; это временное сопроти- вление проверяется в каждом отдельном случае со- гласно методам испытаний, указанным в ОСТ 3163. Растворы могут быть бесцементными и с примене- нием цемента. В кладке с расчетными напряжениями на сжатие менее 50% от допускаемого разрешается применение слабых бесцементных растворов состава (по объему): 1) известковое тесто и шлаковый песок в пропорции 1 : 3 и 2) известковое тесто, диатомовое тесто и шлаковый песок в пропорции 1:1%: 7%. По- мимо этого при отсутствии шлака допускается раст- вор, составленный из известкового теста, диатомо- вого теста, песка и опилок в пропорции 1 : 2 : 6 : 3. Область применения этих растворов как теплых огра- ничивается наружными стенами; для внутренних стен принимаются холодные растворы: 1) известковое те- сто и песок в пропорции 1:3 и 2) известковое тесто, трепельное тесто и песок в пропорции 1 : % : 4%. Бесцементные растворы как слишком слабые не до- пускаются для свободно стоящих стен и столбов или для стен, превосходящих указанные ниже расстояния между поперечными стенами или контрфорсами, а также для кладок, подвергающихся сильным динами- ческим сотрясениям, и для кладок, работающих на из- гиб, например перемычек над окнами. В этих случаях, а также в кладках с более высо- ким использованием напряжений применяются раст- воры с цементом следующих составов. Для наружных стен — цемент, известковое тесто и шлаковый песок в пропорции 1 : 2 : 16; при отсутствии шлака допу- скается — цемент, известковое тесто, диатомовое те- сто, песок и опилки в пропорции 1 : 2 : 4 : 9 : 6. Для внутренних стен — цемент, известковое тесто и песок в пропорции 1 : 1 : 9 и для четырех нижних швов ря- довых перемычек — цемент и шлаковый песок в про- порции 1:4. Применяемый для раствора шлак должен быть из- мельчен до крупности в 2—3 мм. Опилки предвари- тельно вымачиваются в 3%-ном растворе железного купороса. Помол трепела должен соответствовать стандарту на молотый диатом. Способы кладки сплошных теплобетонных камней зависят от размера последних: при мелких размерах кладка ведется по типу обычной кирпичной (у нас та- кая кладка не применяется); при укрупненных бетон- ных камнях приемы кладки совпадают с производством работ из естественных камней в виде известняков, пес- чаников и т. п. Термоизоляционные блоки или плиты, предвари- тельно заготовленные на строительных заводах, дво- рах или же на самой постройке, поднимаются и уста- навливаются на место при помощи облегчающих ра- боту механизмов. В качестве примера на фиг. 133 приведены: на де- тали 1 —кладка нормального угла и на детали 2а и 26 — кладка примыканий стен одинаковой и неодина- ковой толщин при камнях размеров 38 X 57,5 X X 21,5 см. Подрубка камней может допускаться только в еди- ничных случаях; как правило, простенки должны про- ектироваться кратно числу камней. Горизонтальные швы делаются толщиной в 16 мм, а вертикальные от 10 до 20 мм. Длина отрезка стены между двумя поперечными сте- нами или контрфорсами не должна превосходить при цементных растворах 11 м, а при бесцементных — 8 м. В последнем случае длина стены до И м может допускаться только при наличии пилястр через каж- дые 3—4 м, обращенных внутрь здания. Большая длина стен допускается при железобетон- ных перекрытиях или перекрытиях по металлическим балкам (последние в настоящее время избегаются); при деревянных перекрытиях в этом случае балки должны закрепляться анкерами через 1,5—2 м. Вместе с тем высота этажа не должна превосходить 5 м, причем пе- рекрытия должны выполняться следом за кладкой от- дельных этажей. Стены из теплобетонных камней должны штукату- Цветаев. 17
130 11. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ риться, причем внутреннюю штукатурку для улучше- ния тепловых свойств стены следует делать холодной. Применяемые растворы для внутренних штукатурок— известковое тесто и песок в пропорции 1 : —3). Наружные штукатурки выполняются теплыми: 1) из- вестковое тесто и шлаковый песок — 1 : (2%—3%) и 2) известковое тесто, диатомовое тесто и шлаковый песок — 1 : % : (4—5). При отсутствии шлаков допу- скаются растворы: известковое тесто и зола! : (2—3) и 2) известковое тесто, диатомовое тесто, песок и опилки— 1 : % : 2 : 2. Более тяжелая и прочная штукатурка получается при следующей рецептуре: це- мент, известковое тесто, диатомовое тесто, песок и опилки — 1 : 2 : 2 : 7 : 5. Фиг. 133. Кладка стен марки А из теплобетонных сплошных камней размерами 38 X 57,5 X 21,5 см: 1 —кладка нормаль- ного угла, 2а— кладка примыканий стен одинаковой тол- щины и 26—то же, при стенах неодинаковой толщины; кладка стен марки Б из теплобетонных сплошных камней размерами 25 X 116 X 21,5 см; 3 — кладка нормального угла, 4 — кладка пересечений стен и 5 — кладка пилястры. При применении теплобетонных камней следует устраивать цоколь с расчетом подъема теплобетонной кладки на высоту не менее 35 см над уровнем земли. Цоколь выполняется из кирпича, бута или из искус- ственных известково-песчаных камней. Изоляционный слой прокладывается ниже первого ряда теплобетонной кладки. 3. Стены марки Б из теплобетонных камней Камни марки Б толщиной 25 см, так же как камни А, в соответствии с объемным весом (ОСТ 3163) де- лятся на четыре сорта — 1, 2, 3 и 4. Объемные веса камней Б, а также их коэфициенты теплопроводности указаны в табл. 5. Размеры камней согласно ОСТ 3163 приведены в табл. 6. Высота для первых двух типов камней в 21,5 см при- нята из расчета высоты трех рядов кирпича, а послед- него типа — из расчета шести рядов, что допускает увязку по высоте рядов кирпичной кладки и кладки из теплобетонных камней. Наибольшее применение имеет второй тип — для двухручной кладки; первый и последний типы предусмотрены для четырехручной кладки. ТАБЛИЦА 5 Климати- ческие пояса Объемный вес в кг)мй Коэфи- циенты теплопро- водности к в стене в рабочем состоянии через 1—2 года после постройки в состоянии вы- сушенном до по- стоянного веса I 600— 700 380—460 0,17-0,22 II 750— 850 500- 570 0,23—0,27 III 950-1000 650—700 0,32-0,35 IV 1250-1300 940-960 0,46—0,49 Толщина в см Длина в см 25,0 25,0 25,0 116,0 57,5 57,5 ТАБЛИЦА 6 Высота в см 21,5 21,5 44,0 Камни типа А, как мы видели, делаются пяти разме- ров, что допускает их применение с минимальным ко- личеством тески; таким образом три размера камней Б должны быть признаны недостаточными, что тре- бует соответствующей доработки имеющегося ОСТ. Технические данные согласно картотеке конструк- ций Иннорса следующие. Объемный вес камня и кладки принимается одина- ковым по табл. 5; максимальный вес 1 м2 сплошной стены с двумя штукатурками для II климатического пояса при весе кладки в 850 кг/м3 получается 260 кг. Ориентировочные временные сопротивления сжатию: силикат-органиков без пропарки — 10—18 кг/см2 и газо- и пенобетонов — 12—32 кг/см2. В частности пенобетон по способу К. Шульца по данным 4-го Гос- стройтреста (Ленинград) имеет временное сопротивле- ние сжатию на 7-й день после изготовления 1,5—• 2 кг/см2; на 28-й день временное сопротивление уве- личивается ДО' 7—8 кг/см2, а через 2 мее. оно равня- ется 12—14 кг/см2. При добавке мельчайшего песка пенобетон показал на 28-й день временное сопроти- вление сжатию 32 кг/см2. По данным треста «Стро- итель» при объемном весе 470 кг/м3 и применении эмульсии К. Шульца пенобетон показывает временное сопротивление сжатию на 8-й день 9 кг/см2, а на 28-й день —12 кг/см2. При применении эмульсии из отхо- дов мыловаренного производства пенобетон объемного веса 500 кг/м3 показал временное сопротивление сжа- тию на 28-й день равным 5 кг/см2, а при объемном весе 640 кг/м3 —10 кг/см2. Замена 25% по весу цемента молотым диатомом в возрасте 28 дней снизила в пенобетоне механическую прочность на сжатие до 3,9 кг/см2, причем его объемный вес равнялся 530 кг/м3. Обязательный минимум временного сопро- тивления камней сжатию для одноэтажных зданий — 15 кг/см2 и для двухэтажных — 25 кг/см2; для запол- нения каркасов допустимо применение материалов низших качеств. Расчет производится при шестикратном коэфици- енте запаса от временного сопротивления сжатию; ве- личина этого сопротивления должна каждый раз про- веряться согласно' указаниям в ОСТ 3163. Применяемые растворы для кладки могут быть бес- цементными и цементными. Слабые бесцементные раст- воры допускаются в кладке с расчетными напряжениями на сжатие менее 50% от допускаемого; эти растворы следующие: 1) известковое тесто, диатомовое тесто и опилки, вымоченные в 3%-ном' растворе железного ку- пороса, в пропорции 1 : 1% : 3; 2) известковое тесто.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 131 жирная глина, песок и опилки в пропорции 1 : 2 : 5 : 4 и другие, равнозначные по своим механическим и тер- мическим свойствам. Применение бесцементных растворов не допускается для свободно стоящих стен и столбов, стен, превосхо- дящих указанные ниже расстояния между попереч- ными стенами или контрфорсами, а также кладок, подвергающихся сильным динамическим .сотрясенииям, или кладок, работающих на изгиб. Цементные растворы применяются в кладках с более. высоким использованием напряжений, а также в сте- нах, обладающих пониженной устойчивостью, подвер- гающихся сильным ветровым нагрузкам или динамиче- ским сотрясениям. Составы растворов для наружных стен — цемент, известковое тесто и шлак в пропорции 1:2:16 и при отсутствии шлака — цемент, извест- ковое тесто, диатомовое тесто, песок и опилки в про- порции 1 : 2 : 4 : 9 : 6. Для внутренних стен — цемент, известковое тесто и песок в пропорции 1 : 1 : 9 и в четырех нижних швах рядовых перемычек — цемент и шлак в пропорции 1 : 4 или цемент, песок и опилки в пропорции 1 : % : 2. Способы кладки зависят от размеров теплобетонных камней и в общем случае соответствуют кладкам из теплобетонных камней А. Кладка стен марки Б пока- зана на фиг. 133, причем на детали 3 дана кладка нор- мального угла, на детали 4 — кладка пересечений стен и на детали 5 — кладка пилястры. Длина отрезка стены между двумя поперечными сте- нами или контрфорсами допускается не более 5 м при слабых растворах и не более 7,5 м при цементных раст- ворах. При больших длинах согласно указаниям той же картотеки конструкций необходимо вводить пиля- стры, выступающие на 25 см в каждую сторону из стены — для внутренних стен, или же из тычкового камня длиной bi 57,5 см — для наружной стены, не реже чем через 3—4 м; в этом случае длина отрезка может быть увеличена, до 11 м. Большие длины до- пускаются при условии заанкеривания балок через 1,5—2 м, прогонов или же перекрытий. Помимо этого устойчивость стены должна быть повышена использо- ванием перекрытий и перегородок посредством их бо- лее тесного примыкания к стенам. Высота этажей без специальных креплений не должна превосходить 4 м. Во всех случаях применения стен марки Б. весьма це- лесообразно пропускание по, периметру всех стен в каждом этаже по- одной проволочной сетке из 4— 6-миллиметрового железа. Эта сетка располагается в уровне надоконных перемычек или междуэтажных пе- рекрытий. Оштукатурка стен марки Б производиится в соот- ветствии с указаниями по оштукатурке стен марки А. Для предохранения от влияния сырости в теплобе- тонных стенах следует устраивать гидроизоляционный слой ниже первого ряда кладки, а также цоколь из кирпича, бута или искусственных известково-песча- ных камней, поднятый на 30—40 см над уровнем зе- мли. При выполнении стен марки Б в зданиях выше двух этажей, а также при длинных стенах рекомендуется особый способ крепления стен путем их армирования по системе проф. В. П. Некрасова (фиг. 134). Армирование заключается в прокладке в горизон- тальных швах через 2—3 ряда сеток из круглого 4— 6-миллиметрового железа и в установке вертикальных стержней из железа того же диаметра, располагаемых на расстоянии 2—4 м друг от друга по обе стороны стены и схватываемых попарно- в каждом шве хому- тами. У простенков вертикальные прутья арматуры помещаются по их краям. Все концы как вертикаль- ной, так и горизонтальной арматуры должны заделы- ваться или прикрепляться к жестким и устойчивым конструкциям здания: фундаментам, железобетонным обвязкам и т. п. Связанная подобной арматурой стена представляет собой как бы мембрану, причем один из способов ее прикрепления к поперечной конструкции в виде стен или столбов заключается в ее делении на ряд отдель- ных участков посредством пропуска сквозь нее торцов поперечной конструкции. Наружная стена при этом не перевязывается с поперечной конструкцией; их План среоиач платана хомуты В каждом ш8е ф j; । g Пиластра л одних камней ma=~ ких Же размеров, кек канна стеной Sj.H Т-п -do 6-7 зг Фиг. 134. Способ укрепления тонких -стен (армирование по системе проф. В. П. Некрасова). связь осуществляется пропусканием горизонтальных сеток наружной стены сквозь швы концов поперечной конструкции, проходящих на наружную сторону. В торцовой стене для устойчивости последней концы горизонтальной арматуры, выступающие на- ружу, загибаются и заделываются в соседний шов. Все части арматуры, выходящие наружу, для предо- хранения от ржавления покрываются наметом цемент- ной штукатурки. Согласно указаниям картотеки конструкций Иннорс при расстоянии между поперечными кон- струкциями не более 6—7 м и применении цементных растворов армирование д°ет возможность применять конструкции стен марки Б из малопрочных материа- лов на значительное количество этажей (до 5—6 эта- жей) при условии выдерживания допускаемых напря- жений материала, причем последние могут быть при- няты без учета продольного изгиба стены.
132 П. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ 4. Стены марки В из теплобетонных камней Камни марки В толщиной 18,5 см согласно ОСТ 3163 делятся на четыре сорта: 1, 2, 3 и 4. Объемные веса камней В, а также их коэфициенты теплопроводности даны в табл. 7. ТАБЛИЦА 7 Климати- ческие пояса Объемный вес кг/м3 Коэфи- циенты теплопро- водности А в стене в рабочем состоянии через 1—2 года после постоойки в состоянии, вы- сушенном до по- стоянного веса I 450— 500 280—330 0,11—0,14 II 550— 600 350—380 0,16-0,18 III 650— 750 420—450 0,19-0,23 IV 900-1000 610-700 0,30—0,35 18.5 Проволочная zSseb пилястра j-M! а. I /2wfi ТолЬ План 400-500- Проволока 06 мм*' 57.5 Оцементир. анкер Гвозди Прогон Проволочные хомуты /3 мн закладываются в каждом ряду Пилястра из несущ, канн, ней 18. КонсолЬн. камень Фиг. 135. Кладка стен марки В из теплобетонных сплошных камней: 1—стена со столбами из бетон- ных камней, 2 — кладка пилястры и ее сопряжение со стеной и 3 — заполнение камнями каркаса, состоя- щего из каменных столбов и железобетонных рандбалок. ТолЬ Проволочная связь прокладывается, через 4 ряда Проволока ф Ъ мм по в му пери- метру здания ПеталЬ анкера ТолЬ [для закрепл прогона] Анкер через 15.0-200 мм Прогон Армир. прогон было менее 6 кг/см2, а для камней, транспортируемых без особых приспособлений, — не менее 12 кг)см2. Расчет производится с шестикратным запасом проч- ности от временного сопротивления сжатию и с уче- том продольного1 изгиба. Основными растворами для кладки-стен из камней марки В считаются цементные составы: 1) цемент и шлаковый песок (или сланцевая зола или зола подмо- сковных углей) в пропорции 1 : 4 и 2) цемент, песок и опилки в пропорции 1 : 2 : 1%. Бесцементные растворы допускаются при незначи- тельных расстояниях между столбами или попереч- ными стенами — примерно до 3,5 м. В этом случае могут применяться следующие составы: 1) известковое тесто и шлаковый песок (или сланцевая зола) в про- порции 1 : (2%—3%) и 2) известковое тесто, тре- пельное тесто и опилки 1 : 1% : 2%. Для внутренних стен, выполняемых в виде перегоро- Размеры камней в табл. 8. (плит) согласно ОСТ 3163 указаны Толщина в см 18,5 18,5 Длина в см 57,5 116,0 ТАБЛИЦА 8 Высота в см 44,0 44,0 Технические данные стен марки В следующие. Объ- емный вес камня и кладки принимается одинаковым. Ориентировочные временные сопротивления сжа- тию обычно применяемых камней объемного веса от 500 до 750 кг/м3, которыми являются силикат-орга- ники с большим содержанием органических веществ, не превышают 16—18 кг/см2. Вместе с тем должно быть соблюдено условие, чтобы временное-сопротивле- ние камней, не подлежащих транспортированию, не док, допускаются следующие холодные растворы: 1) це- мент, известковое тесто и песок в пропорции 1:1:9 и 2) известь, алебастр и песок в пропорции 1:1:2, а также другие аналогичные составы. Кладка стен марки В не допускается в несущих кон- струкциях; при отсутствии каркаса стены могут осу- ществляться при высоте не свыше двух этажей и при обеспечении их устойчивости поперечными конструк- циями в виде столбов или поперечных стен. Такая стена со столбами из кирпича или холодных бетонных камней, расположенными на расстоянии 4—5 м друг от друга, показана на детали 1 фиг. 135. Столбы, при- давая устойчивость стенам, несут нагрузки от пере- крытий. Для большей ясности на детали 2 дана кладка пилястры и ее сопряжения со стеной.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 133 Ввиду значительной легкости стен марки В следует признать особенно целесообразным их устройство в качестве заполнения в каркасных промышленных зда- ниях. Эти стены могут применяться не только при железобетонном каркасе, но и при каменных столбах и железо-кирпичных или железобетонных рандбалках. Последний вариант устройства заполнения показан на детали 3 фиг. 135. Длина отрезков стены между двумя поперечными стенами, столбами или контрофорсами не должна при- ниматься при цементных растворах более 4—5 м; при бесцементных растворах свободная длина стен сокра- щается до 3,5 м. При больших расстояниях стены должны армироваться по способу, предложенному проф. В. П. Некрасовым и описанному выше. Стены должны обязательно штукатуриться. Холод- ная штукатурка выполняется следующего состава: известковое тесто и песок в пропорции 1 : (2.%—3): теплая штукатурка: 1) известковое тесто и шлаковый песок (или угольная мелочь, зола) в пропорции 1: (2—3) и 2) известковое тесто, трепельное тесто и опилки в пропорции 1 : % : 4. Штукатурка внутрен- них стен производится обычным способом на извест- ково-песчаном растворе. Устройство цоколя и гидроизоляции выполняется по предыдущему. б. Стены из пустотелых теплобетонных камней Пустотелые теплобетонные камни, как правило, не должны изготовляться на цементных растворах. Основ- ными материалами для изготовления камней в настоя- щее время являются известково-диатомовое вяжущее вещество и шлаки. Состав теплобетона меняется в за- висимости от предъявляемых требований. По данным Новстромтреста временное сопротивление камней, от- несенное к площади сечения брутто, при составе: из- весть-пушонка, молотый трепел и шлак в пропорции по объему 1 : 1% : 4% равняется от 20 до 40кт/слг; при составе тех же материалов в пропорции 1 :1 % : 9 временное сопротивление уменьшается до 15—20 кг/см2. В настоящее время наиболее часто применяется состав 1 :1хЛ:б. Бесцементные камни должны обязательно пропариваться в пропарочных камерах при повышен- ной температуре до 70—80° и при насыщенной влаж- ной атмосфере. Кладка пустотелых теплобетонных камней обыкно- венно производится на смешанном цементно-известко- вом растворе состава 1:1:9. При кладке стен из пустотелых камней, а также при наличии заполнения значительных площадей должны быть приняты соответствующие меры для предотвраще- ния появления трещин, могущих произойти по целому ряду причин, в первую очередь благодаря внутренним силам, развивающимся в материалах. Во избежание этого при кладке употребляют арматуру через один ряд из двух 4-миллиметровых проволок, укладываемых в специальные жолобки, оставляемые при выделке кам- ней. Эта проволока прокладывается в стене до подо- конников и выше оконных проемов; простенки выполня- ются без армирования. При наличии арматуры устрой- ство нижних железобетонных перемычек, применяв- шихся в старых конструкциях для предотвращения по- явления трещин в нижних углах проемов, становится излишним. Сопряжение внутренних стен с наружными выполняется впритык; связь обеспечивается закладкой дополнительной арматуры. При редко' расставленных поперечных стенах, как это обычно имеет место в производственных зданиях, по всему периметру стен устраивается железобетонный пояс, служащий одновременно перемычкой. При кладке стен в бесскелетных зданиях трещины могут появиться также из-за неравномерной осадки частей сооружения. Предотвращение трещин в этом случае может быть осуществлено помимо укладки железобетонного пояса устройством фундаментов доста- точной прочности и надлежащей глубины, а также раз- резкой зданий деформационными швами. Эти швы, являющиеся не только осадочными, но и температур- ными, должны разрезать здания как в пределах над- земной части, так и в пределах фундаментов. Рас- стояние между отдельными швами принимается в зави- симости от высоты зданий в 20—25—30 м с наимень- шим пределом при малой высоте стен. При опасении одних температурных явлений деформационные швы устраиваются в виде швов расширения, разрезающих здания в пределах только надземной части. Способ производства работы по кладке пустотелых бетонных камней зависит от системы применяемых камней. Как было, указано выше, эти камни распада- ются на два вида: на камни, у которых пустоты запол- няются теплоизоляционными материалами, и на камни с пустотами, остающимися незаполненными. Одной из наиболее распространенных систем кладки из пустотелых камней первого типа является кладка системы «Торонто» из камней, содержащих 31,2% пустот (деталь 1, фиг. 136); она выполняется в 1U и 2 камня и имеет соответственно в первом случае два ряда пустот, а во втором — три ряда. Пустоты засы- паются шлаком. Холодные здания могут класться также в 1 камень. На детали 2 фиг. 136 изображена кладка двух смежных рядов в 1% камня при общей толщине в 35 см. Расположение камней следующее: в первом ряду снаружи располагаются цельные камни а, а изнутри против них половинки б; во втором ряду камни смещаются вдоль стены на половину своей дли- ны и одновременно с этим меняются местами, чем до- стигается перевязь отдельных камней с перекрытием поперечных швов. Для образования прямого угла необ- ходимо укладывать добавочно удлиненный камень в и соответствующую ему половину г; кроме того прихо- дится применять еще угловой камень д, отформованный без крайней ячейки, и небольшой камень длиной около 15 см, обозначенный литерой е. Для получения сплош- ных прослойков,, охватывающих всю внутреннюю по- верхность, а также для уничтожения тепловых мостов, по которым возможна свободная передача тепла, по- следствием чего может явиться отсыревание отдельных полос стены у углов, один из рожков удлиненного камня в отбивается на половину своей длины (на детали 2 обозначен под литерой ж). Для получения стены с тремя прослойками приме- няется кладка в 2 камня с шириной стены в 45 см (деталь 3, фиг. 136); она состоит из двух рядов нор- мальных камней а, расставленных на расстоянии в 5 см друг от друга. В следующем ряду по середине располага- ются в один ряд такие же камни а, но сдвинутые в про- дольном направлении на половину их длины, а против них с обеих сторон кладутся половинки б. Таким образом получаются три сплошных прослойка, засы- паемых шлаком или другими изоляторами. Для со- блюдения того же принципа расположения пустот внутри стены в угловой части по предыдущему отби- вается половина одного из рожков ж у удлиненного камня в и кроме того вставляется заглушка и. Кладка этого типа, несмотря на известную экономию мате- риалов, не может все же быть признана достаточно целесообразной, так как из-за значительного сосредо- точенного ослабления камней она часто дает трещины. Область ее применения ограничивается преимуществен- но заполнением каркасов.
134 II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ Другим видом кладки из камней с заполнением пу- стот может служить клацка системы «амби», получив- шая исключительно широкое распространение в Герма- нии, но сравнительно^ мало применяемая у нас. Она со- стоит из угловых тонкостенных камней, укладываемых таким образом, чтобы вся стена получалась пустоте- лой с поперечными перегородками из коротких сторон дящихся против них камней другого ряда. Образующие- ся таким образом внутри стены пустоты квадратного очертания заполняются на всю свою высоту шлаком или тощим бетоном во избежание образования силь- ных внутренних токов воздуха, могущих неблагоприят- но отразиться на тепловой эффективности самой кладки. Основным достоинством камней «амби» Фиг. 136. Кладка стен из теплобетонных пустотелых камни типа «крестьянин» — целый и половинка, камень и половинка, 2—кладка двух смежных рядов в 1% камня «Торонто», 3 — кладка двух смежных рядов в два камня «Торонто», 4 — кладка из камней «амби», 5 — кладка из камней системы инж. Лив- чака, 6 — камни типа Мосмаштреста и 7 — пустотелые камни типа «крестьянин» — целый камень и половинка. камней. Длина одной из сторон камней «амби» рав- няется 49 см, а другой 24 см при толщине стенок в 5 см и высоте в 30 см. Согласно детали 4 фиг. 136, на которой изображена в плане кладка стены из камней «амби», при толщине последней в 30 см, длинные сто- роны этих камней располагаются вдоль стены, а ко- роткие служат для связи наружной и внутренней сто- рон между собой, однако с отступом в 1 см от нахо- являются их однотипность и простота изготовления в формах самого примитивного устройства; одновремен- но с этим они имеют присущие им недостатки в виде значительного процента боя, не допускающего их пере- возки. Для предохранения от действия атмосферных осадков й для получения наиболее экономичных ре- шений наружные камни могут изготовляться из бето- нов на цементно-песчаном растворе с гравелистым за-
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 135 полнением, а внутренние — на шлаковом бетоне. Та- кой способ производства работы позволяет обойтись без наружной штукатурки; кроме того наличие шла- кового' бетона уменьшает коэфициент теплопередачи. Бетонные камни второго типа, т. е. с наличием бе- тонных диафрагм, что позволяет обойтись без засыпки пустот, получили более широкое распространение в связи с рядом известных их преимуществ. Кладка таких камней без необходимости раскладывать раствор по узким поверхностям стенок может быть приравнена к обычной кладке известняков и песчаников; кроме того даже при меньшей тщательности работы диафраг- мовые камни лучше обеспечивают правильную термо- изоляционную способность выполненной из них кладки. Одной из первых по времени своего появления является кладка из камней системы инж. Ливчака. Эти камни размерами 44,5 X 20 см с 28,3% пустот пред- ставляют собой параллелепипеды с девятью трубчатыми пустотами, расположенными в два ряда и недоведен- ными до конца. Как видно из детали 5 фиг. 136, камни первого ряда укладываются ложками друг против друга, а сверху для связи перекрываются в поперечном напра- влении тычками, что при промежуточном прослойке в 4,5 см дает общую толщину стены в 44,5 см. Угол выполняется при помощи специально отформованных камней (заштрихованных на детали 5), из которых а имеет семь пустот, а б—'Четыре пустоты; кроме того применяется еще сплошной камень в, проходящий на- сквозь через стену и требующий для своего' выполнения бетона с малотеплопроводными заполнителями, что является основным недостатком системы Ливчака. В остальном эта кладка дала относительно удовлетво- рительные результаты. <1>иг. 137. Заполнение стен в два камня типа «крестьянин» при сплошном остеклении. Фиг. 138. Заполнение стен камнями типа «крестьянин»; слева — в два камня при сплошном остеклении и при не- обходимости получения максимального света, справа — в 1% камня без сплошного остекления. Наиболее рациональным типом диафрагмовых кам- ней должны быть признаны стаканчато-пустотные каши типа Мосмаштреста или «ауфбау», изображен- ные на детали 6 фиг. 136; их размеры — 41 X 13 X X 14 см. Расположение пустот двоякое — по осевой линии в виде опрокинутых стаканчиков конусной формы, а по долевой стороне — в виде вдающихся в нутро треугольных призм, для тычковых камней по две с каждой стороны, а для ложковых — с одной сто- роны. Кладка производится с чередованием камней, уложенных тычком, с камнями, уложенными ложком, чем достигается ее большая устойчивость, особенно благодаря наличию в верхней плоскости конических приливов, отвечающих своим расположением пустот- ным стаканам в камнях следующего1 ряда. Пустоты между камнями засыпаются шлаком. При возведении сильно нагруженных простенков, а также при устрой- стве пилястр следует вести сплошную кладку. Довольно часто применяемыми камнями с диафраг- мами являются камни типа «крестьянин», изображен- ные на детали 7 фиг. 136; имеющиеся в них пустоты с процентным содержанием в 22,5% от общего объема бетона располагаются в три ряда в шахматном по- рядке, причем крайние ряды пустот формуются в виде удлиненных ромбов с отсеченными острыми углами, а средние — в виде прямоугольных щелей. Ромбовид- ные отверстия сделаны с целью повышения тепловой эффективности камней в сечениях с наличием только двух рядов пустот, а средние прямоугольные пустоты
136 II. СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ приняты для возможности заготовлять половинки на тех же станках, что и цельные камни, путем уста- новки добавочных продольных досок. Для лучшего уяснения способа производства работ по кладке заполнений стен из пустотелых бетонных камней ниже приводится несколько типовых решений для разной толщины кладки и различных конструк- тивных оформлений при каркасном' типе зданий. На фиг. 137 показано устройство заполнения стен в 2 кам- ня типа «крестьянин» при наличии сплошного остекле- ния; промежутки между камнями засыпаны шлаком. Для укрепления оконных переплетов в перемычках за- кладываются пробки на расстоянии 1 т друг от друга; наружный переплет укрепляется заделанным в колон- ну крюком с постановкой деревянных прокладок се- чением 8 ХЮ см. Оконные переплеты предположены железобетонными, но могут быть конечно выполнены из любого материала. При необходимости получения мак- симального освещения перемычка может быть осуще- ствлена в виде рандбалки по типу, показанному слева на фиг. 138; при таком способе оформления выгадывается примерно, около 40 ст в высоту, что может иметь большое значение для зданий, требующих по харак- теру производимых в них работ повышенной освещен- ности, например для часовых заводов, а также для зданий, у которых производственная экономика в рас- становке оборудования вызывает их значительную ши- рину, как например на текстильных фабриках. Уст- Фиг. 139. Деталь отепления половинкой теплобетонного камня со шлаковой прослойкой. Фиг. 140. Кладка заполнения стен в 1Уг камня в одноэтаж- ном здании. ройство заполнения в 1Уг бетонных камня при сплош- ном остеклении может быть выполнено идентично фиг. 137 и 138, но только вместо толщины стенки в 44 ст получается толщина в 31—34 ст. При отсут- ствии сплошного, остекления заполнение стен в 1 пу- стотелых камня в многоэтажном здании показано справа на фиг. 138, а детали отепления колонн полу- камнем со шлаковой прослойкой приведены на фиг. 139; для прикрепления отепления из колонн выпуска- ется арматура. При одноэтажных зданиях и наличии кроме бокового также верхнего света простенки могут делаться большей толщины; аксонометрия кладки за- полнения стен в 1Уг пустотелых теплобетонных кам- ня в таких одноэтажных зданиях показана на фиг. 140. Устройство' железобетонного покрытия, как ука- зано на данной фигуре, может быть допущено только при исключительно^ огнеопасных производствах. Для предотвращения промерзания обвязку следует делать из теплого железобетона с заполнителями из керам- зита, туфа и т. п., или с горизонтальной полочкой и наружным утеплением (что более целесообразно).
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 137 5. СТЕНЫ ИЗ АРТИКСКОГО ТУФА Артикским туфом называется естественная вулкани- ческая порода, представляющая мелкопористую стекло- видную и звонкую при ударе лаву. Цвет ее в основном розовато-фиолетовый с различными оттенками от розо- вато-белого до глубоко темного, почти черного цвета (туфовый шлак). Некоторые разновидности бывают почти желтого цвета. В основной массе породы встречаются вкрапления шлакообразного' или пемзообразного вещества вытя- нутой формы с объемом 1—2 см3; процентное содер- жание таких вкраплений 1—2%. Вытянутая форма вкраплений объясняется направлением движения потока лавы. Более круглые вкрапления порядка 10—12 см5 встречаются реже, не превышая 0,25% основной массы. Пористость туфовой лавы, имеющая для нее суще- ственное значение как для строительного материала, находится в связи с ее генезисом. Главной причиной образования лавы являлась газообразная составная часть магмы, превратившая во1 время извержения сплош- ную массу лавы в мелкопористую. В химическом отношении основную часть лавы со- ставляют: окись кремния SiO2 — 65% и окись алюми- ния А12О3 — 17%. Наличие активного кремнезема дает возожность применять туф также в виде гидравли- ческой добавки к растворам. ' Остальные химические компоненты не оказывают существенного влияния на лаву как на строительный материал. Что касается физико-механических свойств артик- ского туфа, то он имеет следующие показатели. Удель- ный вес его равняется 2,56. Твердость туфа по шкале Мооса находится в пределах от 2 до 3; ее величина имеет значение для определения сопротивления стира- нию частей сооружений, подверженных трению. При- веденная степень твердости указывает на непригодность артикского туфа для полов, ступеней и тому подобных изделий без специального защитного слоя. -Объемный вес артикского туфа доходит до 1400 гк/м3. Для строительной промышленности наи- более выгодными считаются сорта с объемным . весом 1100—1200 кт/м3. При требовании особой легкости конструкций (для перегородок, междуэтажных пере- крытий) туф применяется с объемным весом ниже 1000 кг1м3. Соответственно незначительному весу туфа его пористость доходит до 50%. Влагоемко-сть туфа характеризуется следующими данными: насыщение водой при погружении в нее рав- няется по весу с среднем 33,24%, а по объему 34,25%; насыщение водой при кипячении увеличивается по весу до 59,48%, а по объему до 60%. Гигроскопичность артикского туфа весьма незначи- тельна. Абсолютно сухой образец, помещенный во влажную на 100% атмосферу, впитал в течение 48 час. 0,305% по весу влаги. Температура плавления туфа колеблется между 1100—1120°, что доказывает его полную огнестой- кость. Вместе с тем при замораживании насыщенных водой образцов артикского туфа при температуре до — 21° в течение 24 час. с последующим оттаиванием в течение 3 час. в воде при температуре в 15° лабо- раторные опыты показали, что- из 30 образцов при 25- кратном попеременном замораживании и оттаивании 25 выдержали испытание без повреждений. О долго- вечности построек из артикского туфа свидетель- ствуют памятники архитектуры, существующие с VII века до настоящего времени без всякого ухода за их сохранностью. Кислотоупорность туфа подтверждается лаборатор- Цветаев. ными исследованиями. В связи с морозостойкостью это свойство вполне гарантирует артикский туф от выветривания и делает излишней защиту наружной по- верхности сооружений. В термическом отношении стены из артикского ту- фа характеризуются настолько благоприятными пока- зателями, что допускают толщину в 35 см при необхо- димости замены стен в 2,5 кирпича, в 30 см при тре- бовании 2-кирпичной стены и-25 см — при 1%-кир- пичной стене. В дальнейшем согласно проекту ОСТ применяемые в настоящее время размеры должны быть заменены следующими. Для артикских туфовых блоков в I и II климатических поясах — 38 X 21,5, 38 X 44 и 38 X X 89 см; в III и IV поясах — 25 X 21,5, 25 X 44 и 25 X 89 см. Указанные размеры дают толщину и вы- соту блоков; длина камней устанавливается в зависи- мости от желания строителей. Для грубооколотых штучных камней задаются раз- меры: для I и II поясов —- 38 X 21,5, 38 X 29 и 38 X 44 см и для III и IV поясов — 25 X 21,5, 25 X 29 и 25 X 44 см. В данном случае также устанавли- вается толщина и высота камня; длина выбирается строителем. Быстрое высыхание туфовых стен, происходящее благодаря их пористости, свидетельствует о хорошем внутреннем режиме этого материала. Коэфициент звукопоглощения туфа равняется 4 S. U. (S. U.—слуховая единица). Такая степень звукопо- глощаемости является очень высокой, так как при этом туфовая стена толщиной в 35 см низводит силу звука от автомобильного двигателя без глушителя (150 S. U.) до силы звука от шелеста листьев, а при толщине в 38 см — до предёла слышимости. Стена в 15 см достаточна для поглощения разговорной речи (60 S. U.). Что касается поверхностного звукопоглощения, то оно у артикского туфа мало отличается от других мате- риалов. Однако туф легко поддается внешней обра- ботке для придания ему более высокой поверхностной звукопоглощаемости. Механическая прочность туфа достаточно высока. Временное сопротивление сжатию принимается в сред- нем от 60 до 80 кг/см2, что дает допускаемое напряже- ние 10—13 кг/см2. Артикский туф легко поддается всем видам обра- ботки для получения камней соответствующей формы или внешнего вида. Распиловка, долбление дыр, при- гонка швов, теска, шлифовка и полировка произво- дятся обычными инструментами: поперечными и даже лучковыми пилами, долотами, топорами и т. п.; в связи со значительной стираемостью инструментов послед- ние должны изготовляться из бо-лее твердой стали. Артикский туф, обладая в достаточной степени гвоз- дймостью, хорошо сшивается с деревом и металлом; он допускает также полную возможность гвоздевого сое- динения двух кусков туфа, причем гвозди в туфе дер- жатся как в дереве. Благодаря пористой поверхности туф посредством обычных растворов легко сцепляется между собой и с другими материалами; весьма прочное соединение полу- чается также при употреблении пластичных в горячем состоянии и затвердевающих при остывании битуми- нозных составов. Таким образом вместо обычных растворов.могут применяться смеси из каменноуголь- ных, нефтяных и природных гудронов с туфовым пес- ком, полученным от раздробления туфовых отходов. Вместе с тем кислотоупорность туфа гарантирует его от действия имеющихся в низких сортах гудронов кис- лых веществ. Отсутствие воды в последнем случае поз- воляет вести работы круглый год. 18
138 1L СТЕНЫ И ЗАПОЛНЕНИЯ Применение гудронов должно допускаться только при их экономической выгодности, что предуказывает осо- бую целесообразность таких растворов при крупных блоках с чистыми постелями. Склеивание дерева с артикским туфом может произ- водиться столярным клеем, а побелка и окраска вы- полняются обычным' способом. Описанные выше физико-механические свойства артикского туфа позволяют употреблять его на кладку не только стенного заполнения, но и несущих стен. теплых зданий в 35—40 ст. Раствор рекомендуется делать - теплым. Эта конструкция стены в промышленном строитель- стве может быть пригодной только для подсобных зда- ний второстепенного значения. Второй тип кладки выполняется из блоков толщиной во всю стену (деталь 2, фиг. 141); блочные камни делаются толщиной 0,25, 0,30 и 0,35 т соответственно толщине стены и высотой 0,80 и 0,40 т (в дальнейшем эти размеры должны быть согласованы с проектом Фиг. 141. Стены из артикского туфа. Конструкции последних могут быть четырех типов. Первый тип выполняется в виде бутовой кладки из камней более или менее правильной формы весом до 100 кг (деталь 1, фиг. 141). В связи с тем, что камни получаются от распиловки породы в карьерах, они имеют две постели; это допускает соблюдение при кладке надлежащей перевязи, сообщающей стенам до- статочную прочность. Для такой кладки употребляется неотесанный камень со срубкой особо выступающих частей. Кладка проемов и углов выполняется из кам- ней более правильной формы, полученной путем со- ответствующего окалывания. Толщина стен Bi виде бутовой кладки принимается в I, II и III районах для ОСТ). При чисто протесанных постелях толщина швов доводится до 3—5 тт; при грубой отеске она до- ходит до 4 ст. В этом случае для соблюдения равно- мерности толщины шва под блочные камни поперек стены прокладываются деревянные бруски шириной 4 ст, толщиной от 1 до 4 ст и длиной на несколько сантиметров короче толщины стены (деталь 3, фиг. 141). Вертикальные швы при грубообработанной поверхности камней делаются толщиной от 2 до 4 ст. Во избежание вытекания при толстых швах раствора к лицевым поверхностям стены прибиваются доски; тол- стые швы заполняются теплым раствором, по затвер- дении которого доски отрываются.
КЛАДКА СТЕН И ЗАПОЛНЕНИЙ 139 Если кладка ведется тонкими швами, то для преду- преждения воздухопроницаемости вертикальных швов следует по середине последних высверливать в двух смежных камнях вертикальные отверстия диаметром 5—6 см во всю высоту камней; это отверстие запол- няется теплым раствором, образующим после затверде- ния род пробки или шпонки (деталь 4, фиг. 141). Вы- сверливание может быть заменено вытесыванием или выпиливанием в двух соседних камнях борозд треуголь- ного сечения, образующих пустоту квадратного сече- ния, диагональ которого нормальна вертикальному шву (деталь 5, фиг. 141). Оба эти способа применяются в случае необходимости получения очень тонких швов, -еле заметных по лицу стены. Второй тип кладки является наиболее пригодным для промышленного строительства; в местах передачи со- средоточенной нагрузки стены могут быть усилены вы- ступающими внутрь пилястрами. При третьем типе кладки стена из массивных бло- ков чередуется с рядами полублоков. Массивный блок высотой в 0,40 м чередуется по высоте с двумя полу- блоками высотой 0,80 м, у которых задние стороны имеют грубую обработку и обращены к оси стены, образуя между собой шов. Такая кладка благодаря своей сложности и неэконо- мичности может быть допущена лишь при большом количестве отходов, из которых могут изготовляться полублоки. Последний тип кладки заключается в выполнении не- сущих стен из массивных блоков, чередующихся с ря- дами парных плит, образующих в стене пустоты, за- полняемые утепляющими засыпками (деталь б, фиг. 141). Эта 'конструкция вследствие своей трудоемкости по установке плит и необходимости временного их закреп- ления является мало экономичной и может применять- ся лишь при требовании облегчения стен в верхних этажах многоэтажных зданий подсобного характера. Иногда кладка выполняется из грубо' обделанных камней с формой, близкой к параллепипеду. Толщи- на камней в таких случаях делается в 0,25, 0,30 и 0,35 м при различной длине и высоте, колеблющейся от 0,30 до 0,70 л. Вес камней равняется 100—150 кг. Эти камни укладываются двумя способами. Соглас- но первому две чистые параллельные грани механиче- ской опиловки служат лицевыми поверхностями стены, а четыре грубо' околотые грани образуют горизонталь- ные и вертикальные швы. Высота рядов кладки раз- лична и соответствует подбору камней. Второй способ состоит в том, что чистые параллель- ные грани служат постелями, а грубооколотые грани образуют поверхности стены. В этом случае ряды кладки получаются строго горизонтальными; толщина стены принимается как в один, так и в два камня. Для каркасных стен артикский туф применяется в виде заполнителя при всех видах каркаса; он допу- скает также устройство безопалубочных каркасных конструкций (деталь 7, фиг. 141). Суммируя указанное, мы должны притти к выво- ду, что артикский туф вследствие малого объемного веса, значительной прочности, долговечности и огне- стойкости, а тайже малой термо- и звукопроводности и легкости обработки является весьма ценным строи- тельным материалом; он несомненно имеет все шансы на большое распространение в качестве стенового и перегородочного материалов. Вместе с тем приходится констатировать недоучет некоторыми строителями нецелесообразности пере- возки артикского туфа на постройки, расположенные на дальних расстояниях от Ленинакана, особенно при радиусах, превышающих 800—1000 км. Такие случаи мы имеем' в Москве, на Днепрострое и т. п. 6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Как было указано выше, основные требования, предъ- являемые к стенам и заполнениям, заключаются в их наибольшей дешевизне, в наименьшей дефицитности применяемых материалов (преимущественно местного характера), а также в возможности максимальной индустриализации строительства с максимальным уско- рением сроков производства работ, без одновременного снижения термоизоляционных и других качеств. Эти требования могут быть выполнены в первую очередь при соблюдении условия использования стеновых мате- риалов до допускаемых пределов теплоизоляционной способности и механического сопротивления. На основе указанных показателей стены из есте- ственных камней в виде известняка и песчаника и стены из красного и силикатного кирпича на обыкно- венном растворе необходимо отнести к наименее рен- табельной категории. Несколько лучшими по качеству являются стены, выложенные по системе Герарда, и кирпичные стены на теплом растворе, а также стены из кирпича с утеплением термоплитами и смазками и из кирпича с внутренней штучной изоляцией. Далее значительным шагом вперед являются стены из всех видов эффективного кирпича, стены из теплобетонных пустотелых камней и монолитные стены из теплого бетона. Наконец к стенам наиболее эффективного типа должны быть отнесены стены из теплобетонных сплош- ных камней — марки А для несущих стен и марок Б и особенно В для стенных заполнений. В дальнейшем установка должна быть взята на со- ставление стен и заполнений из крупных термоблоков и плит, предопределяющих полную механизацию для своего изготовления, подъема и укладки, что позволит максимально индустриализировать строительство и снизить его стоимость, а также сократить необходимые для производства работ сроки; одновременно предо- ставляется возможность выполнять работы в течение круглого года.
III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ ЧАСТЬ Столбы, стойки и колонны, несущие на себе тяжесть междуэтажных перекрытий, а также крановых и транс- миссионных устройств, составляют одну из весьма су- щественных частей каждого фабрично-заводского зда- ния, причем их неправильное устройство может по- влечь за собой гибель всего сооружения. Поэтому, не- смотря на дефицит в настоящее время железа и. цемента, следует в каждом отдельном случае произво- дить выбор материалов для опор в соответствии с кон- структивным решением зданий и с полным учетом всех воспринимаемых ими нагрузок. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ- МЫЕ К ОПОРАМ Основные требования, предъявляемые к опорам, за- ключаются в следующем. А. Наименьшее применение дефицитных материалов с одновременным получением минимальных размеров для сокращения потери застраиваемой площади. Б. Возможность вести работы в кратчайшие сроки для сокращения периода оборачиваемости капиталов во время строительства. В. Полное соответствие выбранных для опор мате- риалов с воспринимаемыми ими нагрузками и со сте- пенью огнеопасности возводимого сооружения. Г. Обеспеченность правильной поэтажной продоль- ной и поперечной связей опор для получения достаточ- ной пространственной жесткости сооружений в целом. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОР Классификация опор может быть произведена по следующим признакам: по степени сопротивления дей- ствию огня, по роду материалов, по характеру работы опор и ПО' этажности зданий. А. По степени сопротивления действию огня опоры распадаются на огнестойкие, несгораемые, защищен- ные от возгорания и сгораемые. К огнестойким опорам относятся: железобетонные колонны, в которых арма- тура покрыта слоем бетона толщиной не менее 2,5 см, а также стальные или чугунные колонны, если они окружены огнестойкой обделкой. Такой огнестойкой обделкой, достаточной для предохранения металла от нагревания до. температур, опасных для его устойчи- вости, признаются: слой кладки из обыкновенного, пес- чано-известкового, шлакового, пористого или пусто- телого кирпича толщиной не менее полукирпича, слой бетона толщиной не менее 15 см, асбестовая штука- турка по сетке толщиной не менее 4,5 см и вообще термоштукатурка. К огнестойким опорам относятся также кирпичные столбы толщиной не менее 1% кир- пича в каждом измерении. Несгораемыми считаются стальные и чугунные ко- лонны, не защищенные от непосредственного действия огня соответствующей обделкой; к несгораемым опо- рам причисляются также кирпичные столбы менее 1%- кирпичей в каждом измерении. Защищенными от возгорания являются деревянные стойки, покрытые одеждой, достаточной для защиты дерева от непосредственного' возгорания. Такой одеж- дой может служить известковая штукатурка толщиной не менее 2 см, слой цементной штукатурки по сетке- Рабитца толщиной не менее 3 см, коовельное железо, обитое по войлоку или асбестовому картону, а также термоштукатурка. Сгораемыми опорами считаются деревянные стойки с открытой непредохраненной поверхностью. Б. По роду материалов опоры распадаются на кир- пичные, деревянные, чугунные, стальные, бетонные и железобетонные. Выбор того- или другого материала должен производиться в соответствии с производствен- ными, а также общегосударственными интересами проектируемого промышленного сооружения. Вместе с тем можно’ указать, что чугунные колонны в настоя- щее время почти не применяются. Устройство бетон- ных колонн ограничено требованием малой высоты, а также наличием’ незначительных нагрузок. Кирпич- ные столбы должны выполняться в небольших производ- ственных зданиях, особенно при отсутствии кранов значительной грузоподъемности, заставляющих сильно развивать опоры в поперечных направлениях; кроме того кирпичные столбы весьма целесообразны для зда- ний подсобного характера — складочных, администра- тивных и обслуживающих зданий. Железобетонные опоры являются оптимальным решением для крупных промышленных соружений, а также при больших кра- новых нагрузках. Устройство металлических опор на ближайший период времени может допускаться в самых крайних случаях, когда не представляется воз- можным выполнить их железобетонными. При замене металлических колонн железобетонными проектиров- щики не должны смущаться получающимися иной раз значительны ми поперечными сечениями последних. Так например, на Харьковском турбинном заводе благодаря кранам с 200-тойной грузоподъемностью сечения железобетонных колонн равняются 2,3 м. В. По характеру работы опоры распадаются на цент- рально нагруженные и на опоры с внецентренной на- грузкой. Первый случай имеет место при условии ппи- ложения вертикальных сил в центре сечения опор; второй случай, наоборот, бывает при внеосевом при- ложении вертикальных сил, при действии изгибающих моментов или наличии горизонтальных сил. Г. По этажности зданий опоры распадаются на одно- этажные и многоэтажные. Осуществление одноэтаж- ных опор обычно’ выполняется весьма просто; что же касается многоэтажных опор, то благодаря сложности примыкания перекрытий к последним, а также необ- ходимости их поэтажной жесткой продольной и попе- речной связей приходится прибегать к специальным приемам конструктивных решений, зависящих от рода примененных материалов.
УСТРОЙСТВО ОПОР 141 ГЛАВА ВТОРАЯ УСТРОЙСТВО опор 1. КИРПИЧНЫЕ СТОЛБЫ Одно время, в связи с развитием железобетонного строительства, устройство опор в виде кирпичных стол- бов в промышленном зодчестве было ограничено край- не узкими пределами — преимущественно^ для зданий второстепенного назначения предприятий. Действительно, небольших по размерам применение кирпичных -1601- -11605— Железо 10X50 снизу Фиг. 742. Кирпичные столбы с поэтажной развязкой при помощи поперечных деревянных прогонов и продоль- ных связующих балок. Полосово сверху й Ппогоны столбов влечет за собой целый ряд неудобств, основ- ным из которых является большая потеря площади из- за значительности поперечных сечений последних и одновременно с этим вследствие необходимости весьма частой их расстановки. Однако временный дефицит металла и цемента в связи с огромным развитием промышленного строи- тельства вновь заставил проектировщиков вернуться к устройству кирпичных опор в подсобных зданиях фабрично-заводских предприятий, например в заводо- управлениях, амбулаториях, вспомогательных помеще- ниях для рабочих, фабриках-кухнях и т. п. Естественно поэтому, что на правильное и экономичное разреше- ние этого вопроса должно быть обращено достаточно серьезное внимание. Согласно «Единым нормам» кирпичные столбы могут применяться лишь при условии, что отношение высоты к их наименьшему поперечному сечению не превосхо- дит 10, причем при отношении большем 3,5 допускае- мые напряжения на сжатие соответственно понижа- ются. Коэфициент приведе- ния к, на который должна быть помножена расчетная нагрузка, формуле к — 1 : (0,40 + 2/г где h — наименьший размер поперечного сече- ния столба, а /—его высота. Из этой формулы следует, что наиболее выгодной фор- мой кирпичного столба является квадратная как равнопрочная в обоих на- правлениях, вследствие че- го она рекомендуется во всех возможных случаях применения таких столбов. Однако это не всегда пред- ставляется возможным: на- пример при проектирова- нии многоэтажных зданий с тремя пролетами’в попе- речном направлении и три размещении кирпичных iстолбов своими внутрен- ! ними гранями заподлицо ' с перегородками среднего продольного коридора. Дей- ствительно, при таком ре- шении ширина последнего, определенная на основании существующих норм, будет бесцельно увеличиваться кверху по мере утонения пирпичных столбов. По- этому в некоторых слу- чаях приходится отступать от наиболее выгодной квад- ратной формы и делать столбы в виде прямоуголь- ников с разными измере- ниями боковых сторон. Оновременно с этим необхо- димо указать, что если даже по расчету сечение стол- бов получается равным 1% X 1% кирпича, примене- ние таких тонких опор не рекомендуется, так как всепда возможны случаи их расслаивания при односто- ронней загрузке в период работ или благодаря неко- торой недостаточной тщательности в производстве кладки. Кроме того кладку столбов рекомендуется производить на цементном растворе 1 : 5 или 1 : 6 в зависимости от нагрузок и прочих условий. При отношении высоты столба к наименьшему его поперечному сечению свыше 3,5, как было1 указано выше, необходимо производить снижение допускаемого определяется по 420.^ Пилястра у Л наруЖ. стень1\ j
142 Hl. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ напряжения. Для получения более выгодных результа- тов надо всячески стараться сократить длину отдель- ных сжатых элементов, для чего безусловно необходимо установить поэтажную связь кирпичных столбов в обоих направлениях. Это условие весьма легко осу- ществляется при применении железобетонной сетки из поперечных и продольных прогонов, позволяющих уложить на них половые балки и одновременно с этим жестко раскрепляющих кирпичные столбы в плоско- стях перекрытий. Вследствие необходимости располо- жения деревянных балок для предохранения от загни- вания их концов параллельно наружным стенам основными несущими конструкциями являются лишь поперечные прогоны; что же касается продольных, то они устраиваются лишь в качестве связующих кирпич- ные столбы элементов, для чего возможно, имея в виду сокращение объема железобетонных работ, выполнять их через пролет с одновременным тщательным заанке- риванием их в кирпичную кладку. При таком способе устройства железобетонная сетка получает форму от- Фиг. 143. Кирпичный столб в месте примыкания междуэтажного перекрытия с показанием продоль- ного и поперечного раскреплений. дельно размещенных Н-образных клеток, у которых одна внутренняя перекладина заменена двумя или тремя, в зависимости от количества пролетов. Несколько сложнее разрешается вопрос при необ- ходимости применения дерева не только для несущих балок перекрытий, но и для прогонов. В этом случае для поэтажного раскрепления кирпичных столбов не- обходимо связывать концы поперечных прогонов про- пущенными сквозь кладку анкерами из полосового железа сечением примерно' 10 X 50 мм; количество анкеров принимается ПО' два на каждое бревно или брус прогона, с расположением их сверху и снизу. Укрепление анкеров производится при помощи болтов или глухарей с нарезкой. Таким устройством дости- гается поперечная развязка столбов, особенно с по- мощью заанкеривания концов прогонов в продольные наружные стены. При применении дощатых балок про- дольное раскрепление кирпичных опор производится с помощью специально укладываемых связующих балок из круглого леса или брусьев, заанкериваемых друг с другом таким же образом, применяя пропущенные сквозь кладку столба две полосы железа. В результате кирпичные столбы при правильном производстве работ являются достаточно закрепленными с помощью заде- ланных в кладку анкеров в поэтажных диафрагмах, образованных поперечными прогонами и долевыми связующими балками, тем более, что последние в даль- нейшем благодаря подшивке досками снизу и укладке половых досок сверху получают добавочную простран- ственную жесткость (фиг. 142). Укладка прогонов и связующих балок обязательно должна производиться одновременно с кладкой кирпич- ных столбов. Кроме того для обеспечения правильности работы последних необходимо в кирпичную кладку для •лучшего распределения давления закладывать проклад- ные плиты. Обычно эти плиты устраиваются в каждом этаже под перекрытием в виде железобетонных поду- шек с размерами, превышающими измерение самого1 столба на 10—12 см в каждую сторону; на эти сви- сающие части производится укладка поперечных про- гонов, а также связующих балок, причем ввиду их размещения в разных по высоте плоскостях эти балки своими концами укладываются на добавочные ряды’ кирпичной кладки, расположенные поверх железобе- тонной подушки согласно' фиг. 143, на которой изо- бражен разработанный Моспроектом тип столба в месте примыкания междуэтажного перекрытия. Кроме консольных плит в пределах каждого этажа столбы должны иметь еще 1—2 прокладные железобетонные плиты; в крайнем’ случае можно ограничиться про- кладкой в 2—3 горизонтальных швах сеток из 4-мил- лиметрового железа. 2. ДЕРЕВЯННЫЕ СТОЙКИ Применение деревянных стоек в зданиях промыш- ленного характера согласно «Единым нормам» огра- ничено высотой последних — не более трех этажей — в случае отсутствия - защитного слоя у дерева и не более четырех этажей — при особо тщательной защите древесины от возгорания. Фактически однако устрой- ство деревянных опор даже в одноэтажных зданиях осуществляется весьма редко, что должно быть объ- яснено боязнью применения для несущих конструкций легко сгораемых материалов. Несомненно, что железо- бетонные опоры или металлические колонны, защи- щенные огнестойкой одеждой, являются во всех слу- чаях лучшей конструкцией с точки зрения сопротивле- ния действию огня, но в данное время, как уже неодно- кратно подчеркивалось в настоящей работе, должна быть в связи с дефицитом некоторых материалов при- нята другая установка. Не надо забывать, что дере- вянные стойки при значительности их сечений оказы- вают большее сопротивление действию огня, чем незащищенные металлические или чугунные колонны. Это кажущееся противоречие весьма легко объясняется тем, что металл при действии высокой температуры, развивающейся даже при пожарах средних размеров, весьма быстро теряет свою прочность и, деформи- руясь, вызывает обрушение перекрытий или покрытий. Что же касается.деревянных стоек, то следует иметь в виду, что разрушающее действие огня вследствие обычного направления пламени вверх имеет то же на- правление. Таким образом деревянные стойки лишь омываются боковым огнем без возможности их заго- рания снизу, в результате чего происходит обуглива- ние наружных слоев древесины: этот обуглившийся слой вследствие недостатка кислоцода внутои помеще- ний, охваченных пожаром, образует до известной сте- пени защитную корку, под которой может происхо- дить лишь постепенное несовершенное гонение дерева. При достаточности принятых для деревянных опор по- перечных размеров, при которых произведен учет воз- можности ослабления сечений от обугливания наруж- ных слоев во время пожара, применение деревянных стоек является вполне допустимым кроме тех пред- приятий, для которых некоторое излишнее применение дефицитных материалов оправдывается государствен- ными интересами. Защита деревянных опор от возгорания может быть произведена несколькими способами. Обычно применяе- мое устройство заключается в обивке опор кровельным
УСТРОЙСТВО ОПОР 143 железом по войлоку или асбестовому картону с тща- тельным1 соединением стыков железа в замок. Сама обивка железом может производиться непосредственно по' круглым или квадратного сечения стойкам (фиг. 144, детали 1 и 2) или по предварительно пришитым про- межуточным брускам (детали 3 и 4). Второй способ делает опоры весьма громоздкими и одновременно с этим вследствие наличия воздушных прослойков, в которые при несовершенном горении дерева неизбежно будут устремляться во время пожара выходящие газы, может вызвать разрыв наружной железной обшивки; для предохранения от этого необходимо в железном чехле оставлять небольшие отверстия, что позволит образовавшимся газам выйти наружу. Другой способ состоит в оштукатуривании дерева по войлоку слоем известковой штукатурки не менее 2 см или лучше термоштукатурки. Кроме того возможно покрытие наружной поверхности древесины слоем огнеупорной окраски. Весьма удачные опыты, произведенные ЦНИПС, позволяют надеяться, что скоро мы будем иметь в достаточном количестве огнеупорные составы, изготовленные заводским способом; во время опытов дерево, покрытое слоем огнеупорной краски, подвер- галось в течение длительного промежутка времени действию непосредственного пламени, результатом чего явилось лишь несовершенное горение древесины. Фиг. 144. Варианты защиты деревянных стоек от возгора- ния: 1 и 2 — круглые и квадратные стойки, непосред- ственно обитые кровельным железом по войлоку или асбестовому картону; 3 и 4—обшивка по промежуточным брускам. Соединение стоек с прогонами в зависимости от характера и назначения сооружений может выпол- няться, разнообразными способами. Простейшее сопря- жение заключается во врубке стойки шипом в прогон (фиг. 145, деталь 1); такое устройство однако имеет ряд существенных недостатков^ Действительно, вслед- ствие незначительной площади соприкасания прогона со стойкой в нем происходит сильное смятие древе- сины поперек волокон, благодаря чему он в состоянии воспринять лишь небольшую опорную реакцию; одно- временно с этим конструкция опоры не сокращает рас- четного пролета прогона. Кроме того такие стойки благодаря слабому соединению с прогонами не дают поперечной жесткости зданиям. Указанные отрица- тельные свойства заставляют признать эти сопряжения нерациональными и пригодными для применения лишь в мало ответственных и временного характера соору- жениях. Сопряжения стоек с прогонами могут быть несколько улучшены в случае устройства боковых подбабок, сое- диняемых болтами и шпонками с основной стойкой (фиг. 145, деталь 2), так как этим значительно уве- личивается площадь соприкасания опоры с прогоном, что в свою очередь должно благоприятно отразиться на сопротивлении смятию последнего поперек волокон. Однако это соединение все же требует значительной обработки материала, а главное не уменьшает расчет- ного пролета прогона. Дальнейшим улучшением соединений является при- менение подбалок для поддержания концов прогонов над промежуточными опорами (фиг. 145, деталь 3), причем ширина подбалок обычно принимается одина- ковой с шириной прогонов. Такие соединения позво- ляют весьма просто осуществить стыки у разрезных прогонов и вместе с тем уменьшить их расчетные про- леты. Длина подбалок (считая по обе стороны от стоек) в этом случае зависит от их высоты: при вы- соте подбалок, равной высоте прогонов, длина подба- лок принимается в 0,25 /; при высоте первых, равной Фиг. 145. Варианты устройства соединений стоек с прого- нами: 1—соединение при помощи шипа, 2—соединение посредством боковых подбабок, 3 —соединение при по- мощи подбалок, 4 — соединение посредством подбалок и подкосов. 0,77 высоты вторых, длина подбалок сокращается до 0,20 1, а при высоте первых, равной 0,5 высоты вто- рых, подбалки укорачиваются до 0,14 1. В случае устройства прогонов неразрезными под- балки усиливают их сечения в наиболее опасных ме- стах, лежащих над промежуточными опорами. Это усиление может быть произведено в таком размере, чтобы поперечные сечения прогонов определялись по величине действующих в пролете наибольших положи- тельных моментов. Для получения в прогонах напря- жений на опорах, не превышающих напряжения в се- редине пролета, высота подбалок должна, равняться 0,74 высоты поддерживаемых ими (Прогонов. Наконец наиболее рациональное соединение полу- чается при устройстве кроме подбалок также добавоч- ных подкосов, слегка врубаемых как в стойку, так и в подбалку (фиг. 145, деталь 4). Помимо прочих, уже указанных ранее преимуществ это соединение сокра- щает расчетные пролеты прогонов, благодаря чему мо-1 жет быть допущена даже при относительно больших нагрузках сравнительно редкая расстановка стоек. Угол, составляемый направлением подкосов к гори- зонту, колеблется между 35 и 60° с обычно прини- маемой величиной в 45°. Полная длина подбалки, т. е. сумма выносов в обе стороны, принимается от 0,30 до 0,40 1. Соединение подбалок с прогонами в зависимости от назначения конструкции может выполняться при по-
144 !П. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ мощи простого сбалчивания (фиг. 145, детали 3 и 4) так как вследствие смятия древесины поперек волокон или посредством добавочной постановки шпонок будет происходить опускание опор книзу; эта посте- (фиг. 146). пенно накапливающаяся осадка может вызвать неко- Фиг. 146. Поперечный и продольный разрезы завода канализационных труб и кислотоупорных изделий (Огнеупор- проект). При необходимости устройства деревянных стоек, проходящих через три-четыре этажа, последние ни в коем случае не должны устанавливаться на прогонах, Фиг. 147. Устройство многоэтажных деревянных стоек со стальными башмаками, а также подвеска балок к про- гонам. торую деформацию перекрытий. Лучшим разрешением является установка цельных стоек или в случае необ- ходимости устройства стыков установка соединяемых частей торцами друг над другом. Весьма рациональное устройство многоэтажных де- ревянных стоек, применяемое в Америке, показано на фиг. 147. При таком решении стойки составляются из отдельных поэтажных частей с постановкой между ними специальных капителей-башмаков из стали или ковкого чугуна. Выпущенные части таких капителей в виде консолей допускают удобную укладку на них прогонов. Вместе с тем непосредственная передача в торец действующих в стойках усилий обеспечивает здание от осадки опор. Несмотря на свои достоинства, эти капители-башмаки не могут в настоящее время устраиваться в связи с дефицитом металла. Если стойки несут значительную нагрузку или же если они могут подвергаться ударам’ от проезжающих электрокаров или передвигаемых тяжелых предметов, их нижние концы должны соответствующим образом обделываться. Это может быть осуществлено при по- мощи железобетонных башмаков, которые располага- ются на бутовых или бетонных фундаментах и зажи- маются в бетонной подготовке пола (фиг. 148, деталь слева вверху). Такое же устройство может приме- няться при установке стоек поверх нижнего железо- бетонного перекрытия, например при постройке склада с деревянными опорами над подвалом (фиг. 148, деталь справа вверху). Под торцы стоек рекомендуется под- кладывать толь для предохранения от действия на них сырости. Для удобства замены подгнивших концов нижняя часть стойки может быть устроена в виде двух частей по высоте, с. соединением последних при помощи металлических накладок. Кроме железобетонных башмаков могут применяться также бетонные и чугунные. Слева внизу фиг. 148 по-
УСТРОЙСТВО ОПОР 145 казан башмак для деревянной стойки в виде бетонной подушки, набиваемой основанием вверх. Эта подушка имеет форму восьмигранной призмы, горизонтальные верхние ребра которой скошены на фаску по высоте сверху на 5 см. В середине подушки оставляется гнездо для поме- щения шипа, зарубаемого на нижнем конце стойки. Шип имеет размеры 6,5 X (</ —10) см при высоте 5 см, а гнездо делается шириною в 6,5 см и глубиною в 7 см, продолжаясь в одну сторону в виде борозды до края подушки. При установке стойки в эту борозду заводится шип и продвигается до середины подушки, после чего борозда забетонивается. Верхняя грань по- душки имеет в поперечнике размер, равный диаметру стойки плюс 10 см, а нижняя равняется d + 20 см. Последний тип башмака, показанный справа внизу той же фигуры, представляет чугунную подушку в ви- де цилиндра высотою 7 см, верхнее ребро которого также скошено на фаску, образуя усеченный конус. Диаметр основания подушки равняется диаметру стой- ки плюс 8 см, а диаметр верхней грани равен диаметру стойки. Сверху в подушке имеется круглая выемка глубиною около 4 см, диаметр которой равняется диаметру стойки минус 4 см. Кругом нижнего конца стойки за- рубается на 2 см четверть, длиною равная высоте вы- емки в подушке. Диаметр.нижнего конца стойки таким образом равняется в четвертях диаметру углубления в подушке, что позволяет надежно закрепить стойку в этом чугунном башмаке. В свою очередь чугунная подушка заделывается в бетон посредством железного круглого штыря. Устройство чугунных башмаков в ближайшие годы должно избегаться. Для многоэтажных стоек в Америке применяются стальные башмаки, изображенные на фиг. 147. 3. СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ Стальные колонны могут выполняться в виде сплош- ных или сквозных конструкций; в том и другом случаях согласно техническим условиям их надлежит кон- струировать таким образом, чтобы обеспечить одина- ковый запас устойчивости по всем направлениям, а также для всех элементов, входящих в состав сечения. Для выполнения этих условий при подборе сечения следует стремиться, чтобы гибкость колонны в целом по обеим главным осям сечений была примерно оди- наковой и кроме того гибкость всех входящих в со- став сечения элементов была не более гибкости всей колонны. Соблюдение последнего условия достигается постановкой соответствующих планок или устройством решоток. В зависимости от места приложения нагрузок ко- лонны могут быть центрально нагруженными или с внецентренной нагрузкой. Первый случай имеет ме- сто при приложении нагрузки в центре тяжести сече- ния колонн и направления ее по оси, а второй — при действии ее вне оси колонны или наличии изги- бающих моментов. Центрально нагруженные колонны рассчитыва- ются на сжатие и продольный изгиб. Принятые сечения согласно техническим условиям должны х — Р /Г Т удовлетворять: а) условию прочности п = —• <. \п\, Рн где F относится к наиболее ослабленному сечению; — Р б) условию устойчивости п = —=------<;[«], где ©— ^бР ' ? коэфициент уменьшения основного допускаемого на- пряжения при расчете на продольный изгиб, зависящий °т ^=-~- (гибкости колонны), где 1 — свободная длина 'и и ги—радиус инерции ее сечения. При внецентренной передаче давления или действии осевой силы и момента необходимо дополнительно учитывать напряжения от изгиба. Расчет промежуточных колонн многоэтажных зда- ний в случае, если они жестко склепаны с примыкаю- щими к ним балками междуэтажных перекрытий, сле- дует производить с учетом эксцентриситета. При расчете на продольный изгиб за свободную длину согласно техническим условиям принимается: Фиг. 148. Устройство башмаков под деревянные стойки: слева вверху — железобетонного башмака на бутовом или бетонном фундаменте; справа вверху — такого же башмака на железобетонном перекрытии; слева внизу — бетонного башмака; справа внизу — чугунного башмака. а) для стоек, защемленных в основании и с верхним свободным концом, при сосредоточенном на вершине грузе — удвоенная полная высота, т. е. / — 2h; б) для колонн многоэтажных зданий, поддерживаю- щих перекрытие по металлическим балкам, — высота этажа, т. е. 7 = h при условии, что расположенные в плоскости предполагаемого изгиба балки неизменно соединены с колоннами; за такую неизменную связь следует считать; жесткое склепывание балки с колон- ной, сварку или присоединение на болтах; в) для колонн с одним защемленным концом, а дру- гим закрепленным шарнирно, при сосредоточенном на вершине грузе 7 = 0,70 h. Стальные колонны состоят из стержня, базы или башмака и капители. В зависимости от величины и рода нагрузки прак- тика выработала для каждого, отдельного случая зна- Цветаев. 19
146 111. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ чительное число поперечных сечений стержней колонн. Последние могут состоять из уголков и вертикальных поясных листов или с наклепкой узких листов в разно- образных комбинациях; кроме того они могут выпол- няться из двутавровых балок, швеллеров, специальных широкополочных двутавров и наконец из квадрантного профиля (фиг. 149). Устройство колонны из нескольких уголков явля- ется весьма удобным при требовании большого мо- мента инерции. Путем достаточно далекой расста- новки отдельных профилей можно получить централь- ное расположение примыкающих прогонов и балок. При направлении по детали 1 неравнобоких уголков своими длинными полками наружу можно до известной степени сделать это сечение лучше обеспеченным от продольного изгиба в плоскости обеих его главных осей. Соединение отдельных профилей при этой кон- струкции производится как при помощи сплошного листа, так и посредством решотки.. Сечение может быть выполнено также по детали 2, причем соедини- тельная решотка может приклепываться как снаружи, так и изнутри уголковых полок. При значительной величине воспринимаемой продольной силы и изгибаю- щих моментов может применяться Н-образное сече- ние из уголков и листов, состояее из трех клепаных двутавровых балок (деталь 3). Однако колонны такого типа вследствие большой трудоемкости работ по их изготовлению должны применяться лишь в случаях крайней необходимости и при отсутствии прокатных профилей. При составлении колонн из двутавровых балок се- чения могут быть образованы согласно детали 4, при- чем, если на колонну необходимо произвести централь- ную укладку прогонов или если последние являются неразрезными, расстояние между балками должно быть увеличено' до такого размера, при котором прогоны могли бы пройти с некоторым свободным зазором. При этом соединение профилей друг с другом производится посредством наклепки листов или решотки. При боль- ших нагрузках основное сечение может быть усилено добавлением двутавровых балок (деталь 5) или верти- кальных листов (деталь 6). Если кроме того выдвига- ется требование о получении узких колонн, что мо- жет случиться при ограниченной строительной ширине, то конструкции колонн выполняются в зависимости от величин воспринимаемых усилий согласно деталям 7, 8 и 9. Колонны могут изготовляться также из нескольких швеллеров с расположением их корытами друг к другу (деталь 10) или, наоборот, — отверстиями в разные стороны (деталь 11); в последнем случае прикрепление решот- ки является более удобным. Усиление сечений при средних размерах нагрузок может быть произ- ведено посредством добавления третьего швеллера (деталь 12) или поясных листов (деталь 13), а при весьма больших дей- ствующих усилиях — путем приклепки еще двух швеллеров (де- таль 14). При недостаточной строительной ширине колонны могут составляться из трех швеллеров по дё- талям 15 и 16 с их соединением при помощи решотки или листов. Кроме сечений из одних только двутавров или из одних только швеллеров применяются также состав- ные сечения из обоих видов этих балок (детали 17—• 21). Такие сочетания иногда дают весьма целесооб- разные и экономичные, результаты. Особенно рациональная конструкция колонн полу- чается в случае их изготовления из специальных ши- рокополочных двутавров. Ввиду соответственно боль- шего развития моментов инерции в отношении оси у—у колонны могут в этом случае выполняться только из одного профиля (деталь 22), благодаря чему отпадает необходимость в устройстве решотчатых свя- зей; такое положение, естественно, весьма благопри- ятно влияет на экономические результаты, так как вес мелких частей с конструкцией башмака в колоннах из двух двутавровых или швеллерных балок составляет обычно от 50 до 75% веса основных элементов, в то время как для широкополочных двутавров этот вес равняется 30—50%. В настоящее время поэтому проработан проект стандарта широкополочных двутавров разной высоты с номерами от 16 до 100. В основу нашего стандарта положен американский сортамент Карнеги как даю- щий более целесообразные и экономичные профиля по сравнению с другими)'—американскими и немецкими сортаментами. Проведение его в жизнь однако затруд- няется исключительно дорогой стоимостью специаль- ных прокатных станов. В случае недостаточности сечения из одного про- филя последнее может быть усилено приклепкой угол- ков или листов согласно деталям 23, 24 и 25. Из этих трех вариантов, по условиям равной обеспе- ченности сечения от продольного изгиба в плоскостях обеих его главных осей, а также наименьшего потреб- ного веса, оптимальное решение получается при вы- полнении сечения по детали 24, так как в остальных вариантах происходит или непропорциональное увели- чение момента инерции Jx по отношению к моменту инерции Jy (деталь 25) или материал используется недостаточно' вследствие приклепки уголков в непо- средственной близости к центру тяжести сечения (де- таль 23). При исключительно больших нагрузках колонны мо- гут составляться также из двух широкополочных дву- тавров. Как было указано выше, стальные колонны могут выполняться также из квадрантного профиля (де-
УСТРОЙСТВО ОПОР 147 Вид спереди Фиг. 150. Детали башмаков стальных колонн: 1—с отрезками уголков, 2 — с отрезками уголков и с листами котельного железа, 3—с отрез- ками швеллеров, 4 — с наклепыванием по периметру плиты бортовых накладок из швеллеров, 5 — с усилением плиты посредством консолей. таль 26), при котором получается весьма полное ис- пользование материалов вследствие равенства момен- тов инерции относительно главных осей сечения; кро- ме того при этом профиле легко достигается удобное и простое прикрепление других частей конструкции. Следующий составной элемент колонны — башмак служит для равномерной передачи давления от стержня колонны на основание посредством фундаментной плиты. Сечение башмака состоит в общем случае из вертикальных листов и уголков или швеллеров; иногда швеллера заменяются двутавровыми балками. Все эти части должны быть сконструированы таким образом, чтобы полная нагрузка колонны равномерно передава- лась на всю поверхность плиты. Соблюдение этого условия особенно важно в связи с возможностью обру- шения здания при неправильном конструировании баш- маков;- вместе с тем последующее усиление дефектных башмаков не может быть исполнено без значительных дополнительных затрат. Расчет башмака производится на изгиб, причем для простоты он рассматривается как консольная балка, нагруженная равномерно распределенным давлением на фундамент; опорой или опорами для этой консольной балки служит одиночный стержень колонны или соот- ветственно- двойной. Сложность конструкции башмаков увеличивается в зависимости от величины опорных давлений. Простей- •I 40 шая форма башмака получается в случае, если для пе- редачи давления на плиту является достаточным одних отрезков уголков. При этой конструкции (деталь 1, фиг. 150) башмак состоит только из двух отрезков неравнобоких уголков, наклепанных своими широкими полками, обрезанными в виде трапеций, к полкам стержня колонны, в данном случае к полкам широко- полочного двутавра; кроме того два других отрезка равнобоких уголков приклепаны по обе стороны стенки двутавра. Давление распределяется на поверхность опорной плиты посредством горизонтальных полок всех уголков, наклепанных на нее снизу впотай. При большом опорном давлении приходится прибе- гать к устройству также более сложной конструкции башмака (деталь 2, фиг. 150). Вследствие недостаточ- ности площади полок уголков для размещения требуе- мого количества заклепок, в данном случае между уголками и полками пары двутавров, образующих стержень колонны, введены листы котельного железа. Стенки двутавров, как и в предыдущем примере, при- соединены к опорной плите посредством четырех от- резков уголков, по два на каждую двутавровую балку. Требуемое количество заклепок иногда является возможным разместить на стенке швеллера; в этом случае возможно обойтись без введения в конструк- цию вертикальных листов котельного железа, для чего неравнобокие уголки заменяются отрезками швелле- 19*
148 1П. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ ров. Такого рода конструкция изображена на детали 3 фиг. 150. Стержень колонны состоит из двух швелле- ров, укрепленных к опорной плите обычным способом при помощи отрезков равнобоких уголков; вместо же неравнобоких уголков для распределения давления на опорную плиту в данном случае применены отрезки швеллеров, стенки которых достаточно широки для размещения требуемого количества заклепок. Ввиду ограниченности высоты швеллерных балок в случае надобности последние могут быть заменены более вы- Фиг. 151. Деталь башмака с ростверком из отрезков двутавровых балок. сокими двутаврами с предварительно срубленными с од- ной стороны стенки частями полок, в результате чего получается профиль, подобный швеллерному. Если выступающие за башмак части опорной плиты настолько велики, что ее толщина является недоста- точной, то для придания последней требуемой жестко- сти ее усиливают или наклепыванием по периметру плиты бортовых накладок из швеллеров, соединенных с частями башмака, или консолями, идущими в обе сто- роны от башмака. Первый способ усиления плиты изображен на де- тали 4 фиг. 150. Стержень колонны представляет со- бой широкополочный двутавр, прикрепленный к опор- ной плите отрезками равнобоких уголков. Для распре- деления давления служат приклепанные к полкам стержня отрезки ’ двутавров с вырубленными по одну сторону стенки частями полок соответственно ширине двутаврового стержня колонны. Перпендикулярно к этим отрезкам двутавра, к их концам, в свою очередь приклепаны посредством вертикальных отрезков рав- нобоких уголков два отрезка швеллера; эти отрезки наклепаны параллельно друг к другу на опорную плиту для ее усиления, причем между их концами укреплены к плите еще два параллельных между собой отрезка швеллеров, служащих также для усиления плиты и со- единенных с концами первых швеллеров при помощи вертикальных отрезков равнобоких уголков с усили- вающими их прокладками из котельного железа. Усиление опорной плиты посредством консолей по- казано на детали 5 фиг. 150. Стержень колонны сде- лан также из широкополочного двутавра. Передача и распределение давления на плиту в этом случае произ- водятся двумя отрезками двутавровых балок с выруб- ленными в их полках частями для установки стержня. Эти отрезки по обеим сторонам колонны расперты между собой по середине половины своей длины двумя отрезками двутавров или швеллеров, склепанных свои- ми полками в виде двутавров. Против них по обеим сторонам башмака приклепаны по три усиливающие плиту консоли, вырезанные из двутавровых балок; одна полка у этих балок отрублена совсем, а боковые края стенки срезаны по направлению вниз под углом в 45° к оставшейся полке, приклепанной к стенке ос- новного отрезка двутавра. Кроме того конец срезан горизонтально и посредством двух уголков приклепан к опорной плите. При нежелании усиливать плиту швеллерными бор- товыми накладками или консолями может быть при- менен ростверк (фиг. 151). Ростверк представляет со- бой ряд отрезков двутавровых балочек, на которые на- клепана плита из котельного железа. Для поперечной связи сквозь стенки двутавров проходит стяжной болт. Двутавровые балочки для ростверка следует резать из одного куска, так как высоты различных двутавровых балок одного и того же номера иногда разнятся на 1—3 мм, благодаря чему может получиться неравно- мерное распределение давления. Во избежание этого предпочтительным является не делать плиты для рост- верка, а приклепывать или прибалчивать балочки рост- верка прямо к плите башмака. Небольшие неров- ности в этом случае не будут иметь значения, так как они выравняются при подливке цементного слоя в про- зор, оставляемый всегда между плитой башмака или нижней поверхностью полочек ростверка и фундамен- том. Вообще для равномерной передачи давления от баш- мака на фундамент следует вводить между последним и опорной плитой цементный слой. Обычно толщина этого слоя колеблется между 20 и 50 мм, так как при установке колонн необходимо иметь достаточный за- зор для возможности ее выверки. Раствор для под- ливки должен быть жирным; вместе с тем должны быть приняты меры для лучшего его сцепления как с ниж- ней поверхностью опорной плиты башмака, так и с верхней плоскостью фундамента. С этой целью сле- дует металл в нижней части башмака тщательно очи- стить от ржавчины и красок, а верху фундамента при- дать шероховатую поверхность. Укрепление башмака к фундаменту производится согласно применяемому в Европе способу: в фунда- менте при бетонировании оставляются колодцы, в ко- торые при установке колонны опускаются анкера, со- единенные с опорной плитой; эти колодцы заливаются цементным раствором. Тип анкеров зависит от вели- чины передающейся на колонну нагрузки и может вы- полняться в виде круглых болтов, уголков и даже швел- леров. Недостатком такой организации работ по уст- ройству фундаментов является понижение их качества благодаря наличию в теле бетона глубоких каналов. Помимо указанных типов башмаков за последние годы у нас начали применяться башмаки американ- ского типа (фиг. 152 и 153). К стержню колонны, со- ставленному за отсутствием в Советском союзе широ- кополочных прокатных двутавров из склепанных в ви- де двутавра листов и уголков, снизу наклепываются продольные вертикальные листы, обрамляемые сверху и снизу горизонтальными уголками. К этим уголкам приклепаны у каждого края башмака по паре корот- ких вертикальных уголков, расставляемых на некото- ром расстоянии друг от друга для пропуска анкеров. Изнутри продольные вертикальные листы соединены друг с другом посредством поперечных листов и четы- рех пар вертикальных уголков. Благодаря наличию снизу опорной плиты башмак принимает форму от- крытой сверху коробки. Полки и стенка стержня ко-
УСТРОЙСТВО ОПОР 149 лонны, а также поперечные вертикальные листы при- соединяются к опорной плите при помощи отрезков Фиг. 152. Деталь башмака американского типа. В зависимости от принятой формы поперечного се- чения, а также от способов прикрепления к ним прого- нов эти колонны могут быть самых разнообразных ти- пов. Устройство многоэтажной колонны из двух швел- леров, при укладке прогона на специальные консоли, показано на фиг. 154 и 155, причем на первой изобра- жен общий вид, а на второй — отдельные детали кон- струкции. Эта колонна состоит из двух швеллеров № 30 в пер- Фиг. 153. Аксонометрия башмака американского типа. Американцы обычно применяют пристружку торца колонны к опорной плите. В связи со значительной трудоемкостью и сложностью этой операции мы выну- ждены передавать усилия через заклепки. Крепление колонны к фундаменту производится по- средством анкерных болтов, заделанных в последнем в процессе его бетонирования. Такой прием является более предпочтительным, чем принятый в Европе спо- соб последующей заливки анкеров в оставленные в фундаменте каналы. Действительно, прочный моно- Фиг. 154. Общий вид стальной многоэтажной колонны из швеллеров при укладке прогонов на консоли. литный фундамент по- зволяет заменить тяже- лые анкера болтами с относительно неболь- шими на их концах квадратными шайбами. Вместе с тем предоста- вляется возможность обойтись без расчалки колонны, так как по- следняя после привинчи- вания ее к фундамен- ту оказывается вполне прочно закрепленной. Последней частью ко- лоны кроме стержня и башмака, как было ука- зано выше, является капитель, имеющая так- же весьма разнообраз- ную форму. Отдельные ее типы будут приве- дены ниже при описа- нии многоэтажных и подкрановых коллон. При прохождении ко- лонн через несколько этажей устраиваются так называемые много- этажные колонны. вом и втором этажах и № 24 — в третьем; швеллера, направленные своим отверстием внутрь, поставлены на опорную плиту толщиной в 40 мм, состоящую из двух соединенных плашмя листов 20-миллиметрового ко- тельного железа. Плита имеет размеры 530 X 940 мм, причем для жесткости, а также равномерности пере- дачи на фундамент нагрузки по ее длинным краям на- Фиг. 155. Детали стальной многоэтажной колонны из швел- леров при укладке прогонов на консоли: 1—капитель, 2 — фасад башмака, 3 — боковой вид башмака, 4 — план башмака.
150 1П. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Фиг. 156. Общий вид сталь- ной многоэтажной колонны из швеллеров при прохожде- нии сквозь нее прогона. клепаны отрезки угол- ков 100 X ЮО X Ю лпи, вертикальные стенки ко- торых склепаны с вер- тикальными стенками швеллеров; между угол- ками и стенками швелле- ров помещены фасонки из 10-миллиметрового котельного железа. Ниж- няя часть этих фасонок сделана прямоугольной формы 940 X ЮО мм со- ответственно стенкам уголков, а верхняя имеет вид трапеции с высотой 300 мм и параллельны- ми сторонами в 940 и 270 мм. Наружные по- верхности стенок швел- леров отстоят друг от друга на 270 мм, благо- даря чему сама колонна получила сечение 270 X X 300 мм. Капитель колонны вы- полнена следующим об- разом: на уровне ниж- них полок прогонов к стенкам швеллеров на- клепаны в горизонталь- ном положении два от- шающаяся над уголком, сделана трапецеидальной фор- мы с нижней параллельной стороной в 400 мм и верх- ней — соответственно измерению поперечного сече- ния колонны — в 230 мм. Четыре болта диаметром 19 мм, проходящие сквозь узкие горизонтальные полки уголков и сквозь опор- ный лист по углам последнего, служат для укрепления колонны к фундаменту, в который они и заделываются; между опорным листом и фундаментом сделана це- ментная подливка толщиной 20 мм. Швеллера через определенные промежутки по вы- соте, примерно в данном случае через 600 мм, соеди- нены между собой планками из 10-миллиметрового ко- тельного железа размером 230' X 160 мм, наклепан- ными на полки последних. Укрепление междуэтажных прогонов произведено следующим образом: поверх соединительных планок наклепаны отрезки уголков 80 X 80 X 8 мм отвер- стиями углов вниз. На эти уголки и планки кладутся проходящие между швеллерами прогоны из двутавро- вых балок, причем полки последних соединены заклеп- ками с горизонтальными полками поддерживающих уголков. Верхняя капитель колонны под особо тяжелый про- гон представляет собой такие же, как и в базе, два от- резка уголков 100 X ЮО X Ю мм длиной каждый по 610 мм, а между ними и стенками швеллеров проложены сплошные листы из 10-миллиметрового котельного' же- леза. Верхняя часть листа соответственно стенке угол- ка имеет прямоугольную форму 610 X 100 мм, а ниж- няя— форму трапеции высотой 120 мм и с параллель- ными сторонами в 610 и 300 мм (деталь 1, фиг. 155). С верхней стороны лист может быть продолжен в виде прямоугольного отростка, служащего накладкой для склепывания стенок швеллера при наращивании стоек. Эти отрезки уголков, усиленные сплошным листом, представляют собой консоли, на которые укладыва- ются двутавровые балки парного прогона, несущего балки междуэтажного перекрытия. Стенки двутавров Г у прогона стянуты между собой болтами, проходящими |' сквозь отрезки газовых трубок, служащих распорками £ между стенками отдельных балок. Другой тип многоэтажной колонны, при прохожде- нии сквозь нее прогона, изображен в общем виде на фиг. 156, а в деталях—на фиг. 157. Эта колонна со- стоит из двух швеллеров меньшего профиля (№ 16) с отверстиями, обращенными в отличие от предыдущего типа не внутрь, а в разные стороны, при расстоянии — между стенками в 100 мм. Швеллера поставлены на опорный лист из 12-миллиметрового котельного же- леза размерами 400 X 380 мм. База колонны состоит из двух отрезков неравнобо- ких уголков 150 X 100 X 12 мм, длиной 400 мм, узкие полки которых наклепаны на опорный лист отверсти- ями углов врозь и на взаимном расстоянии в 180 мм. Между ними помещены основные швеллера колонны, причем их полки скреплены заклепками с вертикаль- ными широкими полками отрезков уголков. Между полками уголков и швеллеров проложены сплошные листы из 10-миллиметрового котельного железа. Каж- дый сплошной лист имеет в нижней части прямоуголь- У400Т Ж JC17O ' 75(1 Л 400x285X10 L150X 1QQX12 30 •i-400-i- -90—- о»»7,, -250—Н75; 36 l®”:; !;Ф1 О T-f- ПодлиВка бетоном 112 Опорный лист 400*380*12 400X380X12 551 - е-©•—® - е- “©? > -- -ф ( Г -100- --©80® 90-Ф80® ~75 '-=250=~75' 55 110—ф ---270 ную форму с размерами 400 и 150 мм соответственно вертикальной полке уголка, а верхняя часть, воввы- 400- -500 150X100X12 180*80x8/ I N 20 _^45 [ту. 8QX8QX8 Фиг. 157. Детали стальной многоэтажной колонны из швеллеров при прохождении сквозь нее прогона.
УСТРОЙСТВО ОПОР 151 резка уголков 150 X 100 X 12 мм, наклепанные сво- ими широкими полками вниз к полкам верхних концов швеллеров колонны, причем между ними и полками последних помещены сплошные листы из 10-миллиме- трового котельного железа прямоугольной формы с размерами 230 X 280 мм. Сверху на горизонтальные полки уголков наклепана опорная плита из 10-миллиметрового железа размером 230 X 380 мм, поверх которой уложена вторая узкая плита размерами 120 X 380 мм, служащая для центри- рования передачи давления от прогона на колонну. Обе опорные плиты соединены друг с другом заклеп- ками с верхними головками впотай. По- углам нижней опорной плиты помещены четыре 19-миллиметровые болта, посредством которых произведено укрепление к капители верхнего прогона из двух двутавровых балок № 40. Балки этого прогона соединены между собой диафрагмами из отрезков № 16 с проходящими сквозь них 19-миллиметровыми болтами. Помимо устройства стержней из швеллеров много- этажные колонны весьма часто выполняются из двута- вровых балок. Для большей ясности на фиг. 158 пред- ставлены отдельные детали таких колонн. На деталях 1 и 2 показано в разрезах устройство опорной по- душки, на детали 3 дан план подушки, а на детали 4— аксонометрия башмака. Укладка прогонов на консоли изображена на деталях 5, 6, 7, 8, 9, 10 и И, причем три первые детали относятся к случаю одинаковых профилей двутавров в двух примыкающих этажах, а последние четыре детали, — к случаю наращивания стержней у колонн с уменьшением профиля двутавро- вых балок; кроме того на деталях 12 и 13 показана укладка верхнего прогона на колонну с устройством над ней стыка. •Фиг. 158. Детали стальной многоэтажной колонны из двутавровых балок лри укладке про- гонов на консоли.
152 III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Конструкция колонн, несущих на себе кроме между- этажных перекрытий или покрытий подкрановые балки, значительно отличается от обычного типа стальных опор, причем если при небольших крановых нагрузках еще можно сохранить поперечное сечение, приближаю- щееся к квадрату, то при наличии тяжелых мостовых кранов, дающих значительные эксцентричные нагрузки, сечениям колонн приходится придавать удлиненную форму в перпендикулярном; к движению крана напра- влении. Эта форма будет симметричной при двух под- Фиг. 159. Колонны американского типа из широкополочных двутавров. крановых балках, уложенных с каждой стороны ко- лонны для обслуживания крановыми устройствами оди- наковой грузоподъемности двух смежных пролетов; наоборот, сечение получится несимметричным при од- ностороннем расположении подкрановых балок. Колонны, несущие подкрановые балки, могут выпол- няться в виде сплошной конструкции и в виде решот- чатой. Первый тип более свойствен Америке, так как- при нем достигается значительная экономия в ра- бочей силе, к чему всегда стремятся американские Фиг. 160. Сечения колонн американского типа. проектировщики, хотя бы в ущерб экономии мате- риала. В связи с таким положением широкополочный двутавр является в Америке излюбленным профилем; вместе с тем двутавр жёсток только в плоскости попе- речной конструкции. Это свойство предопределяет обычное для Америки решение в виде рамы в попереч- ном к зданию направлении; что касается продольного направления, то благодаря большей гибкости в этой плоскости двутавра конструкция выполняется как стержневая. Поперечное сечение колонны зависит от ее высоты, а особенно от грузоподъемности крана. Колонны, не- сущие по одной подкрановой балке для кранов грузо- подъемностью не свыше 25—30 т, в Америке изгото- вляются из одного широкополочного двутавра (деталь 1, фиг. 159). При наличии более тяжелых кранов прихо- дится прибегать к составному сечению до уровня под- крановой балки (деталь 2, фиг. 159). Дополнительный отрезок двутавра, несущий на себе подкрановую балку, во избежание продольного изгиба скрепляется с основ- ным стержнем колонны посредством коротких двута- вровых отрезков. При таком способе конструирования дополнительный двутавр рассчитывается только на про- стое сжатие. Что касается основного двутаврового стержня, являющегося стойкой поперечной рамы, то он воспринимает все горизонтальные усилия. Эти типовые для американской практики решения требуют минимума рабочей силы, однако за счет из- вестного перерасхода металла. В связи с отсутствием в Советском союзе двутавро- вых балок больших профилей колонны приходится вы- полнять клепаными с применением широкополочных уголков — преимущественно 150 X 150 и 150 X 100 мм. Эти уголки со 150-«миллиметровыми полками являются наиболее пригодными, так как позволяют разместить в два ряда ходовые 20-миллиметровые заклепки. От- дельные применяемые поперечные сечения клепаных сплошных колонн показаны на фиг. 160. Такой метод производства работ снижает экономи- ческий эффект благодаря меньшей компенсации пере- расхода металла против решотчатого типа за счет упрощения работ и сокрашения необходимого количе- ства рабочей силы. Все же, как показала практика, американские колонны, приспособленные к нашему устарелому сортаменту, позволяют получить более вы- годные решения, чем обычно применявшиеся у нас колонны европейского типа. Так например, Тихорец- кий завод, выполнявший металлические конструкции для кузнецкого цеха нагревательных колодцев, благо- даря американским методам пооектирования смог зна- чительно уменьшить простои оборудования и снизить расценки. Вместе с тем следует указать, что сплошные клепа- ные колонны со средними диафрагмами не могут быть признаны особенно рациональными при весьма значи- тельных мощностях колонн, так как в этом случае они не позволяют добиться максимального развития шага колонн. Колонны сплошного типа, несущие на себе кроме ферм односторонние подкрановые балки, изображены на фиг. 161 и 162. На первой показан вид с натуры колонны мартеновского цеха Магнитогорского метал- лургического завода, а на второй — одна из колонн механического цеха Краматорского машиностроитель- ного завода. Стенки боковых составных двутавров и средняя диа- фрагма краматорской колонны сделаны из 14-миллиме- тровых листов с соединением их друг с другом посред- ством четырех уголков 150 X 150 X 16 мм; кроме того по краям стенок наклепаны шесть уголков 150 X X 100 X 16 мм. Выше подкрановых балок в связи с сокращением передающихся нагрузок сечение колонны соответствующим образом уменьшено; Башмак, изоб- раженный в аксонометрии на фиг. 153, состоит из опорной плиты толщиной 40 мм, вертикальных листов толщиной 12 и 14 мм и широкополочных уголков 130 X 90 X 12 и 150 X 150 X 16 мм. Совершенно другой тип несимметричной колонны при односторонней подкрановой балке запроектирован Днепростроем для цеха металлических конструкций
УСТРОЙСТВО ОПОР 153 ремонтного завода Днепро- комбината (фиг. 163), за- менный в дальнейшем в связи с дефицитом металла на сборные железобетон- ные конструкции, описан- ные в отделе VI «Сборные железобетонные конструк- ции». Эта колонна состоит из пары двутавровых балок № 40, поставленных на рас- стоянии в 800 мм друг от друга и соединенных между собой поперечными план- ками и раскосами из угол- ков. Такая уголковая ре- шотка не всегда является удобной в связи с могущими быть ушибами рабочих о торчащие полки. Поэтому ее применение, несмотря на ее большую экономичность, может быть допущено лишь при соответствующей орга- низации прохода рабочих, минуя прилегающие к ко- лоннам зоны. фиг. 161. Вид на стальные База колонны состоит из железной плиты толщиной 20 мм размерами 1200 X 700 мм. На эту опорную плиту установлены в верти- кальном положении две двутавровые балки № 40, а между ними на равных расстояниях поставлен в ряд с ними отрезок такого же двутавра № 40 длиной 660 мм. Нижние концы всех трех двутавров соединены между собой двумя отрезками швеллеров № 18 длиной по 1380 мм. Своими стенками швеллера приклепаны к полкам двутавров, а нижней полкой наклепаны на опор- ную плиту заклепками снизу впотай. Между стенками швеллеров и полками двутавров помещены с обеих сторон колонны по одному сплошному листу толщи- ной 10 мм. Нижняя часть этих листов имеет прямо- угольную форму 1200 X 180 мм, а верхняя, возвышаю- щаяся над швеллерами и наклепанная на двутавры, сде- лана трапецеидальной формы с размерами параллель- ных сторон 1200 и 952 мм и высотой 720 мм. Поставленные торцами на опорную плиту двута- вры соединены с последней посредством трех пар отрез- ков уголков 100 X'100 X Ю мм длиной по 320 мм. Каждая пара отрезков прикреплена с обеих сторон стенки двутавра своей вертикальной полкой, а их го- ризонтальные полки наклепаны на опорную плиту за- клепками снизу впотай. По концам .каждого отрезка швеллеров, на рассто- янии 80 мм от краев, приклепано в вертикальном по- ложении по отрезку уголка 80 X 80 X 10 мм, отвер- стиями углов внутрь колонны; эти уголки служат для прикрепления других отрезков таких же уголков 80 X 80 X Ю мм, приклепанных к ним одной своей полкой, а другой полкой посредством прокладки к стенке конца швеллера, выступающего за опорную пли- ту на 90 мм. Эти последние отрезки уголков являются анкерами и, будучи направлены вниз, заделываются в кладку фундамента. Обе двутавровые стойки соединены между собой через определенные промежутки наклепанными на их полки в горизонтальном положении отрезками угол- колонны оплошного сечения мартеновского цеха Магни- тогорска. ков 75 X 75 X 8 мм, длиною по 952 мм и с отвер- стиями углов вниз. Угловые планки делят всю колонну по высоте на панели, в каждой из которых на полки двутавров наклепан раскос из такого же уголка 75 X 75 X 8 мм, в результате чего получилась ре- шотка с переменным направлением раскосов. Сечение верхней части колонны, выше крановых путей, в связи с уменьшением приходящейся на нее нагрузки, также соответствующим образом уменьшено. Концы двутавровых стоек под подкрановыми балками связаны между собой двумя накладками из листов ко- тельного железа толщиной 10 мм и с размерами 952 X 500 мм, наклепанных на полки двутавров по одной с каждой стороны колонны. Поверх каждой на- кладки, на уровне конца правой стойки, наклепан отре- зок уголка 100 X 100 X 10 мм отверстием угла вниз. На том же уровне, в верхнем конце правой стойки, по ее обеим сторонам наклепаны своими стенками к стенке двутавра стойки два отрезка швеллера № 30 длиной 320 мм. По верхним полкам обоих швеллеров, лежащим в одной плоскости, проложена прокладка в виде листа 10-миллиметрового котельного железа, размером 650 X 250 мм, поверх которого установлена подкрановая решотчатая балка, прихваченная к верх- ним полкам швеллеров болтами, проходящими сквозь полки уголков, образующих нижнее тавро балки, и сквозь описанную выше прокладку из котельного железа. Левая стойка колонны выше подкрановой балки подперта подкосом из уголков 75 X 75 X 8 мм; кроме того в направлении, параллельном движению крана, верхние части колонн соединены между собой решет- чатым прогоном. Вид в натуре решотчатых колонн показан на фиг. 164 — это колонны магнитогорского прокатного цеха, осуществленные в конце лета 1932 г. Описанные выше колонны обладают весьма суще- ственным недостатком: благодаря клепаной конструк- ции они очень трудоемки. За границей поэтому, осо- Цветаев. 20
154 III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ бенно в Америке, начинают переходить к сварным ко- лоннам, имеющим целый ряд серьезных преимуществ из-за простоты и срочности производства работ и эко- номии металла. 2900 Фиг. 163. Стальная колонна решотчатого типа цеха металлических кон- струкций ремонтного завода Днепрокомбината. 4100X100X10 Фиг. 162. Стальная колонна сплош- ного сечения механического цеха Краматорского машиностроитель- ного завода.
УСТРОЙСТВО ОПОР 155 В Советском союзе свар- ка конструкций внедрилась настолько прочно, что в на- стоящее время часто варят- ся не только колонны, являющиеся опорами в зда- ниях, но и стойки внутрен- него оборудования. Напри- мер на «Господшипнике» № 1 в Москве устроены сварным способом стелажи для толстого круглого же- леза, поступающего в куз- ницу для изготовления ко- лец подшипников. Стержни колонн часто выполняются с трубчатым сечением, что должно быть признано вполне рациональ- ным. Наиболее простые ко- лонны получаются при изготовлении их из двух швеллеров (деталь 1, фиг. 165) или двух уголков (де- таль 2), но такие сечения требуют применения отсут- ствующих у нас специаль- ных профилей, приспосо- Фиг. 164. Вид на стальные колонны решотчатого типа магнитогорского прокат- ного цеха. бленных к сварному методу производства работ. Действительно, уголки и швел- лера нормального сортамента имеют обращенные внутрь закругления наружных граней полок, что за- трудняет их проварку; вместе с тем их соответствую- щая обработка в виде срезки для раскрытия внаружу кромок у полок обходится дорого. Выходом из дан- ного положения является применение комбинирован- ного сечения согласно детали 3, при котором к швел- лерам, расставленным на некотором расстоянии друг от друга, привариваются сплошные листы. Недостаток Фиг. 165. Устройство сварных колонн: 1—5—поперечные сечения, 6 и 7 — колонны с подкрановыми путями. Фиг. 166. Общий вид колонны, состоя- щей из двух широкополочных двутав- ров и выполненной по сварному методу производства работ. 20*
156 111. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Фиг. 167. Детали сварных колонн: 1, 2, За и Зб — устрой- ство соединений двутавровых стоек при уменьшении сече- ния колонны; 4 — устройство сварных консолей. таких колонн заключается в невозможности последую- щего крепления к ним кронштейнов или других устройств посредством болтов. Весьма целесообразным следует признать применение для стержней широкополочных двутавров, позволяющих даже при относительно значительных нагрузках до- вести до минимума количество необходимых работ по изготовлению колонн. Наиболее простое решение получается при одном двутавре; в случае надобности усиления сечений по высоте последнее может быть выполнено путем приварки к полкам балок сплошных листов согласно деталям 4а и 4б При действии значи- тельных нагрузок колонны могут составляться из двух широкополочных двутавров с соединением примыкаю- щих граней посредством непрерывных или шпоночных сварных швов (деталь 5). Преимущество этих сече- ний— в удобстве сварки на автоматах. Такая сварная колонна изображена на фиг. 166, из которой видно, что стержень колонны состоит из двух широкополочных двутавров, сваренных друг с другом без добавочных соединительных планок или вертикаль- ных листов. Сама колонна является сквозной, а про- гоны разрезными. Колонны с подкрановыми путями могут также вы- полняться сварными. Удачное решение подкрановых колонн получается при выполнении стержней из дву- тавровых балок и швеллеров. Один из типов показан на детали 6 фиг. 165. Нижняя часть колонны, как это видно из фасада и из разреза по Д—Е, состоит из швеллера и широкополочного двутавра, соединенных друг с другом приваренными планками. Сечение верх- ней части —• над подкрановым путем — в связи с умень- шением передающейся нагрузки сокращено и выполнено трубчатым из двух швеллеров (разрез по' А—Б). Внут- ренний швеллер верхней части опущен ниже уровня подкранового пути и приварен к специальным двухсто- ронним накладкам. Несколько иной тип подкрановых колонн изображен на детали 7 фиг. 165. Нижняя часть стержня состав- лена из швеллера и двутавра, соединенных приварен- ным к их полкам сплошным листом. Верхнее сечение состоит из швеллера и двух листов, приваренных друг к другу в виде буквы Т. Самые мощные в Советском союзе подкрановые колонны высотой 25 м были сварены в 1932 г. ВАТ для копрового здания на Кузнецкстрое. Они сделаны из листов толщиной 14 мм и шириной 1200 мм. К одному из торцов этих листов приварено по швеллеру № 30, а с другой стороны к листам приварены четыре швел- лера № 24, соединенных попарно и образующих два трубчатых сечения. Сначала к положенному на сте- лажи швеллеру № 30 посредством сварных прихваток укреплялся лист в вертикальном положении; затем прихватывались горизонтальные диафрагмы и средние вертикальные ребра. После выверки правильности сборки отдельных элементов производилась сварка стержня. Швеллера № 24 соединялись в трубчатое сечение и варились отдельно, причем на одной сто- роне— будущей наружной — шов варился валиком, а со стороны прилегания к вертикальному листу швы делались впотай. С этой целью примерно через 1 м со- ответствующим образом подготовлялись прилегающие полки с вырезкой для помещения швов впотай. После сварки листов с швеллером № 30, диафрагмами и вер- тикальными ребрами стержень колонны поворачивался на бок; в лежачем положении к нему приваривался один из трубчатых элементов, а затем после нового поворота на другой бок производилась приварка вто- рого трубчатого элемента. Башмаки колонны вари- лись отдельно; они составлялись из опорных и верти- кальных листов с приваренными к последним ребрами. При необходимости уменьшения сечения колонн в соответствии с сокращением передающихся на них на- грузок соединение стоек, составленных из одних дву- тавров, может быть произведено согласно деталям 1, 2, За и З6 фиг. 167. В деталях 1 и 2 соединение усили- вается приваренной вертикальной накладкой; детали За и З6 дают вариант с горизонтальным промежуточ- ным опорным листом и двумя вертикальными ребрами в диагональном направлении. Устройство сварных консолей для укладки под- крановых балок в этом случае осуществляется весьма просто согласно деталям 2 и 4 фиг. 167. Общий вид многоэтажной колонны сварной кон- струкции в месте присоединения к ней прогонов и кон- солей для удержания подкрановых балок изображен на фиг. 168. Конструкция сварных башмаков является функцией выбранного типа и сечения колонн. На фиг. 169 изо- бражены два типа сварных башмаков, слева для ко- лонны из двутавровой балки, а справа для решотчатой колонны из двух швеллеров, соединенных горизон- тальными планками и раскосами. Первый башмак со- стоит из горизонтального опорного листа и двух вер- тикальных треугольных листов, усиленных в попереч- ном направлении приваренными консолями также тре- Фиг. 168. Общий вид многоэтажной колонны сварной конструкции в месте присоедине- ния к ней прогонов и консолей для удер- жания подкрановых балок.
УСТРОЙСТВО ОПОР 157 Фиг. 169. Сварные башмаки — слева при двутавровом сечении колонны, а справа — при решетчатой ко- лонне из двух швеллеров. угольной формы; второй башмак ввиду значительного он требует минимума рабочей силы для своего осу- расстояния между швеллерами стержня колонны имеет трапецеидальный вертикальный лист с приваренными поперечными ребрами. Несколько иной тип сварного башмака изображен на фиг. 170 детали 1а, 1б и 1". На расстоянии 12 мм от низа широкополочного двутавра № 60 а к кромкам его полок приварено четыре отрезка анкерных труб б длиной по 230 мм, сквозь которые проходят анкера из 38-миллиметрового круглого железа в; опорная плита г принята толщиной в 63 мм. Сама колонна высотой ществления. 4. БЕТОННЫЕ КОЛОННЫ Бетонные колонны согласно техническим условиям могут применяться только при отношении высоты к наименьшему поперечному размеру сечения не более 14 — при прямоугольном сечении и не более 12 — при круглом и восьмигранном сечении. Одновременно с этим при осевом сжатии, в случае если отношение рас- 14 м кроме крановых путей поддерживает металличе- ские фермы пролетом 25 м. Устройство сварного башмака при трубчатом сече- нии колонны может быть выполнено1 в двух вариан- тах: согласно детали 2 фиг. 170 — с приваренными четной длины колонны к наименьшему поперечному размеру прямоугольного сечения элемента или диаметра круглого сечения превышает в первом случае 3, а во втором) — 2,6, расчетная нагрузка повышается путем умножения на коэфициент Кг. Величина этого коэфи- трапецоидальными ребрами и по де- тали 3 той же фигуры, у которой ребра сделаны треугольной формы. Преимущество первого типа заклю- чается в удобстве сварки, так как острые углы свариваемых элементов затрудняют производство работ; в свою очередь достоинством вто- рого варианта является несколько меньшее количество работы благо- даря отсутствию необходимости в обрезке углов листового железа у ребер. Таким образом мы видим, что сварной метод производства работ дает широкую возможность в смы- сле выбора соответствующих форм соединений колонн с опорными ча- стями и позволяет чрезвычайно упростить конструкцию башмаков без необходимости применения уголков и швеллеров; кроме того Фиг. 170. Сварные башмаки: 1а, 1б и 1® — устройство башмака с приваренными анкерными трубами, 2—башмак при трубчатом -сечении колонны с трапецеидаль- ными ребрами, 3 — башмак при трубчатом сечении колонны с треугольными ребрами.
158 III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ циента К для прямоугольных сечений определяется по г 2h формуле:/^ = 1 : (0,4 Н—j-), где / — расчетная длина сжатого элемента, ай — высота прямоугольного сече- ния элемента, равная меньшей из сторон; для круглых сечений коэфициент Кг определяется по другой фор- муле: Кг = 1 : (0,4 + 1,73-у), где d — диаметр сечения. Одновременно с этим наименьший поперечный размер колонн должен быть не меньше 25 см. Расчет бетонных колонн может вестись двояким образом: при заданном сечении колонны подбирается соответствующая марка бетона в зависимости от дей- ствующей на нее нагрузки, а также класса сооруже- ния; при заданной прочности бетона производится определение необходимых размеров колонны. Применение бетонных колонн в фабрично-заводском строительстве ограничено весьма малыми пределами, так как при обычно встречающихся больших нагруз- ках их сечение получается значительным, вследствие чего их устройство редко бывает экономически оправ- дано. 5. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ В зависимости от места приложения сил колонны бывают. центрально нагруженными и с внецентренной нагрузкой. Первый случай обычно имеет место в одно- этажных и многоэтажных зданиях при отсутствии кра- новых устройств; колонны второго типа встречаются при необходимости оборудования зданий кранами, а также при наличии изгибающих моментов и действии горизонтальных сил. В связи с различным способом конструирования обоих видов колонн необходимо каж- дый из этих типов рассмотреть в отдельности. А. Центрально нагруженные колонны В зависимости от отношения расчетной длины к наименьшему поперечному размеру сечения колонны согласно техническим условиям подразделяются на два типа — на колонны, подверженные продольному изгибу, и на колонны с отсутствием последнего. Первый случай принимается при гибкости колонн, превосхо- дящей для прямоугольных — 14, а для круглых — 12, а второй — при меньшем отношении расчетной длины к наименьшему поперечному размеру сечения. Нормальное сечение колонн нецелесообразно прини- мать менее 20 X 20 см. Вместе с тем для стандартиза- ции опалубки увеличение размеров поперечных сечений должно выполняться кратно 4 или 5 см. При расчете колонн промышленных зданий в отли- чие от жилых сооружений временная полезная нагрузка на перекрытиях учитывается без поэтажного уменьше- ния. Отношение площади сечения продольной арматуры к площади бетона, иначе говоря насыщение сечения про- дольной арматурой, должно быть не более 3 и не менее 0,5%, причем наиболее выгодным решением в общем случае бывает выбор наименьшего процента железа с оптимальным промежутком между 0,8 и 2%. В много- этажных зданиях больший процент железа принимается в колоннах верхних этажей, а меньший — в нижних этажах. Если по конструктивным или архитектурным соображениям сечению колонны придаются большие размеры, чем это требуется статическим расчетом, се- чение арматуры не увеличивается против расчетного, однако оно должно составлять не менее 0,2% от дей- ствительного сечения. По способу конструирования железобетонные ко- лонны разделяются на три основных вида: а) колонны с продольной арматурой и обыкновен- ными хомутами; б) колонны с косвенным вооружением; в) колонны с чугунным ядром и со1 стальной оболоч- кой. а. Колонны с обыкновенными хомутами Поперечное сечение колонн этого типа бывает квадратным1, прямоугольным, шестигранным, восьми- гранным, круглым и т. п., причем наиболее рациональ- ной с точки зрения простоты устройства опалубки, а также соединения с конструкцией перекрытия или по- крытия является квадратная или прямоугольная форма. Диаметр продольных стержней арматуры должен быть не менее 12 и не более 40 мм. Выбор диаметра стержней зависит от размеров поперечных сечений ко- лонн, причем больший диаметр является предпочти- тельным для большего сечения. Согласно техническим условиям расстояние между стержнями в колоннах, находящихся под действием центрально приложенных нагрузок, должно быть не менее 15 см. Таким образом количество' продольных стержней находится в функцио- нальной зависимости от размеров поперечных сечений колонн. Введение последнего требования в нормы вы- звано было желанием заставить проектировщиков при- менять более жесткий каркас из меньшего количества, но более толстых стержней. Вместе с тем при соблю- дении этого условия сокращается количество необхо- димого на хомуты железа, так как расстояние между ними зависит от диаметра продольной арматуры. Сле- довательно для возможности армирования колонн большим чем четыре количеством стержней наимень- шее сечение их должно превышать 35 X 35 см. Од- нако> из этого не следует, что при большем 35 X 35 см сечении колонн нельзя принимать продольную арма- туру в виде четырех стержней, так как например при 1%-ном насыщении продольной арматуры колонны се- чением 50 X 50 см весьма часто принимаются 4 стер- жня по 28 мм. Для обеспечения поперечной связи бетона, а также для предохранения арматуры от продольного изгиба устанавливаются хомуты, диаметр которых избирается в зависимости от диаметра (d) продольной арматуры, примерно в 0,25 d, но не менее 5 мм. Расстояние ме- жду хомутами должно быть не более 15 диаметров продольных стержней и не более наименьшего попе- речного размера колонны. В местах стыков продоль- ной арматуры расстановка хомутов учащается с таким расчетом, чтобы расстояние между ними не превосхо- дило 10 d. Одновременно с этим при армировании ко- лонн свыше чем четырьмя стержнями, при сечении колонн более 35 X 35 см, кроме основных, идущих по периметру хомутов, должны ставиться еще дополни- тельные во избежание выпучивания промежуточных стержней, причем количество последних должно соот- ветствовать числу основных хомутов. Поперечные хо- муты, при плотном прилегании к продольной арматуре, должны кроме того связываться с нею вязальной про- волокой. Армирование одноэтажной внутренней ко- лонны прямоугольного сечения показано на фиг. 171. Заведение в фундамент колонны продольной арматуры может быть выполнено без крюков, что в общем слу- чае с точки зрения экономии металла является пред- почтительным. При прохождении колонн в многоэтажных зданиях через несколько этажей поперечные сечения послед- них постепенно утоняются по направлению кверху в зависимости от уменьшения нагрузок. Соединение по этажам стоящих друг над другом колонн выпол- няется или при помощи специальных добавочных коро-
УСТРОЙСТВО ОПОР 159 тышей или же верхние концы арматуры нижней ко- лонны отгибаются и пропускаются на величину от 20 до 30 d в колонну верхнего этажа. На фиг. 172 изображено армирование внутренних колонн многоэтажных зданий, слева — колонны ниж- него этажа, посредине — промежуточного этажа и справа — верхнего этажа. б. Колонны с косвенным вооружением Колонны с косвенным вооружением обычно выполня- ются с хомутами в виде круговых спиралей или колец', кроме того применяется вооружение в виде сеток или железного волоса. Первый тип колонн, со спиральной обмоткой или кольцевой арматурой, делается круглой, шести- или восьмиугольной формы. При их расчете учитываются не только измеряемая по оси спирали площадь ядра и сечение продольной арматуры, но и кольцевые и спи- ральные хомуты. Насыщение сечения продольной арматурой должно быть не менее 0,5% от площади ядра колонны, причем соотношение между объемами продольной и спираль- ной арматуры должно быть в пределах от 1 : 1 до 1 : 2. Одновременно с этим насыщение сечения про- дольной и приведенной спиральной арматурой должно быть не менее 1,5% при шаге спирали не более V, ядра и не более 80 мм. Минимальный шаг не следует делать менее 30 мм, так как в противном случае не представится возможным осуществить бетонирование колонны. Кроме того площадь сечения ядра должна составлять не менее 3/3 всего сечения колонны, причем диаметр ядра нормально принимается не менее 30 см. Диаметр круглого железа для спиралей и колец бе- рется обычно от 4 до 12 мм. Ввиду того, что в применяемой формуле: ^ = ^4-15^ + 45/, при постоянной для данного сечения колонны пло- щади ядра Fo приведенная площадь сечения обоймы to учитывается коэфициен- том, превышающим в три раза коэфициент учета се- чения продольной арматуры /ж, является более целесо-^ образным увеличивать при- веденное сечение спираль- ной арматуры за счет уменьшения сечения про- дольной арматуры. Приведенная площадь се- чения обоймы исчисляется , ъ-D-f по формуле: = > где через f обозначено се- чение прута обоймы, а че- рез S — ее шаг. Обычно применяемое ко- личество продольных стерж- ней бывает равным 8 при наименьшем числе их в 6 и при наименьшем расстоя- ний их друг от друга в 10— 12 см. При кольцевых хо- мутах стыки колец должны выполняться с перекрыва- нием концов, причем стыки должны располагаться враз- бежку по высоте колонны. Благодаря отсутствию сты- ков спиральная арматура фуг. 171. Внутренняя одно требует меньшего количе- этажная железобетонная ко ства железа, чем кольцевая. лонна. Армирование внутренней колонны со спиральной арматурой при многоэтажном здании показано на фиг. 173, причем слева дана ко- лонна нижнего этажа, а справа промежуточного. Соединение колонн между собой по этажам может быть, как это указано на фигуре, выполнено при по- Фиг. 172. Внутренние железобетонные колонны многоэтажных зданий: слева—колонна нижнего этажа, .посредине — промежуточного этажа и справа — верхнего этажа
160 III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Фиг. 173. Внутренние железобетонные колонны много- этажных зданий со спиральной арматурой: слева — ко- лонна нижнего этажа и справа — промежуточного этажа. мощи отгибов продольной арматуры нижнего этажа с перепусканием последних в колонну-верхнего этажа. При выполнении косвенного вооружения при по- мощи прямоугольных сеток по способу проф. В. П. Некрасова последние располагаются по всему сечению колонны с их расстоянием по высоте, равным расстоя- нию между прутьями сеток в плане; одновременно с этим сетки должны быть расположены не реже 1/я наи- меньшего измерения сжатой части. Сетки изготовля- ются из проволоки от 1 до 8 мм без обязательной связи с продольной арматурой; для удобства производ- ства работ они могут выполняться из одного куска. Наконец при последнем способе вооружения — с по- мощью железного волоса, примешиваемого к бетону,— желательно, чтобы проволока имела диаметр не более 0,5 мт, при длине отдельных отрезков не менее 40 d. Расчет на продольный изгиб колонн с косвенным во- оружением ведется как для колонн с обыкновенными хомутами, с учетом только продольной арматуры. в. Колонны с чугунным ядром и со стальной оболочкой Колонны с чугунным ядром представляют собой ко- лонны, у которых по оси забетонированы чугунные стержни сплошного или пустотелого сечения, а бетон- ная оболочка усилена спиральной обмоткой. Таким образом чугунное ядро в пределах спирали будет ра- ботать совместно с бетонной оболочкой, вследствие чего значительно увеличивается сила сопротивления самого ядра. Применение таких колонн обычно ограничивается в настоящее время случаями усиления существующих чугунных колонн при перестройках или надстройках старых фабричных зданий. Колонны со стальной оболочкой являются новой и весьма интересной конструкцией. Сущность их заклю- чается в том, что круглая стальная колонна с тонкой оболочкой набивается внутри бетоном, благодаря чему чрезвычайно повышается допускаемое на бетон на- пряжение— примерно в три раза. Это положение вполне подтвердилось опытами, произведенными Сталь- мостом. Испытанию были подвергнуты колонны диа- метром 35 см и со стальной оболочкой толщиною 3 мм. Несмотря на напряжение, доведенное до 450 кг/см2, не удалось добиться разрушения колонн. Пробные колонны были подвергнуты воздействию высокой температуры, причем результаты оказались положительными. Таким образом можно считать, что эта конструкция, сама по себе весьма экономичная, оправдала себя с технической стороны. При значительных нагрузках колонны со стальной оболочкой могут составляться также из отдельных, заранее изготовленных и привезенных на постройку звеньев, что позволяет упростить производство работ. Стык звеньев в таких кустовых колоннах выполняется сварным или болтовым, причем внутренняя полость стыка через специальные отверстия заполняется полу- сухим раствором. Отдельные звенья соединяются друг с другом посредством безраскосной решотки. Б. Колонны с внецентренной нагрузкой Колоннами с внецентренными нагрузками называ- ются колонны, у которых действующие на них про- дольные сжимающие силы не проходят через центры тяжести сечений. Такого рода нагрузки могут проис- ходить при внеосевом приложении вертикальных сил или при наличии изгибающих моментов, а также гори- зонтальных сил. В случае, если равнодействующая всех приложенных к колонне сил проходит внутри ядра сечения, в последней возникают только сжимающие напряжения; наоборот, при выходе равнодействующей из ядра сечения в колонне на противоположной сто- роне появляются растягивающие напряжения. При малых эксцентриситетах внецентренной про- дольной сжимающей силы, когда равнодействующая не выходит из ядра сечения или если и выходит, то все же получающиеся растягивающие напряжения в бетойе не превышают предельных величин, указанных в техни- ческих условиях, определение напряжений произво- дится по обычным формулам. При гибкостях стержней, превышающих указанные выше пределы, для прямоугольных —14, а для кру- глых —12, надо учитывать устойчивость стержней. При больших эксцентриситетах необходимо назначать сечение арматуры таким образом, чтобы последняя могла одна, без учета сопротивления бетона растяже- нию, воспринять все растягивающие напряжения. Армирование крайних колонн многоэтажного здания с внецентренно приложенной нагрузкой и со смеще- нием осей вышестоящих колонн против осей нижестоя- щих для получения общей вертикальной плоскости фасадных граней колонн показано на фиг. 174; здесь слева изображена колонна нижнего этажа, посре- дине — промежуточного и справа — верхнего этажа. Армирование колонн в одноэтажных промышленных зданиях, при наличии тяжелых крановых устройств, представлено на фиг. 175, на которой слева изобра- жена колонна, несущая две подкрановых балки, по которым справа ходит 5-тонный кран, а слева 3-тон- ный. Верхняя часть колонны с сечением, уменьшенным с 45 X 80 до 40 X 40 см, заканчивается консолью с выносом в 23 см для удержания деревянной сегментной фермы, перекрывающей правый пролет. Железобетон- ный ригель левого пролета соединяется с колонной
Фиг. 174. Крайние железобетонные колонны многоэтажных зданий: слева—колонна нижнего этажа, посредине — промежуточного и справа — верхнего этажа. Фиг. 175. Одноэтажные железобетонные колонны, несу- щие подкрановые балки и покрытие. Фиг. 176. Одноэтажная железобетонная двой- ная колонна у температурного шва. Цветаев. 21
162 III. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Фиг. 177. Железобетонные башмаки: слева—.в виде плиты, непосредственно связанной с колонной, справа— с промежуточной базой. примерно на высоте верхней подкрановой балки. Про- дольная арматура в нижней части колонны доведена до уровня башмака, где она соединяется с короты- шами, выпущенными из последнего. Другой тип такой колонны, но еще более сложный, изображен на той же фиг. 175 справа; эта колонна несет три подкрановых балки, по которым ходят сле- дующего вида краны: 'слева — кран обычного типа, грузоподъемностью 3 т; справа сверху —такой же кран, но подъемной силы в 15 т, и наконец справа внизу консольный 3-тонный кран с вылетом в 5 м. Верхняя утоненная с 50 Х'90 до 40 X 40 см часть колонны заканчивается консолью, имеющей относ в 23 см для установки на ней сегментной фермы, покры- вающей правый пролет. На уровне правой верхней под- крановой балки колонна соединяется с железобетон- ным ригелем левого пролета. Интересное решение двойной колонны у температур- ного шва в месте сопряжения деревянных покрытий с огнестойкой зоной, выполненной в виде железобе- тонных арок с тонкостенным покрытием по системе Кольба, изображено на фиг. 176; как видно из фи- гуры, двойная колонна состоит из двух частей — пер- вой колонны сечением 30 X 70 см с высотой, доведен- ной лишь до верхней плоскости подкрановых балок, и второй колонны, поднятой до уровня пят арок и сое- диненной с последней при помощи выпущенной арма- туры. Сечение второй колонны в нижней части имеет размеры 40 X 70 см, а в верхней 40 X 50. см. Грузо- Фиг. 178. Железобетонный башмак большой высоты. подъемность кранов, передвигающихся по подкрановым балкам, — слева 10 т, а справа 5 т. Ширина темпера- турного шва между колоннами предусмотрена в 5 см. В. Башмаки и фундаменты колонн Базой для колонн служит так называемый башмак, выполняемый в железобетоне или бетоне совместно' со стволом колонны или раздельно; последний способ яв- ляется предпочтительным. Действительно, при совмест- ном бетонировании и при прохождении стержней про- дольной арматуры до нижней плоскости башмака приходится одновременно ставить опалубку как для колонны, так и для башмака, что вызывает значи- тельное осложнение в производстве работ. Поэтому более целесообразно раздельное ведение работ, не- смотря на некоторое излишнее количество железа, идущее на постановку добавочных коротышей (стыко- вых стержней), закладываемых в бетон башмака. Площадь основания башмака принимается в зави- симости от допускаемых на грунт или фундамент на- пряжений. Типы железобетонных башмаков, разработанных комиссией по стандартизации строительства при ВСНХ СССР, изображены на фиг. 177. Помещенный слева башмак запроектирован в виде железобетонной плиты, непосредственно' связанной с колонной. При- менение такого типа вследствие отсутствия промежу- точной базы экономично лишь при относительно не- больших его размерах в плане с максимальным изме- рением не свыше 2 м. Высота башмаков h составляет примерно от 73 до % размера стороны основания с минимальным измерением в 30 см. Рабочая арматура укладывается в прямоугольную клетку, при расстоя- нии между стержнями от 10 до 17 см и диаметре прутьев от 10 до 16 мм; монтажная арматура имеет диаметр 10 мм. Под основание башмака делается под- готовка из тощего бетона или втрамбованного щебня. Изображенный на фиг. 177 справа тип башмака имеет более сложное'верхнее очертание и выполнен с промежуточной базой, распределяющей давление от колонны на большую поверхность, вследствие чего при- менение его более рационально при больших нагруз- ках или малых допускаемых напряжениях на грунт, т. е. при получении его значительных размеров в плане, примерно свыше 2 м. Высота нижней части а в зависимости от размеров башмака принимается от 15 до 20 см; высота b определяется расчетом, а высота с примерно равняется сумме а и b и также проверяется расчетом. Общая высота башмака h = а + b + с получается по величине напряжений, воз- никающих в нем при проверке колонны на продавли- вание сквозь него. Рабочая арматура укладывается таким же образом, как и в башмаке без промежу- точной базы; монтажная арматура устанавливается по диагоналям базы для образования углов. Рабочие стержни имеют диаметр от 8 до 16 мм с оптималь- ными величинами между 10 и 12 мм; расстояние между стержнями принимается от 8 до 16 см. Стержни при перекрещивании перевязываются вязальной проволо- кой. При площади отдельных ячеек, образованных ар- матурой, меньшей 200 см3, допускается перевязка че- рез узел. Концы стержней отгибаются с образованием крюков. Диаметр монтажной арматуры берется 10 мм, а подвесок — 6 и 8 мм. Продольные стержни в случае заведения их в башмак в зависимости от действую- щих на колонну усилий заканчиваются крюками, ог- гибами в стороны или прямыми концами. Расчет башмаков производится на изгибающие мо- менты и на поперечные силы.
УСТРОЙСТВО ОПОР 163 При желании обойтись без отогнутых стержней применяются башмаки с большой высотой согласно фиг. 178. Определение высоты производится путем проверки на продавливание колонны сквозь башмак и по изгибающему моменту. Расчетное количе- ство железа может быть распределено рав- номерно по подошве башмака, так как на- пряжение на сдвиг в данном случае весьма невелико в связи со значительной высотой сечения по отношению к измерению баш- мака в плане. Обрезы верхней базы для центрировки колонны принимаются по 5 см с каждой стороны. Другой вид железобетонных ступенчатых башмаков американского типа под колонны фиг. 175 изображен на фиг. 179. Рабочая арматура, состоящая обычно из 12-милли- метровых прутьев, вяжется в виде сетки на стороне и укладывается на кирпичные под- кладки в вырытый котлован, после чего про- изводится бетонирование башмаков; таким образом .расстояние от низа башмака до низа арматуры получается равным 6,5 см. При таком способе производства работ по устройству башмака выгадывается известная экономия как на земляных работах, так и на опалубке, так как нижняя ступень баш- мака бетонируется, если только это позво- ляют условия грунта, без установки опалуб- ки между отвесными стенками земли; что же касается верхней, то она выполняется весьма просто путем установки поверх уже забетоненной нижней части короба, сколо- ченного из нескольких обрезков досок с по- следующим заполнением его бетоном. Бла- годаря горизонтальности верхней поверх- ности башмака упрощается также установка опалубки для колонны. Для соединения про- дольных прутьев колонны с башмаком из последнего выпускаются стыковые стержни. Подготовка под башмаки не делается, что однако не всегда является рациональным. Башмак такого же американского типа, но под двойную колонну на температурном шве, изображенную на фиг. 176, показан в продольном и поперечном разрезах, а также в плане на фиг. 180. Выполнен он по' предыдущему, причем расстояние между колоннами принято в 5 см, что объясняется американцами желанием упростить выемку средних досок опалубки между колоннами; однако это объяснение нельзя признать вполне удовлетворительным, так как наша практика показывает полную возможность свободного удаления опалубки даже при за- зоре в 2—2,5 см между колоннами. Указанные башмаки являются типовым решением для всех наших крупных строи- тельств, выполняемых на основе американ- ской технической помощи. При сравнении стандартных железобетон- ных башмаков, изображенных на фиг. 177, со ступенчатыми американскими башмаками необходимо признать на стороне последних несомненные преимущества благодаря про- стоте опалубки, отсутствию сложной арма- туры в виде косых стержней и подвесок, а также значительному ускорению производ- ства работ. Фиг. 179. Железобетонные ступенчатые башмаки американского типа под колонны, изображенные на фиг. 175. Фиг. 180. Железобетонный ступенчатый башмак американского типа под двойную колонну у температурного шва, изображенную на фиг. 176. Фиг. 181. Бутовые фундаменты банкетного типа с бетонными подколон- никами: слева — фундамент с одним уступом, справа — с двумя усту- пами. 2 Г
161 HI. ОТДЕЛЬНЫЕ ОПОРЫ Фиг. 182. Бутовый фундамент банкетного типа с бетонным подколенником и тремя уступами. В связи с общей установкой о наименьшем приме- нении дефицитных в настоящее время цемента и же- леза и о максимальном использовании во* всех воз- можных случаях материалов естественного происхо- ждения, — в данном случае бута, — устройство желе- зобетонных фундаментов в виде армированных башма- ков должно ограничиваться лишь случаями, когда при значительных нагрузках на небольшой глубине обна- руживается грунт, могущий служить основанием, од- нако со сравнительно невысоким допускаемым напря- жением. Железобетонные башмаки могут также применяться при глубоком залегании грунта и незна- чительных допускаемых на него напряжениях, так как в случае устройства фундаментов из бута, вследствие значительного веса последних, потребуется чрезмер- ное их развитие в плане, что не всегда окажется рен- табельным. Кроме того устройство железобетонных башмаков допустимо в тех случаях, когда наличие относительно высокого уровня грунтовых вод не позволяет слишком заглубляться, благодаря чему не удается развить буто- вые или бетонные фундаменты в ширину до необходи- мых расчетных размеров. Во всех остальных случаях более целесообразно заканчивать колонну небольшим подколонником с устройством под него бутового или в крайнем случае бетонного фундамента, причем особенно рационально применение бутовых или бетон- ных фундаментов при центральных нагрузках с малым изгибающим моментом. Бутовые фундаменты могут устраиваться банкетного типа (с уступами), в виде усеченной пирамиды или в виде столбов однообразного сечения. Наиболее часто применяется первый тип фунда- мента как простой в производстве работ и более экономичный. Ширина отдельных уступов и верхние обрезы фундаментов делаются не менее 20 см. Вели- чина допускаемого напряжения на бут зависит от прочности примененного раствора. Бутовые фундаменты банкетного типа показаны на фиг. 181 и 182, причем на первой фигуре слева изо- бражен фундамент с одним уступом, вполне пригод- ный для применения при высоком залегании грунта хорошего качества, с относительно значительным до- пускаемым на него давлением. Фундамент с двумя уступами, помещенный справа той же фигуры, а также фундамент с тремя уступами, показанный на фиг. 182, применяются при большей глубине грунта хорошего качества и при отсутствии грунтовых вод. Высота каждого уступа для удобства кладки должна быть не менее 35 см, причем под осно- вание рекомендуется производить плотную втрамбовку кирпичного щебня. Что касается подколенников (бетонных башмаков), то уклон линии, соединяющей точку а пересечения ко- лонны и верхней грани этого башмачка с точкой б, лежащей на крайней грани его основания, не должен составлять с горизонтом угла свыше 45°, конечно при соответствующем качестве бетона. При этом условии вследствие совпадения линии а — б с линией распре- деления давления в бетоне армирование подколенника могло бы не производиться, однако, учитывая возмож- ность осадки бутовых фундаментов из-за смещениия отдельных камней,. из конструктивных соображений, внизу башмака укладывается сетка из круглого же- леза диаметром 8—12 мм через 10—15 см. Общая площадь сечения арматуры в каждом напра- влении может быть принята в 0,4% от площади пря- моугольника, высота которого равна высоте подко- ленника и ширина равна ширине верхнего основания этой базы. Высота вертикальной грани подколенника принимается равной V3 от общей высоты h, причем при 45-градусном уклоне линии а — б ширина подошвы его b = d -j- 2h. Общая высота подколенника принимается не менее толщины колонны и не менее 25 см. Вместе с тем подколенник должен иметь такую высоту, чтобы в него мог быть произведен запуск продольных стержней арматуры не менее, чем на 20 диаметров. При малых размерах колонн для упрощения произ- водства работ башмачок может быть сделан без от- косов. В случае отсутствия бута фундаменты могут быть выполнены также бетонными с сохранением уступов или же для экономии материалов с откосами; со ста- тической точки зрения развитие фундамента откосами или уступами равнозначно. Угол наклона к горизонту линии, соединяющей наружный край подколенника с краем основания фундамента, до последнего времени принимался в 45° при песчаном и гравелистом грунтах и не менее 60° — при глиняном или другом грунте, подверженном размоканию в воде. Такое подразделе- ние объяснялось наличием1 трения между грунтом и фундаментом в первом случае и почти полным отсут- ствием его во втором. Этот метод подхода не может считаться правиль- ным. Решением данного вопроса в настоящее время занят инж. А. К. Говве. Согласно произведенным им изысканиям величина этого угла зависит: от высоты фундамента, от допускаемого напряжения на грунт и допускаемого напряжения на растяжение материала фундамента. Зависимость от вышеупомянутых допу- скаемых напряжений выражается формулой: где <а — искомый угол, р — допускаемое напряжение на грунт и к — допустимое напряжение кладки на растяжение. Что касается высоты фундамента, то ее влияние учитывается по формуле Plamant
IV. ПЕРЕКРЫТИЯ ИИЯИВИВМ8ИНИМИИИИИВ^^ВИ1И^ЯЗИИНЯИВВЯВЗПВИИМИИИИИИНИ1ИИИМКк123ЯИ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ ЧАСТЬ Перекрытия наравне с опорами и стенами являются одной из главнейших составных частей многоэтажных зданий. От их правильного устройства зависит со- хранность всего сооружения в целом, причем при не- достаточной сопротивляемости перекрытий действию огня по отношению к назначению отдельных помеще- ний такие здания весьма легко могут погибнуть при пожаре. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ- МЫЕ К ПЕРЕКРЫТИЯМ Требования, предъявляемые к перекрытиям в про- мышленных зданиях производственного или подсобного характера, зависят от назначения и расположения по- следних. В основном они сводятся к следующему. А. Расчет должен производиться на основе суще- ствующих норм таким образом, чтобы перекрытия могли вполне безопасно' выдерживать собственный вес и полную временную нагрузку; вместе с тем не сле- дует задаваться излишней и не отвечающей действи- тельному положению вещей величиной полезной на- грузки как ухудшающей экономические показатели. Б. Прогибы балок не должны превосходить допу- скаемых пределов во избежание зыбкости перекрытий. В. Способность сопротивления перекрытий действию огня должна находиться в полном соответствии с на- значением помещений, а также характером произво- димых в них работ. Г. В случае исполнения перекрытий в дереве по- следние должны быть соответствующим образом огра- ждены от влияния причин, могущих способствовать развитию гнилостных процессов. Д. Толщина перекрытий должна быть наименьшей для сокращения кубатуры зданий. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕКРЫТИЙ Классификация перекрытий может быть произве- дена по степени сопротивления действию, огня, по рас- положению в здании, по роду материалов и по способу производства работ. А. По степени сопротивления действию огня пере- крытия делятся на огнестойкие, несгораемые, защи- щенные от возгорания и сгораемые. Огнестойкими перекрытиями считаются: железобе- тонные, покоящиеся на огнестойких стенах или ко- лоннах, в которых арматура ребер в ребристых кон- струкциях окружена слоем бетона не менее 2,5 см, а в плитах — слоем' бетона не менее 1,5 см; перекры- тия, состоящие из системы металлических балок с огнестойким заполнением (например железобетонная плита, бетонные сводики, сводики из сплошного, по- ристого и пустотелого кирпича или камня и пр.), если перекрытие покоится на огнестойких стенах или опо- рах и если металлические балки на всю высоту своего ребра окружены огнестойкой обделкой. К несгораемым относятся перекрытия, покоящиеся на огнестойких стенах или опорах, устроенные по ме- таллическим балкам с огнестойким заполнением между ними, если ребра и полки балок не окружены огне- стойкой обделкой (например железобетонная плита, уложенная по верхним полкам двутавровых балок); волнистое железо, уложенное по двутавровым балкам или между двутавровых балок; бетонные, кирпичные и иные сводики между металлическими балками и т. п. Кроме того в помещениях, предназначенных для без- опасных в пожарном отношении производств, к не- сгораемым перекрытиям приравниваются: сплошной дощатый настил без воздушных прослоек толщиной не менее 12 см (например доски на ребро, уложенные по металлическим' балкам и подшитые с нижней по- верхности или асбестовыми листами толщиной в 3 мм или листовым железом толщиной не менее 1 мм, по асбестовым листам не тоньше 1,5 м). Защищенными от возгорания считаются деревянные перекрытия, покрытые со стороны возможного во время пожара действия огня защищающей от возго- рания одеждой. Наконец к разряду сгораемых относятся деревянные перекрытия по деревянным балкам. Б. По расположению в здании перекрытия делятся на чердачные и междуэтажные. Основное их отличие заключается в том, что от первых всегда требуется наличие малой теплопроводности, в то время как для вторых это условие обычно не является обязательным. В. По роду материалов перекрытия могут быть раз- делены на ряд отдельных типов: на перекрытия по де- ревянным балкам, на перекрытия по металлическим балкам и на железобетонные перекрытия. В свою оче- редь первые два вида в зависимости от рода приме- ненных для’ заполнения между балками материалов могут быть разбиты на другие типы. При перекрытиях по деревянным' балкам заполнением служат дерево или специальные плиты — фибролитовые, гипсовые и т. д., а при перекрытиях по металлическим балкам в каче- стве заполнения применяются: деревянный подбор, бе- тонные или железобетонные своды или железобетонные плиты. Г. По способу производства работ перекрытия рас- падаются на два основных типа: на перекрытия, из- готовляемые на месте работ, и на перекрытия из гото- вых элементов. Значительные преимущества второго способа производства работ, позволяющего перевести строительство хотя бы частично на индустриальные рельсы, заставляют максимально стремиться к воз- можно большему его применению.
166 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ ГЛАВА ВТОРАЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ДЕРЕВЯННЫМ БАЛКАМ Перекрытия по деревянным балкам в чисто произ- водственных зданиях устраиваются в настоящее время весьма редко, причем чаще всего область их примене- ния ограничивается верхним перекрытием или покры- тием. Наоборот, в зданиях подсобного назначения, с требованиями меньших нагрузок и вместе с тем менее огнеопасных, вполне допустимым, а иногда даже обя- зательным является как с точки зрения экономики, так и для сохранения общего баланса строительных материалов устройство деревянных перекрытий. 1. ПЕРЕКРЫТИЯ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ НА МЕСТЕ РАБОТ Деревянные балочные перекрытия состоят в общем случае из балок, подбора или простильного черного пола, подшивки и звуковой и тепловой изоляции. В зависимости от назначения перекрываемого помеще- ния или выбранного типа конструкции из перекрытия могут -выпадать те или другие его составные элементы. Балки делаются предпочтительнее из соснового, до- статочно сухого леса; применение ели должно рассма- триваться лишь как временная мера. Балки иногда изготовляются из бревен, отесанных на два канта, с шириной последних примерно около d. Такая отеска горбушин является допустимой при незначительной комлеватости бревен или при сравнительно небольшом их диаметре; в противном случае более целесообраз- на опиловка горбылей, которые могут быть в даль- нейшем использованы на подбор или черный присталь- ный пол. Кроме бревен в качестве балок в некоторых слу- чаях применяются также брусья, выделываемые из круглого леса путем опиловки горбушин с четырех сторон. Обычно принимаемое отношение высоты бруса к его ширине равняется 7:5; это соотношение полу- чается весьма просто графическим построением — диаметр делится на три части и из точек деления вос- ставляются перпендикуляры до пересечения с ок- ружностью, причем линии, соединяющие эти точки друг с другом, определяют направление сторон самого бруса. Для меньшего отхода лесного материала бревна лучше обтесывать не начисто, а с оставлением обливин; при открытых балках обливины остругиваются фас- ками или обделываются калевками. Ввиду меньшей экономичности и худшего использо- вания в перекрытиях круглых балок, а особенно брус- чатых, за последнее время в качестве обычного реше- ния стали применяться балки из пластин или досок. Действительно, дощатые балки обладают целым рядом весьма серьезных преимуществ, основными из которых являются полное использование без всяких отходов ма- териалов и возможность сокращения толщины под- шивки и пола благодаря более частой расстановке до- сок. При употреблении пластин в них снимаются кромки настолько, чтобы стесанные ребра были между собой параллельны, причем для каждого перекрытия балки из пластин должны быть одной высоты. Для удобства подсчетов ниже приводится табл. 9 для определения размеров пластин, равнопрочных балкам из досок. Доски 4 X 18 5X18 5X20 5X22 6X22 5X25 6 X 25 ТАБЛИЦА 9 Пластины * Jr cMi Wr с.и3 -$2t~ J гсмЛ Wr см? 1944 2430 3333 4437 5324 6510 7812 216 270 333 403 484 521 625 18 19 21 22 23 25 26 1994 2476 3695 4450 5316 7421 8682' 253 298 402 463 529 679 764 Расчет балок ведется по напряжениям и по проги- бам, причем обычно менее выгодным оказывается вто- рой случай. Допускаемый прогиб для балок колеблется от 7250 до 7<оо- Для расчетов собственный вес перекры- тия определяется путем непосредственного подсчета веса его отдельных составных элементов. При обычно принимаемых для подсобных зданий величинах полез- ной нагрузки наиболее экономичные решения получа- ются при длине дощатых балок не свыше 4,5—4,8 м или в самом крайнем случае 5 м. Длина брусчатых и из круглого леса балок не превышает 6 м. Сечение дощатых балок следует принимать не более 5 X 25 см. Расстояние между балками является функцией их типа: брусчатые и круглые балки допускают расстановку до 1,1—1,2 м друг от друга, в то время как расстояние между балками из досок принимается обычно не свыше 0,7—0,75 м. Подбор так же, как и черный простильный пол, дела- ется из горбылей или досок толщиной 3—3,5 см. При малом расстоянии между балками и легкой смазке тол- щина досок может быть уменьшена до 2,5 см. Выбор того или другого материала зависит от чисто местных условий, причем при наличии собственных лесопильных заводов или при расположении последних в непосред- ственном соседстве со строительством является более целесообразным применение горбылей; в противном случае вполне допустимо устройство подбора или чер- ного простильного пола из досок. Подшивка, служащая в некоторых случаях также подбором, обычно производится из досок толщиной 1,9 или 2,5 см; иногда она доводится до 3 и даже до 3,5 см. Подшивка меньшей толщины делается при не- больших расстояниях между балками и при относи- тельно легкой изоляции, а доски большей толщины при- меняются при значительных пролетах между балками и наличии достаточно тяжелой смазки или засыпки. В случае производства снизу подшивки штукатурки во избежание растрескивания последней подшиваемые доски должны раскалываться. Подшивка прибивается к балкам снизу гвоздями — по две штуки на каждое пересечение досок. При толщине досок в 1,9 см длина гвоздей принимается 70 мм с диаметром 3 мм; при 2,5-сантиметровых досках длина гвоздей увеличивается до 80 мм, а диаметр до 3.5 мм. Гвозди длиной 100 и 125 мм при диаметре 4 и 4,5-мм забиваются соответ- ственно при толщине досок в 3 и 3,5 см.
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ДЕРЕВЯННЫМ БАЛКАМ 167 Что касается изоляции, то подробное описание по- следней будет произведено в главе V настоящего от- дела. Конструкции перекрытий (нижепомещаемый набор конструкций в аксонометрии разработан трестом Мос- проект) зависят в первую очередь от расположения перекрываемых помещений и от наличия или отсут- ствия чердака; вследствие этого они делятся на между- этажные и чердачные перекрытия, а также на верхние покрытия. Последний тип покрытий, устраиваемый в бесчердачных зданиях, будет рассмотрен ниже, в от- деле V «Крыши». Благодаря значительной отдаче тепла через чердак к чердачным перекрытиям предъявляются осббО' повы- шенные требования в отношении термоизоляции. Простейший вид чердачного деревянного перекрытия представляет собой черный дощатый простильный пол в четверть, настланный по деревянным балкам, окан- тованным на три канта; сверху пол выстилается толем, поверх которого кладется термоизолирующий слой (де- таль 1, фиг. 183). Нижняя поверхность досок и балок чисто остругивается; кроме того по верхним ребрам балок нашиваются строганые рейки для закрытия об-, ливин, а нижние ребра скашиваются или окалевыва- ются. Другой тип чердачного перекрытия представлен на детали 2 фиг. 183; вместо реек в верхней части балок по их бокам набиваются бруски 4X3 см, образующие обращенные вверх четверти. В эти четверти уклады- вается подбор из коротких досок, после чего как бал- ки, так и подбор покрываются сплошь толем, поверх которого кладется обычная изоляция. Конечно вме- сто толя для создания воздухонепроницаемого слоя в этом или других типах перекрытий может уклады- ваться также слой импрегнированной глины; .в мало от- ветственных зданиях допускается простая глиняная смазка. При наличии на постройке большого1 количества об- резков досок, могущих быть, употребленными для под- бора, описанный выше тип перекрытий является отно- сительно приемлемым. При предъявлении к чердачному перекрытию повы- шенных требований в отношении тепловой или звуко- вой изоляции последнее может устраиваться согласно детали 3 фиг. 183. Поверх слегка окантованных на два канта круглых деревянных балок настилаются два слоя горбылей горбушками вверх, причем иногда пер- вый слой горбылей кладется с промежутками горбуш- ками вниз, а второй слой укладывается горбушками вверх вразбежку с первым, перекрывая таким образом промежутки между горбылями нижнего слоя. Второй вариант укладки горбылей является более рациональ- ным. Поверх горбылей устраивается изоляция. С ниж- ней стороны балки подшиваются продольно расколо- тым тесом; в дальнейшем подшивка оштукатуривается обычным образом по дпани. На детали 4 фиг. 183 показан тип чердачного пере- крытия, состоящего из черного простильного пола, на- стланного по дощатым балкам. Верхняя изоляция пред- положена из слоя толя и засыпки. По нижним1 кром- кам балок произведена подшивка из 1.9-сантиметро- вых досок с ее последующей оштукатуркой. Примене- ние дощатых балок делает это перекрытие достаточно рациональным, однако! более целесообразно устройство изоляции непосредственно по подшивке. Что касается междуэтажных перекрытий, то их про- стейший тип, когда от них не требуется ни тепло- вой, ни звуковой изоляции, представляет собой про- стильный пол в шпунт или четверть из чисто остроган- ных с обеих сторон 4-сантиметровых досок, получаю- щих после острожки верхней и нижней поверхности толщину в 3,4 см ( деталь 5, фиг. 183). Доски приби- ваются к балкам 8-сантиметровыми гвоздями. В большинстве случаев однако от деревянных ме- ждуэтажных перекрытий вследствие специфических ус- ловий производимой работы в перекрываемых ими по- мещениях (например в зданиях заводоуправлений, вое- низированной охраны, медицинских пунктов и т. п.) требуется наличие незвукопроводности, а иногда при отделении холодных частей зданий от теплых вы- двигается добавочное условие — нетеплопроводности. На детали 6 фиг. 183 показано деревянное между- этажное перекрытие, балками для которого служат пластины с протесанными кромками, с настланным по- верх него чистым дощатым полом. По нижним кром- кам балок сделана подшивка тесом, оштукатуренная по драни. С верхней стороны подшивки уложена изо- ляция. Аналогичный тип перекрытия изображен на детали 7 фиг. 183 с той лишь разницей, что балками здесь служат доски, поставленные на ребро. Как было ука- зано выше, перекрытия с дощатыми балками являются весьма рациональными и поэтому подлежащими макси- мальному применению. При устройстве перекрытия с круглыми балками, отесанными на два канта, его конструкция может быть выполнена согласно детали 8 фиг. 183. Ввиду обычно большего расстояния между бревенчатыми балками, чем между дощатыми, или балками из пластин, поверх последних уложены лаги, по которым уже произво- дится настилка чистого дощатого пола; в противном случае потребовались бы доски значительной толщины во избежание зыбкости пола. В некоторых случаях лаги кладутся тгрсже для того, чтобы расположить по- ловые доски в помещении по ходу, т. е. по направле- нию наибольшего движения по ним людей. По нижнему канту балок производится подшивка те- сом, покрываемая обычным образом штукатуркой. По- верх подшивки кладется слой изоляции. Совершенно другой тип перекрытия изображен на детали 1 фиг. 184; он выполняется из двух совершенно независимых систем — из половой и потолочной кон- струкций, являющихся не связанными друг с дпугом и работающих раздельно. Конструирование перекрытия производится из расчета получения его наименьшей толщины с одновременным соблюдением условия об отсутствии соприкасания между отдельными частями, для чего прозор между наиболее сближенными элемен- тами должен равняться по высоте примерно 2 см. При обычно принимаемых расстояниях между дощатыми балками, несущими пол и полезную нагрузку, около 1 м доски, к которым производится подшивка, устана- вливаются по середине пролета первых досок. Изоля- ция предусмотрена в виде слоя толя, натянутого между верхними кромками потолочных досок и нижними кромками половых. Иногда вместо нижней подшивки устраивается до- щатый подбор; конструкция такого междуэтажного пе- рекрытия изображена на детали 2 фиг. 184. Оно вы- полнено следующим образом: по бокам брусчатых, чи- сто отесанных на четыре канта балок нашиваются бруски 4X3 см, по которым укладывается дощатый подбор и устраивается изоляция. Поверх балок на- стлан обыкновенный чистый пол. Тип перекрытия, часто применяемый в Германии, изображен на детали 3 фиг. 184. Основное его отли- чие заключается в отсутствии черепных брусков и в загонке подбора из наиболее дешевого вида лесных ма- териалов, а именно горбылей, в треугольные пазы, вы- бранные с боков балки вдоль ее оси. Такой прием по-
Фиг. 183. Деревянные перекрытия: 1—чердачное перекрытие с открытыми балками и черным дощатым простильным полом, 2 — чердачное перекрытие с подбором, 3 — чердачное перекрытие с черным про- стильным полом из горбылей и нижней подшивкой и штукатуркой, 4 — чердачное перекрытие по досчатым балкам, 5 — простейшее междуэтажное перекрытие с брусчатыми балками и простильным полом, 6 — между- этажное прекрытие с балками из пластин, 7—междуэтажное перекрытие с дощатыми балками, 8 — между- этажное перекрытие с круглыми балками.
Фиг. 184. Деревянные междуэтажные перекрытия: 1—с дощатыми балками и раздельными половой и потолочной конструкциями, 2 — с дощатым подбором, 3—с подбором из горбылей и подшивкой, 4 — с подбором’и подшивкой, 5—с фибролитовыми плитами, 6 — в виде сплошного дощатого настила, 7 — с подбором и подшивкой, собранными в щиты, 8 — с двутавровыми балками на гвоздях. Цветаев.
170 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Фиг. 185. Деревянные междуэтажные перекрытия с отсутствием воздушных прослойков: 1—с силикат- органическими деревоармированными плитами, 2— с изоляцией в виде камышита, соломита, торфо- леума и т. п. и 3 — с засыпной изоляцией. зволяет значительно сократить количество необходи- мой древесины и гвоздей и одновременно благодаря вы- емки пазов вдоль нейтральной оси не ослабляет основ- ного сечения балок. Нижняя подшивка может по предыдущему произво- диться из досок с их последующей оштукатуркой или, как это I настоящее время применяется в Германии, может выполняться в виде тонких реек. Последний спо- соб имеет преимущество благодаря меньшему расходу древесины. Примерно одинаковое перекрытие показано на де- тали 4 фиг. 184, но с загонкой подбора не в пазы, а с его укладкой на прибитые по бокам балок черепные бруски сечением 4X3 см. Перекрытие этого вида, весьма часто применявшееся у нас, обладает несом- ненно значительно худшими экономическими показа- телями, чем предыдущее. Наконец последний пример устройства междуэтаж- ных перекрытий по деревянным балкам, изображенный на детали 5 фиг. 184, отличается применением в каче- стве подшивки фибролитовых плит толщиной 4—5 см с покрытием ее с нижней стороны тонким слоем шту- катурки. Перекрытия такого рода, помимо значитель- ной своей легкости, обладают хорошими термоизоля- ционными способностями. К основному недостатку, объединяющему все выше- описанные типы междуэтажных перекрытий, следует отнести их огнеопасность благодаря наличию подпо- лий. Для устранения этого дефекта проф. В. П. Некра- совым и сектором новых материалов ЦНИПС предло- жены новые типы междуэтажных перекрытий, изобра- женные на фиг. 185; их основное отличие от прежних решений заключается в отсутствии воздушных про- слойков и нижних подшивок, а также в выступающих вниз ребрах. На детали 1 фиг. 185 показано перекры- тие, у которого пространство между балками запол- нено стандартными силикат-органическими деревоар- мированными плитами с объемным весом после высы- хания 500—600' кг/м3. Прочность плит должна быть такова, чтобы они были в состоянии выдерживать вес одного человека. При отсутствии таких плит в каче- стве изоляции могут применяться камышит, соломит, торфолеум и т. п.; в этом случае, как это видно на детали 2 фиг. 185, требуется укладка подбора из гор- былей с расположением горбушек кверху. Плиты дол- жны укладываться на алебастре, причем остающиеся верхние промежутки необходимо засыпать в уровень с дощатыми балками трепелом или сухой ’ глиной. Если не представляется возможным получить какие- либо плиты, перекрытие может выполняться по детали 3 фиг. 185, т. е. подбор из горбылей промазывается глиной с’алебастром, после чего производится сухая засыпка, состоящая из смеси трепела или сухой тол- ченой глины пополам с сеяным сфагнумом. Для предохранения от попадания воды при мытье полов внутрь междуэтажных перекрытий под дощатым полом рекомендуется прокладка просмоленного кар- тона или другой гидроизоляции. Нижняя сторона пе- рекрытий должна покрываться противопожарными термоодеждами; с этой целью потолок штукатурится с заменой песка мелкими опилками или сеяным сфаг- нумом, вымоченными в 3-процентном растворе желез- ного купороса. Кроме чисто балочных перекрытий в некоторых слу- чаях вполне рационально применение перекрытий в виде сплошного настила, называемого иногда без ребер- ным настилом; последний устраивается из брусков или досок, поставленных вплотную друг к другу на ребро
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ДЕРЕВЯННЫМ БАЛКАМ 171 и соединенных гвоздями или прошитых деревянными нагелями (деталь 6, фиг. 184). Основное достоинство таких перекрытий — их значительная сопротивляе- мость действию огня благодаря отсутствию воздушных прослойков, а также наличию достаточно толстого сплошного пакета досок; кроме того при их выполне- нии не требуется применения весьма часто дефицит- ного круглого или брусчатого леса для балок, что об- легчает их устройство. В связи с малой строительной высотой сплошной настил позволяет уменьшить об- щую высоту здания; вместе с тем примененный для чердачного перекрытия он частично заменяет собой термоизоляцию. До последнего времени перекрытия в виде сплошного настила рассчитывались как обычные деревянные пере- крытия, т. е. по напряжениям и прогибам. Однако, как показали испытания, проведенные инж. М. Е. Коган (СДК ЦНИПС), статический расчет дает преуменьшен- ные результаты, так как настил, обладая низкой ча- стотой собственных колебаний, помимо прочности и малого прогиба должен иметь достаточную сопроти- вляемость динамическим колебаниям при передвиже- нии людей. Опытное изучение было произведено над безребер- ной плитой пролетом 6 м (между осями опор 5,9 /и) и шириной 1,8 м при высоте в 9 см. Плита была соста- влена из 6-сантиметровых брусков, соединенных друг с другом гвоздями диаметром 4 мм и длиной 80 мм, по- ставленных через 0,4 м. Эти бруски предварительно сбивались в щиты шириной 0,6 м и затем в количестве трех штук соединялись в плиту. Для испытания плита была уложена на два бревна; в таком положении она подвергалась удару деревянной бабы весом 60 кг, па- давшей Q высоты 0,2 м соответственно примерно прыж- ку человека с той же высоты. В дальнейшем испыта- ние было продолжено над такой же плитой, но опёр- той ПО' контуру. При сравнении результатов оказа- лось, что статические и динамические прогибы у обеих плит одинаковы; следовательно плиту нужно считать как балочную конструкцию, работающую только в продольном направлении. Вместе с тем было выяснено, что, несмотря на весьма положительные результаты расчетов на прочность и допустимый прогиб, безребер- ная плита резко меняла характер своей работы при динамическом воздействии удара бабы — прогиб плиты значительно возрастал (максимальный прогиб при ударе бабой превышал статический прогиб в 6,36 раза), и плита начинала колебаться с определенной частотой. Низкая частота собственных колебаний плиты, выра- зившаяся согласно' испытаниям в пределах 4—6 кол,'сек. допускает возможность в ней явлений резонанса. Та- ким образом обычный статический расчет плиты не гарантирует соответствующих действительности ре- зультатов, и единственно правильным должен быть признан динамический расчет с учетом резонансных колебаний. Согласно этому расчету инж. М. Е. Коган определил толщины многопролетных безреберных плит с равными пролетами; указанные в табл. 10 нагрузки включают помимо1 полезной нагрузки собственный вес перекрытия. ТАБЛИЦА 10 Размеры пролетов в м Толщина плиты в см при нагрузке 200 кг[л& при нагрузке 250 кг)м2 при нагрузке 300 кг/.и2 3,0 7,5 8,0 8,5 3,5 9,0 9,5 10,5 4,0 10,5 11,5 12,5 4,5 12,5 13,5 14,5 При многопролетных плитах с неравными пролетами толщины плит значительно сокращаются. Наиболее рациональные решения безреберного на- стила получаются при консольно-балочной равнопро- гибной схеме с расстоянием шарниров от опор в 0,2113 пролета и с попеременным расположением шар- ниров то по одну, то по другую стороны от опор. В этом случае имеет место минимальный прогиб для многопролетных балочных конструкций, что весьма важно для сравнительно мало жесткого настила. При таком решении подсчет гвоздевого забоя в стыке по- казывает необходимость забивки 1—2 гвоздей. Для сплачивания отдельных брусков конструктивно ста- вятся гвозди на расстоянии около 0,4 м друг от друга. Обычно эти гвозди являются достаточными для воспри- ятия поперечной силы, а также изгибающего момента, возникающего в стыке при загружении не всех проле- тов. Дальнейшая рационализация безреберного настила может пойти по пути предварительной заготовки от- дельных щитов, связанных посредством длинных сос- новых нагелей. В этом случае гвоздевой забой ограни- чивается косой сшивкой соседних уложенных щитов. При щитовом настиле следует обеспечить тщатель- ность выполнения шарниров, а также правильность косого гвоздевого забоя по прилегающим кромкам со- седних щитов. Работы по устройству перекрытий в виде безребер- ного настила выполняются соответственно укладке идентичного настила по фермам, описанным в отделе V главы седьмой «Устройство утепленной кровли». Полы благодаря сплошному основанию могут насти- латься из тонких досок —' примерно в 2,5 см толщи- ной. В связи с отсутствием изоляции в перекрытии полы допускают мытье при их обычном дощатом типе. Применение сплошного настила поэтому особенно це- лесообразно для зданий с вспомогательными помеще- ниями — гардеробными, раздевалками и т. п. В Аме- рике сплошной настил устраивается не только в под- собных промышленных зданиях, но и в производствен- ных; толщина плиты при этом иногда превосходит 20 см. Приведенные примеры показывают многообразие от- дельных конструкций, которые могут быть применены при устройстве деревянных перекрытий. Каждые из них, будучи более или менее экономичными, все же имеют один существенный недостаток, а именно: боль- шую затрату рабочей силы при их изготовлении на месте и неизбежную вследствие этого кустарщину, исключающую применение индустриальных методов производства работ. 2. ПЕРЕКРЫТИЯ ИЗ ГОТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Устройство перекрытий из готовых элементов нахо- дится в настоящее время еще на примитивной стадии своего развития, причем в большинстве своем сбор- ность их конструкций является весьма условной и от- носительно мало отличающейся от перекрытий, изго- товляемых на месте работ. Примером такого перекрытия с максимальным ис- пользованием лесных отходов, обычно остающихся в значительном количестве на каждой, даже небольшой постройке, служит перекрытие, изображенное на де- тали 7 фиг. 184. Основное его отличие заключается в изготовлении подбора и подшивки в виде заранее со- бранных щитов, укладываемых в готовом виде на че- репные бруски, пришиваемые к нижним частям балок. Эти щиты состоят из следующих трех частей: а) под- бора из обрезков 2,5-сантиметровых досок с длиной 22*
172 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ последних, равной расстоянию между балками, б) под- шивки в виде 2,5-санти,.метровых реек из отходов с их длиной, равной расстоянию между внутренними по- верхностями черепных брусков, и в) брусков сечением 2,5 X 5 см, укладываемых параллельно балкам и слу- жащих для соединения нижних реек с подбором. За- готовленные таким образом щиты навешиваются вы- ступающими частями подбора на черепные бруски, при- чем с их нижней стороны производится оштукатурка с- предварительной подбивкой нижних кромок балок и черепных брусков дранью. Поверх подбора кладется изоляция. Основным достоинством этих щитов явля- ется использование ненужных лесных отходов и бы- строта в работе с их одновременной укладкой совме- стно с балками; кроме того уничтожается необходи- мость в устройстве временного настила для кладки на- ружных стен, а также освобождается значительное ко- личество плотников в самый горячий период работы в связи с заблаговременной заготовкой щитов. При необходимости перекрывать значительные про- леты и при отсутствии круглых или брусчатых балок большого сортамента последние могут быть заменены заранее изготовленными двутавровыми балками на гвоздях. Эти балки (фиг. 186 и деталь 8, фиг. 184) со- стоят из трех основных элементов: верхнего и ниж- него поясов, каждого из одной доски и стенки, состоя- щей также из одной доски, но усиленной в опорных частях добавочными отрезками досок; все соединения произведены посредством гвоздей. 3. УСТРОЙСТВО ПРОГОНОВ При значительной ширине помещений, превышаю- щей 4,5—5 м, в случае укладки дощатых балок или балок из пластин, а при круглом лесе или брусьях в зависимости от их сортамента, но не более 6 м, при- ходится устраивать добавочные прогоны. При деревян- ных балках прогоны обычно направляются поперек зда- ния; это делается из расчета получения наименьшего количества концов балок, заделанных в стену, так как еще из элементарных курсов известно, что наиболее слабым местом деревянных балок при заделке их кон- цов в наружную стену являются торцы, поглощающие сырость из свежей кладки, а также из утоненной в этой части стены, и благодаря этому быстро загниваю- щие. Устройство же специальных утепленных предо- хранительных ящиков обходится дорого и значительно ослабляет стену. Кроме того при выполнении в насто- ящее время облегченных стен с рядовыми перемычками более целесообразна передача веса перекрытий и по- лезной нагрузки внешним стенам только в отдельных местах, удаленных друг от друга на расстояние, равное пролёту между прогонами, с устройством в этих про- стенках внутренних пилястр соответствующей тол- щины. Прогоны могут устраиваться самым разнообразным способом: из круглого леса, из брусьев, из парных до- сок, из дощатых двутавровых балок, из дощатых дву- тавровых балок с перекрестными или фанерными стен- ками, из деревянных шпренгельных балок, из металли- ческих двутавровых или швеллерных балок и наконец в виде железобетонных прогонов. Выбор того или другого типа прогона зависит от наличия материалов, величины пролета и назначения перекрываемого помещения. Самый простой тип прогона устраивается из круг- лого леса в виде одного или двух бревен, причем в по- следнем случае возможны два способа их укладки; один рядом с другим или один над другим. Укладка по первому способу (фиг. 142 и 143) применяется чаще, так как позволяет получить меньшую высоту высту- пающих внутрь помещений прогонов и кроме того она значительно проще в работе. Укладка балок друг над другом требует большей затраты рабочей силы и при- менения болтов для взаимного соединения бревен, а иногда и дубовых шпонок с предварительной окантов- кой соединяемых плоскостей на соответствующую ши- рину (фиг. 146). Преимущество прогонов последнего типа заключается в лучшем использовании лесного материала, но благодаря трудоемкости связанных с их изготовлением процессов их устройство может быть оправдано лишь наличием значительных нагрузок. Прогоны первого типа для получения более приятного внешнего вида обшиваются с нижней стороны и боков тесом и штукатурятся. Брусчатые прогоны вследствие большего ослабле- ния своего сечения, чем круглые, из-за опиловки четы- рех горбушин требуют более толстого сортамента лесного материала; применение их поэтому допустимо на строительствах в лесистых областях с наличием древесины местной заготовки. Весьма интересный тип перекрытия с брусчатыми прогонами был разработан Металлостройпроектом (инж. Б. Котовым) для зданий заводоуправлений и бы- товых устройств (фиг. 187). При необходимости вы- полнения помещений значительных площадей высту- пающие вниз ребра ухудшают действие вентиляции, вместе с тем они портят внешнее впечатление. Метал- лостройпроект, задавшись целью получить совершен- но гладкий потолок, предложил конструкцию прого- нов в виде двух брусьев с пришитыми к ним в нижней части черепными брусками с сечением примерно от 5 X 7 до 6 X 8 см. Поверх этих брусьев устанавли- ваются на ребро дощатые балки, подрезанные у опор на соответствующую высоту, причем по их верхним кромкам настилается пол, а по нижним устраивается подшивка. Благодаря такой конструкции получается абсолютно гладкий потолок. Для лучшего обеспечения работы перекрытия с точки зрения надежности при- шитых брусков более целесообразно производить за- бивку гвоздей сквозь бруски в диагональном направле- нии снизу вверх; при таком способе забоя, после усы- хания и некоторого возможного отхода брусков от прогона, гвозди будут работать на выдергивание, что
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ДЕРЕВЯННЫМ БАЛКАМ 173 при покрытии гвоздей ржавчиной в обычно применяе- мой в настоящее время сырой древесине обеспечит достаточную неизменяемость положения самих брус- ков. Конечно при устройстве перекрытий такого рода должен быть организован соответствующий техниче- ский надзор, так как при неправильной и недостаточ- ной забивке гвоздей могут произойти несчастные случаи. Кроме этого перекрытия Металлостройпроектом был проработан другой тип, отличающийся от первого тем, что балки укладываются не на пришивные бруски, а в специально выдолбленные в прогоне гнезда. Явля- ясь более надежным, этот способ однако- менее эко- номичен в связи с ослаблением основного сечения про- гона. Произведенные Металлостройпроектом испыта- ния подтвердили полную возможность устройства та- ких перекрытий. После изжития дефицита металла балки могут под- вешиваться также на специальные железные карманы (фиг. 188). Толщина полосового железа, из которого изготовляются эти карманы, принимается обычно1 в 5—6 мм с увеличением ее до 8 мм при более широких и высоких дощатых балках; ширина железа колеблется от 50 до> 80 мм. Фиг. 187. Устройство прогона из. брусьев с черепными брусками. В Америке имеют значительное применение специ- альные карманы, сделанные из стали. Такие карманы изображены на фиг. 147. Следующий тип прогона представляет собой двойной дощатый прогон в виде схваток по обеим сторонам де- ревянных стоек; вследствие незначительного сопроти- вления такого прогона применение его ограничивается лишь случаями весьма частой расстановки стоек, как например в несущих деревянных перегородках соглас- но фиг. 592. Прогоны из дощатых двутавровых балок (фиг. 186) могут устраиваться при необходимости перекрытия пролетов большей величины, чем это допускается имеющимся под рукой сортаментом лесного материала; в противном случае вследствие большой затраты ра- бочей силы изготовление таких прогонов должно из- бегаться. Достаточно рациональным типом деревянного про- гона при. необходимости перекрывать пролеты в 6— 7 м является дощатая двутавровая гвоздевая балка с перекрестной стенкой (фиг. 189). Перекрытие при этом прогоне может быть также осуществлено по типу двух раздельных конструкций, описанных выше, при- чем для сокращения высоты выступающей внутрь дву- тавровой балки оно может быть основано на специаль- ных черепных брусках, пришиваемых к нижней части верхнего пояса. При частом расположений прогонов, примерно через 3—3,25 м, и при обычной для подсоб- ных зданий полезной нагрузке в 300 кг/м2 сечение брусков может быть принято в 5 X 5 см; однако для большей обеспеченности и надежности работы брусков, Фиг. 188. Железный карман для сопряжения дощатых балок. Фиг. 189. Устройство прогона из дощатых двутавровых гвоздевых балок с перекрест- ной стенкой пролетом примерно 6—7 и.
174 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Деталь подвески Фиг. 190. Деревянный Деталь перекрытия шпренгельный прогон. особенно при неточной по длине подрезке балок, ре- комендуется это сечение увеличить до 6 X -6 см. Сами бруски составляются из отдельных отрезков длиной около 90 см для возможности их прибивки между реб- рами жесткости, причем последние вследствие незна- чительной высоты балок устраиваются значительно реже, чем обычно, — примерно, через 7в—7т пролета. При разбивке дощатых балок необходимо следить за их симметричной установкой, так как в противном случае ухудшается работа поддерживающих их гори- зонтальных брусков; кроме того рекомендуется под горизонтальными брусками пришивать вертикальные, упирающиеся в нижние бруски, прибитые снизу ниж- него пояса. Расположение вертикальных брусков мо- жет быть произведено или по середине расстояния ме- жду ребрами жесткости или под половыми балками. Бруски эти служат также для обшивки по ним фанер- ных листов, окрашиваемых в дальнейшем соответствую- щим колером. Для проверки достаточной надежности работы этих прогонов Моспроектом совместно с Мосстроем было организовано их испытание при разных расстояниях между ребрами жесткости и с наличием или отсутст- вием вертикальных подпирающих брусков, причем наилучшие результаты были получены при двух или одной подпорке, с расстоянием между ребрами жест- кости в 1/в пролета. Испытание производилось на- грузкой кирпичом с посуточной добавкой следующей
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ДЕРЕВЯННЫМ БАЛКАМ 175 порции: сначала клалась нагрузка, равная собственному весу перекрытия и однократной временной нагрузке, а затем она увеличивалась вплоть до трехкратной времен- ной. Эти испытания подтвердили полную возможность устройства такого рода прогонов; в данном случае од- нако надо также предупредить строителей о необходи- мости весьма тщательного наблюдения за правильным производством работ во избежание несчастных слу- чаев, так как после зашивки прогонов фанерой не пред- ставляется возможным проверить качество выполнен- ной работы. Прогоны могут устраиваться также из фанерных двутавровых балок; применение таких прогонов позво- ляет значительно снизить их вес и уменьшить необхо- димое количество гвоздей. Наконец последним типом деревянного прогона является шпренгельный прогон конструкции инж. 3. М. Генкина (фиг. 190). Величина пролетов для таких про- гонов колеблется между 5—6 и 8 м. Верхние и нижние пояса составлены из досок. Верхний пояс имеет три равные панели в соответствии с примыканием в его третях боковых подкосов. Наиболее экономичные про- гоны определились при отношении их высоты к про- лету, как 1 : 12 или 1 : 13. Для получения равной прочности поверхностей смятия, а также для уменьше- ния деформаций в работе и при усушке в опорных и верхних узлах при сопряжении подкосов с поясами применено биссектрисное решение. Благодаря шпрен- гельной работе прогона половина приходящейся на каждую крайнюю панель нагрузки передается непо- средственно на опоры. Таким образом на протон дей- ствует только 2/3 приходящейся на него нагрузки, что делает его более экономичным по сравнению с преды- дущими типами. Продольный изгиб средней панели верх- него пояса не учитывается в связи с наличием жесткой диафрагмы в плоскости пола. Требующиеся в двутав- ровых гвоздевых балках с перекрестными стенками гвозди в шпренгельном прогоне заменены дубовыми, а частью сосновыми нагелями. Благодаря такому приему удалось сократить примерно вдвое количество необхо- димого металла с заменой особенно дефицитных гвоз- дей менее дефицитным круглым железом для болтов. Пример такого шпренгельного прогона показан на фиг. 190. Расчетный пролет равняется 6,5 м при взаимном расстоянии между прогонами в 3,5 м. Высота прогона принята в 0,5 м, что дает 713 пролета. Верхний пояс в пределах крайних панелей составлен из трех досок сечением 5 X 20 см, а в средней — из четырех досок того же сечения. Нижний пояс имеет две доски 5 X 20 см, соединенные в трех местах прокладками. Узловые сопряжения подкосов, состоящих из двух до- сок сечением 7,5 X 20 см, и верхнего пояса выполнены с сосновыми мундштуками; последние слегка врезаны1— на глубину в 2,5 см — в доски подкосов и с двух сторон обхватываются 3,5-сантиметровыми накладками (де- таль 2). Врубки решены биссектрисно. Нижний пояс подвешен в третях пролета на 18-миллиметровых бол- тах (деталь 3). Соединение подкосов с накладками и прокладками опорных башмаков произведено посред- ством щековых врубок (деталь 1). Верхние грани до- сок нижнего пояса обрезаны по нижним кромкам досок подкосов. Действующие в подкосах усилия передаются при помощи 25-миллиметровых дубовых нагелей на доски нижнего пояса . Дощатые балки перекрытий могут располагаться двояким способом — поверх прогонов и по специально пришитым к верхнему поясу брускам (деталь 4). По- следнее решение имеет преимущество благодаря сокра- щению высоты выступающей части прогона. Нижние и боковые стороны прогонов могут быть обиты фанерой или обшиты тесом и оштукатурены. Перед применением шпренгельных прогонов в дело ЦН14ПС ПО' поручению Моспроекта произвел их испы- тание на заводе «Красной армии и флота» в Софрине; испытания дали весьма положительные результаты и выявили полную надежность их работы. В настоящее время такие прогоны осуществлены на ряде строи- тельств. Кроме деревянных прогоны могут устраиваться также из двутавровых металлических балок или швел- леров. Применение прогонов из швеллеров менее эко- номично, чем из двутавров, вследствие худшего взаимо- отношения между их моментом инерции и весом. Наконец последним типом прогонов являются же- лезобетонные, устраиваемые обычно согласно фиг. 191. Относ консольной полочки в зависимости от пролета дощатых балок принимается равным 10с/и, при высоте ее примерно 8 см. Сами балки могут укладываться на полки без подрезки, что однако ухудшает внешний вид перекрытия благодаря наличию под потолком выступов; Фиг. 191. Устройство железобетонного прогона.
176 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ поэтому в некоторых случаях прибегают к подрезке до- сок, позволяющей получить совершенно гладкую по- верхность потолка. Заканчивая на этом описание прогонов, следует под- вести общие итоги целесообразности применения их отдельных типов. Прогоны из круглого леса обычно осуществляются в производственных и подсобных зданиях второстепен- ного назначения; они могут устраиваться также в административных зданиях, в бытовых помещениях, зданиях военизированной охраны и т. п., но при усло- вии относительно близкого расстояния между опорами. Нижние и боковые поверхности прогонов, составляе- мых обычно из двух уложенных рядом бревен, обши- ваются тесом и оштукатуриваются. При требовании абсолютно гладкого потолка круглый лес заменяется брусьями, причем перекрытия целесообразно выпол- нять согласно фиг. 187. Другой способ сопряжения балок с прогонами — при помощи железных карма- нов — на ближайший период времени не должен допу- скаться. Прогоны из круглого леса, а также брусчатые имеют ограниченную' величину пролетов — примерно не свыше 5 м. При больших пролетах целесообразно переходить к шпренгельным прогонам, дающим значительные пре- имущества перед двутавровыми гвоздевыми балками с перекрестными сплошными стенками. Основные их достоинства по сравнению с последними заключаются помимо общей экономии металла в значительном 'сокра- щении— почти в 15—20 раз — количества необходи- мых для их изготовления дефицитных гвоздей. Вместе с тем шпренгельное решение позволяет уменьшить на 33% передающиеся на прогоны нагрузки. Металлические прогоны, сами по себе вполне рацио- нальные, не могут в настоящее время применяться. Наконец последний тип железобетонных прогонов допустим при относительно большом расстоянии между опорами, не позволяющим осуществить прогоны в дереве, т. е. примерно при поперечной расстановке внутренних опор свыше 5—6 м, а продольной — свыше 3,5—4 м. Однако выбор железобетонных прогонов должен быть каждый раз оправдан действительной не- обходимостью. 4. ЗАДЕЛКА КОНЦОВ БАЛОК И ПРОГОНОВ В СТЕНЫ Обычно производимая укладка балок по мере воз- ведения стен с последующей по ним размосткой (что позволяет обойтись без устройства специальных лесов) имеет отрицательные стороны, — концы балок, сопри- касаясь со свежей кладкой, могут легко загнить, осо- бенно при весьма часто применяемом сыром лесном материале; это положение добавочно ухудшается утонением стены против торцов балок, что может еще более способствовать загниванию древесины. Строи- тельная практика поэтому выработала ряд типовых решений заделок концов деревянных балок и прогонов в наружные стены, более или менее отвечающих своему назначению. Эти решения достаточно известны из об- щих курсов строительного искусства и не нуждаются в добавочном описании. В настоящее время однако в связи с применением стен облегченного типа прежние приемы являются уже непригодными как не обеспечивающие при значительно сокращенной толщине стен действительную сохран- ность концов балок. Поэтому на фиг. 192 показаны шлакобетонные ящики для заделки концов балок в на- ружные стены толщиной в 1% кирпича, сложенные на теплом растворе, причем деталь 1 изображает ящик для бревенчатых балок, а деталь 2 — ящик для доща- тых балок. Заранее изготовленные на самой постройке или на специальных строительных дворах ящики Фиг. 192. Шлакобетонный ящик для заделки концов балок в наружные стены толщиной в 2 и 114 кир- пича, сложенные на теплом растворе: 1 — для бре- венчатых балок, 2 — для дощатых балок. укладываются по мере возведения кладки, не задержи- вая основного хода производства работ. Эти ящики устраиваются двух типов в зависимости от наличия или отсутствия анкеров. В первом случае они состоят из двух частей, нижней в виде коробки, в которую укладывается балка, и верхней в виде прямоугольной плиты, посредством которой перекрывается сверху ящик; во втором случае ящик получает более упро- щенный вид камня с гнездом, достаточным для заведе- ния и укладки балки.
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БАЛКАМ 177 ГЛАВА ТРЕТЬЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БАЛКАМ Временный дефицит металла ограничил в настоящее время область применения перекрытий по металличе- ским балкам. В дальнейшем однако после изжития не~ достатка металла будет вполне уместным применять этот тип перекрытий в производственных зданиях, а также в зданиях подсобного назначения. 1. ПЕРЕКРЫТИЯ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ НА МЕСТЕ РАБОТ Перекрытия по металлическим балкам, изготовляе- мые на тесте работ, по материалу и способу заполне- ния делятся на следующие типы: с деревянным подбором, со сводчатым заполнением и с железобетонными пли- тами. Сами балки, в случае применения сплошных профи- лей, в свою очередь распадаются на двутавровые, швел- лерные и рельсы. Наиболее выгодные решения полу- чаются при двутавровых балках, позволяющих пере- крывать сравнительно значительные пролеты при от- носительно малом их собственном весе. При большой ширине здания приходится прибегать к его поперечной разбивке на ряд отдельных пролетов. Выбор направле- ния прогонов и балок в данном случае зависит только от экономических факторов, так как при металличе- ских балках укладка их концов на прогоны или за- делка в наружные стены разнозначны с точки зрения сохранности балок. Вместе с тем необходимо указать, что оптимальные пролеты для балок колеблются от 5 до 7 м, а для прогонов — 4,5—5—6 м; кроме того расстояние между балками должно быть достаточным, так как в противном случае снижаются экономические показатели. Согласно техническим условиям балки рассчитыва- ются как свободно лежащие, консольные или нераз- резные в зависимости от действительных условий их работы. При определении изгибающих моментов в не- разрезных конструкциях разрешается не учитывать упругую осадку колонн под нагрузкой. Сечения балок перекрытий разрешается определять по условным зна- чениям изгибающих моментов: 0,8 М — для середины крайнего пролета и 0,6 М — для середины среднего про- лета при условии, что конструкция прикрепления у опор обеспечивает восприятие момента защемления, равного 0,75 М, где М' — момент в середине пролета простой балки. Вместе с тем в зданиях и сооружениях, подверженных действию периодических сил или сотря- сений от работы машин или других причин, необходимо определять частоту собственных колебаний. Если раз- ница между определенной частотой собственных коле- баний балок и частотой возбуждающего колебания в сооружении источника окажется менее 30%, необхо- димо либо соответственно изменить число оборотов двигателя, либо при неосуществимости последней меры изменить сечение балок или величину пролетов. Соединение балок с прогонами обычно устраивается или путем укладки первых на вторые (фиг. 154) или посредством приклепки или прибалчивания их друг к другу при помощи уголков (фиг. 156). При первом спо- собе увеличиваются выступающие внутрь помещений части перекрытий, что в некоторых случаях может по- требовать даже добавочного увеличения общей высоты здания; при втором можно добиться почти гладкого по- толка, но за счет значительной дополнительной работы по устройству узловых соединений прогонов с балками. Поэтому весьма целесообразно в этом случае приме- нение электросварки, позволяющей при наименьшем расходе металла и затрате рабочей силы получить вполне надежные соединения. Устройство такого сое- динения показано на фиг. 193, из которой видно, что балки, являющиеся разрезными, приварены своими стенками к стенке прогона. Помимо этого в верхней части они укреплены накладкой, просунутой сквозь прорезанную стенку двутаврового прогона. Снизу бал- ки поддерживаются приваренными монтажными угол- ками. Соединения такого типа однако должны при- Фиг. 194. Междуэтажное перекрытие инструментальной мастерской цеха ме- таллических конструкций Уралмашстроя, осуществленное по сварному ме- тоду производства работ. Фиг. 193. Соединение балок с прогоном путем электросварки. Цветаев. 23
173 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Фиг. 195. Междуэтажные перекрытия по металлическим балкам: 1 — с деревянным подбором, 2 — со сводчатым заполнением, 3 — с железобетонной плитой по нижним полкам балок, 4 — с железобетонной плитой по верхним полкам балок. меняться лишь при значительных размерах действую- щих нагрузок, так как прорезка стенок требует из- вестного количества работы. При меньшей величине действующих усилий вполне допустима непосредствен- ная приварка торцов балок к стенкам прогонов или приварка с введением добавочных нижних уголков или вертикальных фасонок. Оба типа этих соединений по- казаны на фиг. 194, на которой изображено между- этажное перекрытие инструментальной мастерской цеха металлических конструкций Уралмашстроя, осу- ществленное в начале 1931 г. Основной прогон со- стоит из. двутавровой прокатной балки № 50; к нему приварены поперечные прогоны тоже двутаврового профиля, составленные за неимением подходящего сортамента из трех листов со сварными швами. Сое- динения основного и поперечных прогонов выполнены Т-образными с непосредственной приваркой торцов. Балки составлены из двух швеллеров каждая, с сое- динением последних прерывистыми швами; на опорах к ним приварены трапецеидальные косынки, проходя- щие между стенками швеллеров. Косынки и стенки балок в свою очередь приварены к стенкам прогонов непрерывными швами. Конструкция перекрытий по металлическим балкам зависит от характера заполнений. Самым простым типом: является перекрытие с деревянным подбором; последний делается из пластин или 4—5-сантиметровых досок, сплоченных в четверть' и имеющих на концах подрезку на глубину, равную толщине полки двутавра, и шириной, равной половине ширины этой полки. По- верх подбора производится смазка импрегнированной глиной или выстилка толем с последующей засыпкой имеющимся термо- и звукоизоляционным материалом. По балкам укладываются лаги или переводы из пластин горбушками вниз, а поверх них настилается чистый пол или соответствующая обрешотка. На верхние полки балок под переводы иногда подкладываются толе- вые прокладки во избежание звукопроводности. Вид- такого перекрытия показан на фиг. 195, деталь 1. В некоторых случаях для соблюдения одинакового уровня пола в соседних помещениях при разной вы- соте балок не представляется возможным укладывать лаги в поперечном направлении, так как они занимают место по высоте. В этом случае лаги могут быть за- менены брусками, загоняемыми параллельно осям ба- лок между их полками; бруски служат для пришивки к ним полового настила. В свою очередь бруски рас- пираются поперечинами. Во избежание передачи да- вления непосредственно на подбор эти поперечины ло- жатся на последний только своими концами, что до- стигается протесыванием в них зазора. Перекрытия с деревянным подбором по металличе- ским балкам применялись в промышленном строитель- стве относительно редко. В настоящее время в связи с дефицитом металлических балок они не устраиваются. Сводчатое заполнение в прежнее время производилось кирпичными сводиками толщиной в полкирпича, пяты которых упирались в нижние полки балок. Расстояние между полками делалось от 1 до 1,5 м с подъемом сво- дика примерно в. 7ю пролета. Нижние полки балок обтягивались специальной сеткой или опутывались проволокой для удержания штукатурки. В настоящее
ПЕРЕКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БАЛКАМ 179 Фиг. 196. Отдельные типы сварных соединений трубчатых элементов. время кирпичные сводики больше не применяются вслед- ствие своей тяжести и трудоемкости. При сравнительно незначительных расстояниях ме- жду балками бетонные сводики в качестве заполнения дают весьма удовлетворительные результаты, так как позволяют применять для своего изготовления тощие бетоны. Подъем сводиков делается от Vs до 1/12 про- лета; их толщина в ключе принимается по расчету и равняется от 6 до 9—10 см с постепенным утолщением к пятам, причем весьма рационально' устройство этого утолщения в пятах до полной высоты балки, что значи- тельно увеличивает сопротивляемость последних изгибу. Поверх бетонных сводиков может быть уложен слой тощего шлакобетона или сделана засыпка шлаком или другим изолятором. В случае устройства деревянного пола последний настилается по лагам, уложенным по- перек или вдоль балок. Один из типов таких пере- крытий показан на фиг. 195, деталь 2. Опалубка для бетонных сводиков должна устраи- ваться таким образом, чтобы нижние полки балок, об- тянутые сетками, были покрыты слоем бетона не менее 2 см. Снизу поверхность сводиков оштукатуривается. В связи с действием в сводах распора необходимо предусмотреть возможность его погашения в крайних пролетах; явления распора в средних пролетах не опасны благодаря наличию обратного распора в сосед- них звеньях. Железобетонные сводики, выполняемые обычно зна- чительно больших пролетов, чем бетонные, устраива- ются одинаково с предыдущими типами, но с предвари- тельной укладкой соответствующей арматуры, опираю- щейся на нижние полки балок. Наконец последним типом1 являются перекрытия по металлическим балкам с железобетонными плитами, располагаемыми по нижним или верхним полкам балок. Перекрытие с нижнеи плитои (деталь 3, фиг. 195) устраивается следующим образом: к балкам при по- мощи проволочных хомутов подвешивается опалубка, Фиг. 197. Междуэтажные перекрытия: 1 — вид сварной решотчатой фермы с верхним трубчатым поясом и ниж- ним из круглого железа, 2 — перекрытие со сварными балками в виде решотчатых ферм, 3 — перекрытие с пу- стотелыми цементными плитами по нижним полкам металлических балок, 4 — перекрытие с кассетными плитами по нижним полкам металлических балок. 23*
180 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ после чего производится укладка арматуры, причем концы последней должны ложиться на нижние полки двутавров; в свою очередь эти полки опутываются про- волокой или обтягиваются сеткой, так как в противном случае бетон не будет держаться. Состав бетона мо- жет приниматься тощим ввиду незначительной вели- чины передающейся на него нагрузки. В некоторых случаях плиты на опорах снабжаются утолщением на всю высоту выступающих частей балок, что позволяет предохранить последние от ржавления. Вместе с тем утолщения затрудняют отепление балок в чердачных перекрытиях. Устройство перекрытий с нижними пли- тами мало рационально вследствие относительной доро- говизны своего выполнения и невысоких качеств в от- ношении огнестойкости в случае отсутствия утолщений. Несомненно лучшим типом являются перекрытия. с верхней плитой, приближающие их к железобетонным перекрытиям с жесткой арматурой (деталь 4, фиг. 195). Фиг. 198. Междуэтажное перекрытие со сварными балками в виде решотчатых ферм. Наличие бетонной одежды достаточной толщины, окру- жающей со всех сторон металлические балки, делает это перекрытие вполне огнестойким. Однако отсут- ствие особых связей в виде например приклепанных под- весок не позволяет ручаться за совместную работу же- леза с бетоном. Таким образом эта конструкция не может рассматриваться как железобетонная, а должна быть отнесена к типу перекрытий с металлическими балками, снабжёнными бетонными оболочками, лишь частично участвующими в восприятии напряжений. Совершенно другой тип перекрытий получается при замене металлических балок сплошных профилей на решотчатые сварные фермы, обычно выполняемые пруткового типа. Действительно, основной недостаток сплошных балок заключается в их большом собствен- ном весе, что бесполезно увеличивает постоянную на- грузку от самих перекрытий. При более рациональном распределении металла в решотчатых фермах удается добиться значительной экономии в собственном весе, доходящем до 30—40% против веса сплошных балок, что весьма благоприятно влияет на итоговые резуль- таты. Балки в виде решотчатых сварных ферм получили большое распространение в Америке при устройстве перекрытий значительных пролетов, причем для верх- него сжатого пояса часто применяются трубчатые се- чения, а для нижнего растянутого пояса, так же как и для решотки, достаточным является круглое железо. По мере развития этих ферм практика выработала ряд отдельных типовых соединений для элементов трубчатого сечения, показанных на фиг. 196. Деталь 1 представляет собой соединение встык, деталь 2—сое- динение при косом стыке, деталь 4 — Т-образное сое- динение; далее на детали 3 показано соединение встык с просунутой в прорезы вставкой и на детали 5 — та- кое же соединение со вставкой, но Т-образной формы. Общий вид фермы с верхним трубчатым поясом и нижним — из круглого железа — показан на фиг. 197» деталь 1; решетка в данном случае принята прутковая из круглого железа. Башмак выполнен из таврика, приваренного к поясам. Кроме трубчатых профилей для верхнего пояса может применяться также круглое железо или спе- циальные прокатные профиля. Отдельные типы таких перекрытий показаны на фиг. 198 и на детали 2 фиг. 197. В наших условиях за отсутствием специального прокатного железа более целесообразно выполнение прутковых ферм с применением для некоторых элемен- тов полосового железа. 2. ПЕРЕКРЫТИЯ ИЗ ГОТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Изготовление железобетонных плит по нижним полкам балок непосредственно на месте работ связано со значительными сроками введения зданий в эксплоа- тацию и большими расходами лесоматериалов на опа- лубку; вместе с тем оно требует устройства самих плит массивными. Б Германии поэтому присгуплено было к изготовлению специальных весьма легких плит, позволяющих производить их заблаговременную заго- товку. Облегчение их веса достигается двумя спосо- бами— устройством внутренних пустот и их формо- ванием в виде кассет. Для лучшего- соединения отдель- ных плит друг с другом боковые грани с одной стороны отливаются с гребнями, а с другой — им отвечают пазы соответствующей формы. Типы таких перекрытий показаны на фиг. 197, детали 3 и 4. На детали 3 изображено перекрытие с пустотелыми цементными плитами, поверх которых устроена изоляция шлаком, покрытая шлакобетонной корочкой. Деталь 4 пред- ставляет перекрытие с кассетными плитами, в ящико- образную пустоту которых засыпается звуко- или теплоизоляционный материал. Чистый дощатый пол устраивается по лагам, укладываемым на выступающие ребра кассет, причем для возможности прибивки досок над металлическими балками в примыкающих к ним верхних концах лаг выбираются четверти, куда заво- дятся и прибиваются специальные доски, идущие поверх балок. Перекрытия с готовыми железобетонными плитами обладают несколько лучшими качественными показа- телями, чем изготовляемые на месте работ, однако они также являются весьма мало огнестойкими.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ /37 ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ Железобетонные перекрытия являются наиболее со- ответствующими всей совокупности требований, предъ- являемых к междуэтажным перекрытиям производ- ственных и складочных зданий, т. е. огнестойкости, прочности, долговечности и достаточной экономич- ности. Вместе с тем железобетонные перекрытия в виде от- дельных жестких диафрагм должны выполняться также в высоких многоэтажных зданиях подсобного харак- тера, например в зданиях заводоуправлений и т. п., в основном решенных с деревянными перекрытиями. Такой прием позволяет уменьшить пожарную безопас- ность и придать каркасу достаточную горизонтальную жесткость. 1. ПЕРЕКРЫТИЯ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ НА МЕСТЕ РАБОТ Железобетонные перекрытия делятся на балочные — ребристые — и безбалочные. В первых существует функ- циональная зависимость передачи нагрузки от плиты к второстепенным балкам, от второстепенных балок к главным (иногда плита передает нагрузку непосред- ственно главным балкам) и от главных — через опоры и основания непосредственно на грунт; наоборот, в безбалочных перекрытиях нагрузка передается на опоры, минуя промежуточные элементы вследствие от- сутствия последних. Балочные перекрытия представляют собой в общем случае монолитную конструкцию, состоящую из вто- ростепенных и главных балок прямоугольного или таврового сечения, жестко^ связанных между собой и несущих заполнение в виде тонкой железобетонной плиты. Таким образом эти перекрытия распадаются на три основных элемента: плиты, второстепенные балки и главные балки. В некоторых случаях второстепенные балки выпадают и остаются только главные. Согласно' техническим условиям минимальная тол- щина плит, армированных в одном направлении, должна быть для обычных междуэтажных перекрытий 7 см, а для междуэтажных перекрытий промышленных зда- ний — 8 см; для чердачного' перекрытия или крыши толщина может быть уменьшена до 6 см. При наличии значительных сосредоточенных грузов толщину плиты не следует брать менее 10 см; вместе с тем наибольшая толщина обычно не превышает 1 б—17 см. В общем случае можно примерно считать, что при малых вели- чинах полезных нагрузок толщина плит должна при- ниматься из расчета, чтобы их вес получался не более величин действующих на них полезных нагрузок. При большей величине этих нагрузок, начиная от 600 кг/м2, вес плиты должен быть менее половины ве- личины полезной нагрузки. Отношение пролета к тол- щине плиты не ограничивается, но в отдельных слу- чаях, если это требуется условиями эксплоатации, должна производиться поверка величин упругих про- гибов. При расчете однопролетных плит расчетный пролет принимается равным пролету в свету плюс толщина плиты по середине пролета, а при расчете неразрезных плит расчетные пролеты определяются по расстоянию между осями опор. При большой ширине опор расчетный пролет разрешается считать равным пролету в свету плюс 5%. Наиболее часто применяемый пролет плиты колеб- лется между 2 и 3 м, хотя в некоторых случаях он уменьшается до 1 —1,2 м, а в других, наоборот, увели чивается до 3,5 — 4 м. Оба последние случая являются обычно менее выгодными. Согласно тем же техническим условиям сечение рабочей арматуры в плитах должно быть не менее 0,2% рабочего сечения плиты. Число рабочих стерж- ней на 1 лог. м должно быть в средней части пролета и над опорами не менее 5 и не более 14. До опор должно быть доведено не менее */3 нижних стержней и во всяком случае не менее трех стержней на 1 лог. м. При производстве работ необходимо тщательно сле- дить за правильным положением в плите арматуры, так как согласно произведенным проф. Клейнлогелем опытам даже ее незначительное смещение вызывает большое повышение напряжений в бетоне и железе. Соответствие фактического положения арматуры про- ектному особенно важно при наличии тонких плит. Закрепление положения стержней арматуры при бето- нировании производится посредством подкладок из кусков круглого железа или при помощи специально изготовленных маленьких пластинок из цементного раствора. Диаметр стержней обычно принимается не менее 6 мм, хотя тонкие плиты, например нижние плиты перекрытий с двойными плитами, при их толщине в 4—5 см могут армироваться 4-миллиметровой проволо- кой. В связи с применением для рабочих стержней катанки в кругах количество стыков доводится до минимума. Распределительная или монтажная арматура должна ставиться в количестве 10—20% от сечения рабочей арматуры. Меньшее количество ставится в том слу- чае, если распределительная арматура является по преимуществу монтажной, большее — при наличии сосредоточенных грузов. Стержни распределительной арматуры должны ставиться не реже 30 см друг от друга, а монтажной — не реже 50 см. Расстояние между стержнями распределительной арматуры обычно прини- мается в пределах от 25 до 30 см. Назначение распределительной или монтажной арма- туры заключается в распределении нагрузки в попереч- ном к действию главных внутренних усилий направле- нии, а также в точном закреплении стержней рабочей арматуры; вместе с тем она предохраняет пли гы от трещин, являющихся следствием температурных и уса- дочных напряжений. Стержни распределительной или монтажной арма- туры перевязываются в местах своих пересечений с рабочей арматурой. При размере клеток, составлен- ных распределительной и рабочей арматурами, превы- шающими 200 см2, перевязка стержней производится в каждом узле; при меньшей величине клеток доста- точно ограничиться перевязкой через узел. Применение двойной рабочей арматуры в общем слу- чае нецелесообразно; постановка сжатой арматуры может быть оправдана только наличием значительных температурных явлений. Вместе с тем двойное армирование должно обязательно выполняться в про- летах плит с разнозначными изгибающими моментами. Ширина опоры для плиты в крайних пролетах берется обычно равной ее толщине с наименьшей ее величиной, равной 6,5 — 7 см. Для возможности стандартизации опалубки, как об- щее правило, не следует делать приливов в плитах, допуская их применение лишь в случае необходимости увеличения толщины плиты.
182 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Главные и второстепенные балки, входящие в состав железобетонного перекрытия, могут иметь угловую или тавровую форму поперечного сечения. В статическом отношении они могут быть свободно лежащими, с за- деланными концами, неразрезными и консольными. Конструирование балок должно производиться таким образом, чтобы была обеспечена возможность восприя- тия ими действия изгибающих моментов и поперечных сил. В зависимости от назначения арматура в балках разделяется на рабочую, на хомуты и на монтажную. Рабочая арматура в балках располагается не более, чем в два ряда. Допускается в виде исключения рас- положение арматуры и более, чем в два ряда, но при этом следует учитывать неравномерность распределе- ния напряжений в последовательных рядах арматуры. Арматура должна быть по возможности равномерно расположена по ширине ребра. Расстояние в свету между стержнями не должно быть менее диаметра самих стержней и во всяком случае не менее 20 мм. Обычно принимаемые диаметры прутьев колеблются между 12 и 32 мм с максимальным пределом в 40 мм; при выборе диаметра стержней следует руководствоваться удоб- ствами конструирования балок, в связи с чем целесо- образно назначение двух диаметров при их наимень- ших возможных величинах; вместе с тем для упроще- ния отгиба расчетного числа стержней в опорных зонах количество прутьев рабочей арматуры не долж- но быть менее пяти. Второй вид арматуры — хомуты — является обяза- тельным для всех балок, даже и в тех случаях, когда по расчету не требуется арматуры для восприятия главных растягивающих напряжений, так как постановка хо- мутов позволяет обеспечить совместное действие растя- нутой и сжатой зон, а также правильность положения рабочих стержней. В основном различаются две формы хомутов — открытые и закрытые; первые при извест- ной экономии железа несколько ухудшают связь между балкой и плитой. Максимальное расстояние между хомутами не должно приниматься более % высоты балки с пределом в 50 см; одновременно каждый хомут не должен охватывать в одном ряду более 5 растяну- тых или 3 сжатых стержней. Принимаемые диаметры колеблются между 6 и 8 мм. Монтажная арматура служит в балках для подвески и прикрепления хомутов; она выполняется из 6—10-мил- лиметрового железа. При отсутствии сжатой арматуры расчет балок ведется без учета монтажной арматуры; в случае постановки двойной арматуры сечение мон- тажных прутьев присчитывается к сечению сжатых стержней. Расчет второстепенных и главных балок произво- дится, как тавровых, при условии, что толщины примы- кающих к ним плит при отсутствии приливов у ребер составляют не менее х/ю полной высоты балок. При на- личии приливов с уклоном не более 1 : 3 сечения так же рассчитываются, как тавровые, если толщина плиты плюс высота вута в месте примыкания к ребру состав- ляют не менее1/™ высоты балки. Расчетная ширина полки для второстепенных балок -может приниматься равной расстоянию между их осями, а для главных — не более расстояния между осями второстепенных балок Фиг. 199. Междуэтажные железобетонные перекрытия: 1 — ребристое перекрытие, 2 — ребристое перекрытие с трам- бованными верхней и нижней плитами, 3 — ребристое перекрытие с верхней трамбованной плитой и нижней оштукатуренной по сетке Рабитца, 4 — безбалочное перекрытие.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 183 Фиг. 200. Вид на междуэтажное железобетонное перекрытие с продольным направлением главных балок. и во всяком случае не более половины пролета самой главной балки, т. е. по % ее пролета в каждую сторону от оси ребра. Высота тавровых балок определяется преимуще- ственно экономическими соображениями, а не полным использованием допускаемого напряжения бетона, при- чем следует избегать армирования продольной армату- рой сжатой зоны, так как в большинстве случаев та- кое армирование является неэкономичным. Ширина балок зависит от количества и диаметра стержней рабочей арматуры; при ее назначении не- обходимо предусмотреть возможность размещения сты- ков арматуры. В общем случае она принимается равной от % до 72 высоты балки. При особенно высоких бал- ках, превышающих 1 м, из производственных сообра- жений нецелесообразно делать ширину ребер менее 40 см. Для упрощения и удешевления- опалубки в главных и второстепенных балках высоту ребра до плиты ре- комендуется делать кратной 5 см; вместе с тем ширину балок следует принимать крат- ной 4 или 5 см, начиная соответственно с 16 или 15 см. Устройство вутов как усложняющее производство работ должно избегаться. Наиболее выгодные решения получаются при небольших пролетах главных балок, примерно в пределах 5—8 м; пролеты вто- ростепенных балок также не должны пре- вышать этих размеров. Ребристые конструкции в свою очередь разделяются на перекрытия с выступаю- щими ребрами и с гладкой нижней поверх- ностью. Первый тип перекрытия, изобра- женный на детали 1 фиг. 199, а в натуре — на фиг. 200 и 201, в общем случае весьма рациональный, обладает однако некоторыми свойствами, делающими его иногда непри- годным к применению. Эти свойства заклю- чаются в значительной его звукопровод- ности, а также в образовании с нижней сто- роны кессонов, в которых может застаи- ваться испорченный воздух. Поэтому если к перекрытию предъявляются требования о незвукопроводности, а особенно о созда- нии наилучших условий для действия вентилятии, то при балочной конструкции приходится на уровне нижних полок ребер устраивать вторую плиту, что позволяет получить совершенно гладкую поверх- ность потолка. Нижняя плита может выполняться двумя способами — путем трамбования или посреди ством оштукатурки снизу сетки Рабитца, укреплен- ной к подвескам. Первая конструкция с трамбованной нижней плитой (деталь 2, фиг. 199) осуществляется следующим обра- зом: по совершенно гладкой опалубке укладывается легкая сетка из проволоки, вслед за чем производится бетонирование нижней плиты; поверх нее устанавли- ваются ящики, шириной равные проектному расстоя- нию между ребрами балок, и укладывается арматура верхней плиты. После бетонирования балок и верхней плиты ящики оказываются заключенными внутри пе- рекрытия и, оставаясь там навсегда, тем самым 'пони- жают его звукопроводность. Толщина такой нижней плиты, нагруженной только собственным весом, может приниматься около 4—5 см. Устройство перекрытий с верхней и нижней трам- бованными плитами при всех своих положительных качествах обходится весьма дорого, вследствие чего нижнюю гладкую поверхность иногда получают другим способом. К рабочей арматуре плиты до бетонирования укрепляются подвески из 3—5-миллиметровой оцинко- ванной проволоки, выпускаемые вниз через опалубку; в свою очередь после распалубки к этим подвескам привязывается сетка также из 3—5-миллиметровой проволоки со сторонами квадратов в 30—50 см, к ко- торой прикрепляется сетка Рабитца. После накидыва- ния снизу штукатурки получается совершенно гладкая поверхность потолка (фиг. 199, деталь 3). Устройство этого облегченного типа перекрытия должно избегаться в производствах с большим выде- лением влаги; в противном случае возможно обрушение нижней плиты благодаря ржавлению подвесок. Такой случай в довоенное время имел место на колбасной фабрике Чичкина в Москве. При пролетах, приближающихся к квадрату, иногда устраивается плита, опертая по контуру. Благодаря выпадению второстепенных балок главные балки пе- редают нагрузку от плиты непосредственно опорам. Фиг. 201. Вид на междуэтажное железобетонное перекры- тие с поперечным направлением главных балок.
184 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Фиг. 202. Армирование железобетонной плиты, опертой по контуру, в пристенной полосе. В этом случае перекрытие принимает вид кессонного. Плиты армируются перекрестной рабочей арматурой; при отношениях сторон меньших 1 : 2 они рассчиты- ваются как балочные по меньшему пролету. Согласно техническим условиям при армировании плит, опертых по контуру, последние разбиваются на три полосы в каждом направлении: крайние полосы — шириной по % меньшего пролета и остающиеся средние полосы — в % пролета. В крайних полосах вдоль ребра ставится арматура в половинном количестве на 1 пог. м ширины от сечения арматуры средней полосы, армируемой по расчетному моменту; однако арматура должна быть не менее трех стержней на 1 пог. м. Армирование та- кой железобетонной плиты, опертой по контуру, в при- стенной полосе изображено в разрезе на фиг. 202, а вид с натуры на такое перекрытие показан на фиг. 203. Дальнейшим развитием перекрытий с плитами, опер- тыми по контуру, являются безбалочные перекрытия. Действительно, представим себе, что балки, окружаю- щие с четырех сторон плиту, постепенно все больше сплющиваются, а плита в соответствии с этим утол- щается, — в результате нижние полки балок сольются с нижней поверхностью плиты, т. е. получится безба- лочное перекрытие. Таким образом безбалочными пе- рекрытиями называются плиты с перекрестной армату- рой, опирающиеся непосредственно без помощи балок на железобетонные колонны и жестко с последними связанные. Устройство таких перекрытий хотя и требует боль- шего количества железа, чем ребристые, но все же в некоторых случаях оно дает возможность получить весьма экономичные результаты благо- даря уменьшению общей высоты зда- ния из-за отсутствия выступающих вниз ребер; кроме того на конечные показатели благоприятно влияет про- стота устройства опалубки. Одновре- менно с э!им наличие гладкого по- толка создает наиболее благоприятные условия для вентиляции. Обычно при расчете, если только по- следний не производился по точному методу, основанному на теории упругой пластинки, безбалочное перекрытие за- менялось двумя системами пересекаю- щихся продольных и поперечных по- лос, которые рассматривались как мно- гоэтажные рамы или как неразрезные балки с упруго защемленными опо- рами.. Эти рамы или балки считались поддержанными как бы совершенно жесткими прогонами, лежащими на по- перечном к рассматриваемому напра- влению ряде колонн, причем в отличие от опертых по контуру плит расчет их производился на полную невыгодней- шую нагрузку. Заменяющие рамы рас- считывались таким образом, чтобы при определении моментов учитывалось только сопротив- ление изгибу непосредственно примыкающих к пере- крытию колонн вышележащего и нижележащего этажей. Для определения напряжений, вызываемых в плите соответствующими изгибающими моментами Мх и Му каждое поле перекрытия делилось на три части: на среднюю, или так называемую пролетную полосу, и на две крайние, именуемые надколонными полосами. Най- денные моменты считались частично воспринятыми пролетной полосой, а частично — обеими надколен- ными. Обычно ширина первой полосы принималась равной половине пролета, а последние две считались шириной каждая по четверть пролета. Однако согласно произве- денным Хладостроем сравнительным подсчетам по всем существующим методам и на основе своего опыта он рекомендует считать безбалочные перекрытия по его собственным формулам, разработанным на основе аме- риканских норм, разбивая панели следующим образом: пролетная полоса принимается в S/B вместо г/а и над- колонная полоса в 2/в вместо прежней Vz- Формулы Хладостроя, приведенные в изданной им работе (инж. Глуховский А. Д., «Железобетонные безбалочные пе- рекрытия», Москва 1931 (стр. 50—52), позволяют получить экономную конструкцию с достаточным коэ- фициентом запаса прочности. При устройстве безбалочных перекрытий должно быть соблюдено условие, чтобы пролеты всех панелей одного ряда были равны между собой или во всяком случае наименьший пролет должен быть не менее 0,8 наибольшего; в противном случае применение этой кон- струкции не <может дать положительных результатов. Общий вид безбалочного перекрытия изображен .на детали 4 фиг. 199, а вид с натуры на фиг. 204. Подводя итоги выгодности применения отдепьных видов железобетонных перекрытий, приходится конста- тировать на стороне обычных ребристых перекрытий основное преимущество в требовании меньшего рас- хода дефицитных материалов — железа и цемента; вместе с тем при их выполнении осложняется устрой- ство опалубки. Отдельные меры для стандартизации Фиг. 203. Вид на железобетонное перекрытие с плитой, опертой по контуру.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 185 последней в виде отмены вутов и назна- чения высот и ширин балок из крат- ного целым величинам расчета явля- ются лишь паллиативами, так как в этом отношении ребристое перекрытие дефективно по своему существу. Кроме того наличие ребер ухудшает эксплоа- тационные условия с точки зрения пра- вильности действия вентиляции, а в не- которых случаях — со свето-техниче- ской точки зрения. Устройство второй нижней плиты, даже облегченного типа, не всегда может быть оправдано эко- номическими соображениями. Перекрытия с плитами, опертыми по контуру, дают преимущество только в одном случае — при наличии, в зданиях подсобного характера отдельных не- больших помещений с площадями, рав- ными допустимой площади отдельных кессонов. При этом ребра, совпадая с перегородками, входят в их конструк- цию, что позволяет получить совер- шенно гладкую поверхность потолка; одновременно уменьшается необходимая общая высота здания. Выполнение кессонных перекрытий однако связано с перерасходом материалов в размере 10— 15% по сравнению с ребристым решением; также со- храняются основные пороки в отношении опалубочных работ. Безбалочные перекрытия в общем случае требуют большего количества дефицитных материалов, но зато сокращают высоту конструкции и упрощают опалубку. В связи с необходимостью максимальной экономии ме- талла целесообразная область их применения при обыч- ном типе ограничивается зданиями для производств, требующих усиленного действия вентиляции, например холодильниками. Устройство безбалочных перекрытий является также рациональным при весьма значитель- ных нагрузках. Таким образом, несмотря на свои дефекты, опти- мальной из этих трех перекрытий на данный момент должна быть признана ребристая конструкция, позво- ляющая уменьшить потребное количество особо дефи- цитных материалов. Следующим идет безбалочное перекрытие и последним кессонное. 2. ПЕРЕКРЫТИЯ ИЗ ГОТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В производственных зданиях с наличием небольших или средних нагрузок, а также в зданиях заводоупра- влений, лабораторий, военизированной охраны, фаб- зауча и т. п. при необходимости в устройстве огне- стойких перекрытий вполне рационально их выполне- ние из готовых элементов. За границей этот тип перекрытий получил весьма большое распространение вследствие возможности применения тонких и экономичных сечений, а также благодаря другим преимуществам сборных железобе- тонных конструкций. Сами сборные элементы имеют исключительно раз- нообразную форму, причем в Западной Европе их ко- личество насчитывается сотнями; многие из предло- женных конструкций не получили права гражданства. У нас число отдельных типов значительно меньше, не превышая десятка, причем даже среди этого количества большинство не внедрилось в строительную практику; фактически по многим из них у нас ограничились изготовлением отдельных образцов, испытанных лишь в лаборатории. Поэтому в настоящее время за отсут- Цветаев. Фиг. 204. Вид на железобетонное безбалочное перекрытие. ствием полных сравнительных данных не представля- ется возможным подвести итоговые результаты при- менения тех или иных конструкций, так как общие выводы могут быть сделаны только на основе практики, а не теоретических подсчетов. Действительно, некото- рые казалось бы на первый взгляд весьма экономичные конструкции вследствие небольшого объема необходи- мого для их изготовления железобетона могут после проверки на строительстве оказаться недостаточно рациональными благодаря своей хрупкости и большого количества брака. В последнее время целым рядом ор- ганизаций— ЦНИПС в его новом здании, ВОРС при РКИ, ВСУ РККА в шестиэтажном корпусе его опыт- ного учебного комбината, Приборстроем — велись и ведутся опыты с применением готовых элементов для перекрытий; после их окончания и сравнения получен- ных результатов можно будет для производства даль- нейших работ отобрать минимальное количество наи- более рациональных типов. Все же можно констати- ровать, что и теперь определились некоторые опти- мальные решения. Всего у нас известны четыре основные формы сбор- ных элементов — замкнутые пустотелые профиля; корытообразные, опрокинутые вниз или применяемые в виде обычных швеллеров; двутавровые и наконец в виде рельса. Значительное применение имеют полые балки, при- чем основной трудностью при их изготовлении является образование пустоты, что достигается при помощи разных систем сердечников. Один из видов-этих пере- крытий с балками Грубера, заимствованными из Гер- мании, был в конце 1930 г. впервые вполне удачно применен в московском строительстве государственным трестом «Строитель», после чего балки этого типа 24
186 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Фиг. 206. Железобетонные сборные перекрытия: 1 — с балками Грубера, 2 — с балками С. Стафилевского, 3 — с коробчатым настилом ЦНИПС, 4 — из швеллеров. были введены в качестве постоянных изделий, выпу- скаемых его строительным двором. Балки системы Грубера (фиг. 205) представляют со- бой полые балки прямоугольного сечения с шириной поверху 25 см и понизу 27 см; толщина вертикальной стенки и верхней полки равняется 2,5 см, а нижней полки —1,5 см. Армирование производится при по- мощи двух или четырех прутков круглого железа, уло- женных в нижней части вертикальных стенок. Как видно из детали 1 фиг. 206, перекрытие составляется из установленных вплотную друг к другу балок. Шов между балками в 2 см заливается цементным раствором 1 : 4, причем для лучшего его сцепления с бетоном балок в боковых стенках должны быть оставлены не- большие борозды; кроме того перед укладкой балок рекомендуется боковые стенки прочищать стальными щетками. Согласно немецкой практике ширина балок, так же как и толщина стенок и полок, остается без измене- ния. Переменной величиной в зависимости от пролета и нагрузок является лишь высота балки; кроме того меняется количество арматуры. Высота балки чаще всего принимается в 25, 21, 18, 15 и 12 см. Бетони- рование производится пластичным бетоном с асфаль- товым гравием крупностью не больше 12 мм. Выпол- нение работ должно1 быть особенно тщательным для обеспечения плотного заполнения форм; кроме того разрыв по времени между бетонированием днища и стенок должен быть минимальным и равняться времени, необходимому для установки форм. По истечении 36 час. производится выемка сердечника, смазанного предварительно мазутом для облегчения производства распалубки; через пять дней по окончании бетониро- вания снимаются боковые щиты, а через 10 дней балки укладываются в штабеля, причем весь этот период времени они должны через небольшие промежутки по- ливаться водой. Изготовление балок производится ле- том на открытой площадке, а зимой в закрытом ота- пливаемом помещении. Вид на балки Грубера после их распалубки на строительном дворе государственного треста «Строитель» изображен на фиг. 207. Согласно статическому расчету армирование балок может производиться без косой арматуры; однако в результате испытания, произведенного трестом «Строи- тель», при котором обнаружились косые трещины, установка косой арматуры и хомутов является весьма целесообразной. Кроме того ввиду невозможности про- бивки отверстий в готовых балках для пропуска ото- пительных, канализационных и водопроводных стоя- ков при бетонировании должны закладываться в не- обходимых местах пробки диаметром не свыше 12— 15 см; в районах расположения этих отверстий укла- дываются добавочные хомуты. Непосредственно перед укладкой, после поднятия балок наверх, необходимо произвести осмотр для браковки балок с трещинами. Расчет балок системы Грубера Задание. Необходимо перекрыть помещение с рас- стоянием между стенами в 5,40 м; временная нагрузка рав- няется 250 кг/м2. Половой настил предположен в виде пар- кета специал на асфальте; кроме того нижняя поверхность балок штукатурится. Площадь сечения балки: F = 'Д25 + 2 X 0,17) X 0,025 + 0,27 -|- 0,015 -|- закругления = = 0,02 м2. Площадь сечения заливки раствором шва между балками: Граете = 0,02 X 0,20 = 0,004 м\ Собственный вес балки на 1 м? перекрытия равняется: -°Л^Х 2400. . .178 кг.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 187 Вес раствора в шве между балками равняется: о,<Ю4ХЮоугто. . . м ,а £( Итого собственный вес балки с раствором на 1 м2 перекрытия . -•........... 209 кг—210 кг Собственный вес перекрытия на 1 м2 слагается из: а) собственного веса балок Грубера . . . 210 кг б) штукатурки снизу.................... 20 „ в) паркет специал на асфальте....... 40 „ Итого . . 270 кг Временная нагрузка на 1 м2................250 „ Итого . . 520 кг а) Первый вариант — заливка между балками шири- ной в 2 см участвует в работе балок. Расчет ведется с учетом сжатия в ребре (фиг. 208, деталь 1). Высота балки = 21 см. Полезная высота — 21—3,5=17,5 см. Площадь сечения арматуры /0,с = 4 ф 10 мм = 3,14 см2. 2,5 (27-7) + 15 X 3.14 2,52 (27-7) + 2 X15 X 3,14 X 17,5 Расстояние нейтральной оси от сжатой грани сечения балки: х = — 13,9 + V 13,92 + 255 = — 13,9 + 21,2 = 7,3 см; I = [27 X 7,3s - 20 (7,3 - 2,5)3] +15 X 3,14 (17,5 - 7,3)» = = 7700 см*. Напряжение бетона на сжатие: = W Х 7’3==53-° кг№- Скалывающие Напряжение железа на растяжение: «ж = 15 X (17,5-7,3)-= 1120 кг\см2. Определим скалывающие напряжения. Поперечная сила: ссх Q = 520 X 0.27 X = 396,6 кг. Плечо пары внутренних сил: 56000 Z 1120X3,14 16>0сж- напряжения: . 396.6 о Е, , , t = i«nv7 =*>54 кг>см* Фиг. 207. Балки Грубера: вверху — вид на балки Грубера после их рас- палубки, и внизу — вид на изготовленные балки. Фиг. 208. К расчету балок Грубера — де- тали 1 и 2. Фиг. 209. Балки С. Стафилевского. На 1 пог. м балки собственного веса и временной нагрузки приходится: 520 X 27 100 ~140 кг' Расчетный пролет балки 5,40 + 5% = 5,65 м, .. 140 X 5,652 Л4тах ~------g-----= 560 кгм. Произведем расчет балки в двух предположениях: а) за- ливка раствором между балками шириной в 2 см участвует в работе балок, как это принято немцами, и б) раствор между балками ие принимает участия в работе балок. б) Второй вариант — без учета совместной работы балки с раствором. Расчет ведется с учетом сжатия в ребре (фиг. 208, деталь 2). (12,5 — 2,5) 2,5 + 15 X 1-57 _ г----------------2,5 ” 2,52 (12,5 — 2.5) + 2 X 15 X 1.57 X 17,5 чкл. х = — 19,4 + ]/19,42 + 354 = — 19,4 + 27,0 = 7,6 см;
188 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ I = -|~[12,5 X 7.6s - Ю (7,6 — 2,5)3] 4-15 X 1.57 (17,5 - 7,6)2 = = 3695 см2; ^=2УЖХ7«6 = 57^ ПЖ = 15 X -2 ^ 3695 (17’5 - 7>6> = 1130 кг/см2’ 5 65 Q = 520 X 0,135 X — ’2— = 198,3 кг; 56000 Х~ 1130X3,14 16,0 см; 198,3 16,0X2,5 4,95 кг!сл@. Второй вариант проверки сделан только на тот случай, если при недостаточно тщательном ведении работ не будет обеспечена совместная работа балки с раствором, чего ко- нечно не следует допускать. Другой тип более экономичных полых балок —это балки системы С. Стафильского, являющиеся даль- нейшим развитием балок Грубера. Как видно из фиг. 209, заливка заменена непосредственным опира- нием одна на другую с соединением их в четверть на растворе. Сделано это по следующим соображениям: в балках Грубера распределение бетона выполнено не вполне правильно — толстое вертикальное ребро пере- крыто сверху тонкой сжатой полкой; более логично поэтому непосредственное соединение боковых стенок друг с другом и устройство переменной толщины сжа- той полки — от 2 см у опор до 3,5 см в середине про- лета. Это достигается при помощи конических вкла- дышей. Одновременно боковые стенки снабжаются оконцами, что позволяет удалить излишний бетон. Испытание балок дало запас прочности около 3, что позволяет считать их пригодными для применения при обеспеченности соответствующих условий доставки, гарантирующих балки от появления трещин. Общий вид перекрытий с балками системы С. Ста- филевского изображен на фиг. 206, деталь 2. Несколько иным типом устройства сборных железо- бетонных перекрытий является так называемая кон- струкция ЦНИПС, предложенная и разработанная проф. А. Гвоздевым и инж. А. Васильевым и В. Мура- шовым. Ее основным элементом служит коробчатый настил (фиг. 210), представляющий собою опрокину- тые железобетонные корыта длиною 2,5—8 м и с тол- щиной стенок от 2 до 5 см. Для большей жесткости стенки через 0,7 до 1,5 м соединяются диафрагмами, делающимися постоянной толщины или с их утонением книзу. Последний способ должен быть признан луч- шим как позволяющий удобнее производить распа- лубку. В зависимости от принятых пролетов и задан- ных нагрузок высота настила может колебаться в пре- делах от 20 до 40 см, а ширина от 25 до 50 см. При наличии мощной механизации элементы настила могут быть еще более уширены, что требует в этом случае обязательного армирования верхней пол- ки. Такой тип настила также удобен с производственной точки зрения и во всех возможных случаях должен предпочитать- ся. Уширенный коробчатый настил в мо- мент его подъема для укладки в пере- крытие производственного здания на за- воде Прибор показан на фиг. 211. Наклон боковых стенок сделан из рас- чета образования клиновидного простран- ства, заливаемого после укладки отдель- ных элементов бетоном. Для получения гладкой поверхности потолка к нижним торцам стенок настила во время его бетонирования укрепляются при помощи загнутых гвоздей или печной проволоки де- ревянные бруски, дающие возможность в дальнейшем произвести по ним подшивку тесом. Арматура настила обычно принимается в виде двух верхних монтажных прутков диаметром от 6 до 10 мм и двух нижних, являющихся рабочими, с диаметром от 8 до 20 мм; хомуты из проволоки 6—8 мм устанавливаются только в диафрагмах. При значительном уширении настила диаметр арматуры может быть увеличен. Конструкция ЦНИПС определяется как монолитная железобетонная конструкция с обычного типа прого- нами, но с плитами и балками, замененными коробча- тым настилом, служащим не только рабочей частью перекрытия, но и одновременно с этим заменяющим значительную часть опалубки. Для осуществления этой конструкции устраивается опалубка для колонн и устанавливаются по стойкам горизонтальные днища прогонов и доски на ребро для удержания на- стила. После установки коробчатого настила и укладки арматуры производится одновременное бетонирова- ние как прогонов, так и зазоров между стенками Фиг. 211. Подъем уширенного коробчатого настила для укладки в перекрытие производ- ственного здания завода Прибор.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 189 отдельных элементов. Таким образом торцы настила заменяют боковые щиты у прогонов, еще более со- кращая количество необходимой опалубки. Такое вы- полнение работ, правда, является не всегда возможным вследствие превышения потребной высоты прогона про- тив высоты самого настила; в последнем случае ко- робчатый настил может быть установлен на уширения в нижней части прогонов согласно фиг. 206, деталь 3. Вместе с тем большим достоинством этого типа пере- крытий является возможность его местного усиления без изменения основного стандарта конструкции. Это достигается следующим образом: в необходимых для восприятия местных нагрузок местах короба раздви- гаются на несколько сантиметров, причем образовав- шийся таким образом зазор закрывается снизу рей- кой, пришитой гвоздями к укрепленному с нижней стороны стенки настила деревянному бруску. В полу- ченный зазор укладываются прутки определенной по расчету арматуры, после чего это пространство зали- вается бетоном. Кроме местного усиления при наличии тяжелой нагрузки может быть указанным способом произведено общее усиление всего перекрытия с до- бавкой в случае необходимости сплошного слоя бетона поверх уложенных элементов. Вышеописанный коробчатый настил был испытан в лаборатории ЦНИПС, причем он дал запас к появле- нию первых трещин в 1,53, а запас прочности при разрушении определился в 2,65, что является вполне нормальным для свободно лежащих железобетонных балок. Таким образом коробчатый настил может быть признан достаточно прочным, тем более, что после укладки он получает добавочную жесткость. В то время как коробчатый настил ЦНИПС пред- ставляет собой систему соединенных вместе опроки- нутых корытообразных балок, сборное перекрытие из швеллеров отличается от первого типа тем, что у него корытообразные балки поставлены как швеллера обыч- ного типа, т. е. отверстием в сторону. Отдельные эле- менты формуются с толщиной вертикального ребра в 4,5 см и верхней и нижней полок — 2,5 см. Примерно через 1,0 —1,5 м швеллера перегораживаются попе- речными диафрагмами толщиной 3 см, значительно улучшающими статическую работу балок. Для умень- шения собственного веса в вертикальной стенке устраи- ваются овальные окна с горизонтальным направлением большей оси. Соединение балок после их установки вплотную друг к другу производится в четверть на рас- творе. С этой целью в верхней части вертикальной стенки оставляется при бетонировании паз, куда вхо- дит удлиненная против нижней на 15—20 мм верхняя полка швеллера. Количество прутков рабочей арма- туры зависит от длины перекрываемого пролета и мо- жет колебаться от 1 до 2—3; кроме того в верхней части устанавливаются два монтажных 5—6-миллиме- тровых прутка. Хомуты из 3—4-миллиметровой про- волоки в диафрагмах делаются замкнутого типа, а в промежуточных сечениях — в виде положенной на бок буквы. П. Расчет этих швеллеров производится, как балок таврового сечения. Общий вид сборного перекрытия из швеллерных ба- лок показан на фиг. 206, деталь 4. Следующим видом являются перекрытия из двутавро- вых элементов, причем за границей особенно широкое распространение имеют балки системы Рапид (Rapid). Основным их достоинством является непосредственное получение после укладки балок в готовом виде пола и потолка, после чего может быть произведена на- стилка любого типа чистого пола. Для обеспечения слитности работы отдельных элементов в балках устраиваются с одной стороны четверти, обращенные в верхней полке кверху, а в нижней —• книзу; с другой стороны им отвечают утоненные края обеих полок, благодаря чему получается плотное соединение (фиг. 212, деталь 1). Основным недостатком такого рода балок является вынужденное утолщение полок для образования четвертей. Другой тип двутавровых балок, изображенный на детали 2 фиг. 212, отличается от системы Рапид от- Фиг. 212. Железобетонные сборные перекрытия: 1 —-из балок Рапид, 2 — из двутавровых балок, 3 —балок системы «рельс».
190 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ сутствием входящих в оставляемые четверти суженных краев полок. При средней толщине верхней полки в 3,5 см и нижней — в 2,5 см вертикальная стенка может быть принята в 4,5 см. Трапецеидальные’ четверти в верхних полках после укладки балок заливаются це- ментным раствором; наличие таких бетонных шпонок делает перекрытие более монолитным. Наконец последним типом перекрытий из готовых элементов являются перекрытия, сделанные из балок системы «рельс», предложенной инж. С. Стафилевским. Рельсовидные балки представляют собой элементы пе- ременного сечения — от опрокинутого тавра на опорах до профиля рельса по середине пролета. Уширение верхней головки балки в горизонтальном направлении производится по мере и в соответствии с увеличением изгибающих моментов. Нижняя плита балки при тол- щине в 2,5—3 см имеет ширину понизу в 50 см; вы- сота головки колеблется от 5 до 10 см. Рабочая арма- тура располагается не только в нижней части верти- кальной стенки, но и выносится в плиту для обеспе- чения большей ее крепости. Несмотря на кажущееся противоречие благодаря наличию плиты в растянутой зоне, эта система все же дала достаточно удовлетво- рительные экономические результаты. Общий вид та- кого перекрытия изображен на детали 3 фиг. 212. В настоящее время, как было указано выше, не представляется возможным впредь до сведения резуль- татов производимых опытов подвести окончательные итоги выгодности применения той или иной конструк- ции. С точки зрения количества требуемого для их изготовления железобетона эти балки, подсчитанные инж. Савицким, идут в следующей последовательности: балки Грубера с приведенной толщиной 9 см, лоток ЦНИПС с толщиной 8,7 см, швеллер с толщиной 8,5 см, двутавр с толщиной 8,2 см, балка Стафилевского с толщиной 7,8 см и рельс с толщиной 5,6 см. Вместе с тем можно указать, что с точки зрения монолитности к наилучшим перекрытиям следует от- нести коробчатый настил ЦНИПС и балки Грубера. При необходимости обеспечения распределения сосре- доточенных нагрузок предпочтителен первый тип так же, как при наличии достаточно мощной механиза- ции, позволяющей применить уширенные и менее трудоемкие элементы коробчатого настила. Осталь- ные виды перекрытий не могут считаться монолит- ными, так как это условие достигается только со- ответствующей заливкой бетоном зазоров между эле- ментами на всю высоту сечения. 3. ПЕРЕКРЫТИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ КАМНЕЙ, ЯЩИКОВ И СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ Устройство при ребристых перекрытиях гладкого потолка в виде трамбованной нижней плиты или шту- катурки по подвешенной сетке Рабитца обходится весьма дорого, и поэтому чаще всего является эконо- мически неоправданным. Вполне рациональным выхо- дом из данного положения может служить применение специальных пустотелых или сплошных камней, изго- товляемых из бетонов с легкими инертными составляю- щими, силикат-органиков или обожженной гончарной глины. Перекрытия при этом получаются с частым распо- ложением ребер в одном или двух направлениях; в первом случае они называются часторебристыми пере- крытиями с заполнением камнями, а во втором — кес- сонными перекрытиями с камнями. За границей такие перекрытия имеют весьма ши- рокое распространение как позволяющие получить не только гладкий потолок, но и максимально* сократить количество необходимой для устройства перекрытия опалубки. Не надо забывать, что стоимость опалубки при железобетонных работах ложится значительным расходом на основную стоимость самих перекрытий, особенно при выполнении их ребристыми; в данном же случае при наличии камней достаточной ширины — примерно около 50 см — вся опалубка ограничивается укладкой нескольких досок для поддержания пустоте- лых камней, причем вертикальные или наклонные грани последних служат боковинами для коробов у балок. Заполнением у часто ребристых перекрытий служат пустотелые камни, а у кессонных между пересекаю- щимися ребрами располагаются сплошные камни; при- менение в последнем случае пустотелое недопустимо в связи с тем, что боковые части камней заменяют собой опалубку для балок. Пустотелы имеют самую разнообразную форму; два типа таких камйей изображены на деталях 1 и 2 фиг. 213, причем первые представляют собой камни трапецоидально-опрокинутой формы, изготовляемые Ленинградстроем, а вторые применяются в Германии и известны под названием камней Реми (Remy). Вы- сота этих камней колеблется от 12 до 26 см при ширине с выступами в 50 см, а без приливов в 40 см. Частое расположение ребер обычно позволяет удалить арматуру из плиты; толщина последней принимается от 4 до 6 см. Ширина ребер при нагрузках до 800 кг/м® делается в 8—10 см; допустимые пролеты колеблются между 4 и 6 м. Имеющиеся в нижней части камней приливы позволяют еще больше сократить количество опалубки вследствие получения для балок готового замкнутого профиля; кроме того приливы изолируют снизу ребра перекрытия, что весьма целесообразно при их устройстве над верхними помещениями. В не- которых случаях однако камни изготовляются без при- ливов, так как при этом высота балок увеличивается, что должно улучшить их работу в статическом отно- шении. Обычные типы камней приготовляются из шла- ковых и пемзовых бетонов как обладающих относи- тельно малым объемным весом; на ближайший период времени в связи с необходимостью наименьшего рас- ходования цемента основная установка должна быть взята на изготовление пустотелых камней на извест- ково-трепельном растворе с последующей их пропар- кой. Кессонные перекрытия со сплошными легкими кам- нями за границей обычно выполняются типа Гальке (деталь 3, фиг. 213). Основное их отличие заключа- ется в специальной форме камней с верхней поверх- ностью, состоящей из выступов и углублений. Запол- ненные бетоном углубления образуют решетчатую плиту, что позволяет облегчить вес перекрытия и обеспечить достаточность сцепления бетона с камнями. Несмотря на ряд достоинств, эти перекрытия стра- дают также недостатками, основными из которых яв- ляются хрупкость камней в части выступов и затрудни- тельность производства работ по бетонированию си- стемы узких канав. В связи с дефектами перекрытий системы Гальке ЦНИПС предложил свою конструкцию, показанную на детали 4 фиг. 213; она состоит из перекрестных железобетонных балок со сквозным заполнением сплошными гладкими камнями из легких бетонов. Прочность последних не должна быть менее 15 — 20 кг/см2. Размеры камней могут колебаться от 40 X 40 до 50 X 50 см. Ширина ребер равняется 8— 10 см, а высота определяется ПО’ расчету, диктуя вместе с тем* вертикальное измерение камней.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 191 Основное преимущество кессонного перекрытия. ЦНИПС заключается в простоте производства работ по бетонированию перекрытия и по изготовлению кам- ней; также устранена хрупкость камней. Применение специальных пустотелых камней значи- тельно улучшило качественные показатели железобе- тонных перекрытий; дальнейшее стремление снизить их стоимость вызвало1 в Германии появление перекры- тий системы Польман (Pohlmann), основным отличием которых от предыдущих типов является заделка в бе- тон пустотелых ящиков, служащих одновременно также опалубкой при бетонировании. Такое решение позволяет облегчить вес не работающих в конструкции элементов. Ящики для большей экономичности строи- тельства должны изготовляться только из отходов древесины, остающейся на постройке — обрезков досок, горбылей, реек и т. п. При наличии тростника или камыша они могут обиваться также этими легкими материалами. После установки ящиков производится укладка арматуры балок, причем при квадратной или приближающейся к квадратной форме помещений до- пустимо производить раскладку ящиков таким обра- Фиг. 213. Железобетонные перекрытия с применением камней, ящиков и металлических лотков: 1—часторебристое перекрытие с заполнением пустотелыми камнями Ленинградстроя, 2 — часторебристое перекрытие с заполнением пустотелыми камнями Реми, 3 — кесонное перекрытие со сплошными камнями системы Гальке, 4—кесонное пере- крытие со сплошными макнями ЦНИПС, б — перекрытие с заделкой пустотелых ящиков, 6 — часторебристое пере- крытие, выполняемое посредством раздвижных металлических лотков.
192 IV. ПЕРЕКРЫТИЯ Фиг. 214. Перекрытие со специальными пустотелыми ме- таллическими формами. зом, чтобы получить балки в обоих направлениях. При таком способе производства работ перекрытие прини- мает вид кессонного. При расположении балок только в одном направлении ребра связываются между собою по середине пролета бетонной диафрагмой, образуемой раздвижением ящиков. Общий вид на перекрытие с за- деланными ящиками показан на детали 5 фиг. 213. Для предохранения от появления на штукатурке трещин в местах примыкания ящиков к балкам ниж- ние поверхности первых могут быть несколько опу- щены по отношению к нижним граням последних. В этом случае к ребрам укрепляются снизу доски, после чего производится оштукатурка потолка. Перекрытия такого типа иногда вполне пригодны для применения. Однако они обладают также извест- ным недостатком — кустарщиной, неизбежной при их выполнении благодаря необходимости в устройстве пу- стотелых ящиков; вместе с тем последние снижают степень огнестойкости перекрытий. Америка поэтому пошла по другому пути — она стала выштамповывать специальные пустотелые формы из оцинкованного железа. Эти формы с ребрами жест- кости, отпрессованными на их верхней поверхности, устанавливаются на опалубку из отдельно стоящих до- сок, причем! заданное расстояние между боковыми ре- брами механически сохраняется благодаря применению специальных распорок. В образованные таким образом пустоты между отдельными формами укладывается ар- матура, после чего производится бетонирование балок и плиты. С нижней стороны натягивается сетка из цельнорешотчатого металла, по которой производится штукатурка цементным раствором. Вид на такие пу- стотелые формы изображен на фиг. 214. В некоторых случаях за границей металлические формы выполняются в виде раздвижных лотков, слу- жащих опалубкой и вынимаемых из перекрытия после бетонирования. Для получения гладкого потолка такие часторебристые перекрытия подшиваются снизу доска- ми (деталь б, фиг. 213), что, снижая их сопротивление огню, вместе с тем усложняет производство работ. Анализируя описанные выше типы перекрытий с при- менением камней, ящиков и специальных металличе- ских форм, можно притти к выводу, что относительно лучшими являются кессонные перекрытия, предложен- ные ЦНИПС. К их основным достоинствам следует от- нести значительную экономию в дефицитных железе и цементе, особенно при пролетах от 4 до б м, про- стоту изготовления камней и малую конструктивную высоту. Вместе с тем они обладают недостатками: соб- ственный вес перекрытия весьма значителен в связи с применением сплошных камней; кроме того они тре- буют большого количества опалубки в виде дощатого настила. К следующему несколько худшему решению приходится отнести часторебристое перекрытие с за- полнением пустотелыми камнями. При большем потре- блении железа и цемента и усложнении изготовления камней в этих перекрытиях увеличивается конструк- тивная высота; однако они позволяют получить эко- номию в опалубке. Примерно такими же по целе- сообразности являются часторебристые перекрытия с заделанными ящиками, а также перекрытия, выпол- ненные при помощи выемных металлических лотков. При известных достоинствах они меньше снижают по- жарную опасность в связи с наличием деревянных частей. Наконец к наименее пригодным следует отнести перекрытия с заделкой специальных металлических форм, как требующих значительного количества де- фицитного железа. В общем можно констатировать, что эти часторе- бристые и кессонные перекрытия позволяют получить экономию в дефицитных материалах по сравнению с обычными типами железобетонных перекрытий. 4. ШВЫ РАСШИРЕНИЯ Согласно техническим условиям для обеспечения со- оружению возможности температурных и усадочных деформаций, а также сдвигов, например от неравномер- ной осадки опор, следует устраивать сквозные швы расширения, причем в железобетонных сооружениях эти швы, как правило, должны располагаться не далее 40 м друг от друга. Эти швы являются весьма удобными в период про- изводства работ, так как механически намечают от- дельные границы зданий, в пределах которых бетони- рование должно по возможности производиться без перерыва для обеспечения большей монолитности конструкции. Существует целый ряд способов выполнения темпе- ратурных швов. Наиболее простой из них заключается в устройстве по линии шва парных колонн и балок. Каждая из этих колонн и балок имеет сечение мень- шее, чем у обычных колонн и балок, но в совокупности толщина их несколько больше. Другой способ заклю- чается в том, что перекрытие режется по середине пролета между колоннами; это решение однако не может быть признано рациональным, так как в кон- сольных частях балок вследствие их значительного выноса возникают большие моменты. Обычно поэтому швы расширения устраиваются в непосредственной близости от опор, так как хотя особых технических затруднений с точки зрения величины моментов не получается даже при расположении их на расстоянии до 7В пролета, но в этом случае может нехватить достаточной высоты для разработки консольных опор. Фиг. 215. Швы расширения: 1 — шов, проходящий через вспомогательную балку около прогона, 2 — шов в прогоне.
изоляция 193 Различные типы устройства швов расширения показаны на фиг. 215, где деталь 1 изображает шов, проходящий через вспомогательные балки около прогона, а на де- тали 2 показан шов в самом прогоне. При конструировании опор концов балок или про- гонов у шва расширения необходимо предусмотреть возможность их скольжения, что при небольшой ве- личине реакции опор достигается прокладкой толя или асфальтированного войлока; при значительных же ре- акциях приходится прибегать к прокладке листов котельного железа, прикрепляемых к бетону посред- ством заделанных в него лапок. ГЛАВА ПЯТАЯ ИЗОЛЯЦИЯ Выдвигаемые весьма часто требования к перекрытиям о поглощении звуковой энергии, а также о прегражде- нии выхода теплого воздуха заставляют устраивать по этим перекрытиям звуковую и термическую изо- ляции. Правильно устраненная изоляция должна в общем случае состоять из двух слоев: воздухо- и водонепро- ницаемого и тепло- звукоизолирующего; при этом в зависимости от характера перекрываемого помеще- ния могут выпадать те или иные составные элементы. Функции обоих слоев весьма часто взаимно дополняют друг друга. Вместе с тем необходимо указать, что явления тепло- и звукопроводности для многих материалов весьма различны; более того, в некоторых материалах они прямо противоположны. В связи с таким положе- нием тип тепло- и звукоизолирующего слоя должен выбираться на основе благоприятствования соответ- ствующих факторов, зависящих от предъявляемых к перекрытию требований. 1. ВОЗДУХО- И ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ СЛОЙ Воздухонепроницаемость изоляции для чердачных перекрытий является обязательной в случае устрой- ства их из дерева, так как в противном случае благо- даря диффузии внутреннего более теплого, а следова- тельно и более влажного воздуха может происходить загнивание древесины из-за конденсации водяных паров при охлаждении воздуха. Соблюдение этого условия необходимо также потому, что «дышащее» перекрытие весьма теплопроводно; таким образом благодаря устройству воздухонепроницаемого слоя может быть несколько сокращена толщина верхней части изоля- ции. Воздухонепроницаемость изоляции улучшает так- же работу перекрытия в отношении поглощения зву- ковой энергии. Что касается водонепроницаемости изоляции, то это требование предъявляется к деревянным между- этажным перекрытиям при отсутствии бесшовных по- лов, а также к чердачным перекрытиям, так как слу- чайное попадание воды из-за худой кровли в последнем случае или при мытье полов в первом можег вызвать намокание подшивки и обвал потолочной штукатурки. Обычно обе эти функции совмещаются одними и теми же материалами, причем до последнего времени водо- и воздухонепроницаемый слой чаще всего выпол- нялся в виде глиняной смазки. Глину перед употребле- нием в дело тщательно смешивали ,с равным по объему количеством песка и после прибавки воды наносили полученный густой глиняный раствор на черный пол слоем в 3—4 см. Отрицательным свойством такого рода смазки является введение в нее воды, что при сравнительно медленной отдаче глиной влаги и обычно производящейся следом за смазкой засыпке может легко вызвать загнивание древесины. Обыкновенная глиняная смазка поэтому допускается только в мало ответственных сооружениях в случае отсутствия дру- гих, более подходящих материалов и при непременном соблюдении условия полной ее просушки до укладки второго изоляционного слоя. Для зданий капитального характера может быть рекомендована смазка из так называемой импрегниро- ванной глины; применяемой ВСУ РККА на своем строи- тельстве. Эта водо- и воздухонепроницаемая смазка, обладающая способностью быстрой сушки без рас- трескивания, составляется из следующих материалов: 4 ч. глины, 1 ч. извести-кипелки, 6 ч. какого-либо волокна и 3—5% от веса сухой глины импрегнирую- щего вещества. В качестве волокна могут применяться рубленая солома, сфагнум, стружки, очесы, костра и т. п. Импрегнирующим веществом служат: стеариновый пек, являющийся остаточным продуктом жировой про- мышленности, древесная или торфяная смола, нефтя- ной гудрон или отбросы после переработки на заводах нефтяных продуктов. Глина и известь-кипелка зага- щиваются совместно в указанной выше пропорции; после приготовления этого известково-глиняного теста в котле смешиваются волокна с пеком при одновре- менном легком нагревании. Обработанное в котле во- локно в дальнейшем смешивается с тестом, после чего состав готов к употреблению. Накладывание импре- гнированной глины производится слоем толщиной в 2 см. Наконец последним видом вполне надежного и наи- более часто употребляемого водо- и воздухонепрони- цаемого' слоя является толь или изоляционная бумага. Обычно выполняемая укладка толя в виде корыта с подъемом его краев вверх вдоль балок не может быть признана вполне рациональной, так как воздух при этом в состоянии совершенно свободно циркулировать между загнутым краем и балкой. Поэтому целесо- образнее производить выстилку двумя слоями толя — первого в виде узкой полоски между низом балки и верхом подшивки, а второго уже в виде корыта с по- следующим заполнением его термо- или звукоизоля- ционным материалом. Этот вид изоляции является наи- более рекомендуемым. Однако надо оговорить, что при производстве работ в холодное время или в конце строительного сезона применение толя для междуэтаж- ных перекрытий должно избегаться, так как известны случаи, когда благодаря толю происходило загнивание подшивки. 2. ТЕРМО- И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СЛОЙ В прежнее время обычно практиковалось устройство термо- и звукоизоляционного слоя в виде засыпки строительным мусором или просеянной землей, а также укладка кирпича половняка плашмя или на ребро. Все эти три вида изоляции обладают чрезвычайно суще- ственными недостатками: первые два помимо своей Цветаев. 25
IM IV. ПЕРЕКРЫТИЯ тяжести легко способствуют развитию гнилостных про- цессов, а последний—при недостаточной эффектив- ности своего действия является очень тяжелым, в то время, как основное условие хорошей изоляции заклю- чается в минимальном ее весе при одновременно наи- лучших остальных показателях. Если в качестве изолятора употребляется строитель- ный мусор, что может быть допущено в самых неот- ветственных сооружениях и при отсутствии других, более подходящих материалов, то работы должны про- изводиться следующим образом: строительный мусор после его просушки должен быть очищен от при- меси штукатурки, извести, щепы и т. п. и должен со- стоять преимущественно из кирпичного щебня круп- ностью не более 5 см. После подмазки всех щелей ме- жду досками или горбылями у подбора или черного простильного пола глиной производится сверху за- сыпка слоем строительного мусора толщиной в зави- симости от назначения перекрываемых помещений; при чердачных перекрытиях толщина засыпки примерно определяется в 12 см. Для лучшей тепло- и звукоизо- ляции поверх засыпки, после предварительного ее трам- бования и разравнивания, устраивается смазка из гли- ны с добавлением по объему около 113 песка, а также известкового молока 10%-ной концентрации. Эта смазка перед укладкой должна быть хорошо размешана и перемята до пластичного состояния. Для создания воздухонепроницаемого слоя под подшивкой подби- вается изоляционная бумага. Что касается засыпки просеянной землей, а также укладки кирпича половника, то оба вида этой изоля- ции не должны допускаться. В качестве засыпки иногда служит также песок, причем в Германии перед употреблением в дело произ- водят его прокалку для уничтожения всех гнилостных бактерий; отрицательное свойство этого изолятора — его весьма большой вес, благодаря чему его примене- ние не рекомендуется. Значительно лучшей засыпкой является слой шлака толщиной примерно 8—15 см, причем сам шлак может быть любого происхождения, но ’ по возможности с объемным весом не более 900 кг/м3. Применяться в дело он должен только в воздушно-сухом состоянии. После разравнивания засыпки по предыдущему дела- ется глино-песчаная смазка на известковом молоке или алебастровая смазка. При свойственных шлаку весьма положительных качествах — огнестойкости и малой теплопроводности — он все же обладает относительно большим весом, что бесполезно увеличивает собствен- ный вес перекрытия. Дальнейшим видом изоляции может служить сфагнум. Эта изоляция должна выполняться из мохового торфа средней лежалости, так как в этом случае можно быть гарантированным в более высоком качестве последнего. Поэтому следует избегать сфагнума, содержащего слишком много перегнивших волокон, или, наоборот, слишком молодого с отсутствием гниения. Кроме того объемный вес сфагнума в разрыхленном состоянии не должен превышать 150 кг/м3. Засыпка во избежание развития гнилостных процессов должна производиться исключительно воздушно-сухим1 сфагнумом. Толщина его при укладке принимается с превышением при- мерно в два раза толщины, необходимой согласно те- пловым расчетам, так как сфагнум обладает способ- ностью с течением времени значительно слеживаться. Для предохранения от возгорания поверх сфагнума должна обязательно наноситься смазка из известково- песчаного или алебастрового раствора толщиной около 2 см. Сфагнум, являясь хорошим теплоизолятором, весьма звукопроводен, что противопоказывает его при- менение для перекрытий при требовании от них макси- мального поглощения звука. Еше лучшим материалом для звуковой и тепловой изол! ций является пробка, употребляемая в дело в виде плит, приготовленных из крошеной пробки, сце- ментированной каким-либо вяжущим раствором вроде цемента Сореля, глины с известью или смолистыми ве- ществами. В настоящее время у нас она почти не при- меняется вследствие отсутствия пробки. Наконец последним и наилучшим видом изоляции могут служить силикат-органические блоки, силикат- органические деревоармированные плиты, а также плиты из фибролита, торфолеума, шлако-алебастровые и т. п. Эти изоляторы обладают целым рядом суще- ственных достоинств, особенно в отношении тепла; в настоящее время они имеют относительно малое рас- пространение вследствие незначительности их выра- ботки.
V. КРЫШИ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КРЫШ и Крыши фабрично-заводских зданий, в отличие от крыш гражданских сооружений, перекрывают не чер- дак, а само помещение, и таким образом конструкция крыши остается открытой изнутри, а покрытие служит для покрываемых помещений потолком. Поэтому обычным внутренним очертанием верхнего покрытия является не горизонтальная плоскость, а прямолинейно наклонная или криволинейная поверхность, опреде- ляющаяся в зависимости от выбранной формы покры- тия. Такое общепринятое решение для промышленных зданий необходимо признать вполне рациональным, так как устройство чердачных помещений над жи- лыми строениями вызывается эстетическими требова- ниями: получить горизонтальную поверхность потолка в верхнем этаже и придать соответствующий контур внешнему фасаду с иногда крутой крышей. Весьма часто чердак используется в последнем случае для хо- зяйственных целей. В промышленной архитектуре, на- оборот, все отдельные элементы сооружений подчи- нены производственной и экономической целесообраз- ности, и эстетика является функцией логической неиз- бежности. Внешнее очертание крыши у фабрично-заводского здания зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются принятый метод застройки, размеры пролетов и высота помещений, а также выбранный для покрытия кровельный, материал. Сооружения не- значительной ширины при павильонном методе за- стройки, особенно при возможности их разбивки на не- сколько пролетов, решаются относительно просто; на- оборот, здания по методу оплошной застройки, пред- полагающие расположение под одной крышей целого ряда отдельных производств, заставляют прибегать к различным типам архитектурных и конструктивных решений, результатом чего получается сильно изломан- ный верхний профиль. Действительно, при нахождении в одном здании большого количества соподчиненных друг другу производств, требующих иногда для своего обслуживания устройства крановых путей, не всегда рационально типизировать оформление верхнего по- крытия, так как такое упрощенное разрешение этой весьма сложной задачи может привести к ненужным добавочным капиталовложениям на строительство. Вместе с тем в зданиях незначительной ширины до- статочная равномерность освещения может быть по- лучена относительно просто — при помощи соответ- ствующего распределения оконных отверстий в боко- вых стенах. Однако при сплошном методе застройки боковое освещение недостаточно, что заставляет при- бегать к устройству верхнего света путем надстройки отдельных пролетов с вертикальными окнами, возвы- шающимися над остальной частью здания, или при по- СЛУЧАИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ мощи разного вида фонарей. Эти условия значительно осложняют правильное конструирование верхнего по- крытия, тем1 более, что в зданиях значительных пло- щадей естественная вентиляция может осуществляться преимущественно через крышу. Таким образом не- обходимость сочетания экономической целесообразно- сти с равномерной интенсивностью освещения и доста- точной вентиляцией вынуждает ломать верхний про- филь здания. В этом случае покрытие представляет собой комбинацию из отдельных крыш с разнообраз- ными уклонами и даже иногда с различными кро- вельными материалами. Применяемые в настоящее время в зависимости от экономических и производственных требований покры- тия могут быть разбиты на нижеследующие основные типы: а) крутые покрытия, в которых уклон крыши пре- вышает 15%; к частным решениям этих крыш отно- сятся покрытия с верхним криволинейным очертанием; б) пологие покрытия с уклоном от 5 до 15 %; в) плоские крыши, имеющие уклон менее 5%; г) крыши специальной формы: шедовые покрытия и покрытия типа понд. Крутые крыши обычно устраиваются над многоэтаж- ными зданиями, в которых с точки зрения производ- ственных требований представляется возможным сни- зить в верхнем этаже высоту наружных стен за счет подъема средней части. Применение таких покрытий может обусловливаться в одноэтажных сооружениях необходимостью повысить средние пролеты для про- пуска крановых путей. Кроме того крутой уклон крыш диктуется наличием соответствующих сортов кровель- ных материалов, например черепицы, железа, террофа- зерита. Основной формой этих покрытий является дву- скатная крыша с более редким применением односкат- ного типа для зданий преимущественно незначитель- ной ширины, а также при примыкании двух зданий разной высоты. Конструкции двускатных крыш обычно мало отличаются от нормальных для гражданского строительства типов покрытий. Крыши с верхним криволинейным отчертанием нахо- дят себе применение при решении покрытий в виде пространственных систем, например при обычных сво- дах или сводах Цейсс-Дивидаг, Шухова-Брода и при сетчатых покрытиях Цольбау, а также при деревянных сводах-оболочках. Такие крыши получаются также при устройстве железобетонных рамных конструкций с параболическим или сегментным очертанием ригеля; кроме того особенно часто эти крыши встречаются при выполнении деревянных стропильных конструкций, так как при общепринятых в настоящее время гвозде- вых соединениях оптимальная форма верхнего пояса диктуется в виде параболы или дуги круга. Описание 25*
196 V. КРЫШИ ряда деревянных ферм с гнутым верхним поясом — ба- лочных и арочных — будет дано ниже, в главе II «Де- ревянные покрытия». Пологие крыши находят себе исключительно широ- кое применение благодаря своим значительным эконо- мическим преимуществам, главным из которых явля- ется возможность получить наименьшую строитель- ную кубатуру. Действительно, очерчивание верхнего контура по кривой, особенно при покрытиях значитель- ных пролетов, дает целый ряд расчетных и кон- структивных улучшений, позволяющих снизить стои- мость устройства самой крыши; одновременно однако необходимость иметь отношение стрелы подъема к пролету обычно в пределах */5—х/7 заставляет бес- цельно увеличивать внутренние объемы. При устройстве крыш пологими и при покрытии их рулонными материалами, особенно в виде двуслойного рубероидного ковра, получается возможность, с одной стороны, предоставить достаточный уклон для отвода атмосферной воды, а с другой — получить почти гори- зонтальный потолок. В этом случае внутренняя высота помещений является функцией преимущественно габа- ритных размеров расположенного в них оборудования, крановых устройств, характера разрешения транспорт- ной проблемы и условий аэрации. Особенно большое применение пологие покрытия по- лучили в легкой индустрии, в пищевкусовой и промыш- ленности строительных материалов, так как при допу- скаемой достаточно чдстой расстановке колонн крыши могут быть экономно решены с основной несущей кон- струкцией в виде дощатых прогонов. Пологие крыши осуществляются в настоящее время также на целом ряде крупных строительств, у которых фабрично-за- водские здания покрываются металлическими фермами американского типа. Плоские крыши одно время получили весьма широ- кое распространение из-за своего основного преиму- щества, идентичного предыдущему пологому типу, а именно благодаря наименьшим строительным объемам, получающимся в покрываемых ими зданиях. Однако необходимость добавочной затраты значительных средств на строительство вследствие меньшей эконо- мичности устройства гольццементных кровель огра- ничила за последнее время их применение лишь слу- чаями крайней необходимости. Эти выводы не касаются зданий с Т- и Г-образными колоннами и трапецоидальными фонарями, лишь ус- ловно относимыми к категории зданий с плоскими крышами. Наконец последним типом являются крыши специ- альной формы — так называемые шедовые покрытия и покрытия типа понд. Первые устраиваются обычно при требовании равномерной горизонтальной освещен- ности, а также при желании предохранить внутренние помещения от непосредственного проникания солнеч- ных лучей; кроме того при средних размерах пролетов шедовые покрытия дают вполне экономичные решения. Что же касается крыш типа понд, то их выбор обусло- вливается преимущественно внутренними режимными условиями, при которых становится необходимой весьма интенсивная естественная вентиляция; эти по- крытия главным образом применяются в производствах с выделением значительного количества избыточного тепла или вредных газов, например в кузницах, литей- ных и т. п. Более подробное их описание будет изло- жено ниже, в отделе VII «Освещение зданий естествен- ным светом и их аэрация». ГЛАВА ВТОРАЯ ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ Огромные запасы лесных материалов в Советском союзе и значительная дефицитность в настоящее время металлов и цемента выдвинули вновь дерево в качестве материала для стропильных конструкций средних и больших пролетов. Специфические условия современ- ной жизни, способствовавшие распространению дерева, не должны считаться единственной причиной примене- ния деревянных конструкций; поэтому дерево не сле- дует рассматривать как временный материал. Дере- вянные покрытия несомненно должны найти надлежа- щее место после ближайшего изжития дефицита же- леза и цемента:. Существовавшее до последнего времени убеждение в исключительной огнеопасности дерева при применении его для верхних покрытий фабрично-заводских зданий постепенно начинает отмирать как неправильное и не соответствующее действительному положению ве- щей. Не надо забывать, что металл во многих случаях является более опасным с пожарной точки зрения, чем дерево, так как под влиянием высокой температуры он весьма, быстро деформируется и гнется, вызывая обру- шения покрытий. Дерево, наоборот, рушится только тогда, когда сечения его элементов в значительной степени прогорели, что при соответствующем констру- ировании деревянных частей оставляет значительно больший период времени. для локализации пожара. Кроме того падающие обуглившиеся части деревянных покрытий благодаря своему незначительному весу причиняют обычно меньше разрушений, чем тяжелые металлические стропила и прогоны. Круг применения деревянных покрытий чрезвычайно разнообразен. В первую очередь необходимо их реко- мендовать во всех химических производствах, в кото- рых выделение сернистых и других газов вызывает бы- струю гибель металла и таким образом вынужденную весьма частую смену стропильных конструкций. Да- лее, металлопромышленность во многих- своих цехах вполне допускает применение дерева, не исключая так называемых горячих цехов, в большинстве своем не имеющих в себе внутренней пожарной опасности. Де- ревянные стропильные конструкции пригодны также в легкой индустрии, в пищевкусовой промышленности и промышленности строительных материалов, правда, преимущественно в виде средних пролетов, так как большие в них обычно не требуются. Также исклю- чительно целесообразным надо признать применение деревянных покрытий для складочных помещений, га- ражей, пожарных частей, физкультурных зал в фабза- вучах и в зданиях военизированной охраны и т. п. Требования, предъявлявшиеся к сооружениям из де- рева, в настоящее время резко изменились, причем сами сооружения приняли такие размеры и формы, ко- торые не могут быть выполнены по типу обычных си- стем, а требуют тщательного расчета и выбора новых методов проектирования. Самой сложной частью конструирования деревянных
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 197 покрытий является применение наиболее рациональ- ных типов сопряжений отдельных элементов. Если проследить исторический ход развития деревянных конструкций, то можно найти четыре основных пути, по которым протекала техническая мысль при разре- шении этих вопросов, благодаря чему соответственно определились четыре главных типа соединений: сопря- жения на врубках, сопряжения при помощи шпонок, соединения посредством нагелей и наконец сплачива- ние и сращивание при помощи склеивания. Вместе с тем можно проследить постепенный пере- ход от бревна к брусу, от бруса к доске, от доски к бруску и от бруска к фанере, причем бруски и фанера в настоящее время являются оптимальными материа- лами благодаря экономичности их применения. Надо однако оговорить, что фанера в связи с при- сущими ей качествами не рекомендуется для конструк- ций, устраиваемых в сырых помещениях или на от- крытом воздухе. Деревянные покрытия благодаря их исключитель- ному многообразию могут быть классифицированы по целому ряду признаков: по характеру работы, по внеш- нему очертанию, по типу соединений, по виду попереч- ного сечения, по способу производства работ и т. п. Вместе с тем не всегда представляется возможным про- извести точное разграничение отдельных типов кон- струкций. Во избежание параллелизма изложения и известных повторений целесообразно в первую очередь разделить деревянные покрытия с точки зрения основ- ных форм их работы на два вида: на системы плоско- стные и системы пространственные. Ввиду значитель- ной разницы в общих приемах решений, а также в способах конструирования каждого из этих типов сле- дует произвести их описание в отдельности с допол- нительной разбивкой в зависимости от вида соедине- ний. 1. ПЛОСКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ Плоскостными системами деревянных покоытий на- зываются конструкции, работающие преимушественно в одной плоскости. Эти конструкции могут быть двух видов — сплошные (фиг. 216) и сквозные (фиг. 217 и 218). Первые обычно имеют двутавровое сечение с цельной или составной сплошной стенкой; в некото- рых .типах сплошная стенка разрежается в средней ча- сти пролета (детали 5е, и 5е, фиг. 216). У вторых вместо стенки устраиваются отдельные стержни, обра- зующие решотку. Каждый из этих видов в свою оче- редь подразделяется на три основных решения — ба- лочные, арочные и рамные. Балочные конструкции выполняются из бревен или брусьев, из досок и брусков на ребро или плашмя и из фанеры. Арочные покрытия основываются на двух принципах: Эми — доски или бруски плашмя — и Де- лорм— доски на ребро; в некоторых случаях приме- няется также фанера. Наконец рамные конструкции, являющиеся по существу видоизменением арочных по- крытий, делаются из досок или брусков, располагае- мых в параллельном раме направлении с устройством иногда стенки из фанеры. Помимо основных схем эти типы отличаются друг от друга разными видами применяемых для их осуще- ствления соединений. А. Соединения на врубках Первый тип соединений — на врубках, при котором сопряжения возможны без введения каких-либо вспо- могательных частей, является наиболее старым, но вместе с тем страдает целым рядом существенных недостатков, главнейшими из которых являются боль- шое ослабление рабочего сечения, значительная трудо- емкость для их выполнения, а также требование вы- сокого мастерства от работающего персонала; таким образом этот тип сопряжений, не позволяющий ввести механизацию, предопределяет нерентабельную и неце- лесообразную в современных условиях кустарщину, что заставляет признать его отжившим и допустимым к применению лишь в крайних случаях, где по каким- либо соображениям или местным условиям не предста- вляется возможным выполнить деревянные покрытия иного вида, например в химических и других произ- водствах с большим выделением сернистых и вредно действующих на железо газов. Решения ферм на врубках зависят от типа кровли, отсутствия или наличия потолка и от назначения кон- струкции. При кровлях, требующих значительного уклона, на- пример террофазеритовых, асбофанерных, из кровель- ного сланца и железных, применяются треугольные фермы (детали 2 и 4, фиг. .217); под плоскую крышу устраиваются прямоугольные фермы (детали 9 и 10, фиг. 217). Наконец пологие крыши с рубероидными или толевыми кровлями вызывают применение много- угольных балочных ферм (детали 13 и 14, фиг. 217) или арочных конструкций (деталь 3, фиг. 218). Основными фермами для покрытий с подвесным по- толком служат металло-деревянные конструкции, изоб- раженные на деталях 4, 10 и 14 фиг. 217, так как на- личие металлических стоек допускает удобное прикре- пление этого потолка. В зависимости от назначения могут быть разные ре- шения. Если фермы предназначаются для использова- нии я в качестве стропильных конструкций, они могут быть любого типа; если же фермы будут служить про- гонами, то возможно только одно решение — с пря- молинейными поясами. Пролеты ферм на врубках для промышленных зда- ний колеблются между 9—10 и 25—27 м. Расстояния между фермами принимаются от 2 до 4 м: в некоторых решениях они могут быть доведены до 5 и даже 6 м. В промышленных сооружениях пелегпобпазно назна- чать большие расстояния — по возможности 4 или 5 м. В этом случае Фермы устанавливаются по осям про- стенков, что позволяет обойтись без дорого стоящих и требующих дефицитных материалов железобетонных или железных перемычек. Обычные соединения на врубках в большинстве сво- ем известны из общих курсов строительного искусства и в добавочном описании не нуждаются. Поэтому мо- жно ограничиться приведением лишь нескольких при- меров достаточно целесообразных типов, тем более, что их применение в настоящее время весьма незначи- тельно. Ферма системы Гау со сходящимися у опор поясами под острым углом изображена на фиг. 219; ее пролет 9,7 м при расстоянии между фермами 3 м. Отношение стрелы подъема к пролету равняется 1 : 4,85. Верх- ний и нижний пояса запроектированы из круглого леса диаметром 20 см; нисходящие раскосы выполнены также из круглого- леса диаметром 14 и 18 см, а стой- ки— из круглого железа диаметром 19 и 25 мм с гай- ками на обоих концах, что позволяет производить их подтягивание. При таком устройстве предоставляется возможность выправления провесов, происшедших от неточности работы или от усыхания дерева. В этой ферме получается правильное распределение материа- лов в решотке — дерево- работает на сжатие, а железо на растяжение.
Балочные решения Арочные решения llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll Itllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll Коробчатые балки гвозди {=16-24 Двухшарнирные арки прямоугольного сечения гвозди |=16^4 клей |=16-24 gpg гвозди 7-3'8 1=30-40 двутаврового сечения с зотяЛкой кругового очертания (из балочных звеньев) Рамные решения (ддитабробого сечения) Т ' Трехшарнирные рамы IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII Фиг. 216. Основные решения сплошных деревянных конструкций. гвозди 1-1-1 I 1 4 {=20
Шозные конструкции (балочные решения) Треугольные фермы тавровая фермочка (балка) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIHII । с восходящими раскосами а а Гбозди ъ Зубгк. шпонки V10 ев врубки ножницы вв L=5.5 Л ВВ 3333 Гбозди Гл.-к.изуб-к шпонки ВВ ВВВВ 1 =55 в В вввв Трехлоб. Врубки ВВ ВВВВ л=5-5 ввв । с нисходящими раскосами 8ВВВ П1оз9и Глгк.и зубгк. ВВВВ шп¥“ взв вввв Гвозди Гл-к,изуб-к шпонки зев вввв ВВВ ВВВВ Гвозди Гл.-к.изуб:к. шпонки 33В ВВВВ I ь=65 ВВВ ВВВВ Гбозди Гл-к изуб-к шпонки вввв £ ь'й Прямоугольные фермы ев ев Врубки ноЖницы Гл-к. шпонки 7 = 6 (=9-25 р восходящими раскосами(металло-дере6янная) —А К КГ 1 BS ^ej7wfi tyy6hu f \* \*\ i вв 4=6 Многоугольные фермы :£’9-25--------- с Восходящими раскосами ев Врубки ноЖницы „„ Гл.-к шпонки 1 -6 А ’6 с восходящими раскосами(металло-деребянная) U _ л (=9-^25 , , с мисюоя(ц,ими-раскосами[меташ-оереЬянная) вв ВЙ (=9-25 Чугун. Вклад. Ьб (=9-19 ВВ Гбозди Гл-ки зуб.-к. шпонки ев к6 с нисходящими раскосами (металло-деревянная) ® INNNMHH В В Трехлоб. врубка 1=6 ев J------!— (=д131---------- с Восходящими раскосами, переходящими 6 нисходящие ВВ вв (=11-41 (=15-27 с дбойной решоткой В В Гл-к. шпонки 4 =6-65 вв h ВВВВ Глгк.изуб-к. шпонки вввв -h =6 SB Гл-к.шпонки 4=6-65 (=15-25---------- с перемен направо. раскосоВ баночно-параболические liHiiiiiiiiiiiiiiiiimiiiiiimiiiiiiiiiH Фермы кринолин, очертания сегментные нормальные liitHiiiiHiiiiiiiiiiiiiiiimniiiiiiiHii вв ввв вш Гвозди Зуб.-к шпонки ез ввв вввв ± ь"' Фиг. 217. Основные балочные решения сквозных деревянных конструкций. ВВ вв зз вввв аава Чугун. Вклад. л=6
200 V. КРЫШИ Скбозные конструкции (арочные решения) Двухшарнирные арки с решеткой lay lllinillllllllllllllllllllllllllll серповидная llllllllllllllllllllllllllllllllll 181 =83 Гвозди Ш Гвозди ... болты т Врубки ноЖницы 2=1 I 6 ЕШ Гл-к.шпонки т -4=1 < о IIIIIIII1IIIII1IIIIIII1IIIIII1II стрельчатого очертания (из сегментных Лерм) Фиг. 218. Основные арочные решения сквозных деревянных конструкций. Эта железо-деревянная конструкция с нисходящими раскосами является основным решением для покрытий с подвесным потолком. Ферма такого же типа, но несколько большего про- лета —12,9 м, — изображена на фиг. 220; стрела подъ- ема равняется 2 м, что дает отношение ее к пролету 1 :6,3. Расстояние между фермами принято 2,07 м. В отличие от первой ферма выполнена не из круглого леса, а брусчатой, причем верхний пояс составлен из брусьев 14 X 18 см, а нижний 14 X 20 см. Раскосы приняты из брусьев И XI4, 13X14 и 14 X 14 см, а стойки из 22- и 25-миллиметровогО' круг- лого железа. Ферма по этому проекту была осуществлена дважды государственным трестом «Строитель» — для покры- тия котельной часового' завода и для покрытия зала в клубе Огиз «Красный пролетарий» в Москве. Вид с натуры на эти фермы показан на фиг. 221 и 222, причем на первой изображена сборка ферм в клубе Огиз, а на второй — готовые фермы котельной часо- вого завода в Москве. Несмотря на устарелость врубочных соединений, в промышленном строительстве имеется область, в ко- торой этот тип сопряжений деревяннь^ покрытий яв- ляется единственно возможным и следовательно основ- ным. Ряд химических заводов с сернокислотными и красильными производствами, солеварные предприятия, наконец паровозные депо требуют выполнения нержа- веющих безметаллических стропильных конструкций, так как выделяющиеся вредно действующие на железо газы не позволяют употреблять его в качестве мате- риала для основных связующих элементов. При необходимости устройства покрытий в этом слу- чае вполне уместно применение ферм с так называе- мыми ножничными врубками, в которых металлические соединительные части играют второстепенную роль, благодаря чему в случае надобности — после их разъ- едания газами — они легко могут быть заменены новыми, в постепенном порядке от узла к узлу. Ножничные врубки, предложенные инж. Б. В. Глад- ковым при разработке стропильных ферм в ЦАГИ, служат основной формой решения узлов решотчатых нержавеющих ферм с растянутыми стойками и сжатыми раскосами. В таких врубках согласно техническим условиям каждая из рабочих сминаемых поверхностей раскоса должна назначаться перпендикулярно к дей- ствующим на нее усилиям. Ножницы могут быть ме- нее или более раскрытыми в соответствии с отноше- нием ширин элементов решотки. Притупленные реше- ния ножничных врубок являются лучшими, так как при этот избегается расслаивание и расщепление концов раскосов; вместе с тем следует стараться использо- вать на смятие полную ширину поясных досок и стоек. Помимо обычных ножничных врубок применяются ножничные врубки с дубовыми наконечниками, назы- ваемыми также мундштуками (фиг. 223), что дает воз- можность увеличить пролеты стропильных ферм. Такая конструкция позволяет выделить для самостоя- тельной заготовки самую сложную часть фермы, бла- годаря чему облегчается их изготовление. При этом решении сосновые элементы во' всех своих частях работают в торец. Что касается дубовых наконеч- ников, то их смятие производится под косым углом. Длина наконечников принимается не менее их двойной
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 201 ширины; такое соотношение позволяет избежать рас- клинивания. Ввиду возможности раскрытия швов должны обязательно ставиться связующие болты; по мере высыхания древесины следует производить под- тяжку болтов. В связи с работой раскосов на сжатие схемы решотки у ферм с ножничными врубками обычно ограничи- ваются двумя основными решениями: при параллельных поясах или полигональном очертании фермы раскосы принимаются восходящими (детали 9 и 13, фиг. 217), а в треугольных фермах раскосы имеют нисходящее направление (деталь 2, фиг. 217). Особенно просто конструируются открытые фермы, что почти всегда имеет место в промышленном строительстве, где крыша Фиг. 219. Ферма системы Гау из круглого леса над земледелкой завода им. Маленкова пролетом 9,7 м. O^OU.nOQ СП ОЦрЪицОйц Фиг. 220. Ферма системы Гау из брусьев над котельной часового завода пролетом 12,9 м. Цветаев. 26 ^4-14-
202 V. КРЫШИ является одновременно потолком помещений. При необходимости устройства подвесных потолков послед- ние подвешиваются к стойкам посредством специаль- ных хомутов. Непосредственная подвеска потолка к нижним поя- сам ферм не допускается в связи с тем, что эти пояса соединены с решотками только болтами. Положительной стороной ножничных врубок является незначительная усадка узлов благодаря их хорошей центрировке. Фиг. 221. Ферма системы Гау из брусьев пролетом 12,9 м, осуществленная над клубом Огиз, — вид на сборку. Фиг. 222. Ферма системы Гау из брусьев, осу- ществленная над котельной часового завода. Ферма на ножничных врубках пролетом 10,72 м для покрытия сернокислотного корпуса Центрохимтреста с односкатным направлением крыши изображена на фиг. 224. Длина первых двух панелей нижнего пояса равняется 2,68 м, третьей и четвертой — 1,79 м и пятой — 1,78 м. Расстояние между фермами — 2,5 м. Узловые соединения решены при помощи ножнич- ных врубок, причем на фиг. 225 изображены детали устройства узлов. На детали 1 показано устройство левого опорного узла Кб 1, в котором сходятся — ниж- ний пояс, состоящий из двух досок 8 X 14 см, и рас- кос из двух досок 7X14 см; на детали 2 представлен правый опорный узел № 6 со сходящимися нижним и верхним поясами, каждый из двух досок 8 X 14 см. Деталь 3 поясняет устройство узла № 2 верхнего пояса, в котором сходятся первый раскос из двух досок 7X14 см, стойка из одного бруска 9 X 11 см и верх- ний пояс из двух досок 8 X 14 c/и. Наконец деталь 4 изображает узел № 10 нижнего пояса, в котором схо- дятся первая стойка, второй ра- скос из двух досок 6 X 12 см и нижний пояс. Все узлы фермы вычерчены в предполо- жении, что одна доска пояса и раскоса сняты. Вид на ферму с ножнич- ными врубками пролетом' 14 м, осуществленную в конце 1930 г. на заводе треста Мос- средпроМ' «Красный штампов- щик», изображен далее на фиг. 226. Заканчивая на этом описа- ние ферм с соединениями на врубках, необходимо указать, что недостатки этого типа со- пряжений благодаря большой затрате на них рабочей силы и сложности выполнения, а также кустарщине ограничили за последнее время их приме- нение лишь случаями крайней необходимости, когда это вы- зывается чисто местными условиями.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 203 Фиг. 224- Ферма на ножничных врубках над сернокислотным корпусом Центрохимтреста пролетом 10,72 м. Б. Шпоночные соединения изготовления ферм. Эти кольцевые шпонки, известные под названием тухшереровских — по имени владельца Второй тип сопряжений — при помощи шпонок — претерпел, особенно за последнее время, целый ряд существенных изменений. Первоначальная шпонка фирмы, запатентовавшей их в Германии, — улучшили сопряжения, так как позволили ввести в работу сердеч- ники между желобками, бесцельно удалявшиеся ранее в виде дубового призма- тического бруска оказа- лась чрезвычайно неудоб- ной и сложной в смысле правильной ее прирезки и вгонки; кроме того она не позволяет осуществить узловое сопряжение при наличии отдельных эле- ментов, сходящихся под разными углами. Вследст- вие этих отрицательных качеств призматическая шпонка в дальнейшем была заменена дубовой же, но цилиндрической формы, имеющей также то преиму- щество, что она может вгоняться в гнездо, рас- сверленное в уже собран- ном узле фермы. Однако слабая работа и этого вида шпонок заставила их пре- образовать в тарельча- тую форму, с выполне- нием их сначала из дуба, а затем из чугуна вслед- ствие того, что сопротив- ление смятию и срезыва- нию у последнего в отли- чие от первого одинаково в любом направлении. В дальнейшем, естественно, напрашивалось решение об уменьшении веса шпонок, для чего они стали выпол- няться сначала чугунными с ребордами, а затем по- сле удаления металличес- кого сердечника — в виде железного кольца. Такое преобразование позволило придать шпоночному со- пряжению до известной Фиг. 225. Ферма на ножничных врубках над сернокислотным корпусом Центрохим- треста пролетом 10,72 м. Детали: 1 — левого опорного узла № 1; 2 — правого опорного узла № 6; 3 — узла № 2 верхнего пояса и 4 — узла Ks 10 нижнего пояса- степени современный ха- рактер, давая возможность перейти к заводскому ме-
204 V. КРЫШИ Фиг. 226. Ферма на ножничных впубках пролетом 14 м, осуществленная на заводе треста Моссредпром «Красный штамповщик». тоду с затратой добавочной энергии; кроме того шпонка из односрезной превратилась в двухсрезную. Однако, несмотря на значительные сборочные преимущества тухшереровской кольцевой шпонки по сравнению с другими предшествовавшими типами соединений, она требует для своего выполнения достаточно квалифици- рованного штата и соответствующего оборудования, так как без самого тщательного присмотра нельзя быть гарантированным в правильном изготовлении узловых соединений; проверка же собранных узлов в целом произведена быть не может. Помимо этого неоднократные испытания кольцевых соединений в сжа- тых элементах, при которых коэфициент запаса проч- ности доходил до 2 и 2,5 заставили вначале сделать неверные выводы о работе гладких кольцевых шпонок в растянутых элементах. В дальнейшем в связи с имев- шими место обрушениями стропильных ферм были про- изведены дополнительные испытания растянутых образ- цов, выявившие ненадежность их работы и определив- шие среднюю величину их запасов прочности около 1,5; на основе полученных данных пришлось соответ- ствующим образом переработать проектные нормы со снижением допускаемых усилий для расчета гладко- кольцевых шпонок в растянутых элементах на 20%. Вместе с тем обычные решения узлов в фермах с глад- кими кольцевыми шпонками весьма тяжелы и неэконо- мичны. Эти соображения совместно с другими изложен- ными ниже, заставляют коренным образом пересмотреть целесообразность и возможность дальнейшего при- менения в Советском союзе тухшереровской шпонки. Особенно большое распространение шпоночные сое- динения у нас получили за последние 6—7 лет. В на- стоящее время круг их применения все больше сужается, и надо рассчитывать, что в ближайшие годы гладкие шпонки будут полностью заменены более совершенными типами. Для лучшего освоения пути, по которому протекала техническая мысль при дости- жении более высоких этапов, необходимо помимо пос- ледних достижений ознакомиться с предшествовавшими решениями, в связи с чем в дальнейшем будут приве- дены общие данные о гладкошпоночных соединениях, а также даны отдельные примеры осуществленных за последние, годы стропильных ферм с такими сопряже- ниями. Соединение отдельных элементов друг с другом про- изводится посредством колец Тухшерера, представляю- щих собой согнутые металлические полосы шириной Ькш от 20 до 45 мм и толщиной скш от 3 до б мм при диаметре d0 от 100 до 220 мм. Заготовка их произ- водится на специальных станках, как это показано на фиг. 227. Для размещения колец в досках выбираются кольцевые гнезда на глубину, равную половине ширины кольца, т. е. от 10 до' 22,5 мм. Наименьшая ширина кольца в 20 мм и соответственно* этому глубина круго- вой дорожки в 10 мм вызываются соображениями наи- меньшего влияния на правильность работы отдельных соединений неточностей высверливания гнезд и коро- бления досок, а также колебаний в размерах пило- материалов. Глубина врезки колец в сопрягаемые эле- менты должна быть одинаковой. Для упрощения производства работ по изготовлению колец разрезы в них делаются прямыми, тем более, что соединение замком не улучшает их работы. При конструировании соединений с кольцами Тух- шерера необходимо руководствоваться правилом, чтобы в одном последовательном ряду ставить не более трех колец, так как в противном случае задние кольца являются не полностью нагруженными. Расстояние между отдельными кольцами должно* быть не менее 1,6 d0, причем расстояние до края доски должно быть 1,30 d0. Толщина доски зависит от количества вре- заемых в нее колец; ширина досок является функцией диаметра колец, причем при действии силы поперек волокон желательно давать большую ширину. Вырезание дорожек производится при помощи руч- ных или стационарных станков; эти последние могут также просверливать отверстия для болтов. При дли- тельной работе резцы, прорезающие жолобки, стира- ются, благодаря чему уменьшается необходимая ширина дорожки; поэтому следует периодически контролиро- вать правильность выполнения работ. Для удобства сборки глубина кольцевых гнезд долж- на быть одинаковой по всей окружности и вместе с тем должна превышать на 0,5 — 1 мм половину ширины кольца. Ширина дорожек высверливается на 0,5—1 мм больше толщины кольца при их диаметре о~ Фиг. 227. Станок для гнутья кольцевых шпонок Тухшерера.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 205 План верхнего пояса ----Т-----—187-5— Раскос N 6 '75 Накладка -535^-30----104- -214- № Узел N 6 Узел N 1 -187.5 Раскос N6 см .Узел N2----------698------Узел 7/3- 77— - .Д-347 - - Узел К 5- =---- ----Узелк*. -№.—- ___,— \75 - ' __ Рабочм «54^187.5- " К Ф 1 fit-•< Х25с.« 20г-*4 4мВЬ| kA 16сл< Л/З 6*2 ''.Стойка Б *25сл УзелЛЗ с переменным направлением раскосов пролетом 18,65 м. Узел'Щ М-колонна 45Х55сл< • 185—- - _______: План ниЖнего пояса Узел N2. ~ ' 6 * 25с.и БХ25&Л1 ~'Ы - - 6/г^ 16с'у« Стоика к 2 6*25Д РаскосN2 Раскос NC 6х 20с.« Стойка /УЗ /6 хгбсм Раскос. /У5“б’21 Раскос N1 ОпорньЛузел N \ н.п. 122j22^ 37-24.------- 248 ----------— 28г36- —1--------------------------657------------ Фиг. 228. Балочная ферма на гладкокольцевых шпонках Одна из досок cmoukuN I Зазор' 1 см Узел N 2 в.п. Раскос N 2 6 Х25с.« Доска пояса снята /Двойной слой толя 6х20г PackocN\ 6 х25сл • Стойка N1 'г6 х 20< -« 2 Накладки 6 х 25сл Раскос N 3 6 х 25см п Н2н.п. (2 Стойка N2 4 6 х 25<.л Узел /УЗ Без стойки Раскос N 4 Раскос N 5 6 X 20см Ни>кний пояс 6 х 25см о Внутр_прокладкииз досок 6 к 25<л Наростьь 6 х 25 см Фиг. 229. Балочная ферма на гладкокольцевых шпонках с переменным направлением раскосов Детали: 1 —опорного узла № 1 нижнего пояса, 2 — узла№ 2 нижнего пояса, За—узла № 3 нижнего пояса без стойки, Зб — то же без раскосов, 4 — узла № 2 верхнего пояса, 5 — узла № 4 верхнего пояса. из доски 6 х25сл Раскос N 1 6 X25tx Снята доска пояса Верхний пояс 6 х 25ои Раскос N 3 6 x25tx РаскосN 2 6 х 25сл Снятьчдоска по- яса и верхняя — прокладка Снята верхняя доска пояса РаскосН4 6 х 20сл .Снять I-верхн.прокл. и доска пояса Узел N 4 в.п. □ Одиночная прокТР" \ Парная прокл. стойки, Зб — то же без раскосов, 4 — узла № 2 'зел /УЗ. Без раскосов (зб Стойка N 3 6Х25<л Накладки 6Х25сл пролетом 18,65 м. 100 до 140 мм и на 1—1,5 мм при большем диаметре. При сборке отдельных элементов необходимо следить за направлением годовых колец выпуклостями внутрь соединений, что позволит предотвратить их коробле- ние. Изготовление ферм может производиться двояким способом — непосредственно' на самой постройке и на специальных строительных заводах или дворах. Пер- вому способу, применявшемуся более часто, сопут- ствует известная кустарщина. Основное его отличие от второго обычно заключается в необходимости дву- кратной сборки ферм — сначала начерно без колец, а затем с вложенными кольцами. Второй — заводской способ! — при наличии подготовленных рабочих до- пускает индивидуальную разметку элементов фермы по предварительно изготовленным специальным шабло- нам с последующей обработкой на станках для про- сверливания дыр и выбирания кольцевых гнезд; сборка ферм при этом выполняется один раз — после вложе- ния колец. Деревянные покрытия на гладкокольцевых шпонках допускают преимущественно два решения — балочное и арочное, оба в виде сквозных конструкций. Типы
206 V. КРЫШИ балочных ферм со шпоночными соединениями, так же как и ферм на врубках, зависят от кровельного мате- риала и назначения конструкции. Треугольные фермы согласно деталям 3, 5, 6, 7 и 8 фиг. 217 выбираются при кровлях, требующих боль- шого уклона, причем последняя ферма по детали 8 как слишком подъемистая находит себе применение 8 00 лишь при черепичной или стеклянной крыше. Прямо- угольные фермы по деталям 9 и 11 фиг. 217 устраи- ваются при плоских крышах, а многоугольные, изо- браженные на деталях 13, 16, 17 и 18 той же фигуры, требуют применения рулонных кровельных материалов в виде толя или рубероида, зависят также от их назна- чения, причем в качестве стропильных конструкций могут быть допущены все виды ферм — треугольные, прямоугольные и много- угольные; как прогоны используются только пря- моугольные фермы. Вместе с тем необходимо указать, что решение пря- моугольной фермы с нисхо- дящими растянутыми рас- косами по детали И фиг. 217 на шпонках нецелесо- образно как усложняющее выполнение среднего ниж- него узла, увеличивающее вес конструкции и умень- шающее ее запас проч- ности. Помимо балочных ферм применяются также арки, позволяющие получить при значительных пролётах бо- лее экономичные резуль- таты. Одним из типов осуществленных у нас арок показан на детали 5 фиг. 218. Допустимые пролеты ферм с гладкокольцевыми шпоночными соединениями являются функциями вы- бранного типа ферм. При балочных конструкциях величина пролетов обычно колеблется между 9 и 30 м; в арочных покрытиях у нас имеются отдельные реше- ния с пролетами, превы- шающими 50 м. Расстоя- ние между фермами прини- мается от 3 до 6 м. Опти- мальными промежутками следует считать 5 и 6 м как .позволяющими полу- чить достаточно эконо- мичные показатели для верхних и нижних несу- щих частей промышленных зданий; в этом, случае также стандартизируются сетки колонных осей. Для лучшего уяснения методов конструирования стропильных ферм с глад- кокольцевыми шпоночными соединениями ниже дается ряд примеров отдельных балочных и арочных ре- шений. Деревянная балочная фер- ма на кольцевых шпонках
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 207 с треугольной решоткой показана на фиг. 228; про- лет фермы принят 18,65 м при высоте посредине 3 м, что составляет 1 : 6,2 про- лета. Расстояние между фермами 6,1 м. Верхний пояс фермы имеет наклонное очертание со скатом ,в обе стороны, нижний— почти горизон- тальное. Решотка фермы треугольная с переменным направлением раскосов и со стойками, позволяющи- ми сократить свободную длину панелей верхнего сжатого пояса; помимо этого такая схема умень- шает количество элемен- тов решотки. Верхний и нижний пояса запроекти- рованы из досок 6 X 25 см; раскосы предположены из досок 6 X 20 и 6 X 25 см, причем восходящие при- няты из двух досок, а ни- сходящие — из одной. Опорная стойка № 1 полу- чилась из двух -ДОСОК 6 X 20 см, а остальные стойки — № 2 и 3 — из од- ной доски, но большего се- чения — 6 X 25 см. Таким образом мы ви- дим, что число различных сортаментов пиломатериа- ла доведено в этой ферме до минимума — только до двух по ширине при по- стоянной толщине. Такой метод проектирования дол- жен быть признан вполне рациональным по сообра- жениям производственного и складочного характера. Вместе с тем следует по- мнить, что ограниченность сортамента может повести к худшему использованию древесины; поэтому всегда следует найти целесообраз- ный срединный путь, при котором сохраняется стан- дартность элементов с отсутствием перерасхода мате- риалов. Узловые соединения решены при помощи гладких кольцевых шпонок Тухшерера. Для большей нагляд- ности на фиг. 229 приводится ряд др^алей отдельных узлов фермы. Деталь 1 изображает опорный узел № 1 нижнего пояса. Брус, в который врезаются при по- мощи щековой врубки обе доски раскоса № 1, принят сечением 18 X 25 см, а опорные брусья — 15 X 18 см; последние утапливаются в тело колонны на 5 см и оборачиваются снизу двумя слоями толя. Концы стойки № 1 не доходят до верха колонны, образуя таким образом зазор, в 1 см. Сопряжения выполнены при помощи шести колец диаметром 16 см и двух колец диаметром 18 см. На детали 2 приведен узел № 2 нижнего пояса,, в котором сходятся — нисходящий рас- Фиг. 231. Балочная ферма на гладкокольцевых шпонках с раскосной решоткой над фосфоритным складом Центрохимтреста пролетом 28 м. Детали: 1 — опор- ного узла № 1 нижнего пояса, 2 — узла № 2 нижнего пояса, 3 — узла № 3 ниж- него пояса и 4 — узла № 5 нижнего пояса. кос № 2, состоящий из доски 6 X 25 см, восходящий раскос № 3, принятый в виде двух досок 6 X 25 см, и стойка № 2 из доски 6 X 25 см. Узловое соединение выполнено при помощи четырех колец диаметром 18 см и двух колец диаметром 20 см. На деталях За и 3е изображен узел № 3 нижнего пояса, в котором также сходятся два раскоса—№ 4 и 5 и стойка № 3; в связи с тем, что нижний пояс в этом месте состоит из двух досок, сближенных между собой до 6 см вместо 18 см в предыдущих панелях, конструкция узла № 3 осуществлена значительно проще, чем узла № 2. Для большей ясности на детали За изображен узел без стойки, а на детали Зб — без раскосов. Деталь 4 по- ясняет устройство узла № 2 верхнего пояса, в кото- ром сходятся раскосы № 1 и 2; сопряжения выполнены при помощи шести кольцевых шпонок, из которых
208 V. КРЫШИ Фиг. 232. Балочная ферма на гладкокольцевых шпонках с раскосной решоткой над фосфоритным складом Центрохимтреста пролетом 28 м. Детали: 5 — узла № 1 верхнего пояса и 6 — узла № 2 верхнего пояса. четыре диаметром 16 см и две диаметром 20 см. Более простое решение узла верхнего пояса, а именно № 4, представлено на детали 5, на которой кольцевые шпонки — две диаметром 16 см и две диаметром 20 см — центрированы в месте пересечения раскосов Д 3 и 4. Сортамент кольцевых шпонок ограничен тремя раз- мерами, что также должно быть отнесено к положи- тельным качествам этой фермы. Другой тип балочной решотчатой фермы на коль- цевых шпонках изображен на фиг. 230; пролет фермы равняется 28 м при высоте посредине 4,5 м, что со- ставляет 1 : 6,2 пролета. Расстояние между фермами по чисто местным соображениям принято 7 м. Верхний пояс фермы имеет многоугольное очерта- ние; решотка выполнена раскосной системы с восхо- дящими к середине раскосами. Верхний и нижний пояса запроектированы из досок 8 X 25 см, а раскосы — каждый из двух досок, причем № 1 и 2 составлены из двух досок 8 X 25 см с цельными прокладками во всю их длину (из досок 8 X 20 см), а раскосы № 3, 4 и 5 из двух досок 8 X 20 см. Все стойки предусмо- трены одиночными — крайние из досок 8 X 25 см, а остальные 8 X 20 см. Сопряжения в узлах произведены при помощи колец Тухшерера. Детали соединений изображены на фиг. 231. На детали 1 вычерчен опорный узел № 1 нижнего пояса. Крайний раскос № 1 упирается кон- цами своих досок в сосновый брус сечением 24 X 25 см и длиной 1,04 м; этот последний соединен с досками нижнего пояса посредством четырех колец, из которых два — диаметром 16 см, а два — 20 см. Деталь 2 изо- бражает узел № 2 нижнего пояса, в котором сходятся стойка № 1 и раскос № 2. Сопряжение решено при помощи дубовых и сосновых прокладок и восьми колец; из них шесть получились диаметром 16 с.м и два — диаметром 20 ст. Проекти- рование таким способом узлов должно быть призна- но рациональным, так как при такой их конструкции достигается меньшее ослаб- ление поясов вследствие возможности уменьшить размеры колец; Кроме того такие узлы меньше стра- дают от усушки сходящих- ся в них элементов. На деталях 3 и 4 предста- влены узлы № 3 и 5 ниж- него пояса, выполнение ко- торых вполне ясно без до- полнительных объяснений. Детали 5 и 6 фиг. 232 изо- бражают узлы <№ 1 и 2 верхнего пояса, выполнен- ные таким же образом при помощи прокладок и коль- цевых шпонок. Эти фермы осуществлены для покрытия фосфорит- ного склада Центрохимтре- ста, причем перед их уста- новкой на место было про- изведено испытание двух пробных ферм загрузкой кирпичом!; испытание дало вполне удовлетворительные результаты. Самый мо- мент испытания этих ферм трестом «Строитель» изображен на фиг. 233. Следующий тип балочной фермы с кольцами Тух- шерера, пролетом 23,94 м, представлен иа фиг. 234; высота посредине равняется 3,65 м, что дает 1 : 6,6 от пролета. Поверх этих ферм установлены в поперечном на- правлении другие фермы, служащие несущей конструк- цией для шедовых покрытий, устройство которых опи- сано в отделе VII «Освещение зданий естественным светом и их аэрация». Расстояние между фермами принято с чередованием 7,5 и 3,4 м для облегчения веса связей; верхний и ниж- ний пояса состоят каждый из двух досок сечением Фиг. 233. Балочная ферма на гладкокольцевых шпон- ках с раскосной решеткой над фосфоритным скла- дом Центрохимтреста пролетом 28 м — вид на ферму в момент испытания.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 209 Фиг. 234. Балочная ферма с летом 23,94 кольцами Тухшерера с раскосной решоткой, переходящей в треугольную, про- м, осуществленная на станции обслуживания автобазы Союзтранса. 7X24 см, раскосы — из двух досок 6X18 см и стойки — из одной доски сечением 7X18 см, за ис- ключением первой, сделанной из одной доски сечением 7 X 22 см. В связи с хорошим использованием материала по- лучилось большое число различных сортаментов до- сок, что ухудшает это решение с производственной стороны. Вместе с тем чередование разных расстояний между фермами не позволяет стандартизировать сетку колонных осей. Эта ферма отличается некоторой особенностью кон- струирования решотки, а именно от восходящих рас- косов у опор она переходит к треугольной в середине, что дает возможность освободиться от одной стойки, тем самым облегчая ферму и одновременно позволяя проще выполнить коньковый узел. Диаметр кольцевых шпонок получился в 14 и 18 см. Момент сборки одного из узлов этой фермы показан вверху на фиг. 235. Сама ферма осуществлена трестом «Строитель» в конце 1930 г. над станцией обслужи- вания автобазы Союзтранса в Москве, причем вид с натуры изображен внизу на фиг. 235 (запроектирован- ные вначале металлические накладки заменены были в дальнейшем деревянными; кроме того стык нижнего .пояса получился не в третьей панели, а во второй). Вместо одиночной решотки, показанной на предыдущих примерах, в некоторых слу- чаях применяется двойная из одних раско- сов (деталь 17, фиг. 217 и фиг. 236). Восхо- дящие раскосы обычно выполняются из двух досок, а нисходящие из одной. Такое решение позволяет получить в раскосах меньшие усилия по сравнению с усилиями в раскосах и стойках однорешотчатых ферм; в связи с этим облегчается присое- динение раскосов к поясам. При больших пролетах балочные фермы обычно заменяются арочными конструк- циями, дающими более экономичные ре- зультаты. Несколько необычная деревянная ароч- ная ферма системы инж. Л. К. Войцеховского изображена на фиг. 237; она представляет собой трехшарнирную арку со ступенча- тым очертанием поясов для образования вертикальных фонарей в изломах поясов. Фиг. 235. Балочная ферма с кольцами Тухшерера с раскосной решот- кой, переходящей в треугольную, пролетом 23,94 м; вверху—сборка одного из узлов и внизу — общий вид фермы. Цветаев. 27
210 V. КРЫШИ Фиг. 236. Балочная ферма с кольцами Тухшерера с двойной раскосной решоткой пролетом 18 м, осуществленная на Центролите. Пролет ее 25 м при конструктивной высоте 1,7 м; рас- стояние между отдельными фермами принято с чере- дованием в 3,3 и 6,7 м, что сделано для облегчения веса связей, расположенных в виде треугольников только между сближенны>ми парами ферм. Как было указано выше, такое решение нецелесо- образно, так как всегда необходимо стремиться к со- хранению твердой сетки колонных осей. Очертание фермы подобрано таким образом, чтобы кривая давления целиком проходила внутри обоих поя- сов фермы для получения более экономичного решения арки. Пояса фермы приняты из досок 4X13, 5X13 и 5 X 18 см, а раскосы и стойки — из досок сечением 5X14 и 5X18 см; конструкция узлов применена с кольцевыми шпонками Тухшерера. Затяжка, состоя- щая из двух уголков 80 X 80 X 8 мм, подвешена к подвескам из 1б-миллиметрового круглого железа. Идея, послужившая основой для разработки ферм со ступенчатым очертанием поясов, заключается в том, чтобы совместить устройство фонарей с экономичным решением конструирования самих ферм. Устройство фонарей, в случае выполнения их в виде самостоятель- ных надстроек, весьма утяжеляет основную конструк- цию ферм; нужно признать поэтому достаточно удач- Фиг. 237. Трехшарнирная арочная ферма со ступенчатым • очертанием поясов пролетом 25 м. ной попытку осуществить фермы со ступен- чатым очертанием поясов, допускающим устройство фонарей в уступах без специаль- ной конструкции и таким образом сводя- щим стоимость фонаря к стоимости осте- кления. Одновременно с этим опасение, что такая ферма с изломом поясов будет значи- тельно тяжелее обычной балочной кон- струкции, оказалось излишним, как под- тверждает опыт постройки таких ферм про- летом 42 м с двумя уступами поясов, при- мененных для покрытия гаража Союзтранса в Москве (фиг. 238). Конструкция фермы до- пускает заводскую заготовку и сборку, что и было выполнено на указанной постройке. Испытание ферм, несмотря на то, что испы- тывались две „первых фермы, когда персонал еще не был приспособлен к их заготовке, дало относительно удовлетворительные ре- зультаты: прогиб от полезной нагрузки, равной 70% от полной, достиг величины 6 см, что дает полный прогиб । 100-70V м f юо / 7,8 ст' внося сюда поправку на качество работ, хотя бы в виде коэфициента 0,85, получим fv — 0,85% X 7,8 = = 6,43 см. Таким образом отношение прогиба к пролету /о_ 6,43 1 I 4200 653 ’ что для трехшарнирной конструкции допустимо. Устройство настила и утепление в этой ферме осу- ществлены следующим образом: поверх прогонов настланы доски 5X18 см, по которым уложены два слоя толя и два слоя войлока; по ним нашит вспомо- гательный настил из досок 2,5 X Ю см, причем вдоль конька на некоторую длину он располагается парал- лельно нижнему настилу с зазорами в 4—5 см; в ос- тальной части вспомогательный настил выполнен в виде реек, расположенных через 0,7 м под косым углом. Верхний настил состоит из узких досок и во избе- жание коробления настлан под косым углом к нижнему; по нему устраивается рубероидная кровля (фиг. 239 и 240). Сквозная вентиляция воздушного прослойка достигается путем укорочения по карнизу фонаря по- ловины досок нижнего настила для предоставления до- ступа наружного воздуха в прослоек, а также путем оставления сквозных щелей в подфонарных досках в уступах ферм и в колпаках из оцинкованного железа
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 211 в коньковой части; наличие зазоров во вспомогатель- ном настиле позволяет таким образом осуществить сквозную вентиляцию. Кровля в коньке выполнена сле- дующим образом: к верхнему настилу обоих скатов, не доходящему несколько до конька, нашиты по краям этого зазора трапецеидальные деревянные бруски, по- крытые полосками из оцинкованного железа; к этим брускам на расстоянии около 20 см друг от друга укреплены кобылки из полосового железа 50 X 3 мм, на которые уложен вдоль конька деревянный брусок 5 X 5 см, удерживающий верхний чехол из оцинкован- ного железа. Между этим чехлом и покрытием трапе- цеидальных брусков остается сквозная щель, дающая возможность путем постоянного проветривания про- Фиг. 238. Трехшарнирная арочная ферма со ступенчатым очер- танием поясов пролетом 42 м. слойка обеспечить правильную работу утепленной крыши без опасности ее загнивания. Для большей наглядности на фиг. 241 изображен башмак этой фермы. Что касается характеристики самой конструкции этих ферм, то известными достоинствами ее являются: а) возможность вентилирования помещений благо- даря наличию вертикальных б) дешевизна устройства верхнего света, сводяще- гося к применению окон- ных переплетов обычного типа, без добавочных утя- желяющих конструкций; в) устранение непосред- ственного проникновения •солнечных лучей сверху. Наравне со своими до- стоинствами конструкция эта имеет недостатки: а) световой эффект вер- тикальных фонарей меньше наклонных; б) ферма требует для своего выполнения дефицит- ного первосортного лесного материала и тщательного наблюдения за сборкой; фонарей; в) число различных сор- Разрез _1_ коньку рубероид по пергамину верхний настил из досок 2.5 ХЮсМ ниЖнии рабочий настил _______цз досок 5 X 18 см войлок толь Разрез II коньку Фиг. 239. Трехшарнирная арочная ферма со ступенчатым очертанием поясой пролетом 42 м, устройство настила и утепления. таментов материалов весьма велико. Заканчивая на этом описание балочных и арочных ферм с кольцевыми шпонками Тухшешера, приходится констатировать присущие им всем весьма серьезные недостатки, а именно необходимость тщательного на- блюдения за их изготовлением и применения перво- сортной сухой древесины. Правда, кольцевые шпонки дают строителю много Фиг. 240. Трехшарнирная арочная ферма со ступенчатым очертанием поясов пролетом 42 м, устройство настила и утепления. 27*
212 V. КРЫШИ Фиг. 241. Трехшарнирная арочная ферма со ступенчатым очертанием поясов про- летом 42 м — вид на башмак. сборочных преимуществ по сравнению с простыми ду- бовыми шпонками, однако они все же требуют наличия высококвалифицированного персонала, а также соотг ветствующего оборудования. Такое положение значи- тельно осложняет производство работ, так как сплошь и рядом даже крупные строительства не в состоянии обеспечить изготовление инженерных конструкций со- ответствующими условиями, гарантирующими надеж- ность их выполнения. Помимо этого работа гладких шпонок в растянутых элементах оказалась весьма ненадежной. В результате за последние годы мы имеем целый ряд катастроф, происшедших почти исключительно с фер- мами на кольцевых шпонках, причем тщательные об- следования, произведенные над разрушенными элемен- тами покрытий, доказали, что причинами являются ошибки как технического, так и производственного порядка. К техническим ошибкам должны быть от- несены не только погрешности, допущенные при про- ектировании, но и недоучет, как было указано выше, дефективного характера работы гладкой шпонки в растянутых соединениях. К ошибкам производствен- ного порядка следует отнести ошибки, имевшие место при самом изготовлении ферм. Благодаря несовершен- ству применяемых приборов весьма часто оказывалось, что высверливание круговых жолобко.в производилось настолько глубоко, что скалывался деревянный сер- дечник и таким образом выводил из работы кольцевые соединения. Более того, в некоторых случаях обна- ружено было отсутствие в жолобках кольцевых шпонок или неправильная установка разреза. Эти обстоятель- ства подчеркивают лишний раз, что такие фермы при своем изготовлении требуют неослабного надзора, так как если до известной степени еще можно при помощи долота проверить наличие шпонок в жолобках собран- ных ферм, то проверка правильности устройства сое- динений в целом произведена быть не может. Вместе с тем помимо требования для выполнения балочных ферм сухой и широкой, а следовательно и дефицитной древесины, при их сборке остается весьма значитель- ный процент негодных для дальнейшего использования отходов, доходящих до 30—40% от общего количества дерева. Это происходит потому, что при отборе мате- риала приходится опиливать расколотые концы у до- сок, а также выбрасывать все сучковатые места, осо- бенно при совпадении последних с жолобковыми до- рожками. Эти специфические условия, естественно, удорожают стоимость изготовления (рерм на гладких кольцевых шпонках; вместе с тем целая серия аварий, принявшая за последнее время стихийный характер, категориче- ски заставляет отказаться от дальнейшего их осу- ществления и перейти к другим более рационализиро- ванным типам сопряжений. Последующим улучшением кольцевой шпонки явля- ется так называемая зубчато-кольцевая шпонка, обо- гащенная наличием как бы двухсторонних зубчатых коронок. При постоянной ширине в 2,5 см диаметр шпонок колеблется от 6 до 16 см. Размеры досок зависят от диаметра колец — при 6-сантиметровых кольцах сечение досок должно быть не менее 3,5 X X 8 см, а при диаметре в 16 см сечение досок должно быть увеличено до 4 X 20 см. Наименьшее расстояние между зубчато-кольцевыми шпонками вдоль волокон равняется от 4 др 8 см, а поперек — от 2 до 2,5 см. Соответственно этому расстояние от шпонки до кром- ки доски в первом случае должно быть не менее, чем от 4 до 8 см, а во (втором — от 1 до 2 см. Оптимальная область применения зубчато-кольцевой шпонки — узловые сопряжения в балочных (детали 20 и 21, фиг. 217) и арочных (детали 2, 4, 6 и 7, фиг. 218) конструкциях с гнутыми верхними поясами. При этом типе соединений могут быть значительно увели- чены пролеты ферм, особенно при трехшарнирных схе- мах, в которых арки составляются из двух балочных звеньев. Сопряжения на зубчато-кольцевых шпонках могут выполняться также в прямоугольных и много- угольных балочных фермах по деталям 11 и 18 фиг. 217. Основным преимуществом таких соединений явля- ется вдавливание шпонки в дерево без предваритель- ного рассверливания жолобков и таким образом без опасности слишком глубокого рассверливания и за- глубления шпонок вплоть до выкалывания сердечника, как это возможно при обычной кольцевой шпонке. Простота и скорость сборки деревянных ферм на зуб- чато-кольцевой шпонке дают им значительные пре- имущества, причем сопряжения получаются весьма прочными и плотными. Само вдавливание производится на бойке при помощи прессов, прижимных болтов, хомутов и' т. п. Однако до настоящего времени этот улучшенный тип шпоночных соединений у нас не по- лучил распространения, что должно быть отнесено к известной косности технической мысли. В. Нагельные соединения Нагельные, или, иначе говоря, стержневые, соедине- ния служат третьим типом сопряжений. От первона- чального вида нагеля в виде дубового круглого стержня в дальнейшем перешли к трубчатым нагелям, причем диаметры нагелей стали сокращаться. Действительно, работа нагелей на изгиб выгоднее при большем их диаметре и соответственно меньшем количестве; од- нако увеличение диаметров нагелей способствует ослаб- лению рабочего сечения досок, а главное сокращает число' скалываемых поверхностей, что еще бодее ухуд- шает и без того слабое сопротивление дерева скалы- ванию. Поэтому вполне естествен путь, проделанный конструкторами, — от первобытного большого диа-
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 213 метра нагеля к нескольким небольшим вплоть до на- гелей в виде стальных штифтов диаметром от 8 до 12 мм, применяемых в Германии фирмой П. Мельтцер. Однако предварительное рассверливание гнезд для значительного количества таких нагелей чрезвычайно осложняет производство работ. В конечном результате за последние годы перешли к подобию нагеля — гвоздю, имеющему целый ряд существенных преимуществ,—он не требует предварительного рассверливания древесины, причем тотчас же после забивки начинает работать; кроме того он уплотняет древесину и весьма мало ослабляет рабочее сечение сопрягаемых элементов. Таким образом гвоздь, считавшийся раньше времен- ным элементом, получил инженерное использование. Правда, гвоздевые соединения имеют также присущие им недостатки, а именно расклинивающие усилия, вы- зывающие раскалывание досок, так что даже при ми- нимальных расстояниях гвоздей, забитых в одно во- локно, согласно нормам в 15 диаметров от края и 20 диаметров между собой всегда возможны 2—3% слу- чаев появления в забиваемых досках трещин. Однако все же, несмотря на это, стержневое сопряжение в виде гвоздей должно быть признано в настоящее время одним из лучших. Дальнейшим этапом в преобразовании нагелей яв- ляются нагеля крестового сечения, или, иначе говоря, звездчатые гвозди, разработанные в настоящее время ЦНИПС в Москве. При длине гвоздей от 150 до 800 мм их диаметр равняется от 8 до 20 мм. Не вышедшие, правда, из пределов лабораторных испытаний эти гвозди обещают произвести огромнейший сдвиг в сто- рону еще большего улучшения нагельных сопряжений. Основное их преимущество заключается в значитель- ном моменте инерции при малой площади сечения и одновременно с этим в большой поверхности сцепле- ния. Однако медленное забивание звездчатых гвоздей обычным способом благодаря огромным расклиниваю- щим усилиям из-за сложности сечения вызывает рас- щепление древесины и фактически делает их приме- нение невозможным. Поэтому ЦНИПС приступлено к мгновенному заколачиванию гвоздей взрывным спо- собом посредством специальных гвоздеметов, причем оказалось, что, несмотря на расстояние гвоздей друг от друга в 5 диаметров, разрушения древесины не только не последовало, а, наоборот, получилось весьма хорошее с ней сцепление. На основе произведенных опытов ЦНИПС полагает, что заколачивание таких гвоздей крестового сечения1 вполне возможно и ре- ально, причем в общем случае эта работа может про- изводиться тремя способами: взрывным, пневматиче- ским и электромагнитным. Взрывной способ, не тре- бующий громоздкого оборудования, должен быть признан лучшим. Основным стимулом для перехода в последнее время к нагельным соединениям в виде гвоздя послужили значительные недостатки ферм на врубках и балочных и арочных ферм на кольцах Тухшерера, а также от- сутствие необходимой для их изготовления воздушно- сухой древесины. В связи с создавшимся положением ЦНИПС и проектирующие организации занялись изы- сканием новых, более совершенных способов конструи- рования и постройки деревянных покрытий с одновре- менным использованием наименее дефицитных мате- риалов. Конечно в зависимости от метода подхода получились разные решения, однако объединенные общим типом соединений — в виде нагеля. Деревянные конструкции с нагельными сопряжениями могут быть двух типов — сплошными и сквозными; каждая из них в свою очередь допускает балочные (детали 1, 2а, 2б, 4а, 4б, 4В, 5а, 5б, 5В, 6а, 6б и 6В, фиг. 216, и детали 1, 3, 5, 6, 7, 8, 11, 19, 20 и 21., фиг. 217), арочные (детали 7, 8, 9, 10, И и 12, фиг. 216 и детали 1, 2, 3, 4, 6 и 7, фиг. 218) и рамные (детали 13, 14, 15 и 16, фиг. 216) решения. Балочные конструкции в первую очередь зависят от величины покрываемых ими пролетов, что делает целесообразным произвести дальнейшее изложение со- ответственно этому признаку. Для покрытия малых пролетов ЦНИПС были раз- работаны три балочных решения — в виде двутавровой балки с цельной стенкой (деталь 2а и 2б фиг. 216), коробчатой балки тоже с цельной стенкой (деталь 1, фиг. 216) и тавровой балки (деталь 1, фиг. 217). Двутавровые балки с цельной стенкой (детали 2а и 2б, фиг. 216) допускают их применение при пролетах от 3 до 6,3 м и при расстоянии между ними в 1—2 м. Отношение высоты к пролету колеблется от 1/1е до 1/21. Эти балки состоят из трех элементов: верхнего и нижнего поясов, каждого из одной горизонтальной доски, и стенки, выполняемой также из одной доски, но расположенной ребром. Стенка в опорных частях усиливается добавочными отрезками досок. Все соеди- нения производятся посредством гвоздей. Устройство таких двутавровых балок по возмож- ности должно избегаться, так как, не давая пре- имуществ перед решениями в виде цельных конструк- ций, они в то же время весьма трудоемки. При необходимости устройства верхнего покрытия под тяжелую нагрузку, например под гольццементную кровлю, последнее может быть выполнено согласно фиг. 242 в виде сплошного настила из коробчатых балок (деталь 1, фиг. 216). Основной несущей кон- струкцией являются коробчатые балки с уложенным внутри их утеплением, в данном случае фибролитом. Балки укладываются с зазором между краями в 0,5 см для заделки концов изоляционной бумаги. В конструк- циях данного' типа неполностью используется нормаль- ное допускаемое напряжение не только вследствие требования большей жесткости при малой высоте ра- бочего сечения, но это обусловливается также и усло- виями забивки гвоздей. Вместе с тем при наличии значительных сдвигающих напряжений у опор доба- вляются специальные обрезки досок, что ухудшает экономический результат от применения такой кон- Бетонные плитки 25 Фиг. 242. Коробчатые балки в виде сплошного настила для покрытий под тяжелую нагрузку.
214 V. КРЫШИ Фиг. 243. Тавровая балка на гвоздях пролетом 8,5 м. струкции благодаря увеличению собственного веса балки. Деревянные тавровые балки на гвоздях (деталь 1, фиг. 217), пригодные для устройства покрытий проле- том от 5 до 10 м, при расстоянии между балками в 1—3 м, предполагают наличие рабочей силы в виде плотников средней квалификации, что конечно должно быть отнесено к основным их достоинствам. Сама балка состоит из верхнего и нижнего поясов, причем первый осуществлен из двух досок, а второй из одной. Узловые соединения выполняются на гвоздях. В зави- симости от уклона верхнего пояса эти балки решаются со средней металлической подвеской или без нее. Последний случай допустим при уклоне в 10%, а пер- вый — при уклоне, равном 20 %. Общий вид такой балки с подвеской, при расчетном пролете в 8,5 м и расстоянии одна от другой в 1 м, изображен на фиг. 243. Верхний пояс состоит из двух досок 5 X 19 см, а нижний—из одной доски 4X17 см. В средней части затяжка посредством болтов подве- шена к двум полосам железной подвески. Во избе- жание весьма больших дополнительных напряжений от изгиба доски затяжки балке дан соответствующий строительный подъем, осуществляемый подтягиванием. Отверстия для болтов в подвесках должны просверли- ваться заранее и одновременно в обеих полосах для их совпадения; болтовые отверстия в затяжке, наобо- рот, просверливаются в уже собранной балке, причем эти отверстия не должны быть слишком малы, а также слишком велики, — для свободного ввода болтов без сминания рабочих поверхностей древесины и одновре- менно с этим без возможности их шатания. Для покрытия малых и средних пролетов опреде- лились три основные балоч- ные' формы в виде сплош- ных конструкций —< гвоз- девой двутавровой балки с перекрестной дощатой сплошной стенкой (детали 4а, 4б и 4в,фиг. 216), дву- тавровой балки с разре- женной стенкой (детали 5а, 5б и 5В, фиг. 216) и дву- тавровой балки с фанер- ной стенкой (детали 6а, 6б и 6 , фиг. 216). Гвоздевые двутавровые балки с перекрестной сплош- ной стенкой могут применяться для покрытий проле- летом от 6 до 17 м, причем однако свыше 12—13 м они обычно неконкурентноспособны по сравнению с дру- гими типами балочных или арочных стропильных кон- струкций. Расстояние между валками принимается от 1 до 4—4,5 м, в крайнем случае 5 м. Наиболее вы- годное решение этой балки получается при отношении ее высоты к пролету, как 1:12. Верхний пояс может иметь как горизонтальное очертание, так и наклон- ное— для образования уклона крыши. При двускат- ном очертании верхнего пояса высота в х/12 пролета принимается для середины пролета балки, что при 5 %-ном уклоне кровли дает высоту на опоре, равную примерно 0,7 высоты балки в середине пролета. Дву- тавровые балки состоят из верхнего и нижнего доща- тых поясов, пришитых к вертикальной стенке из пе- рекрещивающихся досок. Для увеличения жесткости балки и для распределения нагрузки между поясами, а также для передачи телу балки сосредоточенных уси- лий от опор и прогонов к стенке пришиваются бруски жесткости, располагаемые на опорах и на расстоянии 0,1 пролета друг от друга. Места расположения про- гонов целесообразно совмещать с расположением ребер жесткости. При незначительной высоте стенки перекрестные доски сбиваются при помощи одного ряда гвоздей, а при большей — двумя-тремя рядами гвоздей. Обычная толщина досок у стенки не превышает 1,6—2,5 см. Пример устройства таких двутавровых балок с го- ризонтальными поясами при взаимном расстоянии около 3,5 м изображен на детали 1 фиг. 244; сама балка состоит из верхнего и нижнего поясов, каждый Фиг. 244. Гвоздевые двутавровые балки с перекрестной дощатой сплошной стенкой пролетом 10 м: 1 — с гори- зонтальным верхним, поясом и 2 — с двускатным верхним поясом.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 215 Фиг. 245. Двутавровые фанерные балки пролетом 10 м: 1 — с прямолинейными поясами, z — с ломаным поясом и 3 — с криволинейным верхним очертанием. из двух досок 5 X 20 см, и перекрестной стенки из досок толщиной 1,9 см. При отсутствии 5-сантиметро- вых досок последние могут быть заменены каждая двумя досками толщиной по 2,5 см без перемены ко- личества гвоздей и их разбивки. Доски меньше 5-сан- тиметровой толщины не могут заменяться в связи с перенапряжением в этом случае гвоздевых сопряже- ний. При пролете в 10 м расстояние между ребрами жесткости принято в 1 м; высота балки запроекти- рована равной V12 пролета, т. е. 83 см. Коэфициент составного сечения учтен в размере 0,90, причем вер- тикальная стенка при расчете в момент инерции не включалась. Забиваемые в стенку гвозди на конце должны загибаться. Болты поставлены по конструк- тивным соображениям и в расчет не введены. Двутавровая балка на гвоздях со сплошной пере- крестной дощатой стенкой и двускатным направле- нием верхнего пояса показана на детали 2 фиг. 244. При том же пролете в 10 м она имеет высоту посере- дине в 0,83 м, а на’опорах 0,58 м. Расстояние между балками равняется примерно 4 м. Верхний и нижний пояса составлены из досок сечением 5 X 24 см, а пе- рекрестные стенки из 2,2-сантиметровых досок. Ребра жесткости расставлены на расстоянии 1 м друг от друга. В остальном эта балка идентична предыдущей. Ввиду неизбежности появления в дощатых двутавро- вых балках при обычном способе производства работ кроме упругих еще дополнительных прогибов, сопро- вождающихся дополнительными местными напряже- ниями, балкам при их изготовлении необходимо при- давать соответствующий конструктивный строительный подъем. В некоторых случаях сплошная перекрестная стенка в двутавровых балках заменяется разреженной, что, облегчая их вес, допускает применение балок при про- летах свыше 12—13 м и примерно до 16—17 м (детали 5а, 5б и 5в,фиг. 216). В связи с наличием других более экономичных решений деревянных покрытий для ука- занных пролетов, требующих однако вертикального развития зданий в коньковой части, выбор двутавро- вых балок с разреженной стенкой обусловливается требованием получить сравнительно пологую крышу. Их применение может быть также оправдано улучше- нием световой работы фонарей, так как решотчатая в средней части стенка пропускает лучи и позволяет осуществить более равномерное освещение. Помимо этих соображений устройство балок с разреженной стенкой вызывается иногда желанием предоставить проход в пределах чердачного пространства при на- личии подвесного потолка и весьма пологой крыши. При всех положительных качествах дощатое реше- ние двутавровых балок со сплошной или разреженной стенкой не может конкурировать с двутавровыми фа- нерными балками (детали 6а, 6б и 6В, фиг. 216). Типы этих балок разработаны инж. С. И. Нешумовым (СДК ЦНИПС); они могут быть с прямолинейными поясами (деталь 1, фиг. 245), с ломаными верхними поясами (деталь 2, фиг. 245), односкатными верхними поясами и наконец с криволинейным верхним очертанием (де- таль 3, фиг. 245). Примерные пределы экономически оправданных пролетов колеблются между 6 и 13 м, в крайнем случае 15 м, хотя они могут выполняться до 17 м. Как показали подсчеты, наиболее выгодные решения для балок с прямоугольными поясами полу- чаются при отношении их высоты к пролету, как 1 : 12; при ломаных и криволинейных поясах высота балок, исчисленная в середине пролета, принимается равной 1/11 пролета, что при 5 %-ном уклоне кровли дает высоту на опорах, равную примерно 0,7 высоты балки в середине пролета. Двутавровые фанерные балки состоят из верхнего и нижнего поясов, составленных каждый из трех до- сок — двух наружных толщиной от 2,5 до 4 см и одной внутренней двойной толщины, т. е. от 5 до 8 см. Такое взаимоотношение крайних и средних досок при- нято с целью получения равномерных напряжений в
216 V. КРЫШИ фанере. Между поясными досками закладываются два листа фанеры толщиной от 3 до 6 мм, причем на опорах из условий скалывания добавляется по одному листу с каждой стороны; эти добавочные листы фа- неры размещаются с внутренней стороны. Соединение фанерных стенок с поясами производится посред- ством гвоздей, принимаемых диаметром 3—3,5 мм. Длина гвоздей определяется условием встречной за- бивки, что дает их длину равной половине толщины поясов. Для увеличения жесткости балок и для рас- пределения нагрузки между поясами ставятся специ- альные ребра жесткости, располагаемые на опорах и в пролете. Эти ребра жесткости имеют ширину 9 см в пролете и 18 см на опорах; толщина их равняется толщине крайних досок поясов, т. е. от 2,5 до 4 см. Опорные ребра жесткости в отличие от пролетных выполняются во всю высоту балок. Ребрам жесткости отвечают внутренние прокладки, располагаемые между листами фанеры. Из условия устойчивости фанеры у опор на расстоянии г/4—1/5 пролета добавляются вну- тренние подкосы. Пояса через 2—2,5 м стягиваются конструктивными болтами, препятствующими коро- блению досок от усушки. Стыки досок верхнего пояса решаются в торец; нижние стыки выполняются по- средством деревянных накладок и прокладок. При кри- волинейном очертании верхнего пояса (деталь 3, фиг. 245) последний составляется из нескольких гнутых до- сок с отношением радиуса их кривизны к высоте не менее 500. Примеры двутавровых фанерных балок показаны на фиг. 245; отдельные детали ясны из приведенной фи- гуры. Перед выпуском двутавровых фанерных балок на строительство ЦНИПС произвел их испытание, давшее весьма положительные результаты. Отдельные моменты Фиг. 246. Испытание двутавровой фанерной балки проле- том 6 м: вверху — начало испытания и внизу — вид на балку после разрушения. этого испытания' балки пролетом 6 м показаны на фиг. 246, где наверху изображено начало испытания, а внизу — вид на балку после разрушения, происшед- шего при четырехкратной нагрузке. Сначала разруши- лась фанера от скалывания у опоры (вверху фиг. 247). Следом за скалыванием фанеры произошло разрушение нижнего пояса на расстоянии от опоры примерно в */3 пролета (внизу фиг. 247), после чего разорвалась фа- нерная стенка. Четырехкратный запас прочности под- тверждает надежность их работы. Вместе с тем при испытании выяснено, что направление шпонов в фа- нере не оказывает влияния на прочность конструкции. Экономический эффект от применения двутавровых фанерных балок весьма значительный. Как показали произведенные подсчеты, они требуют примерно в 17s—2 раза меньше лесоматериалов и в 172 раза меньше металла, чем двутавровые балки со сплошными стенками. Эти качества позволяют утверждать, что двутавровые фанерные балки в ближайшем будущем найдут в подходящих условиях самое широкое приме- нение в строительстве промышленных зданий при сред- них размерах пролетов и в условиях обычного влаж- ностного режима. Что касается ферм со значительными пролетами, то вопрос их правильного конструирования, естественно, потребовал большого периода времени для своего разрешения. По мере накопления опыта оказалось, что как ЦНИПС, так и целый ряд проектных трестов, работая параллельно-, пришли в конечном результате Фиг. 247. Испытание двутавровой фанерной балки проле- том 6 м: вверху — разрушение фанеры от скалывания у опоры и внизу — разрыв нижнего пояса и фанеры в пролете.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 217 к выводу о необходимости применения такой схемы ферм, при которой усилия в решотке получались бы наименьшими и одновременно с этим возможно было перейти на более простой тип соединений в виде болта и нагеля с последующим преобразованием последнего в подобие нагеля — гвоздь. Таким образом для осу- ществления этих условий напрашивалась ферма с верх- ним дощатым гнутым поясом (детали 19, 20 и 21, фиг. 217). Арки такого типа в своих первобытных формах известны уже свыше 100 лет после того как их впервые предложил в 1819 г. французский инж. Эми. Основным достоинством арочных покрытий явля- ется выгодное в них направление усилий вдоль воло- кон, поэтому первоначальный тип не был забыт и в дальнейшем подвергся целому ряду видоизменений, преимущественно немецких конструкторов. Система арок Эми применялась также у нас, причем одной из первых построек этого вида в послевоенные годы яв- ляется мост, сооруженный в 1923 г. на сельскохозяй- ственной выставке в Москве. Среди других организаций, занимавшихся вопросами облегчения и искания наиболее целесообразных в со- временных условиях строительства форм стропильных конструкций, должен быть назван трест Москомстрой, выполнивший одним из первых под общим руководством автора целый ряд ферменных покрытий с наличием гнутых поясов. Достигнутые этим трестом результаты, подтвержденные экономическими показателями, дела- ют необходимым описание отдельных этапов его ра- боты в этой области. Впервые вопрос о применении стропильных деревян- ных конструкций значительных пролетов поставлен был перед Москомстроем в начале 1929 г. в связи с дефицитом металла и необходимостью срочного осуще- ствления покрытия пролетом 27,5 м над спортивным залом строившихся тогда Бауманских бань в Москве. Отсутствие широкой доброкачественной древесины совместно с указанными выше условиями заставили трест остановиться на выборе ферм с верхним по параболе поясом. Одновременно с этим ввиду лучшей и более ной работы деревянных элементов на сжатие, растяжение, особенно в стыковых соединениях, было применять дерево в сжатых частях, а металл для восприятия растягивающих усилий, так как до на- гнутым Фасад главнЬм. ферм вызывает в элементах пояса изгибающий момент, рав- ный изгибающему моменту от отсутствующей с про- надеж- че.м на решено Разрез поА-В Фиг. 248. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м— фасад. стоящего времени, несмотря на низкое качество дре- весины, неизвестны случаи разрушения ферменных конструкций от сжатия, в то время как вполне воз- можны и действительно происходят деформации от растяжения. Таким образом схема наиболее целесо- образной фермы предопределилась в виде гнутого до- щатого верхнего пояса и металлической затяжки. Однако такое решение не могло полностью удовле- творить проектировщиков, так как величина изгибаю- щего момента в параболической арке с горизонтальной затяжкой хотя и менее моментов, получающихся в дру- гих типах ферм, но все же она не позволяет дать предельные экономические результаты. Для достижения последней цели затяжку было решено очерчивать по ломаной линии с подъемом средней части по отношению к уровню теоретических центров опорных узлов; стрела этого подъема опре- деляется из условий получения растягивающих усилий в наклонных подвесках фермы при любой загрузке. Такое положение может быть осуществлено' при усло- вии, что развивающиеся при симметричной постоянной нагрузке растягивающие усилия в подвесках будут полностью компенсировать могущие появиться в пос- ледних сжимающие усилия от одностороннего загруже- ния снегом. Арка с затяжкой в результате преобра- зуется в балочно-параболическую ферму с растяну- тыми раскосами и гнутыми элементами верхнего пояса (деталь 19, фиг. 217), что позволяет конструировать решотку более экономно из гибких элементов. Одно- временно' это решение позволяет сократить в два раза величину изгибающего момента в верхнем поясе фермы. Действительно, развивающийся вследствие кривизны пояса изгибающий момент при симметричной нагрузке почти полностью компенсируется изгибающим момен- том обратного знака от местной междуузловой на- грузки, поэтому верхний пояс можно считать нагру- женным лишь осевой силой; односторонняя же нагрузка Цветаев. 28
218 V. КРЫШИ План ветровых связей Фиг. 249. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — план. План расположения ферм тивоположной, незагруженной части фермы временной междуузловой нагрузки. Таким образом при обозна- чении горизонтальной проекции отдельных панелей верхнего пояса через 4 и временный нагрузки на 1 лог. м фермы через р получается при односторонней pl 2 нагрузке изгибающий момент, равный , что дает при обычной величине величину момента М — Р\Ь! _ рР 8 “128 Одновременно1 с этим известно, что изгибающий момент при одностороннем загружении .. рР в арке с горизонтальной затяжкой равняется Следовательно подъем средней части затяжки над горизонтом опорных центров позволяет снизить в два раза величину изгибающего момента в верхнем поясе балочно-параболической фермы, а так как величина этого момента имеет решающее значение при подборе сечения пояса, то такой конструктивный прием должен быть признан весьма целесообразным и значительно снижающим стоимость строительства. Конструкция этих ферм была предложена инж. В. М. Скворцовым, выполнившим также их расчет. Первые балочно-параболические фермы, осуще- ствленные в 1929 г., изображены на фиг. 248. Пролет их 27,5 м при стреле подъема в 4,6 м, что составляет около Ve пролета; расстояние между фермами при- нято в 4,5 м. Усилия в элементах фермы определялись по методу Риттера, причем верхний пояс, очерченный по параболе, предполагался состоящим из прямых стержней. Конструкция верхнего пояса запроектиро- вана из пакета собранных плашмя 13 остроганных со- сновых досок сечением 5 X 22 см. Ввиду известного недоверия, проявлявшегося в то время к гвоздевым соединениям, особенно для приме- нения их в фермах значительных пролетов, скрепление досок между собой было намечено не гвоздями, а ме- таллическими нагелями из газовых труб. Диаметр на- гелей был выбран небольшим — в 20 мм, что потребо- вало довольно частой их расстановки. Расстояния ме- жду нагелями, определенными по скалывающему уси- лию в поясе, рассчитанному в предположении работы его как двухшарнирной арки, получились в продоль- ном направлении в 20 см при поперечном расстоянии между рядами нагелей в 10 см. Правда, работа на из- гиб самих нагелей выгоднее при большем их диаметре и следовательно меньшем количестве; однако увели- чение диаметров нагелей способствует ослаблению ра- бочего сечения досок, а главное уменьшает число ска- лываемых поверхностей. Поэтому принятые относи- тельно небольшие диаметры нагелей в 20 мм позво- лили без значительного ослабления рабочего сечения досок ввести весьма большое количество поверхностей скалывания, что улучшило качество нагельных сопря- жений. Одновременно с этим для более надежного скрепления досок между собой в отверстия трубчатых нагелей через ряд были заложены болты диаметром 16 мм, что дает расстояние между последними в 40 см. Эти болты обращены гайками в сторону нижнего по- яса для подтягивания их при усушке леса, причем на- геля в местах постановки болтов имеют длину на 6 мм меньше высоты дощатого пояса для возможности об- жатия пакета досок при подтягивании болтов. Осталь- ные нагеля без вставленных в них болтов развальцовы- вались на концах для лучшего закрепления в гнездах. Нижний пояс запроектирован из двух швеллеров № 12, раскосы—из двух уголков, расположенных в виде тавра, а подвеска в средней части фермы, со стяж- ной муфтой для регулирования, принята из круглого железа диаметром 16 мм. Конечно в связи с подъемом средней части затяжки на высоту, при которой сжа- тые усилия в раскосах исключались, можно было бы применить для их изготовления гибкие элементы, од- нако для большей надежности впервые исполнявшейся конструкции были приняты жесткие уголки. Опорный узел осуществлен в виде металлического клепаного башмака, служащего для прикрепления на заклепках нижнего пояса и передачи давления на чу- гунные . опоры. Прикрепление торцового швеллера башмака рассчитано на максимальное усилие нижнего пояса, а прикрепление опорного листа проверено на отрыв головок заклепок под действием опорной реак- ции, равномерно распределенной по опорной площади. Для обеспечения устойчивости верхнего пояса и при- дания ему поперечной жесткости фермы были снаб- жены связями в плоскости верхнего пояса в виде фер- мы Гау с раскосами из брусков 12X12 см и тяжами из круглого 19-миллиметрового железа (фиг. 249). В связи с высокой температурой в верхней части спортивного зала пришлось запроектировать специ- альный утяжеленный тип теплой крыши из трех слоев досок, толя и соломита. Кровля принята рубероидная по нижнему слою пергамина. Вентиляция воздушного прослойка предусмотрена путем оставления отверстий в карнизе и вырубки оконцев в бортовой вертикаль- ной стенке фонаря с защитой последние от атмосфер- ных осадков наклонными зонтами из кровельного же- леза. Что касается сборки первых ферм, то отсутствие достаточных опытных данных, с одной стороны, и жесткость существовавших в то время норм, с дру- гой, — значительно осложнили производство работ; в дальнейшем, в 1930 г., это положение было исправлено, и в результате наблюдения за изготовлением ферм был разработан вполне целесообразный способ сборки, при- мененный в сравнительно значительном размере на практике и давший весьма удовлетворительные резуль- таты. Как известно,, прежние нормы диктовали весьма жесткие пределы отношения радиуса кривизны гнутого пояса к толщине досок, при которых почти всегда в гнутых элементах приходилось учитывать начальные
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 219 Фиг. 250. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — момент подъема по наклон- ным направляющим на первую площадку. напряжения от их предварительного выгиба. Таким об- разом это требование вызывало необходимость утя- желения конструкций вследствие того, что обычно около' половины допускаемых напряжений поглоща- лось дополнительными напряжениями, являвшимися ре- зультатом предварительного гнутья элементов верх- него пояса; другим выходом могла быть специальная пропарка досок с последующей просушкой в согнутом состоянии. Поэтому для облегчения веса конструкций было решено остановиться на последнем варианте, что, естественно, должно было отразиться на стоимости изготовления ферм за счет снижения количества и стоимости материала. Сама работа по сборке ферм производилась, следую- щим образом: верхние доски пояса собирались на де- ревообделочном заводе, причем доски предварительно пропаривались в особых обитых изнутри кровельным железом и закрытых сверху деревянных корытах, снаб- жавшихся паром от котла центрального отопления. Процесс пропаривания продолжался около 15 час., по- сле чего доски изгибались по шаблону на специальных станках и в согнутом состоянии медленно просушива- Фиг. 252. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — вид па вторую сборочную площадку с одной поднятой фермой, а другой — приготов- ленной к подъему. Фиг. 251. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — вид на ферму после ее подъема на первую площадку перед ее перемещением на вторую сборочную площадку. лись в сушилке в течение 5—6 суток. Стыки досок располагались на расстоянии 40 см друг от друга та- ким образом, чтобы в каждое сечение пояса попадало не более одного стыка. Доски в стыках тщательно приторцовывались, а боковые поверхности их прома- зывались карболинеумом. Отверстия для нагелей про- сверливались при помощи электродрелей сразу в целом пакете досок, предварительно собранных на гвоздях, причем диаметр бурава принимался на 1 мм меньше диаметра нагеля. Заготовленные на заводе верхние пояса ферм доставлялись на место работ, где и соби- рались сначала на земле, а затем лебедками, по на- клонным направляющим (фиг. 250), поднимались на площадку, примыкавшую снаружи к продольной стене торцовой части здания (фиг. 251), откуда перемеща- Фиг. 253. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — поперечная надвижка. 28*
220 V. КРЫШИ Фиг. 254. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м — салазки и катки для надвижки. лись на вторую сборочную площадку внутри здания; на этой последней площадке производились установка ферм на попа и спаривание их при помощи брусьев и связей типа Гау (фиг. 252). Установка ферм на место выполнялась путем попе- речной надвижки '(фиг. 25^). С этой целью поверх продольных стен были уложены катальные доски, по которым передвигались на катках из обрезков газо- вых труб салазки с установленными на них фермами. Сами салазки состояли из двух пар двутавровых балок (фиг. 254). Поперечная надвижка осуществлялась при помощи двух тросов, прикрепленных одним концом к салазкам, а другим к барабану лебедки. Такой спо- соб, несмотря на высоту здания около 18 м, позволил весьма быстро установить фермы без необходимости устройства сплошных подмостей. Эти балочно-параболические фермы, изображенные на фиг. 255 и запроектированные по чисто местным условиям под сравнительно тяжелую нагрузку, вслед- ствие более солидной конструкции, применения нагелей, специальных свя- зей в виде фермы Гау и фасонных ча- стей для элементов раскосов, получи- лись значительно тяжелее и сложнее в работе, чем фермы, законструиро- ванные в дальнейшем и осуществлен- ные в 1930 г.; однако их успешное и весьма быстрое изготовление дало уве- ренность, что рационализированный их тип, описанный ниже, может быть применен с еще большим успехом, так как основными достоинствами его яв- ляются: а) простая конструкция верхнего пояса, дающая возможность приме- нения материала обычного понижен- ного качества и допускающая варьиро- вание размеров досок, не исключая даже использования маломерного ма- териала; б) наличие растягивающих усилий в металлических элементах фермы и следовательно их относительно лег- кий вес; в) незначительный для балочной фермы коэфициент веса; г) возможность установки на место без лесов .путем поперечной надвижки. Рационализированные балочно-параболические фер- мы могут применяться при пролетах от 12—13 м при- мерно до 26 м. Расстояние между фермами колеблется от 4 до 1 м; оптимальным промежутком следует счи- тать б м, в крайнем случае 5 м. Действительно, при 6-метровом продольном шаге колонн сокращается-: количество нижних несущих частей в виде опор; вместе с тем ' просто решается устройство на- стила под кровлю и улучшаются весовые пока- затели верхних . несущих конструкций. Один из типов таких ферм, осуществленных в весьма значи- тельном масштабе в конце 1930 г. и в начале 1931 г.,, изображен на фиг. 256. Пролет ферм равняется 22,3 лг при стреле подъема 3,6 м (считая от линии опорных центров), что составляет 1 : 6,2 от пролета; расстояние между фермами в даном случае принято в 5,25 м. Верхний пояс по предыдущему очерчен по параболе,, а нижний —• по ломаной линии с подъемом средней: части на 0,4 м от уровня теоретических центров опор- ных узлов. Основное отличие этих ферм от выполненных ра- нее заключается в замене трубчатых нагелей гвоздями, являющимися как бы подобием нагелей, завершенных в своем развитии. Действительно, применение гвозде- вых соединений позволяет уменьшить количество ра- боты по изготовлению ферм, так как не требует при своем заколачивании в доски предварительного рас- сверливания гнезд; кроме того гвозди, вводя в работу значительно большее количество размещенных парал- лельно друг другу скалываемых поверхностей, улуч- шают действие гвоздевых соединений, что особенно важно при сравнительно слабом сопротивлении дерева скалыванию. Одновременно с этим гвозди позволяют весьма мало ослабить рабочее сечение сплачиваемых досок и благодаря своему меньшему весу дают воз- можность сократить величину постоянной нагрузки на ферму от собственного веса. Таким образом исполь- зование стержневых соединений в виде гвоздей сразу позволило улучшить экономические показатели балоч- но-параболических ферм вследствие уменьшения, не- обходимого для их изготовления количества рабочей Фиг. 255. Балочная параболическая ферма с трубчатыми нагелями пролетом 27,5 м.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 221 силы и материалов. Однако рационализация этих ферт не ограничилась указанным изменением. На основании произведенных в то время исследова- ний оказалось возможным при обычном на практике отношении радиуса кривизны пояса к толщине досок не учитывать или весьма мало учитывать дополнитель- ные напряжения, являющиеся следствием начального выгиба отдельных элементов, так как с течением вре- мени происходит их затухание благодаря пластично- сти дерева. Это положение было подтверждено в даль- нейшем соответственно переработанными новыми нор- мами. Таким образом оказалось возможным при сбор- ке верхнего гнутого пояса обойтись без предваритель- ной пропарки и подсушки древесины в согнутом состо- янии, что добавочно позволило сократить расходы по изготовлению ферм. В результате этих изменений, а также на основании испытания двух ферм, произве- денных по предложению Москомстроя ЦНИПС, верх- ний пояс определился в виде пакета из 10 досок ши- риной 18 см и толщиной по 4 см, соединенных 12,5- и 15-сантиметровыми гвоздями, забитыми в шахматном порядке, и кроме того 16-миллиметровыми болтами, поставленными по оси пояса на расстоянии 0,5 м .друг от друга,. Болты обращены гайками в сторону нижнего пояса для их подтягивания при усушке леса. Проверка количества забиваемых гвоздей производилась по ска- лывающему усилию в поясе, определенному в предполо- жении работы его как двухшарнирной арки. Однако принятая первоначально равномерная разбивка гвоздей в количестве 30 шт. на 1 пог. м после произведенного испытания была изменена в сторону усиления путем постановки на протяжении 1,5 м в каждую сторону от узлов фермы большего числа гвоздей, —• примерно 45 шт.' на 1 пог. м доски. В промежутках между зонами усиленной забивки было сохранено первоначально за- проектированное количество гвоздей. Нижний пояс, принятый из двух уголков 65 X 65 X X 8 мм, у опорного' узла раздваивается в виде вилки и глухо на заклепках прикрепляется к боковым щекам опорного башмака, используемого для упора в него верхнего пояса и для передачи давления на чугунные опоры. Прикрепление торцового швеллера башмака, так же как и в первоначальном типе фермы, рассчи- тано на максимальное усилие нижнего пояса, а при- крепление опорного листа проверено на отрыв головок 3.00 - _IU2ZL65K65X8 5.15 5.15 22.30* РАЗРЕЗ ПО В-Г РАЗРЕЗ ПО А=Ь заклепок под действием опорной реакции, равномерно распределенной по опорной площади (фиг. 257). Нисходящие раскосы выполнены из двух уголков 45 X 45 X 5 мм (в некоторых фермах эти раскосы сделаны гибкими из круглого железа), а восходящие — из круглого железа диаметром 19 мм; подвеска — из круглого железа диаметром 16 мм. Для возможности регулирования при сборке ферм гибкие раскосы, а также подвески снабжены стяжными муфтами. Прикрепление к фасонкам в узлах нижнего пояса нисходящих жестких раскосов произведено при по- мощи заклепок, а восходящих гибких — посредством парных накладок и болтов диаметром 25 мм (фиг. 257). Такими же парными накладками выполнено присоеди- нение подвесок и восходящих раскосов к фасонкам в среднем узле верхнего пояса, приче.м последние зажаты между двумя отрезками уголков, прикрепленных к по- ясу при помощи болтов с плоскими проушинами; в свою очередь проушины пропущены в щель между уголками и соединены с последними посредством бол- тов диаметром 16 мм (фиг. 258). Прикрепление нисхо- дящих раскосов к верхнему поясу произведено не- сколько иначе — два болта диаметром 13 мм, проде- тые сквозь тело дощатого пакета, и горизонтальные полки двух отрезков углового железа удерживают по- следние; к этим уголкам приклепаны фасонки, соеди- ненные на (фиг. 257). Устойчивость верхнего пояса достигается подкосами из 8-сантиметровых брусков, упирающимися нижними своими концами в нижние части поясов, а верхними — в прогоны, несущие кровлю; они расположены по дли- не фермы через 1,5 м за исключением средней части под фонарем, где расстояние принято 3 м. Для обеспе- заклепках с угловым железом раскосов Фиг. 256. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м.
222 V. КРЫШИ него узла и верхнего промежуточного узла в месте примыкания нисходящего раскоса к верхнему поясу. чения устойчивости верхнего сжатого пояса и поперечной жесткости ферм в плоскости верха поясов запроектированы связи в виде крестообразной двойной подшивки из 1,9- сантиметровых досок по прогонам крыши; эта перекрестная подшивка располагается не сплошь, а между отдельными парами ферм, причем в остальных пролетах делается оди- нарная подшивка из досок толщиной 2,5 см. Прогоны сечением 14 X 20 см, поддержи- вающие кровлю, выполнены консольными, с шарнирами в местах расположения одиноч- ной подшивки; подвесные части сделаны двойными из досок сечением 6,5 X 20 см, скрепленных с консольными частями посред- ством болтов и гвоздей (фиг. 259). Утепле- ние предположено из двух слоев толя и двух слоев войлока, располагаемых между прого- нами; оно может быть выполнено также из соответствующего количества слоев шеве- лина или другого изолирующего материала. Кровля принята рубероидная с ее наклейкой по клебемассе на пергамин, пришитый гвоз- дями к верхнему настилу. Вентиляция про- слойка между настилом и подшивкой про- изводится путем оставления отверстий по карнизу и посредством вырубки оконцев в вертикальных стенках фонаря; с той же целью вырубаются небольшие прорезы в про- гонах, располагаемые во избежание умень- шения прочности последних у шарниров, т. е. в местах наименьших изгибающих мо- ментов. В связи со значительной пожарной опасностью утепленной кровли с вентиля- ционными продухами последняя может быть выполнена в виде сплошного настила. Сборка этих балочно-параболических ферм производилась совершенно другим, более облегченным способом, чем изгото- вление первых ферм. Основное отличие, как было указано выше, заключалось в от- ПОДВЕСКА Фиг. 258. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — детали верхнего среднего узла, восходящего рас- коса, подвески и болта с плоской проушиной, прикрепляющего от- резки уголков к верхнему поясу.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 223 су.тствии пропарки, причем все ра- боты выполнялись на самой по- стройке. На специально заготов- ленном бойке устанавливались пер- пендикулярно к разбйтой по ко- ординатам оси арки коротыши из распиленных 18-сантиметровых круг- ляков и пришивались наглухо к доскам. В средней части коро- тышей на глубину в поддерева вы- рубались гнезда с длиной не- сколько .большей высоты пояса; эти вырубки производились Лик им образом, чтобы их внутренние края совпадали с очертанием ниж- ней поверхности пояса. Затем за- кладывались первые три доски, и заклинивались, причем сама за- кладка производилась с внутрен- ней стороны (фиг. 260). Для удоб- ства работы был заготовлен запас клиньев разной толщины. После укладки первых трех досок раз- бивались по шаблонам места за- бивки гвоздей и установки болтов, а затем производилась забивка гвоздей, причем последние вначале не добивались до конца, чтобы не препятствовать свободной укладке следующего пакета досок (фиг. 261). Сплачиваемые поверхности древесины густо смазывались карболинеумом. Следующий пакет досок прикладывался таким же образом к внешней поверхности уже уложенных досок и после новой расклинки пришивался уже снаружи при помощи гвоздей, разбитых по шаблонам, смещенным на полшага против разбивки гвоздей в первом пакете во избежание попадания гвоздей друг на друга. Таким образом в четыре приема производились укладка всех 10 досок и забивка соответствующим образом гвоз- дей со смещением каждого ряда на полшага (фиг. 262). Стыки располагались вразбежку с минимальным рас- стоянием между ними в 0,5 м таким образом, чтобы в каждое сечение верхнего пояса попадало не свыше одного стыка; сами стыки тщательно приторцовыва- Фиг. 259. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями про- летом 22,3 м — план расположения ферм, прогонов и подшивки (по развер- нутой поверхности кровли). лись. Дыры для болтов сверлились в уже собранном пакете досок, причем работа производилась или руч- ным способом, при помощи бурава (фиг. 263), или электродрелью. -Ы t-4-l I tx3><f Опорный узел точно опиливался по шаблону, после чего он отесывался топором и обделывался рубанком для получения гладкой поверхности, чтобы не проис- ходило обмятая неровностей о стенку башмака. По- сле насадки башмака собирались остальные металли- ческие элементы, что осуществлялось весьма просто благодаря наличию болтовых соединений и стяжных муфт. Подъемка и установка ферм выполнялись при помощи подвижных копров и лебедок с затратой ми- нимального количества времени (фиг. 264). Фиг. 260. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — сборка .пакета из пер- вых трех досок 'верхнего пояса на бойке. Фиг. 261. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — деталь забивки гвоз- дей в первые три доски верхнего пояса.
224 V. КРЫШИ Разбивка гвоздей в средних Частях зентами. Водяная нагрузка достигала 1,75 расчетной и давала возможность легко и быстро проводить от- дельные комбинации загружений. Ввиду невозможно- сти дальнейшего загружения .ферм водой из-за недо- статочных размеров брезентов водяная нагрузка была заменена гравием, насыпаемым в те же ящики. Перво- Фиг. 262. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — схема разбивки гвоздей в верхнем поясе. Фиг. 263. Балочная .параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м— сверление дыр для болтов в верхнем поясе при помощи бурава. Для окончательной проверки надежности этой си- стемы, выявления работы гвоздевых соединений и опре- деления коэфициента запаса прочности трестом Мос- комстрой перед осуществлением балочно-параболиче- ских ферм в значительном масштабе было поручено ЦНИПС произвести испытание до разрушения двух ферм. Испытанию были подвергнуты две спаренных фермы пролетом 22 м, причем одна ферма имела верх- ний пояс из 12 досок сечением 3,8X18 см, а дру- гая— из 10 досок того же сечения. Загружение ферм первоначально производилось водой, наливаемой в под- вешенные на тяжах к фермам ящики, устланные бре- Фиг. 264. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 24 м — подъем и установка ферм. начально обрушилась облегченная ферма с верхним по- ясом из 10 досок при симметричной нагрузке, в два раза превышавшей расчетную, и затем вторая ферма— при аналогичной нагрузке, превышавшей расчетную в 2,37 раза. Разрушение произошло от продольного изгиба в плоскости фермы вследствие нарушения связи между отдельными досками (фиг. 265). Значительные дефор- мации получили башмаки ферм — выпучилась стенка торцового швеллера (фиг. 266) и произошло смятие металла в заклепках. После производства испытания для покрытий были приняты вышеописанные фермы об- легченного типа с верхним по- ясом из 10 досок с несколько облегченным также вследствие уменьшения конструктивной вы- соты верхнего пояса опорным башмаком, но с изменением в сторону усиления принятой пер- воначально разбивки гвоздей в верхних поясах путем устрой- ства по 1,5 м в каждую сто- рону от узлов фермы зон уси- ленной забивки (нижний план на фиг. 262). Дальнейшая рационализация этих ферм должна пойти по пу- ти снижения количества ме- талла, что может быть выпол- нено переработкой конструкции опорного башмака с устрой- ством его в виде загнутого листа полосового железа или же в виде двух боковых полос железа с прикрепленным с торца отрезком швеллера. Второе решение пред- почтительнее по производствен- ным соображениям. Кроме того возможно произвести замену металлической затяжки дере- 1803
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 225 Фиг. 265. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — вид на ферму после испытания. вянной с устройством узловых соединений при по- мощи зубчатых кольцевых шпонок. Такая конструк- ция однако не оправдывает своего назначения в связи с наличием лучших решений балочных ферм с дере- вянными нижними поясами, например сегментных ферм. На основе анализа метода конструирования балоч- но-параболических ферм, а также способа их сборки и установки приходится констатировать целый ряд весьма существенных их достоинств: а) целесообразное распределение материалов с ра- ботой дерева на сжатие, а металла на растяжение, что позволяет обеспечить надежную работу фермы даже при сравнительно низком в настоящее время качестве лесоматериалов; б) уменьшение сечения верхнего пояса благодаря уменьшению величины изгибающего момента от одно- стороннего загружения фермы временной нагрузкой; в) применение гвоздевых соединений как наименее ослабляющих рабочее сечение досок и наиболее эконо- мичных и простых в производстве; г) небольшое количество обрезков, остающихся при сборке ферм; д) значительная простота сборки и изготовления ферм; е) небольшая их стоимость. Вместе с тем фермы имеют также недостатки, заклю- чающиеся в требовании для их изготовления относи- тельно большого количества металла, в том числе де- фицитных прокатных профилей. Из указанных положительных и отрицательных качеств следует, что применение балочно-параболиче- ских ферм целесообразно при отсутствии древесины надлежащего качества хотя бы на нижний растянутый пояс. Одновременно с трестом Москомстрой весьма значи- тельную работу по изысканию рациональной кон- струкции деревянных ферм в современных условиях строительства произвел трест Металлостройпроект. В связи с осложнением производства работ по изгото- влению балочных ферм с соединениями отдельных эле- ментов при помощи кольцевых шпонок Металлострой- проект в лице своего руководителя по деревянным кон- струкциям инж. А. Я. Карташева старался найти наи- более надежное и удачное решение для деревянных ферм. Для его осуществления нужно было первым де- лом выбрать схему фермы, при которой усилия в ре- шетке получались бы по возможности наименьшими, чтобы перейти на более простые стержневые соедине- ния в виде гвоздя и болта. Так же, как у Москомстроя, в данном случае напра- шивалось криволинейное очертание верхнего пояса из гнутых плашмя досок. Однако вместо использования железа для растянутых элементов фермы Металлострой- проект пошел по линии наименьшего употребления металла и по замене его во всех частях, в том числе и в вытянутых элементах деревом. Вместе с тем он при- менил принцип дробности с заменой досок верхнего пояса узкими брусками. Скорейшему разрешению этого вопроса помог приезд для работы в Металлостройпроекте группы американ- ских инженеров, которые предложили применить для строительства сегментные фермы, заслуженно получив- шие в Америке весьма широкое распространение. Более того, эти фермы являются там почти общеприня- тым стандартом, при помощи которого разрешаются все виды деревянных покрытий в фабрично-заводских предприятиях. Одновременно с этим американцы на основе своей . практики рекомендовали, при обычно имеющих место отношениях радиуса кривизны пояса к толщине его досок, не учитывать начальных напряже- ний от выгиба криволинейных элементов верхнего пояса, что еще более облегчило переработку в соответ- ствующем направлении существовавших тогда норм. Сегментные фермы (детали 20 и 21, фиг. 217) пред- ставляют собой балочные фермы с прямолинейным ниж- ним поясом и очерченным по дуге круга верхним. От- ношение стрелы подъема к пролету обычно принима- ется в 1 : 7, а расстояние между фермами колеблется от 4 до 7 м с оптимальным промежутком в 5 и б м. Про- леты ферм при гвоздевых сопряжениях делаются от 10 до 40 м; при зубчато-кольцевых шпонках они могут быть доведены до 50 м и более. В зависимости от пролетов и величины нагрузки на 1 пог. м фермы меняется также конструкция обоих поясов. В фермах Фиг. 266. Балочная параболическая ферма с гвоздевыми соединениями пролетом 22,3 м — вид на деформированный после испытания башмак. Цветаев. 29
226 V. КРЫШИ с пролетами от 10 и примерно до 24—26 м верхний и нижний пояса состоят из двух отдельных частей с за- ложенной между ними решоткой с переменным напра- влением раскосов в виде треугольников, переделенных стойками для сокращения свободной длины панелей верхнего пояса. При пролетах свыше 24—26 м без фонарей или при пролетах примерно свыше 20 м с нали- чием фонарей (в некоторых случаях при особенно боль- ших нагрузках даже при 15 м) приходится прибегать к устройству тройных верхних и нижних поясов с двой- ной решоткой между ними, а при пролетах, превышаю- щих 30 м, фермы' могут устраиваться с шпренгельной решоткой, как например на одном из заводов в Москве с фермами пролетом 36 м. В особо тяжелых фермах значительных пролетов с надстройками для получения односкатной кровли верхний пояс. выполняется трой- ным — со средним широким пакетом и двумя крайними узкими, а нижний — четверным; решотка остается двойной. Верхний пояс составлялся вначале обычно из брусков сечением 5 ХЮ см, изогнутых плашмя в количестве трех, четырех или пяти штук по высоте и двух рядов в горизонтальном направлении. Однако при забивке 17,5-миллиметровых гвоздей для прикрепления решот- ки последние вследствие недостаточности проникания в соседний ряд гнутых досок не могут фактически счи-' таться двухсрезными. В дальнейшем поэтому пришлось перейти на бруски шириной не свыше 9 см, что является также более целесообразным вследствие воз- можности их получения путем продольной распиловки менее дефицитных 18-сантиметровых досок. Наимень- шая ширина брусков обычно принимается в 5—6 см. Толщина брусков не должна превышать 5 см, так как при такой толщине возможно не учитывать начальные напряжения от выгиба. Правда, согласно существую- щим нормам при встречающихся на практике отноше- ниях радиусов кривизны поясов к толщине гнутых до- сок учет хотя и в малой степени, но должен быть произ- веден, однако на основании неоднократных испытаний Металлостройпроект не учитывает этих напряжений. Соединение отдельных брусков верхнего пояса друг с другом производится при помощи гвоздей, восприни- мающих сдвигающие усилия. Стыки брусков верхнего пояса следует обязательно делать вразбежку с рас- стоянием между стыками соседних досок не менее 50 см, причем если нижние или верхние бруски кончаются около узлов, их концы должны заходить за узлы не менее, чем на х/5 длины панели. Нижний пояс выпол- няется из цельных брусьев толщиной, равной ширине брусков верхнего пояса, что диктуется конструкцией опорных узлов. В первых фермах прикрепление раско- сов и стоек к верхнему поясу осуществлялось лишь при помощи гвоздевых соединений, но затем для большей надежности было решено по конструктивным сообра- жениям ставить добавочно 12-миллиметровые болты. В настоящее время применяются 16-миллиметровые болты с увеличением их диаметра до 19 мм в фермах тяжелого типа. Работа болтов полностью зачиты- вается в общей работе сопряжения. Положительной стороной применения болтов является возможность их подтяжки в случае усушки поясов. Количество забивае- мых гвоздей для прикрепления отдельных элементов ре- шотки обычно принимается одинаковым по всей ферме, но может быть при значительной разнице в усилиях пересчитано в соответствии с величиной последних. Особенно важно правильное конструирование стыко- вых соединений нижнего растянутого пояса как наи- более опасных с -точки зрения их работы. Не надо забывать, что при проектировании необходимо обра- щать самое серьезное внимание одновременно на все детали фермы, так как разрыв одного элемента неиз- бежно повлечет за собой разрушение всей конструкции. Растянутые же стыковые соединения являются, как известно, самым слабым местом всех деревянных фер- менных покрытий, —< поэтому для нижнего пояса дол- жен производиться соответствующий отбор подходящей древесины с отсутствием сучьев и косослоя. Для со- кращения количества стыков желательно применение возможно более длинных досок. Стыковые соединения в первоначальном типе ферм выполнялись с деревян- ными прокладками и металлическими накладками, при- чем сами болты считались четырехсрезными, что безу- словно является неправильным и главное уменьшает за- пас прочности. Это положение подтвердилось также некоторыми испытаниями, выявившими мало надежную работу такого рода стыков. Поэтому в дальнейшем решено было избегать соединений с параллельной рабог той двух разнородных материалов, как например дере- вянных прокладок и металлических накладок, но конечно при условии получения для накладок древе- сины надлежащего качества. В случае отсутствия хоро- шего леса и невозможности применить деревянные на- кладки более рационально одну широкую металличе- скую накладку заменить двумя отдельными; кроме того при расчете болтов необходимо принимать во внимание разнородность материалов в накладках и прокладках и ни в коем случае не считать их четырех- срезными. Вместе с тем целесообразно сокращать диаметры болтов, принимавшиеся обычно равными 25—30 мм, по возможности до 20 мм, с увеличением длины накладок на необходимую величину, так как осуществление этого условия позволит значительно улучшить работу болтовых соединений. В последнее время диаметр болтов не превышает 19 мм. Дальнейшая рационализация стыков выразилась в замене части болтов железными нагелями круглого сечения, так как в этом случае на много упрощается производство работ в связи с отсутствием необходи- мости нарезки концов и заготовки гаек и шайб. Коли- чество болтов обычно принимается по 6 или 8 на каж- дое стыковое соединение из расчета по 3 или 4 болта с каждой стороны стыка. Не менее серьезным, чем правильное разрешение вопроса о выполнении стыковых соединений, является также конструирование опорных узлов фермы. В пер- вых фермах постройки 1930 г. опорный башмак проектировался из полосового железа толщиной 5— 6 мм и высотой, равной ширине досок или брусьев ниж- него пояса, т. е. примерно 150—200 мм. Из расчета наличия только одних растягивающих усилий форме башмака придавалось круглое очертание (фиг. 271, де- таль 1). Верхний пояс торцами своих досок упирался в заднюю закругленную стенку, причем необходимо было следить за тем, чтобы верхняя доска также пол- ностью входила в башмак. При помощи горизонталь- ных болтов усилия верхнего пояса передавались ниж- нему. Однако в процессе производства работ по изго- товлению сегментных ферм выяснилось неудобство такой формы башмака. Действительно, ввиду заранее фиксированного положения дыр для болтов в обеих стенках приходилось просверливать отверстия с двух сторон, сначала с одной стороны на половину ширины пояса, а затем с другой, после чего во избежание угонки дыр в рассверленные таким образом отверстия вставлялись тотчас же болты. Такой способ произ- водства работ все же не мог гарантировать отсут- ствие движения отдельных досок, в результате чего нужно было дополнительно рассверливать в дереве дыры и таким образом получать неплотные соединения. Поэтому в дальнейшем пришлось прибегнуть к устрой-
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 227 ству клепаного башмака, состоящего из двух боковых стенок и торцового швеллера (фиг. 271, деталь 2), при- чем способ производства работ с точки зрения его удобства диктовался в следующем виде: дыры для болтов просверливались только в одной стенке, к которой приклепывался торцовой швеллер; далее после прила- живания на место башмака без второй щеки просвер- ливались дыры во всю ширину пояса, причем конец бу- рава точно намечал на предварительно прибитой с про- тивоположной стороны фанерной накладке расположе- ние отверстий. По этой фанерке уже производилась в дальнейшем сверловка дыр во второй стенке баш- мака, что позволяло избегать угонки досок. Для про- стоты работы вторая щека не приклепывалась, а при- балчивалась к торцовому швеллеру. В дальнейшем для уменьшения количества железа опорный башмак под- вергся новому изменению с заменой металлических бо- ковых щек деревянными накладками. Подробное опи- сание этого типа башмака приводится ниже, а чертежи даны на фиг. 271, детали 3, 4, 5 и 6. Другим решением опорного узла может быть выполнение его в дереве по типу трехбиссектрисных врубок. Расчет сегментных ферм особого за- труднения не представляет, причем уси- лия в элементах могут определяться из диаграммы Кремона. Длина верхних пане- лей принимается в пределах 1,5—2,5 м для уменьшения их свободной длины на продольный изгиб. Кроме сжимающей силы при подборе сечения верхнего гнутого пояса учитывается действие изгибающего, момента от кривизны элемента. Расчет гвоздей в верхнем поясе производится по сдвигающей силе. Для лучшего усвоения отдельных решений сегментных ферм — с фонарями и без фо- нарей— ниже приводится в последователь- ном порядке ряд примеров их проектиро- вания. Одни из первых сегментных ферм проле- том 11,7 м при высоте посередине 1,35 м, спроектированных Моспроектом, изобра- жены на фиг. 26. Расстояние между фер- мами было принято весьма незначительным — 3,5 м. Верхний пояс составлен из двух пакетов брусков сечением 3,8 X 7,5 см, гнутых плашмя, а ниж- ний—из досок 7,5 X 18 см; между досками поясов за- жата решотка со стойками и раскосами из досок 4 X X 12 см. Средняя стойка, так же как и две примыкаю- щие к ней стойки, несущие фонарь с вертикальным остеклением, усилены боковыми накладками из досок 4 X 12 см. Таким же образом усилены средние рас- косы. Прикрепление раскосов и стоек к поясам вы- полнено при помощи гвоздей. Башмак в этой ферме запроектирован первоначального типа из полосового железа 5 X 180 мм с круговым очертанием на конце, а также с хомутом. Такая конструкция башмака, как было указано выше, является весьма несовершенной. Верхний пояс своими торцами упирается в заложен- ную в башмак дубовую бобышку (фиг. 267). Стык нижнего пояса осуществлен при помощи деревянных прокладок и металлических накладок, а также болтов. Фиг. 268. Сегментная ферма пролетом 11,7 м, осуществленная над складом сырья завода Фрезер — подъемка ферм. 29*
228 V. КРЫШИ Фиг. 269. Сегментная ферма пролетом 11,7 м, осуществленная над складом сырья завода Фрезер — вид на установленные фермы. Этот стык нецелесообразен в связи с параллельной ра- ботой разнородных материалов. Такие фермы были построены трестом «Строитель» в конце 1930 г. на складе сырья завода Фрезер. Подъ- емка этих ферм показана на фиг. 268, а вид на устано- вленные фермы — на фиг. 269. Другой несколько усовершенствованный тип сегмент- ных ферм с двойным верхним поясом изображен на фиг. 270; пролет этой фермы 21,3м при стреле подъ- ема 2,92 м, что дает отношение 1 : 7,3. Длина панелей верхнего пояса равняется 2,28 м за исключением первой, принятой в 1,53 м. Верхний пояс состоит из двух пакетов гнутых плашмя брусков 5 X 9 см, соединенных прокладками из досок 5 X 15 см, а нижний из двух досок 9 X 22 см; стойки, так же как и раскосы, получились из досок 5X15 см, причем средняя стойка и примыкающие к ней раскосы усилены накладками из досок 3,5 X 7,5 см. Стыки нижнего пояса для обеспечения более правильной их работы выполнены из однородного материала: как про- кладки, так и накладки предусмотрены деревянными. В связи с врезкой прокладок на 10 мм в доски ниж- него пояса, а также наличием стыковых болтов расчет нижнего пояса ведется с учетом соответствующего ослабления. Крепление всех элементов решотки к верх- нему и нижнему поясам осуществлено при помощи Разрез по/I-Б Раскос 5Х15сл 456 228- Пран ниЖнего пояса 2 накладки_____ 3.5*7.5сх_ Стоика 5 х 15 ел 2 накладки 3.5x7.5с Фиг. 270. Сегментная ферма с двойным верхним поясом пролетом 21,3 м. Раска с Х15си Раскос 5х15сл< \ШШ 17,5-сантиметровых гвоздей и 12-милли- метровых болтов. Для уменьшения количества металла башмаки предположены не металличес- кими, а деревянными. Конструкция баш- мака следующая: торцовая стенка состоит из отрезка швеллера № 22 длиной 0,4 м; нижний и верхний пояса обнимаются с на- ружной стороны двумя накладками, соста- вленными каждая из двух сплоченных до- сок сечением 3,5 X 22 см и длиной 1,11 м. В середине между досками верхнего и ниж7 него поясов заложена прокладка из таких же двух досок, как и накладки, причем для ее помещения толщина досок в кон- цах поясов уменьшается с каждой сто- роны по 1 см. В этих досках в два ряда по их высоте выбраны жолобки, в кото- рые вкладываются болты диаметром — край- ние 1.9 мм и средние 25 мм, натягиваемые при помощи гаек. Соединение накладок и прокладок с поясами предположено при помощи семи болтов диаметром 12 мм. Диаметр этих болтов принимается одина- ковым с диаметром стыковых болтов ниж- него пояса. Детали такого упорного узла показаны на фиг. 21, деталь 3. Расчет опорного узла произ- водится по усилию крайней панели нижнего пояса. Сечение наружных натяжных болтов подбирается из условия, что на каждую накладку передается чет- верть усилия; сечение внутренних натяжных болтов рассчитывается из условия передачи на прокладку половины усилия. Подбор болтов выполняется с уче- том ослабления сечений нарезкой. В весовом отношении замена металлических башма- ков деревянными не дает особой экономии; основное улучшение в данном случае заключается в замене дефицитного котельного железа для боковых стенок менее дефицитным круглым железом для натяжных болтов. Вместе с тем отсутствие в башмаках вкладышей для упора торцов досок верхнего пояса не дает возмож- ности произвести центрировку опорного узла. Трехпоясная сегментная ферма еще большего про- лета — 24,36 м, несущая конструкцию весьма тяжелого фонаря с вертикальным верхним остеклением и наклон- ным нижним, запроектированная для завода «Господ- шипник» в Москве, изображена на фиг. 272; стрела Раскос 5Х 15с^и Стойка 5*15сл 2 накладки 3.5Х 7 5сл 2 доски 9х?2с-л< Строит. Сщ/bj Лэ 228-
15-15 Фиг. 271. Сегментные фермы—разные типы башмаков: 1 —башмак из полосового железа с круговым очертанием, 2—-железный башмак с торцовым швеллером, 3 — деревянный башмак при двойном верхнем поясе на болтах и без центрировки, 4—-то же при тройном верхнем поясе, 5 — деревянный башмак при двойном верхнем поясе на болтах И нагелях с центрированием сходящихся в опоре элементов и 6 — то же при тройном верхнем поясе.
230 V. КРЫШИ подъема этой фермы равняется 3,36 м, что дает 1 : 7,2 от пролета. Длина панелей верхнего пояса равняется 2,03 м, а расстояние между фер- мами — 6 м. Верхний пояс в отличие от преды- дущих состоит из трех пакетов гну- тых плашмя брусков, двух крайних из брусков 5 X 7 см, а среднего — из брусков сечением 5 X 9 см. Все три пакета соединяются между собой .про- кладками из досок сечением 5 X 22 см. Между пакетами брусков закладыва- ются две решотки из переменного на- правления раскосов и стоек, принятых из досок 5 X 15 см. Нижний пояс в соответствии с верхним состоит из досок 7 X 22 см и средний из досок 9 X 22 см. Стыки нижнего пояса решены при помощи деревянных на- кладок и прокладок, а также болтов. Для поддержки рамы фонаря стойки решотки выпущены на 50 см выше верхнего пояса, где они наращива- ются дополнительными фонарными стойками. Между каждой парой наруж- ных стоек помещается прокладная стойка, на которую ложится ригель рамы фонаря. Такое стычное соеди- нение выполнено для удобства произ- водства работ с последующим, неза- висимым от сборки фермы монтажом конструкции фонаря. С этой же целью добавочные стойки, поддержи- вающие ригель фонаря и укрепленные нижними концами к верхнему поясу фермы в местах примыкания двух рас- косов, сделаны вкладными, т. е. при сборке ферм для них оставлено место, куда они устанавливаются в дальней- шем с соответствующим закрепле- нием. Башмаки фермы для экономии дефи- цитного котельного железа запроек- тированы деревянными, причем кроме обнимающих пояса с наружной сто- роны накладок из двух 3,5-санти- метровых досок каждая имеются по две таких же прокладки. Торцовый швеллер № 22 получился длиной в 50 см. Верхняя доска верхнего пояса долж- на обязательно полностью входить в башмак, причем нижний пояс обре- зается по нижней грани верхнего. Детали устройства такого башмака изображены на фиг. 271, деталь 4, а вид на него с натуры во время испытания пробной фермы на заводе Господшипник — на фиг. 273. Вкладыши в башмаках данной фер- мы были приняты дубовыми, но в по- следующих решениях стали заменяться сосновыми с обязательным располо- жением волокон параллельно нижнему поясу фермы. Несмотря на известное улучшение, конструкция этого башмака страдает некоторыми недостатками — в связи с отсутствием вкладыша во всю вы-
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 231 соту нижнего пояса не представляется возможным произвести центрировку опорного узла; вместе с тем осложнено производство работ вследствие значитель- ного количества болтовых соединений. Наиболее рационализированный последний тип сег- ментной фермы показан на фиг. 274. При значитель- ной величине пролета в 25 м благодаря отсутствию фонаря ферма получилась достаточно легкой с двойным верхним поясом. Нагрузка на 1 пог. м фермы принята в 1100 кг, что допускает в зависимости от климатиче- ского пояса (величины снеговой нагрузки) расстояние между фермами в 5 и 6 м. Стрела подъема взята 3,57 м, что дает 1 : 7 пролета. Длина панелей верхнего пояса равняется 2,206 м при длине панелей нижнего соответственно 4,412 м. Верхний пояс состоит из двух пакетов гнутых плашмя брусков сечением 5X8 см, соединенных прокладками из досок 5 X 18 см. Нижний пояс составлен из двух досок 8 X 24 см. Стойки и раскосы получились из до- сок 5X18 см, причем они усилены за исключением двух крайних накладками из досок 3,5 X 9 см. Схема решотки принята другой — вместо стойки первым элементом решотки является раскос. Такая замена стойки раскосом дает возможность применить длинный деревянный башмак, что явилось бы затрудни- тельным при прежнем решении. Стыки нижнего пояса в количестве 3 шт. изобра- жены в укрупненном масштабе на детали 1 фиг. 275. Накладки и прокладки сделаны деревянными из досок сечением 7 X 24 см и длиной 1,56 см. Прокладки врезаны на 10 мм В' доски нижнего пояса. Новым ре- шением в этом стыке является частичная замена бол- тов железными нагелями круглого сечения, что должно быть признано весьма целесообразным в связи с умень- шением трудоемкости операций по изготовлению стыковых соединений. Крепление отдельных элементов решотки к верхним и нижним поясам выполнено посредством 17,5-милли- метровых гвоздей диаметром 5,5 мм в количестве 10 шт. на соединение. Помимо этого поставлены 16-миллиметровые болты. Детали креплений решотки показаны на фиг. 275, причем на деталях 2, 3 и 4 изо- бражены соответственно^ -узлы 2, 3 и 4 верхнего пояса, а на детали 5 — узел 2 нижнего пояса. Гвозди, за- битые с фасада, условно обозначены точками, а за- битые с обратной стороны показаны крестиками. Опорный узел этих ферм (деталь 5, фиг. 271) также рационализирован — часть болтов, прикрепляющих нижний пояс к прокладке и накладкам, заменена 19-миллиметровыми железными нагелями, что не могло быть осуществлено при металлическом башмаке. Вме- сте с тем сосновые вкладыши, принятые в отличие от предыдущего примера во всю высоту башмака, позво- 2 накл. 3.5*9 см 2 накл 3.5*9 СА Стоика *18 сл Раскос Фиг. 274. Сегментная ферма с двойным верхним поясом пролетом 25 м. Стойка 5х18сл Раскос 5«18сл Раскос 548 сл I 2 накп Уо^см. 2*8*24сл Стык 220.6 о . -ь-----------220.6 Виа снизу Фиг. 273. Сегментная ферма с тройным верхним поясом пролетом 24,36 м, осуществленная на заводе Господшип- ник, — вид на деревянный башмак. ляют произвести центрировку опорного узла. Для удобства проектирования и производства работ это центрирование всегда производится в одной точке, на- ходящейся по осевой линии башмака на расстоянии 11 см от стенки торцового швеллера. При выполнении опорного узла следует следить за тем, чтобы верхняя доска верхнего пояса обязательно полностью входила в башмак. Рационализированная трехпоясная сегментная ферма показана на фиг. 276. Пролет ее весьма незначитель- ный — 15 м. Обычно даже при наличии фонарей такие фермы могут выполняться двухпоясными. Применение исключе- нижнего тяжелого типа в данном случае объясняется большой нагрузкой, выражающейся в 1500 кг на 1 пог. м, что допускает установку этих ферм в самых снежных районах при соблюдении расстояния между ними в 6 м. Стрела подъема принята 2,14 м, т. е. */7 пролета. Дли- на панелей верхнего пояса равняется 1,61 м за нием двух крайних, равных 1,06 м. Панели пояса соответственно удвоены. Верхний пояс составлен из трех пакетов плашмя брусков сечением —• двух крайних 5 X 6 см, а среднего 5 X 8 см. Отдельные пакеты соединяются друг с другом прокладками из досок 5 X 12 см. Ниж- ний пояс также состоит гнутых трех частей—из двух край- из по А-Б 5*18 см 2 накл. 3.519 сл 13.5 220.6 ----Ч----------220.6 Строит, подъел 12 сл
232 У. КРЫШИ Фиг. 275. Сегментная ферма с двойным верхним поясом пролетом 25 и — детали: 1 — стык нижнего пояса и 2—5 детали крепления решотки к поясам в узлах фермы: 2 — в узле 2 верхнего пояса, 3—-в узле 3 верхнего пояса, 4 — в узле 4 верхнего пояса и 5 — в узле 5 нижнего пояса. них досок 6 X 15 и одной средней 8 X 15 см. Заложен- ная между отдельными элементами поясов двойная решотка в виде раскосов и стоек запроектирована из одного сортамента досок сечением 5 X ^2 см. Для крепления стоек, поддерживающих раму фонаря, стойки решотки выпущены на 50 см выше верхнего пояса. Помимо этого по середине фермы между край- ними пакетами брусков зажаты концы коротких досок длиной по 70 см. Такое решение позволяет произвести последующий монтаж рамы фонаря посредством наращивания выпущенных досок. Нижний пояс стыкается в двух местах — в пределах вторых панелей (считая от опорных узлов). Соедине- ние отдельных досок в основном выполнено на желез- ных круглых нагелях с добавочной постановкой с каждой стороны стыка по три болта. Опорный узел этих ферм (деталь 6, фиг. 271) отличается от узла, приведенного на детали 4, точным своим центрирова- нием, а также заменой части болтов нагелями. Для завязки узлов ферм с фонарями в пределах рас- положения последних ставятся специальные горизон- тальные связи в виде продольных дощатых прогонов и железных перекрестных тяжей. Подробное описание их устройства приведено ниже, в главе «Фонари». Из рассмотрения в последовательном порядке отдель- ных типов сегментных ферм (эти фермы за исключе- нием первой спроектированы Металлостройпроектом) можно убедиться в правильности пути, по которому шли конструктора для уменьшения количества необходи- мых дефицитных материалов, улучшения конструктив- ных решений и упрощения и ускорения процесса изго- товления. Если в первых фермах мы видим применение в опорных узлах нецелесообразных металлических башмаков кругового очертания, а в стыковых соедине- ниях — деревянных прокладок с металлическими на- кладками, то в следующем типе ферм башмаки, остаю- щиеся еще металлическими, заменяются улучшенным решением с торцовым* швеллером. В дальнейшем баш- маки начинают выполняться деревянными с заменой дефицитного котельного железа для боковых стенок менее дефицитным круглым железом для натяжных болтов. Наконец в последних типах опорные соедине- ния еще более упрощаются в связи с частичной поста- новкой вместо болтов нагелей из круглого железа; вме- сте с тем улучшается работа опорных узлов благодаря их центрированию. Соответственно рационализации опорных башмаков металлические накладки в стыках нижнего пояса заменяются деревянными для введения в работу однородных материалов с последующей заме- ной части болтов нагелями. Метод сборки сегментных ферм, являющийся резуль- татом тщательного наблюдения за их изготовлением, в основной своей части аналогичен сборке балочно-пара- болических ферм. На бойке устанавливаются доски на ребро с вырезанными в них гнездами для укладки верх- него пояса, причем доски пришиваются нормально к криволинейному очертанию арки. В эти гнезда с вну- тренней стороны закладываются в постепенном по- рядке, начиная от нижних и кончая верхними, бруски верхнего пояса, после чего они заклиниваются. Укладка брусков производится таким* образом, чтобы стыки чередовались вразбежку с расстоянием между ними в 0,5 м; одновременно нужно следить за надлежащим направлением годовых слоев — выпуклостями наружу, Для правильной работы фермы необходима тщательная приторцовка стыков верхнего пояса, что достигается при помощи пропила ножовкой концов брусков, после чего последние плотно пригоняются друг к другу уда- рами топора по свободному концу укладываемого бруска. Соблюдение этого условия является обязатель- ным, так как при отсутствии приторцовки отдельные бруски выключаются из работы. Стыки нижнего пояса при металлических накладках осуществляются следую- щим образом!: поверх нижнего пояса лежащей плашмя фермы точно по месту наживляется при помощи гвоз- дей одна из металлических накладок, а снизу приши- вается фанерный лист, размерами примерно равный второй накладке. После этого сразу во всем пакете нижнего пояса с уже уложенными прокладками про- изводится при помощи электродрели или ручного бурава сверление отверстий для болтов; таким образом получается точная разметка дыр в нижней фанерной накладке, по которой сверлятся дыры во второй метал- лической накладке. После этого устанавливаются бол- ты и сплачивается стык. Дыры в накладках должны' обязательно рассверливаться, а не пробиваться. Такой способ производства работ с предварительным просвер- ливанием дыр только в одной накладке, а не в двух сразу, является обязательным во избежание искрив- ления болтов или последующего дополнительного рас- сверливания болтовых отверстий. При деревянных на- кладках работа упрощается, причем отверстия для болтов и нагелей также просверливаются в целом со- бранном пакете досок. Одновременно опорный узел обрезается точно по чертежу и обделывается сначала топором, а затем рубанком.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 233 Далее фермы поднимаются и устанавливаются в верти- кальном положении, после чего в них сверлятся дыры для болтов и нагелей в опорных узлах, а также заби- ваются гвозди решотки и прокладок, причем во избежа- ние раскалывания досок разбивка гвоздей выполняется в шахматном порядке. Для удобства и простоты раз- метки гвоздей следует применять специальные шаб- лоны, сделанные из фанеры или кровельного железа. При забивке гвозди, случайно попавшие на сучки или трещины, должны смещаться с обязательным соблюде- нием условия наименьшего нарушения запроектиро- ванного шага. Загнутые при забое гвозди должны удаляться и заменяться новыми, причем, удаление сле- дует выполнять посредством клещей без повреждения поверхности древесины. Гвозди своими шляпками не должны заглубляться в дерево, а забиваются только заподлицо. Одновременно с этим устанавливаются опор- ные башмаки указанным выше способом. Для затухания начальных напряжений от выгиба, происходящего благодаря пластичности дерева, весьма целесообразна возможно ранняя заготовка стропильных ферм до начала их установки. Перед широким применением сегментных ферм Металлостройпроект совершенно правильно счел необ- ходимым произвести ряд их испытаний и на основе полученных результатов вводил существенные по- правки, вследствие чего- эти фермы в настоящее время вполне заслуженно занимают первое место в нашем строительстве. Впервые испытание сегментных ферм было выполнено летом 1930 г. в Кунцеве, причем наблюдения производи- лись над двумя фермами пролетом 17,85 м. Резуль- таты испытания оказались отрицательными, так как при расчете не был учтен продольный изгиб верхнего пояса в пределах панелей. После внесения соответ- ствующих исправлений фермы показали вполне удовле- творительную работу. Другое испытание было произведено в Воронеже над фермами пролетом 19,9 м, установленными на заводе1 взамен рухнувших балочных ферм на кольцах Тухше- рера. Испытание производилось при двух видах загру- жения — при равномерно распределенной нагрузке,, равной 1,4 от расчетной, и при односторонней, равной 1,25 от расчетной нагрузки. При первом загружении зафиксирован наибольший прогиб в 25 мм; при втором, выполненном для испытания узловых соединений, не- обнаружено было никаких деформаций. Хотя такие весьма удовлетворительные результаты не всегда имели место, однако это ни в коем случае не может быть отнесено за счет недостатков самой фермы, а объяс- няется главным образом местными условиями. Гак например, при испытании двух ферм, изготовленных в-, зимнее время на одном из заводов в начале 1931 г., произошло обрушение при полуторной загрузке. Этот случай должен быть отнесен за счет невполне правиль- ного конструирования стыковых соединений; кроме того здесь несомненно повлияло замерзание мокрого леса, так как мороженое дерево обладает большой хрупкостью вследствие возникания при замерзании на- ходящейся в древесине влаги внутренних напряжений,, понижающих временное сопротивление самого мате- риала. Таким образом лишний раз подтверждается необходимость при выполнении даже самых надежных' деревянных конструкций следить за правильным кон- струированием всех отдельных элементов и стыковых соединений, а также тщательно наблюдать за отбором древесины надлежащего качества. Вид на сегментную ферму пролетом 24,36 м во время испытания на заводе «Господшипник» изображен вверху на фиг. 277, а вид на разрушенную ферму с изломом верхнего пояса из плоскости фермы показан внизу той же фигуры. Перевозка сегментных ферм при их относительно- незначительных пролетах может осуществляться на. роспусках. Такая перевозка показана на фиг. 278. Фиг. 276. Сегментная ферма с тройным верхним поясом и трапецеидальным фонарем пролетом 15 и. Цветаев.
234 _ У- КРЫШИ Фиг. 277. Сегментная ферма с тройным верхним поясом пролетом 24,36 и: вверху — вид на ферму во время испы- тания на заводе Господшипник и внизу — вид на разру- шенную во время испытания ферму с изломом верхнего пояса из плоскости фермы. Анализируя весь приведенный выше материал, при- ходится признать за сегментными фермами целый ряд исключительных достоинств: а) быстроту изготовления и простоту сборки, до- пускающие применение малоквалифицированной рабо- чей силы; б) возможность устройства в случае надобности односкатной кровли для получения максимальной вер- тикальной освещенности от окон, расположенных в повышенной боковой стене; односкатная кровля может вызываться также необходимостью устройства наруж- ного отвода воды над холодными зданиями; в) простоту выполнения верхнего света путем устройства продольных фонарей; г) меньшую кубатуру здания благодаря незначитель- ной строительной высоте фермы, так как обычное от- ношение стрелы подъема к пролету не превышает 1:7; д) возможность применения полусухого материала с процентом влажности до 23 и с минимальным количе- ством отходов; е) незначительное количество металла; ж) переход в верхнем поясе от доски к бруску. Вместе с тем сегментные фермы имеют также неко- торые недостатки, заключающиеся в необходимости особо тщательного отбора лесного материала значи- тельной толщины для нижнего пояса и стыковых накла- док и прокладок с отсутствием сучковатости и косо- слоя. Таким образом на основе указанных показателей приходится констатировать, что в настоящее время сегментные фермы являются оптимальным решением деревянных балочных конструкций средних и боль- ших — примерно до 40 м — пролетов. В случае приме- нения зубчато-кольцевых шпонок пролеты могут быть увеличены до 50 м и более. Помимо балочных деревянные конструкции с нагель- ными соединениями допускают весьма много арочных решений, дающих часто более экономичные резуль- таты, особенно при значительных пролетах. Как было указано выше, они могут выполняться сплошными или сквозными. Каждый из этих типов в свою очередь разделяется на двухшарнирные и трехшарнирные арки. Двухшарнирные арочные решения в виде сплошных конструкций (детали 7, 8 и 9, фиг. 216) в общем слу- чае допускают покрытие ими средних и больших про- летов примерно от 10 до 50 м. Применявшиеся ранее арки типа Эми с прямоуголь- ным сечением (деталь 7) в настоящее время мало при- годны для строительства промышленных зданий как недостаточно экономичные и не могущие конкуриро- вать с другими решениями. Более целесообразны арки системы Кабрбль, описанные ниже (фиг. 279). Основная их идея заключается в размещении древесины таким образом, чтобы при минимуме ее затраты получить наибольшие моменты сопротивления. Усилением сопро- тивления арок достигается значительная экономия по сравнению с обычным типом прямоугольного сечения. Для осуществления этого арка составляется из двух пакетов гнутых плашмя досок, расставленных на не- котором расстоянии друг от друга с заведением между ними отрезков брусьев, причем соединение дощатых пакетов с последними производится при помощи на- гелей в виде например.болтов. К известным положи- тельным качествам арок Кабрбль следует отнести воз- можность их изготовления из досок обычного понижен- ного сорта, а также относительно незначительный весовой коэфициент; недостатком является большое количество металлических частей, в том числе дорого стоящих болтов. Арки обоих этих типов более пригодны для при- менения в мостах, путепроводах и тому подобных со- оружениях. Фиг. 278. Перевозка сегментной фермы на роспусках.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 235 Двухшарнирные арки согласно деталям 8 и 9 фиг. 216 с перекрестными дощатыми и фанерными стенками 'В настоящее время не имеют и в будущем не будут иметь особого распространения в качестве самостоя- тельных конструкций в связи с лучшими решениями балочного и трехшарнирно-арочного типов. Вместе с тем необходимо указать, что серповидные арки с фа- нерными стенками по детали 9 служат одним из основ- ных элементов ребристых сводов-оболочек (фиг. 311). Сквозные конструкции двухшарнирных арок могут выполняться с параллельными поясами (деталь 1, фиг. 218) или серповидной формы (деталь 2, фиг. 218). Пролеты их могут доходить до весьма значительной величины —100 м. Первое решение с выбором решотки в виде кресто- образных раскосов, взятых из мостовых ферм системы Гау (деталь 1, фиг. 218), вызвано желанием дать боль- шую жесткость конструкции. Основными достоин- ствами таких ферм следует признать: стандартность деревянных элементов — раскосов, тяжей и. подушек, более легкий вес по сравнению с обычными балочными конструкциями и возможность применения маломер- ного материала для поясов арок. Несмотря на поло- жительные качества, эти фермы имеют также ряд не- достатков: необходимость применения для раскосов сухого леса, необходимость тщательного наблюдения за производством работ по их изготовлению, осложне- ние конструирования опорных узлов и сравнительная многодельность в работе. Серповидные двухшарнирные арки (деталь 2, фиг. 218) допускают покрытие ими значительных проле- тов—100 м и более. Решотка может выполняться с переменным направлением раскосов и с крестообраз- ным. В связи с отсутствием стандартности в этой арке по сравнению с предыдущим типом осложняется заготовка отдельных элементов, а также ее разбивка и сборка; вместе с тем они сравнительно легче кон- струируются в опорных частях. Соответственно сплошным двухшарнирным кон- струкциям сквозные двухшарнирные арки не могут считаться оптимальными решениями; серповидные арки будут иметь основное назначение в качестве одного из главных элементов ребристых сводов-оболочек (фиг. 315). Трехшарнирные арки в виде сплошных конструкций; составляемые из отдельных балочных звеньев, могут выполняться с круговым очертанием (деталь 10, фиг. 216), а также со стрельчатым (детали И и 12, фиг. 216). Пролеты их примерно равняются пролетам двухшарнирных решений, т. е. от 10 до 50. м. Стенки устраиваются перекрестными из досок, а также из фанеры. Трехшарнирные арки с круговым очертанием и с затяжкой (деталь 10, фиг. 216) могут применяться при обычных производственных условиях, так как отно- шение стрелы подъема к пролету относительно неве- лико и в случае надобности может быть доведено до х/в. Стрельчатые трехшарнирные арки по детали 11 фиг. 216, устраиваемые без затяжек, в связи со значительным подъемом — отношение стрелы подъема к пролету равняется от */4 до J/2 — дают удачное решение для покрытия складов с сыпучими материалами. При необходимости покрывать здания с оборудова- нием в виде установок с постепенным увеличением га- баритных размеров к средней части целесообразно прибегать для снижения бесполезных строительных объемов к устройству криволинейных внутри очерта- ний верхних покрытий. В этом случае пригодны стрель- чатые трехшарнирные арки, составленные из серпо- видных звеньев (деталь 12, фиг. 216). Особенно экономичны трехшарнирные арки с фа- нерными стенками, дающие весьма незначительный ве- совой коэфициент по сравнению со сплошными арками и перекрестными дощатыми стенками или даже решот- чатыми арками, что должно быть отнесено за счет незначительного веса и большой прочности фанеры, являющейся в настоящее время оптимальным материа- лом. Сборка фанерных арок не представляет особых затруднений, а установка может быть легко произве- дена при помощи подвижных копров; конструирование 30*
236 V. КРЫШИ Фиг. 280. Арка с решоткой типа Гау пролетом 27,12 м: вверху — фасад и разрез и внизу — план. арок весьма упрощено. Таким образом положительные свойства трехшарнирных арок со сплошной фанерной стенкой обеспечивают им в ближайшем будущем самое широкое применение. Сквозные трехшарнирные арки помимо кругового (деталь 4, фиг. 218) и стрельчатого очертаний (детали 6 и 7, фиг. 218) делаются также многоугольной формы (деталь 3, фиг. 218). За исключением последнего типа, допускающего пролеты от 10 до 26 м, остальные арки могут выполняться с весьма значительными пролетами в зависимости от принятой конструкции — от 15 до 80, 100 и даже 150 м. Трехшарнирные арки с многоугольным очертанием (деталь 3, фиг. 218) имеют малые усилия в решотке, допускающие присоединение элементов решотки к поя- сам посредством гвоздей; раскосы работают на сжатие, а стойки на растяжение. В некоторых случаях эти арки дают вполне рациональное решение; благодаря хоро- шему экономическому коэфициенту они могут конку- рировать с другими фермами, особенно принимая во> внимание простоту устройства по ним фонарей. Сборка и установка арок на место не представляют особых затруднений, что при их легкой транспортабельности дает возможность производить заблаговременную за- готовку отдельных звеньев на строительном дворе. Трехшарнирные сквозные арки кругового очертании по детали 4 и стрельчатого очертания по детали б- фиг. 218, составляемые из сегментных балочных ферм, соответственно сплошным аркам дают рациональные решения — первые для производственных зданий обыч- ного типа, а вторые — для складочных помещений с сыпучими материалами. Стрельчатые трехшарнирные арки по детали 7, со- стоящие из двух серповидных ферм, найдут себе при-
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 237 менение в зданиях для производств, требующих ис- пользования значительных внутренних габаритов. Заканчивая на этом описание отдельных типов ароч- ных решений с нагельными соединениями, необходимо указать, что на основе указанных факторов к лучшим следует отнести трехшарнирные арки в виде сплошных конструкций с фанерными стенками и в виде сквозных, составленных из сегментных или серповидных звеньев. Для уяснения -конструирования двух- и трехшарнир- ных арок ниже дается ряд примеров их выполнения. Двухшарнирные арки системы Кабрбль были приме- нены Днепростроем в значительном масштабе при по- стройке Днепрокомбината. Одна из арок системы Кабрбль изображена в попе- речном разрезе и плане на фиг, 279; пролет ее равня- ется 20,25 м со стрелой подъема 2,9 м, что составляет 1 : 7 от пролета. Расстояние между арками принято в 6 Л1. Каждая арка состоит из двух пакетов гнутых пла- шмя досок, расставленных на расстоянии 16 см друг от друга; в свою очередь эти пакеты составлены из четырех досок 4 X 22 см. Между верхним и нижним поясами арки вставлены колоды из сосновых брусьев сечением 16 X 22 см и длиной 0,5 м, соединенных каждый четырьмя 16-миллиметровыми болтами; рас- стояние между осями этих брусьев принято в 1,57 м, за исключением опорной части, в которой брус запол- няет на участке 1,8 м целиком весь промежуток. Доски, составляющие пояса, в промежутках между брусьями связываются добавочными болтами. Для устойчивости в поперечном направлении оба пояса арки обжимаются специальными брусьями сечением 12 X 17 см и длиной 0,65 м, расставленными на расстоянии 3,14 м друг от друга. Затяжка выполнена из 50-миллиметрового круг- лого железа с натяжной муфтой посередине; подве- шена она к четырем подвескам из 12-миллиметрового железа. Башмак запроектирован клепаным. Эта арка применена для покрытия цеха металлических конструк- ций ремонтного завода Днепрокомбината. Примером выполнения двухшарнирных решений в виде сквозных конструкций служит арка с решоткой типа Гау, изображенная в фасаде и разрезе вверху на фиг. 280 и в плане внизу той же фигуры; пролеты ее 27,12 м при стреле подъема 3,85 м, что дает отношение 1 : 7, а расстояние между фермами — 5 м. Пояса этой фермы запроектированы из пяти досок толщиной 3,8 см и шириной 18 см, скрепленных гвоздями, с за- гибом их с противоположной шляпке гвоздя стороны; доски должны быть чисто обрезными и могут быть остроганными по наружным поверхностям. Раскосы сделаны из брусков 8 X 9 см, слегка врубленных в местах взаимного пересечения и стянутых в этих местах 13-миллиметровыми болтами; тяжи назначены из круглого 16-миллиметрового железа. Подушки, в которые упираются раскосы, поставлены дубовые, расположенные волокнами вдоль дощатых поясов. За- тяжка принята из двух швеллеров № 8, горизонтально расположенных и жестко (на заклепках) прикреплен- ных к металлическому опорному башмаку. Таким об- разом опорный узел фермы (фиг. 281) состоит из этого клепаного башмака, служащего гнездом для поясов арки, и сплошного заполнения между ними, причем брусья, образующие заполнение, скреплены с поясами арки при помощи болтов и кольцевых шпо- нок, рассчитанных на сдвигающее усилие, приходя- щееся на брусчатое заполнение между поясами, при условии равномерного распределения давления по тор- цовой плоскости фермы. Конструкция башмака прове- рялась на изгиб, а опорный лист его — на отрыв за- клепок при действии максимальной загрузки. Наличие параллельных поясов, как мы видим, значительно осложнило конструирование опорного узла. Для по- перечной устойчивости ферм запроектированы под- косы из брусков 10X10 см, упирающиеся нижними своими концами в нижний пояс арки, а верхними в прогоны, поддерживающие кровлю; они располо- жены по длине фермы через 1,4 м, за исключением средней части под фонарем, где расстояние принято Разрез N-M Фиг. 281. Арка с решоткой типа Гау пролетом 27,12 м — деталь опорного узла и поперечный раз- рез по ферме.
238 V. КРЫШИ Трехшарнирная арка с гнутыми дощатыми поясами и сплошной фанер- Фиг. 282. ной стенкой пролетом 18 м. 2,8 м. Эти прогоны предположены, как и в балочно- параболической ферме, консольными •— из брусьев 12 X 18 см в пределах спаренных ферм и из двух до- сок 6 X 18 см в подвесных частях. Для устойчивости ферм в поперечном направлении между их отдельными парами запроектированы в плоскости верха верхних поясов связи из подшитых крестообразно книзу прогонов досок толщиной 1,9 см, служащие одновременно для поддержания утепления из двух слоев толя и двух слоев войлока или соответ- ствующего количества слоев шевелина, располагаемого между прогонами. Расчет фермы произведен как двух- шарнирной арки с затяжкой, причем максимальные усилия в отдельных элементах равнялись: в верхнем поясе арки — 20,23 т, в затяжке — 26,13 т, в раско- се— 1,76 т и в тяже —1,45 т. Установка ферм на место может быть выполнена путем их поперечной надвижки после сборки отдель- ных пар на сборочной площадке или при помощи под- вижных копров. Трехшарнирные арки с фанерными стенками заслу- женно начинают завоевывать себе все более прочное положение; одна из таких арок с гнутыми дощатыми поясами и сплошной фанерной стенкой показана на фиг. 282. При пролете в 18 м расстояние между ними равняется 4,5 м (конструкция предложена инж. Л. К. Войцеховским — трест Моспроект). Верхний и нижний пояса состоят каждый из; двух пакетов изогнутых плашмя брусков сече- нием 3X6 см, полу- ченных от продольной распиловки досок; ме- жду брусками заклады- вается стенка из двух листов 6-миллиметровой фанеры с соответствую- щей разгонкой стыков. Стыки брусков также делаются вразбежку с таким расчетом, чтобы в каждом сечении было не свыше одного стыка; примерное расстояние между стыками равняет- ся 0,5 м. Для поперечной устойчивости стенки че- рез 1,11 /и в радиальном; направлении установле- ны ребра жесткости из; брусков 7X7 см, при- рубленных на 3 см, для лучшего охвата верхнего и нижнего поясов; ме- жду брусками и фанер- ной стенкой вставлены прокладки 3X7 см. Ребра жесткости схва- чены друг с другом бол- тами- и гвоздями, что должно вполне обеспе- чить стенки от бокового' выпучивания. В соответ- ствии со сдвигающей си- лой, в пределах между нижним и верхним шар- нирами, арки разбиты на шесть зон, причем в поя- сах шаг гвоздей, при- принятых длиной 12,5 см и диаметром 5 мм, опреде- лился: для первой снизу зоны в 6 см, для второй снизу и самой верхней — шестой зоны — 7,5 см, а для ос- тальных — 10 см. Фанерные листы двойной стенки про- шиваются гвоздями, рассчитанными по сдвигающим уси- лиям. Коэфициент составного сечения арки принят 0,9 вследствие стыкования брусков, причем вертикальная стенка при расчете в момент инерции не включалась. Сквозная трехшарнирная арка, решенная с гво- здевыми и болтовыми соединениями, предложенная инж. Л. К. Войцеховским (трест Моспроект), изобра- жена на фиг. 283; ее пролет равняется 15м при рас- стоянии между фермами в 4,5 м и стреле подъема 2,5 м, что составляет 1 : 6 пролета. Пояса и решотка приняты из узких досок стандартной ширины в 13 см, что должно быть признано весьма целесообразным, так как такое решение гарантирует против появления трещин от усушки и кроме того облегчает предвари- тельную заготовку необходимого лесоматериала. Раз- ница усилий в узлах всюду одинакова, являясь по- стоянной величиной, равной 2,007 от узловой нагрузки, что дополнительно улучшает положительные качества фермы с точки зрения возможности ее стандартиза- ции. Расчет этих ферм производится по формулам для трехшарнирных арок, причем действующие усилия определяются обычным образом по диаграмме Кре- мона. 1798
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 239 Фиг. 283. Трехшарнирная многоугольная арка. Вид на трехшарнирные многоугольные арки, уста- новленные над ротационным залом типографии га- зеты «Правда», .показан вверху на фиг. 284; внизу той же фигуры дан боковой вид этих арок. Пределы применения ферм колеблются между 10 и и 26 м. При необходимости устройства покрытий в хи- мических или других, выделяющих вредные газы про- иэводствах, фермы могут быть запроектиро- ваны как нержавеющие конструкции—-на ножничных врубках; пример таких ферм изображен на фиг. 62. К особому виду арочных покрытий дол- жны быть отнесены также рамные конструк- ции, выполняемые со сплошной или сквоз- ной стенкой; по числу шарниров они бы- вают двухшарнирными или трехшарнирными, а по очертанию ригеля — прямолинейными или криволинейными. В некоторых случаях рамы выполняются с консолями. Отдельные решения сплошных рамных конструкций указаны на деталях 13, 14, 15 и 16 фиг. 216, причем на двух первых даны двухшарнирные рамы, а на двух послед- них— трехшарнирные. Стенки могут вы- полняться перекрестными дощатыми или фанерными. Трехшарнирная дощатая рама с двускат- ным очертанием - ригеля изображена на фиг. 285; она запроектирована Моспроектом для покрытия биологической станции, при- чем две рамы располагаются перпендику- лярно друг к другу. Пролет рамы равен 7,58 м, а высота 9,91 м. Сама рама соста- влена из шести слоев досок, причем первый и шестой слои состоят каждый только из одной доски 6 X 22 см, пришитой к вну- треннему краю стойки. Второй и пятый слои образованы из досок того же сечения, а третий и четвертый — из досок 2,5 X X 18 см, пришитых крестообразно друг по отношению к другу. Соединение досок пре- дусмотрено на гвоздях и болтах при диа- метре последних 12 и 20 мм. Опоры рамы усилены с боков отрезками углового железа 120 X 120 X 12 мм, схваченными между со- бой 12-миллиметровыми болтами. Верхний шарнир сечением 15 X 17 см и длиной 6,67 м принят из дуба. Вид с натуры на дощатую рамную кон- струкцию, осуществленную над шамотно-ди- насовым цехом Магнитогорского металлур- гического завода, показан на фиг. 286. Заканчивая на этом описание балочных и арочных ферм, а также рамных по- крытий, выполненных с нагельными соединениями в виде гвоздя и болта, необходимо констатировать тот факт, что несомненно ближайшее будущее принадлежит этому типу конструкций как позво- ляющему с наименьшей затратой рабочей силы и дефицитных материалов получать рациональные и экономичные решения. Фиг. 284. Трехшарнирная многоугольная арка: вверху — вид на ротационный зал типографии газеты «Правда» с установленными арками и внизу — вид на арки.
240 V. КРЫШИ Фиг. 285. Двухшарнирная дощатая рама пролетом 7,58 м. Г. Соединения на клею Последним типом сопряжений яв- ляется склеивание сплачиваемых или сращиваемых элементов при по- мощи казеинового клея. Преиму- щество этого вида клея заключает- ся в том, что у него процесс склеи- вания не слишком быстрый, позво- ляющий в обычной обстановке про- извести необходимую работу. На- оборот, при применении столярного клея требуется молниеносная рабо- та, что фактически делает его не- пригодным. Произведенные опыты показали, что соединение отдельных элемен- тов деревянных конструкций на клею дает настолько прочные со- пряжения, что их можно в отноше- нии крепости считать равнознач- ными брусьям из цельной древесины. Склеивание должно производить- ся в теплых сухих помещениях с по- следующим прессованием склеенных элементов на специальных прессах. Как клей, так и оклеиваемые эле- менты не должны подогреваться, а весь процесс должен производить- ся в холодном состоянии. Согласно инструкции по изготовлению и применению казеинового клея, раз- работанной ЦАГИ, порошок клея небольшими порциями размеши- вается в течение 30—40 мин. с во- дой комнатной температуры, при- чем все количество приготовленного таким образом клея должно быть израсходовано в течение 5—6 час., так как после этого срока клей за- стывает в нерастворимую в воде массу. Ввиду возможности отсыревания клеевого шва при длительном воз- действии атмосферных явлений при- менение клееных конструкций для открытых помещений, как и для внутренних, но сырых, не должно допускаться. Устройство подшив- ных потолков при клееных балках не рекомендуется, так как жела- тельно, чтобы все склеенные части оставались открытыми и доступ- ными для осмотра. В связи с возможностью склеива- ния только при продольном спла- чивании клееные конструкции не допускают применения элементов, пересекающихся под углом; при таком положении основные формы имеют относительно мало решений. Балочные конструкции при проле- тах от 5 до И т могут выпол- няться по детали За и Зб фиг. 216. Они составлены из склеенных до- сок, образующих двутавровое се- чение. При больших пролетах при- меняются двухшарнирные (детали 8 и 9, фиг. 216) и трехшарнирные (детали 10, 11 и 12, фиг. 216) арки.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 241 Последние составлены из двух балочных звеньев и в зависимо- сти от назначения покрываемых ими помещений выполняются с круговым или стрельчатым очер- танием. Наиболее рацинальны- ми при больших пролетах долж- ны быть признаны трехшарнир- ные решения. Клееные балки с верхним гори- зонтальным или криволинейным очертанием, пролетом от 5,4 до 10,4 м, разработаны в виде стан- дарта ЦНИПС. Наиболее эконо- мичными оказались балки с от- ношением высоты к пролету, равным 1:16. Для большей жесткости стен- ки балки, а также для обеспече- ния против расщеления балки в месте примыкания стенки к пол- кам ставятся ребра жесткости на расстоянии 0,1 от пролета. При- мер такого устройства таковой балки изображен на -фиг. 287. В Германии клееные конструк- ции получили весьма широкое распространение, причем наибо- Фиг. '!8б. Дощатые рамы, осуществленные над шамотно-динасовым цехом Магнитогорского завода. лее известны балки и фермы системы арх. Отто Гет- цер, применившего для них двутавровое сечение, со- ставленное из тонких досок, склееных под высоким давлением. Однако несмотря на все положительные каче- ства клееных конструкций, в ближайшем будущем они не могут выполняться вследствие отсутствия су- хого лесного материала, а также недостатка казеина. 2. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ Пространственными системами в деревянных покры- тиях являются двойные гнутые своды по типу Шухова- Брода, сетчатые покрытия по системе Цольбау и своды- оболочки. Расчеты двух первых конструкций для упро- щения их производства выполняются в предположении, что они работают как плоскостные системы. Что ка- сается свода-оболочки/ предложенной и разработанной СДК ЦНИИПС, то она рассчитывается как простран- ственная система. А. Двойные гнутые своды системы Шухова- Брода Весьма интересным решением деревянной сводчатой конструкции является двойной гнутый свод системы Шухова-Брода, в котором верхний настил и нижняя подшивка работают на сжатие и изгиб, причем сечение считается как двутавровое. Естественно, что устрой- ство свода с настилом, работающим как несущая кон- струкция, дает весьма значительный экономический эффект. В обычных ферменных вариантах количество Цветаев. древесины, затрачиваемое на фермы, сравнительно мало по отношению к объему дерева, требующегося для устройства прогонов и настила, будучи примерно равно около 25%; таким образом 75% от общей ку- батуры леса в работе конструкции не участвует, а, на- оборот, излишне утяжеляет основные несущие фермы. Что же касается двойных гнутых сводов Шухова- Брода, то в пих настил использован на 100%, причем по нижней подшивке может быть уложена изоляция, а по верхнему настилу кровля. Оптимальная форма свода получается при очертании его по параболе, а не по кругу, так как в первом случае получается более экономичное решение. Кон- струкция двойного гнутого свода Шухова-Брода весьма проста: она состоит из двух рядов досок толщиной 19—22—25—30 мм, изогнутых по образующей свода. Эти доски, ширина которых определяется размещением гвоздей, необходимых для их прикрепления, и рав- няется от 14 до 22 см, служат верхним настилом1 и нижней подшивкой, между которыми расположены продольные брусья из окантованного круглого леса, так называемые прогоны. Доски пришиваются к брусь- ям гвоздями (фиг. 288); их длину рекомендуется при- нимать максимальной, что позволит сократить коли- чество стыков. Продольные брусья имеют вспомога- тельное назначение связи досок верхнего и нижнего настилов между собой для восприятия скалывающих усилий в своде, а также для соединения отдельных до- сок в продольном направлении параллельно оси свода. За границей для прикрепления досок к прогонам используются специальные гвозди-шурупы, обладаю- щие значительно большей силой сцепления, чем про- 31
‘24$ V. КРЫШИ Фиг. 288. Двойной гнутый свод Шухова-Брода — аксонометрия. водочные гвозди. Однако обычно применяемый у нас сырой лес в данном случае является положительным фактором, так как проржавевшие во влажной древе- сине гвозди лучше работают на выдергивание, чем абсолютно гладкие. Поэтому для удешевления стоимо- сти и упрощения выполнения работ доски, как пра- вило, должны прибиваться к прогонам гвоздями, за исключением стыков, где гвозди рекомендуется заме- нять шурупами. Вместе с тем целесообразно произво- дить забивку гвоздей несколько наклонно к центру прогона, так как в этом случае увеличивается плечо пары сил, сопротивляющейся опрокидыванию прогона. Прогоны для лучшего сопротивления скалывающим усилиям необходимо делать почти квадратного сече- ния, причем по экономическим соображения;» воз- можно ограничиться установкой квадратных брусьев у опор свода и в ключе. Расстояние между прогонами колеблется от 0,55 до 1,25 см; для досок толщиной 1,9 см оно обычно не превышает 0,75 м, для 2,5-санти- метровых досок оно доходит до 0,91 м, а при досках толщиной 3 см расстояние может быть увеличено до 1,25 м. Для удержания прогонов от вращения в опор- ных и ключевых зонах производится укладка доба- вочных поперечных распорок. За границей такие рас- порки не применяются; однако согласно нашим испыта- ниям постановка распорок значительно увеличивает устойчивость свода. Вместо брусчатых прогонов с целью облегчения' и удешевления конструкции по- крытия могут применяться парные дощатые прогоны с диафрагмами-распорками из обрезков досок. Замена эта, предложенная инж. Шаховским, позволяет полу- чить некоторую экономию в древесине и облегчить работу по подъему и укладке прогонов. Сам свод опи- рается на распорные железобетонные или деревянные балки-мауерлаты, стянутые затяжками, причем на- грузка от свода через эти мауерлаты передается на стены. Мауерлаты между затяжками должны быть до- статочно прочными для восприятия вертикальной и горизонтальной реакций свода. Вследствие восприятия распора свода мауерлаты должны стыковаться в вер- тикальной плоскости путем устройства вертикального косого прируба. Погашающие распор свода затяжки, выполняемые обычно в металле и иногда в дереве, располагаются на расстоянии от 1 до 3 м друг от друга. Во избежание провисания они подвешиваются к вер- тикальным тяжам из 3—6-миллиметрового железа при расстоянии между этими подвесками 2,5—5 м. Расчет двойных гнутых сводов Шухова-Брода производится обыч- ным порядком с учетом постоян- ной нагрузки от собственного веса и от временной в виде снега, при- чем давление ветра в расчет не вводится. При очертании кривой оси свода по параболе расчет мо- жет быть произведен по формулам для трехшарнирных арок; дефор- мациями затяжки можно прене- бречь и опоры считать неподвиж- ными. Всего необходимо исследо- вать два случая невыгоднейших за- гружений арки: при первом учи- тывается собственный вес и снег на всем пролете, а при втором — кро- ме собственного веса снег только на полупролете. После определения всех усилий производится провер- ка сечений элементов свода, при- чем наиболее напряженным при па- раболическом очертании является нижнее волокно нижнего настила примерно на расстоя- нии от опоры в 1/i пролета. Ввиду отсутствия стыко- вых накладок и подкладок стыки считаются нерабо- чими; в расчет поэтому вводится 50% досок верхнего настила и нижней подшивки. Гвозди проверяются на сдвигающие усилия от попе- речного изгиба и на нормальное растягивающее усилие в доске, причем нормальное усилие воспринимают все гвозди этой доски на половине длины между стыками; затем необходима также проверка на сдвигающую силу от продольного изгиба. Все эти комбинации усилий берутся в наиневыгоднейших возможных сочетаниях. Кроме того производится расчет гвоздей на выдергива- ние; в' этом случае наиболее опасными являются участ- ки, где эпюра поперечной силы имеет максимум или минимум, так как скалывающие напряжения стараются сместить один настил относительно другого и тем са- мым повернуть брус вокруг собственной оси, чему будут препятствовать гвозди, работая на выдергивание. На основе целого ряда осуществленных построек необходимо признать пределы пролетных размеров двойных гнутых сводов Шухова-Брода .между 10 и 20 м с особенно удачным решением при пролете в 15— 16 м. Одновременно с этим для достаточной жесткости высота поперечного сечения свода должна равняться примерно Vgo 1 и во всяком случае не превосходить Vioo Р> соблюдение этого условия является особенно важным при отсутствии близко расположенных жест- ких диафрагм, в виде торцовых стен или промежуточ- ных перегородок, могущих увеличить коэфициент устойчивости свода. Отношение стрелы подъема к про- лету обычно колеблется в пределах 1 : 5 и 1 : 5,7. Указанный предел в 20 м допустим при' наличии горизонтальных затяжек; при устройстве добавочных наклонных тяжей пролет может быть доведен до 30 м. В этом последнем случае на наклонных тягах не сле- дует устанавливать стяжные муфты во избежание на- рушения устойчивости конструкции, в зависимости от произвольного подтягивания натяжных гаек, произво- димых сплошь и рядом недостаточно квалифицирован- ным техническим персоналом. Иногда усиление сво- дов значительных размеров выполняется также при помощи укрепленных с нижней стороны дощатых или брусчатых ребер, соединенных болтами с продольными прогонами. Однако необходимо признать, что введе- ние добавочных наклонных тяжей несомненно ухуд- шает экономическую конкурентоспособность сводов
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 243 & 2 слоя шевелина Доски 1Эх10 см под целом 45 к рабочему настилу Рабочий настил 19*20 см Настил под рубероид\9К10см НиЖн. подшивка 19х 20см Толь Брус 14х16сл< Доски 5x14 см ОбЖимная доска 5х14сл< Доска 5х14ог i Болт \2мм через L25j(^x^~] четвертях пролета ЗатяЖка 25 мм . через 2.5 м Фиг. 289. Двойной гнутый свод Шухова-Брода пролетом 13,8 м — план, разрез и детали опорного узла. Шухова-Брода по отношению к другим видам сводча- тых или ферменных покрытий; этот тип поэтому не может быть рекомендован. Кровля в сводах может применяться как железная, так и рубероидная. В первом случае поверх верхнего настила нашиваются бруски, служащие обрешоткой для кровельного железа; устройство такой обрешотки яв- ляется обязательным не только для удобства прикре- пления кровли, но главным' образом для образования промежутка между нижней поверхностью железа и на- стилом с целью уменьшения вредного действия кон- денсации. При рубероидном ковре поверх основного настила, являющегося рабочим, нашивается защитный настил под косым углом, к нижнему. Из двух этих ва- риантов устройства кровли предпочтительным является последний как не требующий применения дефицитных материалов и позволяющий лучше обеспечить свод от протекания, особенно в относительно пологих частях. Для правильной работы свода, с точки зрения его долговечности, необходимо при конструировании пре- 31*
244 V. КРЫШИ Фиг. 290. Двойной гнутый свод Шухова-Брода пролетом 20 и ^усмотреть возможность свободного вентилирования внутреннего воздушного прослойка; без соблюдения этого условия нельзя быть гарантированным от загни- вания древесины, что доказано рядом наблюдений над выполненными постройками. Осуществляется это при рубероидной кровле сле- дующим образом: в стенном карнизе оставляются при кладке продухи или закладываются вентиляционные трубки, что позволяет наружному воздуху входить внутрь надмауерлатного пространства; рабочий настил пришивается к продольным брусьям с небольшими за- зорами, а защитный настил в нижней части не дово- дится до конца для доступа воздуха внутрь свода и для возможности волнообразного его перемещения по на- правлению к ключу, в котором устанавливается ряд вентиляционных трубочек, прикрытых сверху колпач- ками против попадания атмосферных осадков. Такой метод осуществления вентиляции воздушного прослойка при его' правильном выполнении обеспечивает целесо- образную и достаточно долговечную работу покрытия. Устройство вентиляции при железной кровле ничем особенным не отличается от выполнения последней при рубероидном 'покрытии; единственная разница в том, что наличие разреженных брусков обрешотки не преграждает доступ воздуха из надмауерлатного про- странства внутрь овода, как это может оказаться при доведенном до конца защитном настиле. Для большей пожарной безопасности необходима разбивка всей площади свода на отдельные относитель- но небольшие участки путем устройства внутренних огнезащитных преград в виде отсыпки полос шлака или пемзы. Пример двойного гнутого свода типа Шухова-Брода, разработанный Моспроектом, изображен в плане и разрезе на фиг. 289; пролет его равен 13,8 м при стреле подъема 2,42 м, что дает отношение 1 : 5,7 от пролета. Верхний настил и нижняя подшивка осу- ществлены из 1,9-сантиметрового теса, причем поверх рабочего настила нашит косой защитный, также из 1,9-сантиметровых досок; кровля принята рубероид- ная. Сечение брусчатых прогонов на основе расчета определилось 14 X 14 см, за исключением крайних, принятых 14 X 16 см; у пят овода, так же как и в ключе, поставлены добавочные поперечные распорки. Затяжка при расстоянии в 2,5 м друг от друга полу- чилась в виде 25-'Миллиметрового круглого железа; против провисания она подвешена на шести верти- кальных тяжах. Утепление предположено в виде двух слоев шевелина с его тщательной прибивкой к про- дольным брускам во избежание прохода теплого воз- духа из помещения внутрь прослойка. Вентиляция осуществляется при помощи оставления продухов в карнизной кладке, а также путем пришивки досок рабочего настила на некотором расстоянии друг от
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 245 друга, с постановкой вентиляционных трубочек в ключе через 7,5 м попеременно с одной и другой сторон оси симметрии. Крайние прогоны соединяются с мауерлат- ным брусом 12-миллиметровыми болтами, поставлен- ными в четвертях пролета между затяжками на рас- стоянии 1,25 м друг от друга. Для обжатия верхнего настила у опоры служит об- жимная доска сечением 5 X 14 см, соединяемая с край- ним прогоном при помощи 12-миллиметровых болтов, ставящихся через 1,25 м у затяжек и в середине про- лета между ними. Этот свод запроектирован для покрытия в 1931 г. спортивного зала в здании ФЗУ Инструментальстроя. Другой пример двойного гнутого свода Шухова- Брода, значительно большего пролета — в 20 м, под железную кровлю изображен на фиг. 290; он очерчен ио параболе при стреле подъема 4 м, что дает 1 : 5 от пролета. Верхний настил и нижняя подшивка при- няты из досок 2,5 см; поверх настила нашивается обре- шотка из 4-сантиметровых брусков под железную кровлю, причем у опор и в ключе для образования не- обходимых уклонов под обрешотку устанавливаются кобылки из 5-сантиметровых досок на ребро через 1 м. Прогоны получились сечением 14 X 16 см при расстоянии между ними в 0,8 м. В пролетах у опор, а также в ключе добавочно поставлены поперечные распорки из досок 6,5 X 16 и 5 X 16 см на взаимном расстоянии в крайних пролетах у опор и в ключе 1,17 м, а в остальных — 2,35 м. Верхний настил у крайнего прогона на всю длину свода прижимается обжимным брусом 6,5 X 14 см. Затяжки из круглого 28-миллиметрового железа с натяжными муфтами по- середине располагаются через 2,35 м. Стыки досок верхнего настила и нижней подшивки чередуются между собой. Этот свод осуществлен в 1931 г. над гаражом АОМС в Москве. Что касается сборки двойных гнутых сводов Шухова- Брода, то ее метод может быть двояким в зависимости от конструирования свода — в виде отдельных секций или общего целого. При первом способе свод разби- вается на составные части, длиной каждая около поло- вины свода и шириной 3—3,5 м. Эти секции собира- ются на земле и после подъемки их копрами соеди- няются в ключе при помощи дощатых накладок. Связь отдельных секций между собой производится запуском брусков соседних составных элементов друг за друга; этот промежуток, оставленный без настила, заши- вается четырьмя досками, прибиваемыми одновременно к обеим секциям после установки сводов. Однако ука- занный метод сборки, устраняя дорого стоящую и обычно плохо выполняемую подшивку над головой и давая возможность вести одновременно, работы по кладке стен и заготовке покрытия, имеет весьма су- щественный недостаток, а именно разрезанность, вво- дящуюся в работу свода. Поэтому более целесообраз- ной и рекомендуемой является сборка сводов по пере- движным кружалам, которые для экономии могут изго- товляться лишь на сравнительно незначительную длину самого покрытия. Сборка сводов по этому методу заключается в сле- дующем: после установки ряда отдельных кружал на них кладутся доски, поверх которых настилаются про- гоны, причем укладка должна начинаться с мауерлатов и опорных брусьев. Снизу производится подшивка в пределах между уложенными над кружалами досками. Таким образом предварительная укладка досок по кру- жальным ребрам позволяет произвести нижнюю под- шивку по всей площади без оставления дорожек по ли- нии кружал. В дальнейшем укладывается изоляция, устанавливаются в необходимых местах поперечные распорки и пришивается верхний настил. При производстве работ нужно особенно внимательно следить за надлежащей разбивкой стыков у досок с их чередованием по развертке в шахматном порядке. Весьма тщательно также должна выполняться за- бивка гвоздей, для чего предварительно могут быть заготовлены фанерные шаблоны с разметкой гвоздевых соединений. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что долговеч- ность даже правильно построенных с конструктивной стороны сводов всецело зависит от рациональности устройства вентиляции воздушных прослойков. Испытания, произведенные над сводами Шухова- Брода, являются особенно интересными в связи с имев- шим место обрушением покрытия этого типа на одном из заводов. Однако произведенные испытания не всегда давали одинаковые результаты, например под Москвой один из двойных гнутых сводов, испытанный ЦНИПС, дал отрицательные показатели; наоборот, испытание опытной секции свода пролетом 20 м над гаражом АОМС в Москве, произведенное Мосстроем в конце 1930 г., дало вполне положительные результаты. Таким образом это испытание, так же как и ра- бота некоторых других построенных сводов, доказы- вает, что при правильном методе расчета и тщатель- ности выполнения покрытия этого типа являются до- статочно надежными. К таким же выводам приходится притти на основании испытания свода Шухова-Брода, пролетом 25,6 м, произведенного Строительным управ- лением РККА над опытной секцией шириной 5 м. Верх- ний настил и нижняй подшивка были выполнены из до- сок толщиной 2,5 см, а прогоны из брусьев 14 X 16 см. Близ опор свод был усилен с нижней стороны ребрами толщиной 15 см, укрепленными к своду болтами. За- тяжки приняты в виде горизонтальных тяжей из 25-миллиметрового круглого железа и двух рядов на- клонных из 16-миллиметрового железа. При испытании нагрузка свода производилась путем укладки на по- крытие кирпича, причем первоначально она была до- ведена до 110 кг/м2 по всему пролету, т. е. до расчет- ной временной нагрузки, а затем ДО' 330 кг/м2, т. е. до тройной расчетной; в последнем случае загружалась лишь одна половина пролета. Наибольший прогиб по- лучился в 10 см, что дает V256 от пролета. Основными достоинствами двойных гнутых сводов типа Шухова-Брода являются: а) низкая стоимость устройства сводов, особенно при пролете их в 15—16 м, оказывающаяся ниже не- которых других покрытий с наличием ферм; б) световой фонарь весьма просто осуществляется в виде двух боковых .вертикальных сегментов в местах сопряжения сводов разной высоты. В этом случае про- дольная устойчивость сводов может добавочно обес- печиваться особыми фонарно-затяжными устройствами наподобие решотчатых арок, у которых стойками слу- жат колоды оконных переплетов, а поясами — начало и конец сводов разной высоты в месте их сопряжения Другим способом устройства светового фонаря яв- ляется остекление сопряжения сводов разной кри- визны; в) сборка сводов весьма проста и может в значи- тельной степени выполняться малоквалифицированной рабочей силой; г) экономия в отсутствующих в конструкции дефи- цитных материалов. Одновременно с достоинствами эти своды имеют свои недостатки, главнейшие из которых следующие: а) некоторая затруднительность в устройстве веН’ тиляции внутреннего воздушного прослойка;
246 V. КРЫШИ Фиг. 291. Сетчатое покрытие Цольбау — схема. б) большая опасность загнивания древесины в слу- чае недоброкачественности кровельного материала или небрежного обращения при очистке от снега: несуща' конструкция при ферменном покрытии является от- крытой и доступной снизу для наблюдения, при рассма- триваемых же сводах место протекания обнаружить труднее и следовательно труднее своевременно принять необходимые мероприятия; в) необходимость при сборке сводов забивки гвоздей снизу, что усложняет производство работ; г) образование при многорядовом решении в случае устройства фонарей снеговых мешков в средней части перепадов в месте сопряжения сводов разной высоты, но одинаковой кривизны; д) наличие открытых металлических затяжек, вслед- ствие чего при пожаре они могут разорваться и таким образом вызвать разрушение. покрытия; вместе с тем наличие внутренних воздушных прослойков при воз- никновении пожара может способствовать быстрому распространению огня; е) возможность потери устойчивости при многоря- довом расположении. Б. Кружально-сетчатые покрытия системы Цольбау Сетчатое покрытие системы Цольбау (фиг. 291) является дальнейшим развитием арок Делорма из кру- жальных досок, поставленных на ребро, причем ряды этих досок как бы попеременно расставлены один от другого под некоторым- углом, благодаря чему полу- чается ромбовидная сетка. Отдельные элементы этого покрытия выполняются в виде косяков (ламеллей) с криволинейным или ломаным' верхом. Длина ламеллей обычно колеблется от 1,7 до 2,5 м, при ширине от 15 до 30 см и толщине от 2,5 до 5 см, причем их попе- речное сечение определяется на основе действующих на них усилий. В Америке при значительных пролетах покрытий сечения ламеллей доходят до 7,5 X 40 см при длине 4 м, что требует применения леса специаль- ного качества. На концах досок просверливаются круглые отверстия, а посередине овальные или продолговатые; при ширине косяков свыше 22 см вместо одного ряда отверстий при- нимаются два. Устройство узла выполняется при по- мощи трех косяков, из которых один является сквоз- ным, а два других примыкают к нему около его сере- дины. Соединение производится обычно при помощи болтов; кроме того сопряжения могут также выпол- няться посредством специальных скоб, конструкция которых предложена СДК ЦНИПС. Устройство узлов основано на использовании трения, возбуждаемого натяжением болтов или скоб в местах соприкасания косяков друг к другу, причем узлы обла- дают способностью самозатягивания, что позволяет без боязни за целость покрытия применять не абсолютно сухой лесной материал. Само соединение должно быть выполнено таким образом, чтобы набегающие косяки примыкали к середине сквозного косяка с некоторым смещением, величина которого должна быть минималь- ной, однако с таким! расчетом, чтобы отверстия для болтов на концах косяков находились вне скошенной торцовой поверхности последних. Болтовые отверстия должны выполняться с некоторым запасом, что позво- лит болтам воспринимать только растягивающие усилия. Согласно техническим условиям для получения стан- дартности элементов требуется, чтобы помимо постоян- ства радиуса кривизны срода срединная плоскость сквозных косяков в каждом узле проходила через нор- маль к поверхности свода в данной узловой точке (фиг. 292). Помимо дощатых косяков в кружально-сетчатых сво- дах могут применяться также косяки в виде коробча- тых балочек с фанерными стенками, конструкция кото- рых предложена и разработана СДК ЦНИПС. В настоя- щее время запроектирован такой свод пролетом 83 м с фанерными косяками длиной по 4,5 м; поперечное сечение последних равняется 95X18 см. Основное достоинство фанерных косяков заключается в их не- значительном весе. В поперечном разрезе сетчатые покрытия имеют форму или пологих сводов или стрельчатых арок. При- мерные пролеты сводов при нашем пониженном качестве лесных'материалов ограничиваются 25 м, в то время как в Америке они доходят до 42 м, как например над скэттинг-рингом в штате Онтарио. При фанерных кося- ках пролеты могут быть значительно' увеличены — при- мерно до 100 м. В последнем случае сетчатые покрытия опи- раются непосредственно на фундамент, так как в связи с большими внутренними габаритами нецеле- сообразно устраивать стены. Поглощение горизонтального распора производится металлическими затяжками или воспринимается со- ответственно устроенными стенами. Кровля может настилаться непосредственно по основной несущей кон- струкции без дополнительных прогонов. В случае не- обходимости устройства в сетке световых отверстий последние прорезаются в уже готовом покрытии и об- делываются кругом обвязками. Точный расчет сетчатых покрытий, являющихся многократно статически неопределимыми простран- ственно-стержневыми системами, исключительно сло- жен, поэтому он обычно производится упрощенным Фиг. 292. Сетчатое покрытие Цольбау — детали устрой- ства узлов: 1 — средний узел, 2 — торцовый узел и 3- — опорный узел;
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 247 способом по методу, предложенному проф. Отцепом («Industriebau» № VIII—IX за 1923 г.).' Достаточность этого способа для практического пользования подтверждена многочисленными опытами. При таком рас- чете из свода вырезается нормально к оси покрытия полоса, шириной равная примерно длине косяков; выделенная таким образом полоса рассчитывается как трехшарнирная или двухшарнирная арка или как арка с за- щемленными опорами с нагрузкой, прихо- дящейся на вырезанную полосу. Последний метод расчета применяется весьма редко. Таким образом расчет покрытия произво- дится как плоскостной системы, а не про- странственной. Сборка сетчатых покрытий начинается с укладки 'мауерлатных брусьев, после чего устанавливаются торцовые арки; сами ко- сяки собираются постепенно от мауерлат- ных брусьев по направлению к коньку. Ра- бота обычно производится при помощи пе- редвижных подмостей, как это 1®идно из фиг. 293 (вверху), на которой изображено покрытие Цольбау, осуществленное в на- чале 1931. г. на Митрофановской машино- тракторной станции. Вид с натуры того же покрытия в месте примыкания его к мауер- латному брусу и торцовой арке представлен на фиг. 293 (посередине), а деталь примы- кания косяков к мауерлатному брусу — на фиг. 293 (внизу). К основным достоинствам сетчатых по- крытий должна быть отнесена стандарт- ность отдельных составляющих ее элемен- тов, вполне допускающая фабричный способ их изготовления; положительной стороной конструкции Цольбау является также бы- строта производства работ по ее сборке, возможность весьма просто осуществить верхний свет и, в случае надобности смены отдельных частей, простота выполнения этой замены. Недостатком вышеописанных сетчатых покрытий Цольбау является необходимость применения металлических соединений. По- этому следует признать исключительно це- лесообразным безметалльное решение сетчатой си- стемы, изобретенной инж. С. И. Песельником, где сопряжения косяков производятся посредством шипов на концах и гнезд по середине элементов. Каждый ко- сяк входит концевыми шипами в гнезда примыкающих элементов, в свою очередь носпринимая в своем гнезде шипы набегающих элементов. Сетка может выпол- няться прямоугольной и ромбической. Прямоугольная .сетка дает возможность обойтись одним стандартным косяком против двух элементов ромбического решения, являющихся в последнем случае зеркальным отобра- жением один другого. Наличие одного основного эле- мента при прямоугольной сетке 'Позволяет получить более благоприятные показатели в отношении простоты изготовления и сборки; с другой стороны, оно требует несколько большего расхода древесины, чем при ром- бической сетке (перерасход до 20%). Однако при пря- моугольной клетке облегчается устройство переплетов для освещения, а также возможность изоляции термо- плитами без отходов на острые углы. Сопряжени сет- чатого покрытия с мауерлатами и торцовыми арками осуществляются посредством болтов идентично Цол- лингеру. Фиг. 293. Сетчатое покрытие Цольбау, осуществленное на Митрофановской МТС: вверху — вид на передвижные леса, посередине — вид в месте примыкания покрытия к мауерлатному брусу и торцовой арке и внизу—-деталь примыкания косяков к мауерлатному брусу.
248 V. КРЫШИ Фиг. 294. Сетчатые безметалльные покрытия; вверху — модель про- летом 10 м и внизу — вид на средний пролет Люблинского вагон- ного сарая. Оптимальными формами покрытий следует признать круговую в чистом виде или стрельчатую постоянного радиуса как дающих постоянную кривизну и таким образом стандартность элементов. Размеры косяков обусловливаются пролетами покрытий и их длиной между жесткими диафрагмами. Лесной материал обыч- ного качества допускает без особых затруднений осуществление беэметалльных покрытий пролетами до 24—25 м. При составных косяках пролеты могут быть значительно увеличены. Произведенные ЦИС НКПС испытания подтвердили, большую устойчивость беэметалльных сетчатых по- крытий: коэфициент запаса при симметричной на- грузке равнялся 3,5, а при несимметричной он повы- сился до 4,5 (при необшитых моделях). При покрытии сводов сплошным настилом коэфициент запаса увели- чился в 172 раза против необшитых. Такие же благо- приятные результаты получены ЦНИПС. Одна из моделей беэметалльных сетчатых покры- тий пролетом 10 м, выстроенная государственным тре- стом «Строитель» на его стройзаводе, показана сверху на фиг. 294. Впервые безметалльные сетчатые покрытия были осуществлены в начале 1933 г. на по- стройке вагонного сарая ст. Люблино. Здание в плане имеет размеры 23 X 100 м с разбив- кой на три пролета согласно технологическим требованиям — двух крайних по 8,5 м и сред- него 6 м, (выполненного стрельчатой формы. Верхняя часть среднего пролета использована в качестве фонаря. Внизу на фиг. 294 показан вид на средний пролет люблинского вагонного сарая; кроме того на фиг. 295 дана более де- тально та же средняя часть с фонарем. Ра- бота по осуществлению этих покрытий была произведена неквалифицированной рабочей си- лой на открытом поле и, несмотря на это, позволила получить вполне положительные экономические результаты. Благодаря отсутствию металла сетчатые своды инж. С. И. Песельника дают возмож- ность выполнять покрытия над зданиями хи- мической промышленности с выделением вред- но действующих на железо газов. Для уменьшения пожарной опасности целе- сообразно производить предварительное оку- нание косяков в раствор каустического доло- мита или магнезита консистенции сметаны, позволяющий получить огнезащитную обойму. В. Свод-оболочка Наконец последним типом пространственных ситем деревянных покрытий должен быть на- зван свод-оболочка, являющийся целиком ре- зультатом работы СДК ЦНИПС (проф. Г. Г. Карлсен, инж. М. Е. Каган и инж. П. Н. Ершов). Сводом-оболочкой называется простран- ственная система, имеющая цилиндрическую или бочарную поверхность. В связи с слиш- ком большим радиусом у эллипса в ключе оптимальной формой кривой, образующей по- перечное сечение свода, должна быть признана окружность. Деревянные своды-оболочки решаются с кру- говым очертанием в связи с тем, что при этой форме своды имеют постоянный радиус кри- визны и лучше сопротивляются потере устой- чивости, чем системы с другими видами кри- вых. Вместе с тем упрощается производство работ по выгибу досок. Опирание сводов-оболочек произво- дится только на торцовые стены; продольного опира- ния не требуется. Следовательно работа свода-оболочки коренным образом отличается от работы обычных сводов, пере- дающих действующие в них усилия продольным опорам. В связи с этим положением оболочки допускают значи- тельное облегчение конструкции продольных стен. Радиальное усилие по свободному борту, называемое в обычных сводах распором, весьма незначительно. При действии на свод-оболочку помимо собственного веса снега и ветра это радиальное усилие направлено внутрь свода. Первые своды-оболочки рассчитывались на основании аналогии, существующей между их работой и работой пространственно-сетчатых сводов Феппля с введением добавочных конструктивных поправок, учитывавших наличие изгибающих моментов. Основанием для рас- чета служила замена свода-оболочки описанным много- гранным сетчатым сводом Феппля с соответствующей выбранной конструкции решоткой. Усилия в отдельных
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 249 Фиг. 295. Средний пролет Люблинского вагонного сарая, покрытый сетчатым безметалльным сводом. ГродолЬнЬе проеонЬшз досок псткеннЬх прашня, Подшивка по поперелюму сечению cSopo оболочки\ Рубероид^ по пергамину. РазретеннЬш косой настил /дуят/ Сплошной косой ностил из узких досок _ , , под рубероид. xcc.ffiS/ ' Tsnnbte плисла Косой настил под45% ёрускам. X. РуЬероид по пере амину /ъууру \ Холодней продух ГроЬий \\ /гаЖ/ ftroA\^ ..... .?.<... г. X, ПроддлЬнЬе ооски борто&оео элемента у/бруски Фиг. 297. Тонкостенный дощатый свод-оболочка с про- дольными тавровыми прогонами — поперечный разрез по борту. элементах определялись путем разложения системы на плоские фермы, образующие сетчатый свод. Точность расчета являлась функцией назначенного количества сторон у многогранного свода; для встречавшихся на практике решений обычно было достаточно произвести разбивку кривой поперечного сечения свода на 9—11 частей. Например в помещенном ниже примере свода- оболочки, осуществленном на Горьковском стеколь- ном заводе, кривая была разбита на 9 граней. В настоящее время ЦНИПС разработал уточненный метод расчета сводов-оболочек с учетом изгибающих Фиг. 296. Основные элементы тонкостен- ного овода-оболочки. Фиг. 298. Нормальные решения покрытия зданий сводами- оболочками. Цветаев. 32
250 V. КРЫШИ Фиг. 299. Горьковский стекольный завод — общий вид. моментов. В связи с большими математическими труд- ностями, возникающими при расчете по разработан- ному точному методу, ЦНИПС составлены специаль- ные графики, облегчающие работу проектировщиков и предохраняющие от возможных ошибок. Всего существует три вида сводов-оболочек — два с тонкостенными решениями — дощатым и фанерным — и одно с ребристым. Первый тип—тонкостенный дощатый свод-оболочка с максимальным пролетом, доходящим до- 50 м. Отно- шение длины покрываемого здания к его ширине при подъемистых сводах не должно превышать двух с поло- виной; при пологих сводах это отношение уменьшается. Стрела подъема принимается от 1/i до 1/8 пролета. Тонкостенный свод-оболочка состоит из четырех основных частей — собственно оболочки, торцовых стенок, бортовых элементов и горизонтального закре- пления края свода-оболочки (фиг. 296). Дощатое ре- шение может быть выполнено двояким способом. Со- гласно первому (фиг. 300) нижняя подшивка в оболочках концентрируется в арочках таврового или прямоуголь- ного' сечения (в зависимости от отсутствия или наличия фонаря), поверх которых нашивается двойной косой на- не свыше 50 м. В этом случае может Фиг. 300. Тонкостенный дощатый свод-оболочка пролетом 21,28 м и длиной 42 56 м быть два решения: при осуществленный на Горьковском стеклозаводе — продольный и поперечный разрезы. возможности устрой- стил. По настилу прибивается брусчатая подрешотка под железную кровлю; эти бруски, пришиваемые вдоль образующей свода, принимают участие в общей работе системы. Наличие поперечных разреженных арочек допускает устройство) продольного фонаря. При рубероидной кровле верхняя брусчатая подрешотка за- меняется продольным настилом в виде нижней подшивки или же помещается между косыми настилами; послед- ний способ более рационален. Второй метод конструирования оболочки заклю- чается в устройстве продольных прогонов прямоуголь- ного или'таврового сечения (фиг. 297). По этим про- гонам нашиваются два косых дощатых настила — ниж- ний разреженный под углом 45° к прогонам и верхний сплошной под прямым углом к первому настилу, что допускает по нему непосредственное устройство рубе- роидной кровли. Третий настил в поперечном напра- влении к прогонам должен быть выполнен в виде под- шивки. Ввиду наличия радиальных усилий по свободному борту край свода-оболочки должен быть закреплен таким образом, чтобы он обладал свободой смещения в вертикальном направлении и отсутствием смещения в горизонтальном. Пре- дохранение борта свода от горизонтальных сме- щений может быть осу- ществлено различными способами — посред- ством горизонтальных балок, выполненных в виде ребристого или без- реберного покрытий, или при помощи спе- циальных металличе- ских креплений, заделан- ных в железобетонные балки. Покрытие зданий сво- дами-оболочками может выполняться двояким способом: однорядовы'м и многорядовым. Однорядовое покры- тие применяется при ширине зданий не свы- ше 25—28 м с длиной
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 251 Фиг. 301. Тонкостенный дощатый свод-оболочка, осуществленный на Горьковском стеклозаводе — план. ства продольных стен здание выполняется по типу, приведенному на детали 1 фиг. 298, т. е. закрепление бортовых элементов осуществляется посредством на- ружных горизонтальных балок с опорами на продоль- ных стенах; при необходимости иметь свободные про- дольные пролеты горизонтальные балки, закрепляющие бортовые элементы, убираются .внутрь и подвеши- ваются к своду-оболочке (деталь 2, фиг. 298). Многорядовое решение (деталь 3, фиг. 298) приме- няется при ширине зданий не свыше 50 т, причем в этом случае длина зданий не ограничивается. В настоящее время у нас имеются выполненные Фиг. 302. Вид на металлические крепления свободного борта тонкостенного дощатого свода-оболочки. Фиг. 303. Вид на металлические крепления свободного борта тонкостенного дощатого свода-оболочки. 32*
252 V. КРЫШИ Фиг. 304. Первая модель тонкостенного свода-оболочки без вентиляционного фонаря перед загрузкой. Фиг. 305. Вторая модель тонкостенного свода-оболочки с вентиляционным фонарем — вид во время сборки. Фиг. 306. Вид на установку арок, на устройство настилов и на монтаж фонаря при сборке тонкостенного дощатого свода-оболочки на Горьковском стеклозаводе, а также общий вид гутты со сводом-оболочкой. своды-оболочки однорядового и многорядового типов. Первый тонкостенный дощатый свод-оболочка с по- перечными арочками, осуществленный в Советском со- юзе, был построен на Горьковском стекольном заводе. Общий вид завода показан на фиг. 299, а продольный и поперечный разрезы свода, а также план приведены на фиг. 300 и 301. Расчетный пролет свода: равняется 21,28 м при длине 42,56 м и стреле подъема в 7,90 м. Основные торцовые стенки сделаны из брусчатого каркаса 15 X X 20 см, обжатого сверху парными косяками 6 X X 25 см. Арочки, запроектированные на расстоянии 0,6 м друг от друга, состоят из пяти слоев 2,5-санти- метровых нестроганых досок шириной 18 см, причем в сплошной части свода два верхних слоя составлены из двух досок по ширине, а три нижних — из одной доски. Тавровая форма выбрана для возможности раз- мещения в ее верхней полке забиваемых гвоздей. В пределах фонаря арочки имеют прямоугольную форму и состоят из пяти досок сечением 2,5 X 18 см. Поверх арочек нашит двойной косой настил из 2,5-сантиме- тровых досок, расположенных таким образом, чтобы стыки получились вразбежку. По настилу прибита об- решотка из брусков 5 X 7,5 см на расстоянии 25 см друг от друга. Обрешотка покрыта кровельным желе- зом. Соединение отдельных элементов друг с другом произведено посредством гвоздей. Для большей по- жарной безопасности свод-оболочка с нижней сторо-
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 253 ны подшит 4-миллиметровой фанерой и покрыт сили- катной огнезащитной краской. Восприятие радиальных усилий по борту осущест- вляется специальными металлическими креплениями с расстоянием 4,8 м друг от друга (фиг. 302 и 303). После испытания сводов-оболочек на картонных мо- делях перед осуществлением Горьковского завода СДК ЦНИПС в лице инж. М. Е. Каган были произведены испытания на двух пробных моделях, давшие весьма положительные результаты и выявившие 'высокие упру- гие свойства и прочность конструкции. Первая модель (фиг. 304), выполненная без вентиля- ционного фонаря, была осуществлена примерно в х/5 натуральной величины и имела размеры 4,14 X 7,5 м. Законченное осенью 1930 г. испытание показало, что при трехкратном против расчетного загружении про- гиб свода составлял 1/40() пролета; разрушение после- довало лишь при пятикратной расчетной нагрузке. Испытание этой модели подтвердило факт опирания свода на торцовые стены без необходимости наличия продольных опор. В -связи с благоприятными результатами испытание было продолжено на второй модели (фиг. 305) с разме- рами 4,22 X 8,53 м при стреле подъема 1,6 м. В от- личие от первой вторая модель была выполнена с вен- тиляционным продольным фонарем в средней ключевой части. Это испытание, законченное к весне 1931 г., также выявило полную надежность и жесткость кон- струкции свода-оболочки и подтвердило отсутствие влияния фонарного отверстия на устойчивость системы. После этого своды-оболочки в конце лета 1931 г. были осуществлены на Горьковском стеклозаводе; вид с натуры на установку арочек, на устройство косых на- стилов и монтирование фонаря при сборке свода, а также общий вид гутты показан на фиг. 306. В по- следующем такие же своды-оболочки были сооружены над гуттамй (ванными залами) Гомельского стеклоза- вода. Сборка первых сводов-оболочек, построенных на Горьковском стеклозаводе, производившаяся под руко- водством ЦНИПС, должна быть признана весьма рацио- нальной. Заключалась она в следующем. Весь ванный зал был застроен легкими постоянными лесами, состоявшими из основных, весьма редко рас- ставленных — 4,8 X 5,2 м —стоек из круглого леса диаметром 15—18 см. Эти стойки расшивались со- ответствующим образом между собой (деталь 1 и 2, фиг. 307). К верхним частям стоек были прикреплены подпертые подкосами горизонтальные продольные доща- тые прогоны; поверх прогонов^были поставлены 5-сан- тиметровые доски, служившие направляющими для пе- редвижения специальной стремянки (деталь 3, фиг. 307). Стремянка являлась формой, на которой производилась сборка кружальных арочек свода-оболочки; вместе с тем расставленные на 0,5 м друг от друга ступеньки стремянки облегчали разметку забивки гвоздей, при- нятых с шагом кратным 250 и 500 мм. Помимо этого стремянка служила для сообщения поперек сводов. Из- готовление арок выполнялось путем накладывания од- ного слоя досок на другой с перекроем стыков и с сое- динением каждого' пакета, начиная от двух и кончая пятью досками, самостоятельным забоем гвоздей с дли- ной последних от 50 до 125 мм. Готовые арки снима- лись со стремянки и переносились на место. Раскружа- ливание производилось посредством выбивки поставлен- ных поверх прогонов досок. Строительный подъем свода был принят равным 250 мм. Подъем дан своду не только в коньке, но и по борту. С этой целью поверхность свода была образо- вана посредством движения дуги круга по продольной оси покрытия, причем последняя была изогнута по па- раболе с той же стрелой подъема, т. е. 250 мм. Примененный способ сборки сводов-оболочек дол- жен быть признан весьма целесообразным, что под- твердилось при строительстве оболочки на Гомельском стеклозаводе, где другой метод с устройством более мощных коренных лесов оказался неэкономичным. Помимо тонкостенных дощатых сводов-оболочек СДК ЦНИПС разработал тонкостенные оболочки, основным рабочим элементом в которых является фанера, заме- няющая два верхних косых настила и нижнюю под- шивку. Примерные пролеты этой конструкции до 20 м Фиг. 307. Приспособления для сборки тонко- стенных дощатых оводов-оболочек: 1 — попе- речный разрез лесов, 2 — продольный разрез лесов и 3 — вид на верхнюю часть лесов и стремянку.
254 V. КРЫШИ Фиг. 308. Ребристый свод-оболочка — аксонометрия. по длине образующей свода. Измерение в плане должно быть выбрано с отношением длины к ширине не более двух. Стрела подъема принимается от х/4 до 78 про- лета. Причина появления фанерных сводов-оболочек заклю- чается в неполном использовании во многих случаях материалов при дощатых решениях. Выходом из поло- жения могло бы быть применение весьма тонких до- сок— толщиной менее 12 мм, являющихся однако исключительно дефицитными; вместе с тем при умень- шении толщины досок возрастает количество гвоздей, идущих на сопряжения отдельных элементов сводов- оболочек. Фанера, как известно, хорошо сопротивляется растягивающим, сжимающим и скалывающим усилиям; помимо этого она обладает значительным сопротивле- нием на смятие гвоздя, превосходящим в два раза со- противление дерева. Гвоздевой забой дополнительно улучшается в фанере в связи с большей равномерно- стью в ней распределения напряжений смятия, чем в толстых досках. Эти условия послужили причиной разработки СДК ЦНИПС фанерных сводов-оболочек. Конструкция такого свода состоит из системы рас- положенных в перпендикулярном друг к другу направ- лении продольных прогонов и поперечных арочек, вы- гнутых по поперечному сечению свода. Прогоны, со- ставленные из нескольких уложенных плашмя досок, размещаются на взаимном расстоянии в 0,8—1,5 м, за исключением бортовой зоны, где они кладутся вплот- ную. Поперечные арочки, состоящие каждая из двух досок, охватывают последними с двух сторон прогоны: расстояние между арками принимается 1—1,5 м. Фа- нера пришиваетсг как поверху, так и понизу арочек с креплением швов к прогонам и аркам. При необходи- мости получить теплое покрытие термоизолятор за- кладывается между прогонами. Основное достоинство фанерных тонкостенных сво- дов-оболочек заключается в их чрезвычайной легкости; например вес конструкции совместно с весом кровли для сводов-оболочек с размерами в плане 20 X 10 м составляет только 23 кг/м2. Данные об этих сводах- оболочках опубликованы в «Строительной промышлен- ности» №3 за 1933 г. в статье «Фанерная свод-обо- лочка» инж. М. Е. Кагана и П. Н. Ершова. При всех положительных качествах тонкостенные своды-оболочки обладают рядом недостатков. К основ- ным отрицательным свойствам следует отнести необ- ходимость закрепления бортовых элементов во избе- жание их горизонтальных смещений. Это закрепление обычно выполняется при помощи горизонтальной балки или фермы, работающей на весь пролет свода, что ограничивает длину тонкостенных сводов-оболочек примерно 50 м. Вместе с тем при нагрузке наблю- дается неравномерное распределение внутренних уси- лий по поперечному сечению свода-оболочки, услож- няющее конструирование бортового элемента и со- здающее неравномерность забивки гвоздей. Постройка фонарей также затруднена и вызывает необходимость устройства жестких бортов, окаймляющих прорези. Помимо этого своды могут собираться исключительно на стационарных лесах с застройкой всей площади покрываемого плана. Указанные недостатки обычных тонкостенных сво- дов-оболочек заставили СДК ЦНИПС заняться вопросом дальнейшего развития этой конструкции, результатом чего явились ребристые своды-оболочки. Ребристый свод-оболочка системы СДК ЦНИПС определяется как свод-оболочка, имеющий по нижней поверхности жесткие ребра в виде арочных ферм со сплошной фанерной стенкой (фиг. 308, 309 и 310). Фанерная стенка может быть заменена решотчатой. Арочные ребра, располагаемые на расстоянии 3—6 м друг от друга, подвешиваются к Своду-оболочке, при- чем опор в пятах они не имеют. В связи со значитель- ной жесткостью эти ребра противодействуют горизон- тальному смещению бортов сводов-оболочек от верти- кальных и горизонтальных нагрузок, воспринимая внутренние усилия, появляющиеся из-за отсутствия закрепления краев. Это условие, позволяющее выки- нуть горизонтальные балки или фермы, допускает увеличение пролетов ребристых сводов до 200 м без Фиг. 309. Ребристый свод-оболочка — план-развертка.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ 255 Фиг. 310. Ребристый свод-оболочка: 1 — поперечный раз- рез и 2 — продольный разрез. Продольный разрез- по сплошной части Фиг. 311. Ребристый свод-оболочка: 1 — фасад арочного ребра и 2 — деталь этого ребра. Фиг. 312. Ребристый свод-оболочка — продольные раз- резы: 1 — по сплошной части и 2 — по прорезу для све- тового фонаря. Фиг. 313. Ребристый свод-оболочка — схемы сборки: 1 — поперечный разрез и 2 — продольный разрез. промежуточных опор. Измерение сторон в плане вы- бирается с соотношением, длины к ширине не более трех при стреле подъема от х/4 до х/8 пролета. Другим положительным качеством ребер является простое и определенное распределение всех напряжений по се- чению сводов-оболочек в связи с тем, что ребра дают возможность смещаться оболочке только в направле- нии действия нагрузки; при таком положении свод- оболочка работает под симметричной нагрузкой как балка, свободно лежащая на двух опорах — торцовых стенках. Арочные ребра, изображенные в фасаде и детали
256 V. КРЫШИ Фиг. 314. Внешний вид ребристого свода-оболочки, осуществленного на Раменской МТС. Фиг 315. Внутренний вид ребристого свода-оболочки, осуществлен- ного на Раменской МТС. фасада .на фиг. 311 и в разрезах по сплошной части и по прорезу для светового фонаря на фиг. 312, со- стоят из верхнего и нижнего поясов, составленных каждый из трех пакетов гнутых плашмя досок, между которыми помещается двойная фанерная стенка. Для увеличения жесткости арочных ребер к стенке приши- ваются ребра жесткости — на опорах и в пролете. Соответственно размещению .ребер жесткости между фанерными стенками помещаются прокладки. В связи с преимущественной работой арочных ребер на сжатие нижний пояс раскрепляется подкосами, упи- рающимися верхними концами в прогоны-распорки. Между арочными ребрами укладываются вспомога- тельные кружальные арочки, выполненные из пакетов гнутых плашмя досок. К верхним граням арок (фиг. 308 и 309) пришиваются три настила — продольный сплош- ной, нижний косой и верхний косой. Помимо этого по нижнему краю добавочно нашиваются бортовые доски; при устройстве фонаря такие же доски приши- ваются по продольным краям прореза. Наличие ребер у сводов значительно облегчает их строительство. Сборка ребер производится на спе- циальной площадке в виде очерченной по кругу стре- мянки, расположенной на подвижных лесах (фиг. 313), состоящих из нескольких монтажных башен, снабжен- ных кранами-укосинами; последние двигаются по уло- женным вдоль свода рельсам. Вдоль бортов сводов-обо- дочек устраиваются леса эстакадного типа, на которые устанавливаются готовые ароч- ные ребра, снятые посредством кранов-уко- син с монтажной площадки. Эти ребра со- единяются прогонами-распорками, после чего укладываются вспомогательные кру- жальные арочки и пришиваются верхние настилы. Таким образом ребра являются несущими частями при сборке оболочки и заменяют собой коренные леса, устраивае- мые при обычных сводах-оболочках. Ос- новные данные по этим сводам-оболочкам приведены в «Строительной промышленно- сти» <№ 1 за 1933 г. в статье «Свод-оболочка в дереве больших пролетов» инж. М .Е. Ка- гана и П. Н. Ершова. Ребристый свод-оболочка, запроектиро- ванный СДК ЦНИПС в качестве типового навеса для 'машинотракторных станций и осуществленный в 1932 г. в Раменском, по- казан на фиг. 314, где изображен внешний вид свода-оболочки, и на фиг. 315 — вну- тренний вид. При длине пролета в 20 м он имеет поперечное измерение 11 ми стрелу подъема 2,7 м. Арки выполнены сквозными. Произведенное испытание, несмотря на при- менение для свода-оболочки древесины низ- кого качества, дало вполне .положительные результаты. Своды-оболочки, являющиеся несомненно конструкциями мирового значения, должны получить при подходящих условиях значи- тельное распространение в промышленном строительстве. Как известное правило, можно считать, что тонкостенные дощатые своды-оболочки пригодны для пролетов при- мерно до 40—50 м. Тонкостенные фанер- ные своды-оболочки должны найти себе при- менение в качестве временных конструкций на заводах, осуществляемых на крупных строительствах и рассчитанных на период постройки. Что же 'касается ребристых сво- дов, то они дают исключительно целесо- образное решение при требовании оставления широ- ких — от 50 до 200 м — открытых проемов в боковых стенах зданий. Вместе с тем следует признать весьма рациональным их применение также при пролетах по- рядка 30—40—50 м. 3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Заканчивая описание устройства деревянных покры- тий, необходимо подчеркнуть, что основными показа- телями для окончательного выбора той или другой кон- струкции являются отсутствие дефицитных материалов и наибольшая простота в работе, позволяющая инду- стриализировать строительство, так как на основе ряда подсчетов было выяснено, что стоимость мате- риалов на фермы, прогоны, настил и утепление соста- вляет обычно не более 40% общей стоимости всего покрытия.1 Поэтому в настоящее время лучшими из плоскост- ных систем деревянных конструкций должны быть при- знаны: для малых пролетов, примерно до 12 м, — дву- тавровые гвоздевые балки со сплошными перекрест- ными или фанерными стенками, а для средних и боль- ших — фермы на гвоздях и болтах, а также на зуб- 1 См. книгу автора «Автогаражное строительство», Москва 1931, стр. 137—141.
ЖЁЛЁЗО-БЁТОННЫЁ ПОКРЫТИЯ чато-кольцевых шпонках с гнутыми верхними пояса- ми — именно сегментные фермы с переходом при зна- чительном увеличении пролетов от балочного типа к трехшарнирно-арочному, составленному из двух сег- ментных или серповидных ферм; из пространственных систем оптимальными решениями при средних проле- тах являются двойные гнутые своды Шухова-Брода с их однорядовым расположением, неоднократно до- казавшие на практике, рентабельность их применения, и кружально-сетчатые покрытия Цольбау. При боль- ших пролетах, превышающих 20—25 м, особенно це- лесообразно устройство сводов-оболочек. На основе общего анализа плоскостных и простран- ственных систем деревянных конструкций напрашива- ются выводы о большей? рациональности для промыш- ленных зданий решения покрытий с балочными или арочными фермами; вместе с тем при известных про- изводственных условиях особенно пригодны своды-обо- лочки. Для получения эффективных с экономической сто- роны результатов необходимо обратить самое серьез- ное внимание на максимальную индустриализацию строительства, что имеет у дерева значительно большее количество предпосылок, чем у железобетона. В связи с затруднительностью, а подчас невозможностью транс- портировки готовых деревянных конструкций ЦНИПС правильно предлагает организовать подвижные заводы на колесах, подобно применяемому в Ленинграде заводу для земляных работ. Эти заводы, доставляемые на пло- щадку, позволят быстро изжить кустарные способы производства работ и перейти к единственно рацио- нальным индустриальным методам строительства. ГЛАВА ТРЕТЬЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ Основное отличие железобетонных крыш от дере- вянных и металлических покрытий заключается в их монолитности, а также в невозможности подразделить их элементы на несущие и заполняющие конструкции Помимо простейших форм железобетонных покры- тий в фабрично-заводском. строительстве применяются рамные конструкции, сводчатые безреберные и ребри- стые, тонкостенные сводчатые покрытия и наконец складчатые. Элементарные формы железобетонных крыш достаточно известны из общих курсов, и кроме того они имеют много общего с междуэтажными пе- рекрытиями, описанными в отделе IV, поэтому в даль- нейшем можно ограничиться описанием более сложных и специфических для промышленного зодчества типо- вых решений. Одновременно необходимо указать, что весьма ра- ционально с точки зрения снижения расходов, а осо- бенно экономии дефицитного железа, применение стыковой электросварки арматуры по способу опла- вления концов, указанному в главе IV настоящего отдела. Согласно опытам, произведенным в 1931 г. сварочной конторой Оргаметалла, сварка круглого же- леза диаметром в 12, 15, 16 и 22 мм обходится около 2 коп. на один стык, что является недорогой ценой. Помимо этого экономия в железе достигает 5—6%. Что касается прочности стыков, то, как показали ис- пытания образцов, крепость их выше основного мате- риала, так как место разрыва ни разу не получилось на месте сварки. Ввиду того что стыковая сварка может быть про- изведена только на стыковых машинах в мастерской, при необходимости соединять концы арматуры на ме- сте бетонирования следует- пользоваться сваркой вна- хлестку. Длина нахлестки в этом случае принимается в 2 d + 30 мм. Работы могут выполняться при условии вертикальной сварки — в колоннах и стойках — и при горизонтальных условиях сварки — в балках и плитах. Испытание образцов показало во всех слу- чаях, кроме двух, свыше 100%-ную прочность швов: меньшая прочность двух последних образцов должна быть отнесена за счет плохого качества сварки. 1. РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Рамами называются несущие конструкции, состоя- щие из жестко . соединенных отдельных элементов — стоек и балок (ригелей), и образующие в статическом отношении одно целое. Благодаря жесткости связи в Цветаев. опорных закреплениях возникают вертикальные и го- ризонтальные реакции, а иногда также моменты, вы- зывающие в сечениях рамы продольные силы и изги- бающие моменты. Жесткость соединений придает рамной конструкции устойчивость в отношении действия горизонтальных усилий; кроме того она дает возможность уменьшить в некоторых из этих элементов изгибающие моменты, что позволяет получить экономически выгодные ре- шения. Действительно, благодаря жесткому соединению ригелей со стойками изгибающий момент с первых частично передается на последние, тем самым умень- шая поперечные размеры ригелей и их вес за счет известного увеличения сечения стоек. Это обстоятель- ство является особенно положительным, так как соб- ственный вес ригеля увеличивает изгибающие моменты в его сечениях, в то время как незначительное увели- чение поперечных размеров стоек и их веса не вызы- вает дополнительного изгиба. По форме рамы могут быть весьма разнообразными, причем стойки бывают вертикальными или наклонными, а ригеля — горизонтальными, наклонными, ломаными и криволинейными. По количеству пролетов рамные конструкции могут быть однопролетными и многопро- летными. Рамы треугольного типа, а также полурамы или угловые рамы, состоящие из одной стойки и ри- геля, относятся к частным случаям однопролетных рам. По способу устройства опор и наличию шарниров рамы разделяются на шарнирные и бесшарнирные. Пер- выми называются рамы, имеющие опорные шарнирные закрепления, а также иногда шарниры в отдельных элементах рамы; ко вторым относятся рамы с заще- мленными операми. В экономическом отношении в большинстве случаев оба типа рам разнятся незначительно. Если для бесшар- нирной рамы стоимость ее без опоры может полу- читься несколько меньше шарнирной, то опоры в бес- шарнирных решениях должны быть более развиты в поперечном направлении и следовательно обойдутся дороже. Выбор того или иного типа рамы чаще всего обусловливается условиями грунта. В шарнирных рамах на фундамент действуют только горизонтальный распор и вертикальные усилия, в то время как при заделан- ных опорах добавляется момент. Возможное переме- щение опоры в последнем случае при грунтах неудовле- творительного качества сказывается сильнее и более опасно. Поэтому при слабых и сомнительных грунтах следует предпочитать рамы с шарнирными опорами. 33
2о8 V. КРЫШИ Фиг. 316. Однопролетная двухсточная рама с заделанными опорами. Фиг. 317. Однопролетная двухсточная рама с шарнирными опорами. ниях статики, которыми мы можем располагать в данном случае, две за- деланных опоры дают шесть неиз- вестных. Что касается многопролетных рам на трех и более опорах, то степень их статической неопределимости является функцией шарнирности опор и отдель- ных элементов. Передающиеся на рамы вертикаль- ные нагрузки слагаются из собствен- ного веса конструкций и полезной на- грузки. При достаточном сближении отдельных рам, позволяющем пере- крывать пространства между ними безреберной плитой или при выполне- нии последней в виде тонкостенного свода, рамы являются равномерно на- груженными; наоборот, при отсут- ствии непосредственной передачи на- грузки и передаче ее через вспомога- тельные балки рамы рассчитываются под действием сосредоточенных гру- зов. Кроме загружения в вертикаль- ном направлении могут действовать также горизонтальные нагрузки — от ветра ил других причин, которые так- же могут передаваться в виде равно- мерной нагрузки или в виде сосредо- точенной. Размеры рамных конструкций опре- деляются по невыгоднейшим значе- ниям положительных и отрицатель- ных моментов и продольных сил в отдельных сечениях конструкции, причем учитывается наименее вы- годное нагружение. Соответственно балочным конструкциям к положи- тельным моментам, в рамах отно- сятся изгибающие моменты, вызы- вающие растяжение на нижней сто- Последний тип рамных конструкций является также оптимальным для производств с наличием резких из- менений температуры, так как температурные коле- бания оказывают большее влияние на заделанные рамы. Двухстоечные однопролетные шарнирные рамы мо- гут быть в общем случае одношарнирными, двухшар- нирными и трехшарнирными. Первый тип, устраиваю- щийся относительно редко, является дважды статически неопределимым, причем шарнир обыкновенно по- мещается в ригеле. Двухшарнирные рамы с обычным расположением шарниров в опорах являются оптималь- ным решением для однопролетных конструкций, так же как и заделанные рамы. Двухшарнирные рамы обладают однократной статической неопределимостью, так как, несмотря на то, что благодаря двум шарнирам имеются четыре неизвестных, статика дает только три уравне- ния для их определения; количество же лишних не- известных обусловливает степень статической неопре- делимости системы. Наконец последним типом одно- пролетных шарнирных рам являются трехшарнир- ные с обычным устройством шарниров в обеих опорах и в середине ригеля. Трехшарнирные рамы статически определимы, так как при шести неизвестных имеются шесть уравнений статики. Двухстоечные однопролетные рамы с заделанными опорами трижды статически неопределимы из-за трех лишних неизвестных. Действительно, при трех уравне- роне наружных стоек рамы. Экономический эффект применения рам особенно сказывается в однопролетных конструкциях значи- тельных пролетов с низкими стойками, так как в этом случае моменты в ригелях относительно невелики, что облегчает их вес. С увеличением высоты стоек увели- чиваются также действующие в ригелях изгибающие моменты. Многопролетные рамы не имеют такого пре- имущества перед обычными конструкциями с нераз- резными балками по колоннам в связи с тем, что мо- менты в ригеле незначительно разнятся от моментов неразрезной балки, свободно лежащей на краевых опо- рах. Простейший тип однопролетной двухстоечной рамы с заделанными опорами (приведенные здесь рамные конструкции рассчитаны Моспроектом) изображен на фиг. 316; поперечное измерение ее, считая по внеш- нему контуру, равняется 10,4 м с высотой до конька 5,5 м. Ригель принят ломаным со скатом в обе стороны. Рамы отстоят друг от друга на 2,35 м, что позволило обойтись без вспомогательных балок с одной плитой, получившейся толщиной в 7 см. Таким образом рама нагружена кроме собственного веса нагрузкой от плиты и снега с равномерной ее передачей на раму. Стойки (сеч. 1—1) и ригеля (сеч. ///—111) имеют попе- речные сечения 20 X 45 см. Продольные стержни стоек заделаны в фундамент для восприятия момента заделки. Для удобства производства работ целесообразнее за- делку продольных стержней стоек в фундамент заме-
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 259 нить заделкой добавочных коротких стержней с по- следующим связыванием их со стержнями стоек. Ввиду заделки опор и отсутствия фиксации положения равно- действующей у опоры посредством шарнира фунда- менты получились более развитыми в поперечном направлении по сравнению с шарнирным решением. Следовательно более экономичное решение рамы в дан- ном случае нейтрализуется удорожанием стоимости фундаментов. Однопролетная двухстоечная рама более сложного типа, пролетом 15 м и высотой до конька 6,1 м, изо- бражена на фиг. 317. В отличие от предыдущего при- мера опоры выполнены шарнирными, причем вследствие наличия наклонных опорных реакций из-за рамного действия сечения фундаментов выбраны таким образом, чтобы предельные положения равнодействующей не вызывали как в бетоне, так и грунте напряжений, превышающих допускаемые. Поэтому фундаменты раз- виты только в наружную сторону с пологим уклоном наружных граней и крутым внутренних, что позволило сократить их размеры по сравнению с фундаментами заделанных рам. Одновременно с этим благодаря отсут- ствию заделки рамы получились более тяжелыми. Сле- довательно положительный эффект от шарнирного ре- шения в отношении фундаментов уничтожается его от- рицательными последствиями в отношении рамы. Пятовые шарниры выполнены путем скрещивания шарнирных стержней, описание которых будет дано ниже. Устройство пятовых шарниров является более сложной работой, чем выполнение заделанных опор. Расстояние между рамами принято в 5 м, что не позволило ограничиться только одной плитой, а за- ставило прибегнуть к устройству вспомогательных ба- лок с сечением в пролете 16 X 32 см и с вутами длиной 50 см и высотой 16 см. Толщина плиты при расчетном пролете в 187,5 см получилась в 6 см. Таким образом рама является нагруженной кроме собственного веса также сосредоточенными грузами от балок. Сечение ригеля рамы принято в 30 X 70 см, а стоек от 40 X 50 см у пят до 40 X 100 см в плоскости низа прилива. Утонение сечения стоек книзу, а также угловые приливы (вуты) выполнены в соответствии С изменением эпюры моментов. В связи с наличием в углах рамы (в местах соеди- нений ригеля со стойками) растяжения у вершины ис- ходящего угла внешние стержни закруглены. Такой прием армирования позволяет передать им растягиваю- щие усилия без перенапряжения бетона, так как на- правленная внутрь равнодействующая растяжения бу- дет оказывать сжимающее действие на бетон. Во из- бежание выкрашивания бетона на внутренней сжатой стороне угла рамы рабочие стержни перекрещены и продолжены внутрь угла, а вдоль вутов уложены доба- вочные стержни; в противном случае при укладке не- прерывно идущих стержней соответственно направле- нию внутренней грани угла в месте их перелома могло произойти откалывание бетона из-за перенапряжения последнего. Армирование в середине ригеля — в коньковой его части — выполнено вполне правильно: растянутые ниж- ние стержни, образующие две системы взаимно пере- секающихся стержней, пропущены достаточно далеко за свое пересечение и закреплены при помощи крюков в сжатой эоне угла. Кроме того уложены отдельные горизонтальные стержни. Таким способом избегнуто недопустимое для растянутых стержней выполнение перегибов с входящими углами в соответствии с вну- тренним очертанием рамы; также поставлено доста- точное количество хомутов. Действующий в опорах горизонтальный распор мо- жет восприниматься не только противодействием дав- ления грунта на фундамент и трением, но и затяжками. В этом случае появляются однопролетные рамы с за- тяжками; последние могут устраиваться двояким спо- собом: ниже уровня пола или выше его поверхности — обычно на высоте примерно пят ригеля. На фиг. 318 изображена такая рама с параболическим ригелем и повышенной затяжкой, воспринимающей горизонтальный распор. Пролет ее равняется 23,65 м с попереченым сечением ригеля, меняющимся от 50 X X 60 см в ключе до 50 X 75 см и более — около пят. СП to- фиг. 318. Однопролетная рама с параболическим ригелем и повышенной затяжкой. 33»
260 V. КРЫШИ Фиг. 319. Однопролетная рама большой высоты. Сечения стоек приняты в 65 — 80 см с западающими четвертями в 7,5 см глу- биной. Благодаря наличию повышенной за- тяжки горизонтальный распор от верти- кальной нагрузки у опор значительно уменьшился, что позволило получить бо- лее выгодное распределение напряжений в стойках и ригеле. Одновременно с этим криволинейное очертание ригеля позво- лило облегчить его вес за счет однако известного усложнения производства ра- бот. Воспринимающая горизонтальный рас- пор затяжка работает также на изгиб от собственного веса, вследствие чего она подвешена к четырем подвескам. Весьма интересная однопролетная ра- ма большой высоты представлена на фиг. 319; пролет ее равняется 17,80 м при высоте до конька 31,62 м. Благо- даря принятому расстоянию между ра- мами в 6,84 м введены вспомогательные балки, несущие плиту толщиной 8 см. Направление ригеля двускатное; опоры сделаны шарнирными с перекрещиваю- щимися стержнями. Кроме действия соб- ственного веса и сосредоточенных грузов от балок крыши рама рассчитывалась на нагрузку от 100-тонного крана; также благодаря большой высоте пришлось учи- тывать значительную ветровую на- грузку. Однако, несмотря на исключи- тельно тяжелые условия работы этой ра- мы, ее сечения, хотя и получившиеся большими в абсолютных величинах, по отношению к данному случаю должны быть признаны достаточно легкими. Многопролетные рамные конструкции имеют самые разнообразные формы в за- висимости от габаритных размеров вну- тренних помещений и выбранных типов фонарей. Вместе с тем при одной и той же форме в статическом отношении ча- сто возможны разные решения. Пред- почтение должно преимущественно ока- зываться системам с наименьшей сте- пенью статической неопределимости. Фиг. 320. Двухпролетная рама с ригелем, очерченным из трех центров, и повышеннной затяжкой пролетом 21,05 м.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 261 Фиг. 321. Двухпролетная рама с ригелем, очерченным из трех центров, и повышенной затяжкой пролетом 21,05 м. тым в одной точке ригелем. Во втором случае проме- жуточная стойка, жестко скрепленная с рамой, должна рассчитываться и конструироваться как стойка рамы. Соответственно однопролетным решениям двухпро- летные рамы могут устраиваться без затяжек и с за- тяжками. Фиг. 322. Устройство шарнирных опор: 1—у одиночной средней стойки рамы, 2 — у двойной стойки рамы. При двухпролетных покрытиях весьма часто приме- няются трехстоечные рамы. Средняя стойка может конструироваться качающейся или жестко скрепленной с ригелем. В первом случае промежуточная стойка вы- полняется как обычная железобетонная колонна, при- чем шарниры в верхней ее части и в пятах обычно не устраиваются в связи с незначительным размером перемещений средней опоры ригеля при различных случаях нагрузки, а также благодаря отсутствию про- тиводействия со стороны самой стойки как достаточно гибкой. Такая двухпролетная рама фактически пред- ставляет собой как бы однопролетную раму с подпер- Фиг. 323. Армирование средней стойки рамы. Двухпролетная рама с ригелем, очерченным из трех центров и с затяжкой из круглого железа на уровне пят ригеля, изображена на фиг. 320 и 321. Ширина каждого пролета рамы 21,05 м при расстоянии их между собой 6,6 м; высота стоек рамы до центра за- тяжки равняется 4,6 м при стреле подъема арки 3,5 м. На ригеля сечением в ключе 40 X 60 см и у пят 40 X X 115 см, за исключением средней части, оставленной свободной для фонаря, опираются продольные балки сечением 25 X 45 см, несущие плиту толщиной 7 см. Средняя стойка, общая для двух пролетов, принята Фиг. 324. Скрещенные шарнирные стержни двойной стойки рамы.. Фиг, 325. Натяжная муфта для затяжки.
262 V. КРЫШИ у шарнира сечением 40 X 60 см. Устройство шарнира в пяте стойки предусмотрено путем скрещивающихся шарнирных стержней и упругих прокладок, шириной 10 см, из трех слоев войлока, обернутого толем (фиг. 322, деталь 1). Само армирование стойки пока- зано на фиг. 323. Крайние стойки в месте соединения двух двухпролетных рам выполнены двойными сече- нием 40 X 50 см, с одним общим башмаком (фиг. 322, деталь 2). Шарнирность их достигается устройством двух рядов перекрещивающихся стержней (фиг. 324). Затяжка сечением 25 X 30 см состоит из шести стер- жней диаметром 42 мм, соединенных по длине желез- ными муфтами на резьбе; муфты эти диаметром 88 мм применены двух видов: короткие — длиной 15 см — для соединения концов — и длинные с размерами в 30 см — для натяжения стержней (фиг. 325). Это на- тяжение стержней до расчетных данных обычно про- изводится по затвердении бетона, спустя шестинедель- ный срок по окончании бетонирования. Для равномерного распределения усилий на отдель- ные стержни затяжки желательно натяжение вести с помощью специальных приборов. Применяются при- боры трех видов: приборы, определяющие растягивающие усилия в стержнях затяжки, приборы для определения углов поворота сечений в пятах ригеля и приборы, графиче- ски определяющие стрелу подъема при до- ведении напряжений в стержнях затяжки до расчетных усилий. На основании полу- ченных данных должен быть произведен контрольный подсчет действительных на- пряжений. При трехпролетной разбивке в попереч- ном Направлении весьма целесообразным в некоторых случаях является подъем сред- него нэфа для образования вертикального верхнего света, так как такой прием поз- воляет совместить положительные свойства вертикальных остекленных поверхностей с возможностью устройства кранового пути в среднем пролете без увеличения высоты в остальной части здания. Такая симметрич- ная трехпролетная рама с повышенной сред- ней частью изображена на фиг. 326. Верх- ний ригель ее с двумя защемленными кон- цами изломан в средней части для образо- вания двух окатов, а крайние ригеля с одними за- щемленными концами и другими свободно опер- тыми на кладку — прямолинейны. Пролет среднего нэфа 7,5 м, а крайних частей 9,6 м; расстояние между рамами 7 м. На ригеля рамы сечением 35 X X 70 см опираются расположенные на взаимном рас- стоянии в 2,35 м друг от друга вспомогательные балки сечением 20 X 40 см, несущие плиту толщиною 7 см. Для предохранения от промерзания перемычечных ба- лок, а также концов ригелей устроены воздушные про- слойки посредством заделки 'пустотелых дощатых ящи- ков. Общий вид этой рамной конструкции с устрой- ством кронштейнов для кранового пути показан на фиг. 327. Выполнение покрытий целиком в железобетоне должно допускаться в ближайшие годы лишь в крайних случаях. Поэтому весьма часто при трехпролетных покрытиях может оказаться целесообразным устрой- ство железобетонных конструкций лишь в крайних пролетах, с покрытием средних деревянными фермами или сводами. ФИГ 327. Симметричная трехпролетная рама с повышенной средней частью для пропуска крановых путей —вид изнутри.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 263 Такая схема вполне допустима даже для производств с работой при открытом огне, так как деревянные части, находясь на большой высоте в среднем пролете, не могут подвергаться непосредственному действию пламени. На фиг. 328 показан трехпролетный корпус, запроектированный по этому методу, — два крайние пролета оформлены в железобетоне, а средний покрыт деревянной фермой пролетом 18,6 м. Расстояние ме- жду рамами в продольном направлении принято 6,1 м. В некоторых случаях, по условиям расположенного внутри помещений оборудования или при примыкании к соседнему корпусу, приходится прибегать к устрой- ству железобетонных рам с односкатным направлением ригеля. Такая трехпролетная рама с наклонным риге- лем и заделанными опорами изображена на фиг. 329. Величина пролетов принята — левого и среднего по 16 м, а правого — 7,85 м. Направление ригеля с укло- ном в одну сторону вызвано было примыканием к со- седнему корпусу; высота левой стойки получилась 9,75 м, а правой 12,85 м. Сами стойки добавочно на- гружены крановыми устройствами — по два десяти- тонных крана в двух левых пролетах и два крана гру- Фиг. 328. Трехпролетный корпус с железобетонными покрытиями в крайних пониженных пролетах и дере- вянным покрытием в среднем повышенном нэфе. Фиг. 329. Трехпролетная рама с заделанными опорами и наклонным ригелем. Фиг. 330. Однопролетная и трехпролетная рамы с консольными выносами.
264 V. КРЫШИ Фиг. 331. Пятипролетная рама с заделанными опорами и двускатным ригелем. зоподъемностью по 5 т — в правом. Ригеля рамы со- единяются наверху вспомогательными балками, несу- щими плиту. Весьма целесообразным иногда бывает устройство железобетонных рам с консольными выносами. При трехпролетном здании такое решение позволяет полу- чить продольный фонарь без его затемнения непре- рывно идущими в поперечном направлении ригелями. При большем же количестве пролетов консольные вы- носы образуют естественные температурные или оса- дочные швы без необходимости устройства довольно сложных в работе швов обычного типа, при которых приходится отформовывать концы смыкаемых балок или прогонов с четвертями, армированными специ- ально изогнутой арматурой. Пример такого здания показан на фиг. 330, где благодаря наличию консоль- ных ригелей у левой однопролетной рамы и правой трехпролетной удалось разрезать покрытие без вы- полнения отдельных швов. Одновременно с этим кон- сольные ригеля концами своих вылетов поддерживают конструкцию фонаря. В отличие от предыдущих рам, у которых обе грани ригелей очерчивались по кривой или прямой и ломаной линиям, в данном случае верх- ние грани очерчены по прямой, а нижние по кривой. Для большей пожарной безопасности здания с дере- вянными покрытиями при значительной их протяжен- ности должны разделяться огнестойкими зонами, вы- полненными целиком в железобетоне. Такая огнестой- кая зона в виде пятипролетной симметричной рамы при двускатном направлении ригеля изображена на фиг. 331. Величины пролетов следующие: двух край- них— по 13,475 м, двух следующих и среднего — 13,50 м. Высота принята 9,37 м. Все опоры выполнены заделанными. Стойки добавочно нагружены кранами из расчета по два крана грузоподъемностью по 5 т в каждом пролете. 2. СВОДЧАТЫЕ ПОКРЫТИЯ Рамные конструкции, весьма безопасные в пожар- ном отношении и часто дающие достаточно эконо- мичные решения, не могут все же во многих случаях конкурировать в отношении количества необходимого для их выполнения железа и бетона со сводчатыми покрытиями. Наиболее выгодная форма у свода получается при совпадении его оси с кривой давления от симметрич- ной нагрузки. Сама нагрузка, передающаяся на сводчатые покры- тия, бывает двух видов: постоянная, слагающаяся из собственного веса свода и кровли с утеплением, и вре- менная— от снега. Решающей для подбора оптималь- ного очертания свода является максимальная симме- тричная нагрузка. При равномерно распределенной на- грузке лучшая форма получается в случае очерчивания свода по параболе; при незначительной стреле подъема последняя может быть заменена дугой круга. Работа свода обычно происходит на сжатие от дей- ствующих по оси его| продольных сжимающих сил; при отходе этих сил от оси свод работает также на изгиб. Укладка арматуры производится в соответствии с возникающими растягивающими напряжениями. При больших и тяжелых сводах приходится выполнять ар- мирование двойной арматурой — верхней и нижней. У сводов малых пролетов достаточна укладка арматуры только с внутренней стороны. Горизонтальный распор сводов воспринимается за- тяжками, так как поддерживающие стены обычно не могут создать достаточно экономичных условий для его восприятия. Затяжки располагаются на расстоя- нии от 1,8 до 4 м друг от друга; однако1 ввиду того, что распор передается равномерно по всей длине свода, на уровне затяжек должна быть расположена так на- зываемая бортовая или карнизная балка с горизон- тальным армированием. Балка эта, если только она не лежит всей своей нижней поверхностью на сплош- ной стене, работает также на изгиб в вертикальном направлении между двумя простенками или столбами; армирование балок в последнем случае должно произ- водиться в двух направлениях. Для создания необходимого равновесия сил без до- бавочного изгиба плоскость затяжки, ось свода и сред- няя плоскость карнизной балки или стены должны пе- ресекаться в одной точке, как это видно из детали опорной части свода на фиг. 332. Сама затяжка обычно выполняется из круглого железа с натяжением ее до необходимого предела посредством натяжных гаек с двойной—прямой и обратной—резьбой. Во избежание ее провисания от собственного веса она через каждые 3—б м подвешивается к своду при помощи специаль- ных подвесок. Устройство открытых затяжек чрезвычайно опасно в пожарном отношении, так как от повышения темпе- ратуры они лопаются, вызывая обрушение самого по- крытия. В качестве предохранительной меры является защита затяжек посредством забетонирования желез- ных струн, предварительно обмотанных для лучшего сцепления с бетоном проволокой. Пример устройства безреберного сводчатого покры- тия пролетом 20,5 м изображен на фиг. 332 (расчет
Цветаев. Фиг. 332. Железобетонный безреберный свод пролета 20,5 м— поперечный разрез, план расположения арматуры и деталь опорного узла.
266 V. КРЫШИ Фиг. 333. Укладка арматуры и бетонирование безреберного железо- бетонного свода. произведен инж. М. А. Черновым); подъем свода принят 1:6, т. е. 3,42 м. Минимальная толщина сво- да взята 10 см в ключе; на расстоя- нии полупролета от опор толщина принята 13,5 см; у опор она дове- дена до 16—17 см. Затяжки свода находятся на рас- стоянии 1,9 м друг от друга и со- стоят из 1 0 45 мм; каждая за- тяжка имеет четыре муфты с вин- товой нарезкой, причем каждая муфта подвешена к своду струной из 1 0 12 м с нарезкой и гай- кой. Муфты в затяжках и гайки в подвесках дают возможность на- тянуть затяжку для восприятия полного распора свода, а также поднять подвеску для выравнива- ния затяжки по уровню, во избе- жание ее прогиба под собственным весом. Свод армирован оплошной двойной арматурой из 12 0 10 мл на 1 лог. м. Основная арматура про- пущена в карнизные балки с таким расчетом, чтобы не было входящих углов. Это требование заставило ввести в опорной полосе свода дополнительные пря- мые стержни, обеспечивающие правильную работу опорной зоны свода. Распределительная арматура расположена перпенди- кулярно к рабочей арматуре и состоит из 6-миллиме- тровой проволоки с расстоянием в 200 мм друг от друга. Верхняя арматура укреплена на особых кобыл- ках из 6-миллиметрового железа через 50 см в шах- матном порядке. В опорных полосах вместо них по- ставлены в своде хомуты из 6-миллиметрового железа через 100 мм. Карнизная балка, воспринимая горизонтальный рас- пор свода между двумя затяжками, кроме того рабо- тает на изгиб в вертикальной плоскости между двумя простенками, когда она выполняет роль перемычек в оконных и воротных проемах. Благодаря этому она проверена и армирована в двух взаимно перпендику- лярных направлениях (горизонтальном и вертикаль- ном) и имеет горизонтально и вертикально располо- женную арматуру по 5 0 16 мм. Во избежание про- мерзания она запроектирована пустотелой, поэтому стержни рабочей арматуры оставлены без перегибов. Вместо отогнутых стержней через 8,5 см поставлены 16-миллиметровые хомуты, рассчитанные для воспри- ятия полностью всех скалывающих усилий. Расчет карнизной балки в вертикальном направлении произ- веден на пролет 2,15 м; размеры поперечного сечения получились 50 X 53 см. Для большей наглядности на фиг. 333 изображены укладка арматуры и бетонирование одного из безре- берных сводов. При значительных поолетах сводов сильно возра- стают моменты от одностороннего загружения времен- ной нагрузкой, благодаря чему сечения сводов полу- чаются настолько большими, что их применение стано- вится нерентабельным. Ппимерный предел безреберных сводов ограничивается 20 м. При больших пролетах целесообразнее устраивать ребристые своды как более экономичные и одновременно с этим лучше обеспечи- вающие жесткость всего покрытия. Сами по себе ребра могут проектироваться двояким образом. В первом случае они не являются несущей конструкцией, а служат лишь ребрами жесткости, при- чем плита между ними работает и армируется как сводчатое покрытие, ничем существенным не отличаю- щееся от описанных выше сводов, поэтому в добавоч- ном описании оно не нуждается. Во втором случае ос- новной несущей конструкцией являются ребра, а свод рассчитывается как неразрезная плита с рабочим на- правлением ее поперек ребер. По мере увеличения рас- стояния между ребрами значительно' возрастает также толщина плиты, конечно если она не рассчитывается как пространственная система, о чем будет сказано ниже. Такое увеличение собственного веса плиты, а следовательно и веса всего покрытия заставляет при- бегать к более экономичным решениям, что достигается применением продольных балок. В этом случае плита с рабочим направлением, совпадающим с направлением ребер, передает собственный вес, а также действующие на нее нагрузки вспомогательными балками, а те в свою очередь передают их совместно с собственным весом ребрам свода. Поперечные сечения ребер, а также необходимая арматура подбираются по значениям соответствующих изгибающих моментов и продольных сил, причем рас- чет производится из условия, что ребра воспринимают нагрузку от суммы двух примыкающих полупролетов. Горизонтальный распор каждого из ребер восприни- мается затяжками, подвешенными к специальным под- вескам; затяжки устраиваются только у пят ребер и рассчитываются по максимальному значению распора. При такой конструктивной схеме, когда ребра яв- ляются несущими, упраздняется необходимость в гори- зонтально работающих карнизных балках. Сама плита может устраиваться как поверху, так и понизу ребер; в общем случае верхнее расположение более целесообразно. Применение нижней плиты обычно вызывается производственными требованиями. Толщина плиты на всем ее протяжении должна под- бираться по наибольшему ее значению без выполнения приливов, так как устройство последних чрезвычайно затруднено по производственным соображениям из-за сложности установки криволинейной опалубки. Весьма интересное железобетонное арочное покры- тие, запроектированное Гипростроем над залом для бумажных машин Камского комбината, изображено на фиг. 334, 335 и 336. Это покрытие состоит из арок, расположенных в плане через 2 м, считая в осях, и соединенных понизу железобетонной неразрезной пли- той толщиной 6 см. Такое сближение арок вызвано было экономическими соображениями, так как при- кидка варианта с раздвинутыми на большее, чем 2 м,
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 267 расстояние между арками и с применением вспомога- тельных балок и идущими по ни.м неразрезными пли- тами дала значительно худшие показатели в отноше- нии количества железа и бетона. Одновременно с этим не представлялось возможным устроить тонкостенные своды Кольба вследствие изрезанное™ всего покрытия вентиляционными трубами с расположением отверстий в разных местах и кроме того асимметрично по отно- шению к аркам. Плита принята понизу по производ- ственным соображениям ввиду необходимости устрой- ства гладкого снизу потолка во избежание ребер и выступающих частей, на которых могла бы оседать влага, создавая образование падающих затем капель, тем более, что внутренние процессы в этом зале обу- словливали весьма влажную атмосферу. Кроме того применение нижней плиты позволило обойтись без штукатурки по сетке Рабитца. Основная несущая конструкция состоит из двух са- мостоятельных частей — нижней в виде жестких рам, поверх стоек которых идут продольные балки, несу- щие арки, и верхней, состоящей из трехпролетных арок с затяжками. Расстояние между стойками рам принято в 8 м, что при расстоянии между арками в 2 м дает по четыре арки на каждый пролет прогона. В со- ответствии с выбранной схемой расчет всей конструк- ции был разделен на две части: а) сначала произведен расчет ребер как трехпролетных неразрезных арок с затяжками на свободно вращающихся опорах, причем их форма выбрана в виде параболы с подъемом в х/« от крайнего пролета; б) затем рассчитаны жесткие рамы, поддерживающие продольные балки, несущие арки, причем продольные балки считались шарнирно связанными со стойками рамы; в свою очередь расчет этих продольных балок производился пои действии со- средоточенных нагрузок от опорных реакций арок. В основной системе расчета учитывались три арки с затяжками и шарнирами; таким образом расчет про- изведен в предположении, что жесткой связи с про- дольными балками не имеется. Продольные балки в стойки рам не заделаны, так как в случае жесткого соединения рам с этими продольными балками на се- чения арок передавались бы моменты от воздействия весьма тяжелых кранов грузоподъемностью в 20 и 30 т. Упругость затяжки в расчете не учитывалась в Фиг. 334. Арочное покрытие над залом для бумажных машин Камского комбината —поперечный разрез. Фиг. 335. Арочное покрытие над залом для бумажных машин Камского комбината — продольный разрез.
268 V. КРЫШИ Фиг. 336. Арочное покрытие над залом для бумажных машин Камского комбината — армирование арок. связи с тем, что для данного случая ее влияние ни- чтожно; если бы арки были запроектированы и рассчи- тывались как рамы с параболическими ригелями, то влияние упругости затяжки вследствие значительности ее величины необходимо было бы соответствующим образом учесть. 3. ТОНКОСТЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВОДЫ ТИПА КОЛЬБА Недостатком рамных или арочных конструкций, как видно из предыдущих примеров, является необходи- мость устройства между ними вспомогательных балок, несущих плиту, или в случае выполнения только одной плиты — необходимость сближения отдельных рам или арок на сравнительно небольшие расстояния друг от друга. Действительно, как было разъяснено выше, при учете работы плиты как плоскостной системы ее пролет не может быть большим, вследствие чего приходится ме- жду далеко расставленными рамами дополнительно устраивать вспомогательные балки. Таким образом приведенная высота покрытия в этом случае весьма значительна, так как помимо толстой плиты покрытие добавочно утяжеляется введением вспомогательных ба- лок. Конечно такое положение значительно ухудшает экономические показатели, причем собственный вес железобетона часто превосходит временную нагрузку до четырех раз. Значительным шагом вперед является поэтому при- менение тонкостенных железобетонных сводов типа Кольба, в которых плита рассматривается не как плоскостная система, а как пространственная. Идея устройства сводчатых покрытий Кольба основана на предположении, что плита работает не как балочная конструкция, а как сводчатая по сечению АВ (фиг. 337), проведенному под углом 45° к раме или арке, т. е. внешняя нагрузка воспринимается плитой по принципу двух пересекающихся сводов, и на каж- дое направление передается половина нагрузки. Эти своды являются защемленными между рамами или арками. Производим сечеиие АВ и проектируем его на плоскость А'В'', в, разрезе сечение между рамами или арками будет иметь сводчатое очертание с подъемом t и пролетом s = /Т • I. Проекция этого сечения cd на плоскость А'В' будет также сводчатой с тем же подъемом t, но с пролетом I. На основании данных геометрии получаем формулу для определения радиуса кривизны г. ,(2г„в=(4р2г_/)=4!Г=4+.<.. Наклонное сечение АВ с хордой cd = s и той же стре- лой t имеет радиус кршизнь'Г', который может быть опре- делен нз отношения1. с2 2/2 2г'-^ = -^ = 7Г = 2(2г-0, откуда г'==2г—~. При незначительной кривизне можно пренебречь ; тогда г' = 2г, где _ В . t г 8г + 2 • Далее определяем величину критической нагрузки на пли- ту, т. е. нагрузки, разрушающей плиту. Расчет производим по формуле: 4- 0,73 • Е
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 269 где л—число постоянное для данного случая и определяемое из условия, что критическая нагрузка имеет минимальную величину, a d — толщина плиты. Делением величины крити- ческой нагрузки на действительную получаем коэфициент запаса на устойчивость. Ввиду сравнительно плоской крыши не сделаем большой ошибки, если примем нагрузку действующей перпендику- лярно к своду. В этом случае на длине дуги ds имеем на- грузку р ds (фиг. 338), которая вызывает сжимающую силу N. Заменяем дугу хордой и из подобия треугольников АВС и ODK получаем: N г р • ds ds ’ в) находят значение критической нагрузки из Г + °’73-£-^ ”2-1 2пЗ—1,3 - вместо п подставляют различные целые числа и определяют пкр, причем наименьшее ркр является истинным; г) находят коэфициент запаса на устойчивость откуда Ркр ; РдеПств и напряжение в бетоне N р-г d ~ d ' Ход расчета, составленный проф. Залигером и обрабо- танный проф. С. С. Давыдовым, заключается в следующем: а) подсчитывают нагрузки, действующие на плиту; б) определяют значения радиуса кривизны г; практически К равняется 6—7, но может быть в результате постановки опытов несколько снижен; д) находят напряжения бетона—действительное и критиче- ское; при этом действительное напряжение должно быть меньше допускаемого, а критическое не должно превышать временного сопротивления сжатию, в противном случае необ- ходимо найти ркр из условия, чтобы временное сопротивление сжатию было равно критическому. Фиг. 337. К расчету тонкостенного овода типа Кольба. Фиг. 338. К расчету тонкостенного свода типа Кольба. Фиг. 339. Двухпролетная ряма с параболическим ригелем и повышенной затяжкой и сводом типа Кольба в правом пролете. Фиг. 340. Армирование тонкостенного свода типа Кольба. Фиг. 341. Внутренний вид на тонкостенный свод типа Кольба.
770 V. КРЫШИ 840---------------------, Фиг. 342. Арка с тонкостенным сводом типа Кольба. Первое тонкостенное сводчатое покрытие типа Кольба при рамной несущей конструкции было осу- ществлено в 1929 г. в корпусе текущего ремонта на автобазе Наркомсвязи в Москве. Сама железобетон- ная рама с параболическим ригелем и затяжкой изо- бражена на фиг. 339; армирование свода типа Кольба в корпусе текущего ремонта показано на фиг. 340.. причем каждый прут плана- соответствует двенадцати прутьям в укладке. Внутренний вид на это покрытие изображен на фиг. 341. В связи с получившимися при расчете этого свода с толщиной в 6 см большими запасами прочности можно было бы выполнить его более тонким; однако благодаря производству работ не торкретным, а обыч- ным способом, была оставлена толщина в 6 см. По расчету арматура не требовалась, но по конструктив- ным соображениям была принята арматура в обоих направлениях по 12 0 6 мм на 1 м; кроме того на опоре дана двойная арматура на момент заделки. Покрытия по системе Кольба впервые появились в Австрии, где были произведены опыты Венским строи- тельным обществом, которые целиком оправдали те- оретические соображения, положенные в основу рас- чета. Сравнивая покрытие цеха текущего ремонта с соответствующими конструкциями в Австрии и Герма- нии, необходимо отметить, что наш опыт этого вида облегченной конструкции в железобетонной практике является более смелым решением данной задачи. Действительно, в то время как покрытия в Австрии, имея в качестве несущей конструкции раму пролетом 16 м и с подъемом кругового очертания, находятся в лучших условиях работы плиты, так как сечения под Фиг. 343. Армирование тонкостенного свода типа Кольба. углом в 45° имеют одинаковую и большую кривизну, что увеличивает значение критического груза, плиту помещения над текущим ремонтом необходимо было выполнить аналогичной с соседним сборочным цехом, т. е. очерченной по параболе, а в пятах — по каса- тельной к ней. Произошло это • потому, что вначале предполагалось в обоих пролетах сделать плиту по вспомогательным 'балкам, и лишь после того как часть покрытий корпуса текущего ремонта находилась уже в стадии работы решено было произвести опыт по устройству плиты в виде сводов системы Кольба. Ко- нечно такая плита имеет незначительную кривизну в пятах, приближающуюся к нулю, что значительно уменьшает величину критической нагрузки. Однако, несмотря на худшие условия работы, а также на укладку не торкретбетона, а пластичного гравелистого бетона, эта конструкция вполне оправдала себя на практике. Несущей конструкцией для тонкостенных сводов мо- гут служить также арки, причем в этом случае полу- чается меньшее сечение колонн. Такого рода покрытия в виде двухшарнирных арок с затяжками впервые при- менены были на своем' строительстве ВСУ РККА; в настоящее время арки — однопролетные или много- пролетные—со сводами типа Кольба являются типовым решением при устройстве огнестойких зон в целом ряде крупных фабрично-заводских предприятий. На фиг. 342 изображена одна из таких огнестойких зон для термического цеха инструментальной стали Дне- простали. Пролет каждой арки равняется 21 м при расстоянии между ними в 6 м и с поперечным сече- нием 35 X 75 см. В средней части на протяжении 8,4 м своды прерываются для устройства фонаря. Армиро- вание сводов толщиной 7 см произведено согласно фиг. 343 арматурой в обоих направлениях по 10 0 6 мм. Затяжки предусмотрены в двух вариантах — из швеллеров (деталь 1, фиг. 344) и из круглого железа (деталь 2, фиг. 344). В первом случае затяжки состоят из двух швеллеров <№ 18, расставленных на 120 мм друг от друга. Крайний опорный узел выполнен из 12-миллиметрового котельного железа в виде клепаного башмака кругового очертания, а средний—.в месте стыков швеллерного железа — состоит из двух накла- док также из 12-миллиметрового котельного железа, распертых посередине отрезком швеллера № 26, дли- ной равного ширине накладок — 300 мм. Швеллера затяжек окружены 6-миллиметровыми хомутами через 20 см и покрыты бетоном с поперечным сечением' 26 X 30 см. Во втором случае затяжки состоят из 3 0 Г/8"; их поперечное сечение равняется 9 X 30 см. Затяжки поддерживаются тремя подвесками— в пер- вом варианте сечением 10 X 30 см с двумя 16-милли- метровыми прутками, а во втором — подвесками сече- нием 5 X 15 см. На концах прутков сделана резьба с навернутыми гайками, поверх которых надеты отрез- ки швеллеров № 10.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 2?1 Крайний опорный узел Деталь подвески Фиг. 344. Устройство затяжек у арокс тонкостенными сводами типа Кольба: 1—вариант затяжки из швел- леров, 2 — вариант затяжки из круглого железа. 4. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СВОДЧАТЫЕ ПОКРЫТИЯ СИСТЕМЫ ЦЕЙСС-ДИВИДАГ Если применение покрытий со сводами типа Кольба дало огромный сдвиг в сторону снижения стоимости железобетонных конструкций, то своего рода револю- цией в этом деле можно считать устройство цилиндри- ческих сводчатых покрытий больших пролетов. Эти своды были предложены немецкими инжене- рами проф. Бауэрсфельдом (фирма Цейсе в Иене) и Ф. Дишингером, разработавшими также совместно с инж. У. Финстервальдером метод их расчета. Пионером применения тонкостенных оболочек в Советском союзе является инж. С. 3. Гинзбург, спро- ектировавший в 1928 г. такой свод для Харьковского почтамта и в дальнейшем выполнивший сводчатое по- крытие той же конструкции над помещением моек в гараже Наркомсвязи. Третье такое покрытие в Со- ветском союзе было построено на Сельмашстрое в Ростове-на-Дону, а в настоящее время эти оболочки осуществляются на ряде строительств, в том числе на алюминиевом комбинате Днепрокомбината, сборные нижние несущие конструкции для которых описаны в отделе VI «Сборные железобетонные конструкции». Основным достоинством этих оболочек является воз- можность покрытия ими значительных пролетов без промежуточных колонн, доходящих в заграничной практике до 50 м, как например над построенным в 1928 г. большим рынком во Франкфурте-на-Майне. При ширине в 14,1 м рабочий пролет этого свода равняется 36,9 м, однако в связи с опиранием по краям на на- клонные стойки удалось получить ширину покрытия з плане равной 50 м. Незначительные толщины, применяемые в конструк- циях сводов-оболочек, равные 5—8 см, в первый пе- риод их строительства обусловливались наличием не- больших изгибающих моментов, возникающих по тол- щине сводов-оболочек при условии выполнения кривой поперечного сечения свода с вертикальными касатель- ными у краев. В этом случае при равномерно распре- деленной по поверхности свода нагрузке, соответствую- щей собственному весу, а также при нагрузке, изме- няющейся по поперечному сечению свода по закону косинуса, соответствующей снегу, расчет сводов про- изводился по безмоментной теории. В то время как своды обычного типа работают в од- ном направлении, своды-оболочки работают в двух на- правлениях— поперек образующей как своды, а вдоль нее как балочная конструкция с большим мо- ментом инерции. Для образования покрытия какого-либо помещения обычно несколько сводов располагаются своей длиной поперек помещения, причем количество этих сводов берется в зависимости от площади покрываемого плана. Тонкостенное сводчатое покрытие эллиптического очертания по системе Цейсс-Дивидага, осуществленное над мойкой в гараже Наркомсвязи, изображено в перспективе на фиг. 345; всего было применено три свода длиной по 19 м, при ширине сводов 9,2 + 10,7 + + 9,2 = 29,1 м и толщине 6 см. Вооружение свода сделано перекрестным и состоит из 10 0 8 мм в каж- дом направлении (фиг. 346). На могущий возникнуть изгибающий момент от неравномерной нагрузки у края свода по конструктивным соображениям поста- влена дополнительная арматура. У торцовых стенок сделано утолщение плиты с дополнительным армиро-
272 V. КРУШИ Фиг. 345. ^Цилиндрическое сводчатое покрытие по системе Цейсс- Дивидаг. Фиг. 346. Цилиндрическое сводчатое покрытие по системе Цейсс- Дивидаг — арматура в месте примыкания двух сводов. Фиг. 347. Цилиндрическое сводчатое покрытие по си- стеме Цейсс-Дивидаг — армирование места примы- кания двух сводов. ванием на момент заделки. В общем армирование та- кого свода особых затруднений не представляет, за исключением одного весьма тяжелого места, а имен- но примыкания двух оболочек. Как видно из фиг. 347, вследствие подхода края одного свода к краю другого ширина балки получается в 30 см при ее вы- соте около 1,5 м, что, естественно, весьма осложняет установку и вязку арматуры. Кроме того в этом месте приходится делать специальную ендову для уничтоже- ния образования снеговых мешков, что, правда, особых затруднений не встречает. Общий вид на готовую арматуру изображен на фиг. 348. При бетонировании сводов на автобазе Наркомсвя- зи было отступлено от принятого у немцев способа производства работ при помощи торкретирования. Сделано это было из экономических соображений, так как на основе произведенных расчетов было доказано, что стоимость торкретбетона у нас обходится почти в два раза дороже пластичного бетона, что вполне есте- ственно, если принять во внимание разное взаимоот- ношение между оплатой рабочих рук и стоимостью механизмов у нас и в Германии. Бетон подбирался по методу проф. Беляева, причем применялся бетон с ас- фальтовым гравием, с крупностью зерен не свыше 1,5 см. Состав бетона получился 1 : 2 : 3, а в наиболее ответственных местах 1 : 1,5 :2. На крутом подъеме свода работа велась штукатурным способом при по- мощи намазки с легким трамбованием, причем во из- бежание сползания в этой части покрытия консистен- ция бетона бралась средней между трамбованной и пластичной, что позволило избежать устройства вто- рой опалубки. Несмотря на, ручной способ производ- ства работ, внутренняя поверхность, как это видно на фиг. 349, получилась вполне удовлетворительной. Что касается опалубки, то ее устройство для оболо- чек должно производиться особенно тщательно с пра- вильной разработкой методов распалубливания во из- бежание появления дополнительных напряжений, весь- ма опасных для тонкостенной оболочки. В Германии поэтому при постройке оболочек применяется специ- альная опалубка на разборных металлических лесах, позволяющих обеспечить абсолютно правильное очер- тание кривой свода и одновременно, с этим получить возможность равномерного раскружаливания сводов. На автобазе Наркомпочтеля опалубка была выпол- нена однако обычного типа, причем леса ставились из расчета одной стойки на 10—12 м2 проекции покры- тия, по которым давались дополнительные фермочки, несшие ребра и опалубку. Раскружаливание произво- дилось при помощи поперечных пропилов в стойках; эти пропилы благодаря выводу тонких слоев дерева укорачивали стойки и тем самым давали возможность плавно раскружаливаться своду. Другие оболочки эллиптического очертания в огром- ном масштабе были осуществлены в 1931 г. над элек- тролитным цехом Днепровского алюминиевого комби- ната. Нижние несущие части для оболочек были вы- полнены по сборному методу. Электролитный цех состоит из шести корпусов дли- ной по 166,4 м и шириной по 33,06 м (фиг. 70, 71, 72 и 73). В связи с допущением по производственным со- ображениям одного ряда внутренних опор своды по
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ 273 длиней образующей разделены на два про- лета по 16,53 м каждый; ширина сводов равняется 11 м. Следовательно каждый корпус покрыт 15 сводами, разделенными на три секции посредством двух темпера- турных швов. Толщина сводов, принятая постоянной во всех сечениях, равняется 6 см. Поверх сводов сделана весьма неудач- ная утепленная кровля в виде 9-сантиметро- вого шлакобетонного слоя с рубероидным водонепроницаемым покровом, в результате чего расчетная нагрузка от собственного веса свода и кровли и от снега получилась весьма значительной — в 400 кг/м2 поверх- ности. Более целесообразным следует при- знать устройство в данном случае пенобе- тонного слоя (с трепелом), так как при одинаковом почти потреблении цемента, как у шлакобетона, пенобетонная корка позволила бы уменьшить расчетную на- грузку свыше, чем на 20%. Такое облег- чение веса в свою очередь дало бы возмож- ность получить более экономное общее ре-’ шение. Торцовые стенки спроектированы в виде двух поясов — верхнего криволинейного и нижнего горизонтального, соединенных стойками и 10-сантиметровой железобе- тонной стенкой. Средняя балка жесткости, идущая по внутренним опорам, выполнена с горизонтальным верхом, несколько возвы- шающимся над ключом. Сечение бортовых балок равняется 15 X 30 см. Расчет про- изведен как двухпролетной конструкции. Армирование выполнено одиночной армату- рой, уложенной в двух направлениях под углом 45° к образующей свода. Перед внедрением в практику цилиндри- ческие оболочки неоднократно подверга- лись пробным испытаниям на специально осуществленных моделях. Первое такое испытание было произведено в 1925 г. не- мецкой фирмой Дикергоф и Видман над сводом шириной 4 М, ДЛИНОЙ 6 М И ТОЛЩИ- Фиг. 349. ной 1,5 см. Результаты испытания оказа- лись весьма благоприятными, так как, не- смотря на нагрузку в 500 кг/м2 площади проекции свода, не было замечено прогиба. Дальнейшие .испы- тания в Германии, в частности над пробной моделью франкфуртского рынка, дали исключительно удовле- творительные результаты. В Советском союзе испыта- ния были произведены на Сельмашстрое; результаты оказались также весьма благоприятными. За последние годы на Западе отказались от так на- зываемых безмоментных сводов с вертикальной ка- сательной по краям и перешли преимущественно к оболочкам кругового очертания с невертикальной ка- сательной по краям, у которых влияние изгибающих моментов значительно. Бортовая балка при этом вы- полняется таким образом, чтобы продольные края обо- лочки были достаточно жесткими на изгиб в горизон- тальной плоскости. В настоящее время ЦНИПС под руководством проф. А. А. Гвоздева совместно с инж. А. А. Гольден- вейзером разработана общая теория расчета сводов- оболочек с учетом изгибающих и крутящих момен- тов, дающих возможность рассчитывать цилиндриче- ские своды-оболочки кругового очертания под любую нагрузку. Кроме того разработан практический ме- тод расчета цилиндрических оболочек любого очер- Фиг. 348. Цилиндрическое сводчатое покрытие по системе Цейсс- Дивидаг — общий вид на готовую арматуру. Цилиндрическое сводчатое покрытие по системе Цейсс- Дивидаг — внутренний вид. тания и складчатых покрытий, не учитывающий кру- тящих моментов, а также изгибающих моментов в на- правлении образующей, как мало влияющих на ре- зультаты. Эта работа произведена инж. В. 3. Вла- совым. В случае необходимости устройства верхнего света в ключевой части свода оставляется отверстие, обра- мленное бортовыми балками с обжатием последних ча- сто поставленными поперечными балками. Остекление обычно производится стеклами Кепплера в виде свето- вых люков. 5. СКЛАДЧАТЫЕ ПОКРЫТИЯ Одновременно с разработкой и усовершенствова- нием сводов-оболочек в Германии приступлено было к устройству так называемых складчатых покрытий, дающих большие производственные преимущества бла- годаря простоте выполнения работ. В общем случае складчатое покрытие представляет собой ряд наклоненных друг к другу тонких железо- бетонных плит (фиг. 350), нагруженных действующей сверху вниз вертикальной нагрузкой. По линиям ABODE... и Ах Bj Ci Dt Bi..., т. е. по торцам этих Цветаев. 35
274 Г. КРЫШИ плит, идут ребра жесткости, так называемые шайбы, в которые закреплены торцы системы. Таким образом шайбы служат опорами для всей конструкции. В точ- ках А, С,.Е,... и Л, Съ Е,. .. имеются опорные точки в виде отдельных колонн, причем между опорными точ- ками по линиям1 AAlt CCi, ЕЕг. . . никаких дополнитель- ных опор не требуется. Эта неразрезная плита работает под равномерно распределенной сплошной нагрузкой как простран- ственная система. Статический расчет производится условно без учета упругого смещения складок AAi, ССг, ЕЕги с не- подвижными точками А, С, Е ... и Alf Cu Е,.... Вер- тикальная равномерно .распределенная нагрузка р (фиг. 351) при расчете раскладывается на два напра- вления — параллельно наклону плиты и перпендику- лярно к ее плоскости. Составляющая нагрузки по касательной к наклону плиты pt вызывает изгиб в плоскости А-Ат-В-Вц причем жесткость плиты, со- противляющейся этому изгибающему моменту, исчи- сляется при рабочей высоте плиты, равной АВ, и при ширине сечения, равной толщине плиты, т. е. плита работает как балка с весьма большим моментом инер- ции. Нормальная составляющая pN вызывает изгибаю- щие моменты в плоскости чертежа, т. е. перпендику- лярно к линии ABCDE ..., причем плита рассчиты- вается как развернутая горизонтальная плита на свободных опорах А, В, С, D, Е. .. Упругая осадка опор А, В, С, D, Е ... условно в расчете во внимание не принимается. Под влиянием нагрузок pt в линиях перелома ААг. ВВц СС,... возникают срезывающие силы Т, действую- щие параллельно переломам АА,, ВВт, СС, и вызываю- щие в сечении плиты некоторые напряжения, суммирую- щиеся с напряжениями от изгиба. Непременным усло- вием для равновесия всей системы является равенство напряжений в точках перелома. На основании этого условия составлены уравнения равновесия узлов в ме- стах перегиба. Решение этой системы уравнений пер- вой степени с количеством неизвестных, равным коли- честву перегибов, дает величины срезывающих уси- лий Т, после чего производится подбор сечений на вне- центренное сжатие и внецентренное растяжение. Ребра жесткости, располагаемые в торцах складок, рассчитываются на сжатие от опорных реакций сил pt и на изгиб от нормальных составляющих pN~ Гори- зонтальный распор в опорных точках А, С, Е... воспри- нимается затяжками, располагаемыми только по ли- ниям колонн. Кроме того ребра проверяются на ска- лывающие усилия, вызываемые нагрузкой рг Основные данные по устройству складчатых покры- тий были приведены инж. Эйлерсом (Ehlers) в журн. «Bauingenieur» в № 8 за 1930 г. и кроме того в «Beton u. Eisen» в № 15 и 16 за 1930 г. Вывод формул для расчета произведен Гипростроем под руководством проф. П. JI. Пастернака. Одним из достоинств складчатых конструкций яв- ляется возможность покрытия ими больших про- странств без промежуточных опор в направлении, пер- пендикулярном к складкам; в направлении, параллель- ном складкам, т. е. по линии АА,, пролет ограничи- вается примерно 12 м. Одновременно с этим такие покрытия дают значительную экономию в количестве бетона, а следовательно и в собственном весе кон- струкции, что благоприятно отражается на опорных элементах. Кроме того чрезвычайно упрощается опа- лубка. Что касается железа, то от применения этого типа покрытий в нем особой экономии обычно не по- лучается. При конструировании складчатых покрытий необходимо весьма тщательно прорабатывать вопрос о быстром удалении с крыши снега во избежание обра- зования снеговых мешков, могущих дать добавочные непредусмотренные нагрузки. С этой целью в нижних складках над плитой, но под деревянным разжолоб- ком, прокладываются паровые трубы центральной си- стемы отопления, посредством которых производится таяние скопившегося льда или онега. Однако такое решение как снижающее огнестойкость покрытия не может считаться целесообразным. При невозможности выполнения условия быстрого удаления снега пределы применения складчатых по- крытий ограничиваются бесснежными районами. Складчатое покрытие, запроектированное Гипро- строем для железнодорожных мастерских на станции Медживань, расположенной в местности около пер- сидской границы (фиг. 352, 353 и 354), состоит из железобетонных тонких плит толщиной в 6 см с оди- Фиг. 351. К расчету складчатого покрытия. Фиг. 352. Складчатое покрытие над кузницей ст. Мед- живань— план и схема.
фиг. 353. Складчатое покрытие над кузницей ст. Медживань— план арматуры плиты.
276 К КРЫШИ Фиг. 354. Складчатое покрытие над кузницей ст. Медживань: вверху—-поперечный разрез плиты и внизу — арми- рование внутренней шайбы. нарной нижней арматурой в пролете и двойной армату- рой и утолщенной -плитой в местах перегибов. В верти- кальном разрезе они имеют подъем относительно горизонтальной плоскости со стрелой подъема, равной 1,09 м. Линии перегибов идут через 2,375 м в плане. Крайние шайбы расположены непосредственно на на- ружных стенах, а внутренняя — на ряде колонн, от- стоящих от одной грани стены на расстоянии 9,35 м, а от другой —12,45 м. Шаг колонн в поперечном направлении получился в 4,75 м. Арматура плиты принята из 6-миллиметрового же- леза за исключением линий перегибов, где она усилена и доведена до 112" (фиг. 353 и 354). Армирование шайб произведено 112" железом, причем их сечение равняется 25 X 30 см (фиг. 354). Затяжки сечением 10 X 25 см состоят из шести стержней 16 мм. Весьма интересное складчатое покрытие запроекти- ровано для. здания сушильно-оберточного отделения Камской бумажной фабрики (фиг. 68 и 69). Кор- пус представляет собой прямоугольник, разбитый на три неравных пролета. Покрытия всех трех пролетов предположены складчатыми. 6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ На основе анализа описанных выше конструкций можно притти к выводу, что после автоматического заимствования из деревянного и металлического строи- тельства деления конструкций на главные и второсте- пенные балки по мере развития теории железобетона была использована жесткость соединения железо- бетонных элементов, давшая значительно лучшие ре- зультаты и позволившая покрывать площади весьма больших пролетов; в дальнейшем техническая мысль пошла по совершенно правильному пути, а именно по использованию основного свойства железобетона — его монолитности. В результате целого ряда исканий, преимущественно в Германии, появились конструкции, основанные на пространственной работе сооружений в виде тонкостенных сводчатых или складчатых покры- тий, весьма удачно перенесенные к нам и позволяющие: в ближайшем будущем после прекращения дефицит- ности арматурного железа вновь вернуться к постройке: огнестойких и безопасных в пожарном отношении фабрично-заводских зданий с экономичными железо- бетонными покрытиями. ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ Покрытия по металлическим конструкциям состоят из стропильных ферм, прогонов, • связей и кровли. Фермы являются основной и несущей частью покрытия, воспринимающей на себя как собственный вес. послед- него, так и действующие на него внешние нагрузки. 1. СИСТЕМЫ СТРОПИЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Стропильные конструкции распадаются на две си- стемы — плоскостные и пространственные. Первые — системы, состоящие из ряда плоских ферм, на которые внешние силы оказывают действие в их плоскости. Вто- рые — системы, состоящие из пространственного со- четания отдельных элементов, находящихся в равнове- сии благодаря своему взаимному расположению и связи. К первым относятся балочные, консольные и арочные фермы, а ко вторым »— купольные, пирамидальные, шатровые и цилиндрические сетчатые покрытия. Как в плоскостных, так и в пространственных си- стемах отдельные фермы соединяются посредством связей. В пространственных системах последние обыч- но расположены кольцеобразно, соединяя главные части, и — диагонально в каждой панели между этими частями. В плоскостных же системах связями служат прогоны, идущие параллельно коньку, а также диаго- нальные раскосы, лежащие • в плоскости прогонов и образующие ряд отдельных тпеугольников; таким обра- зом прогоны и диагонали делают систему геометри- чески неизменяемой.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 277 А. Плоскостные стропильные фермы Плоскостные фермы представляют собой конструк- ции, по периметру которых расположены верхние и нижние пояса ферм, а пространство между последними заполнено решоткой, состоящей из стоек и раскосов или одних раскосов; вместо решотки в некоторых слу- чаях применяется сплошная стенка. В зависимости от конфигурации, образованной эле- ментами ферм, последние носят различные названия. Главные виды балочных стропильных ферм следующие: простая треугольная ферма, немецкая, английская, Фпанцузская— простого и сложного типа Полонсо, бельгийская, серповидная ферма, ферма с треугольной решоткой и стойками и т. п. Простая треугольная ферма (фиг. 355, деталь 1) со- стоит из двух треугольников, у котооых две совмещен- ные стороны являются стойкой решотки; остальные стороны образуют верхний и нижний пояса с внешним входящим углом в нижнем среднем узле. Примене- ние ее ограничивается пролетами примерно 4—6 м. У немецкой фермы (фиг. 355, деталь 2) верхний пояс имеет излом в средней части, а нижний пояс, с пере- гибом также в средней части, образует внешний входя- щий угол. Средние узлы обоих поясов соединяются вертикальной стойкой. Кроме того из нижнего среднего узла выходят два раскоса до пересечения с панелями верхнего пояса, деля каждую из последних на две части. Направление раскосов совпадает с направлением панелей нижнего пояса. Эти немецкие фермы при- меняются для пролетов 6^-10 м. В английской ферме (фиг. 355, деталь За и Зб) верхний пояс, а иногда и нижний имеют такое же очертание, как в немец- кой. Правая и левая половины верхнего пояса разделены на равные панели, причем из точек деления опущены на нижний пояс вертикальные стойки, за исключением крайней панели (деталь Зб), где стойка от- сутствует. Раскосы в соответствии с двумя разновидностями английской фермы имеют два направления; на детали За изображены восходящие к середине раскосы, а на де- тали З6 — нисходящие. В первом случае растянутыми являются раскосы, а стойки сжаты; во втором же случае, Наоборот,— стойки растянуты, а раскосы сжаты. На- правление раскосов в первом случае более рационально, так как сжимаются более копоткие стержни. В зависимости от числа панелей верх- него пояса английская ферма может при- меняться для разных пролетов — при шести панелях для пролетов 15—16 м, а при вось- ми — для пролетов от 18 до 22 м. Кроме того фермы этого типа могут устраиваться также с фонарем (фиг. 355, деталь 4). Французская ферма Полонсо простого типа (фиг. 355, деталь 5) имеет один сред- ний излом в верхнем поясе и два симмет- ричных излома в нижнем. Из узлов ниж- него пояса идут перпендикулярно к на- правлению верхнего пояса стойки, деля каждую сторону последнего на равные части. Пара раскосов соединяет точку из- лома верхнего пояса с точками перегибов нижнего. В общем ферма Полонсо пред- ставляет собой как бы две опрокинутые фермы, вершины которых, обращенные вниз, соединены затяжкой. Пределы их применения колеблются от 10 до 12 м. Сложная французская ферма Полонсо (фиг. 355, де- таль б) отличается от предыдущей тем, что каждая панель верхнего пояса разделена на две части и из точек деления восставлены перпендикуляры, образую- щие короткие боковые стойки; одна из них упирается в крайнюю панель нижнего пояса, а другая в главный раскос. Дополнительные раскосы с каждой стороны фермы идут от верхних точек средних стоек к нижним точкам боковых стоек. Сложная ферма Полонсо употребляется для пролетов 17—24 м. Конструкция этих ферм выполнена вполне рационально, так как сжатые элементы предусмотрены более короткими, чем растянутые. Фермы Полонсо могут устраиваться также с фона- рями, причем конструкция фонарей вводится в работу самих ферм (фиг. 355, деталь 7); при этом верхний пояс получается с изломом, образуя входящий угол. Болёе крутые верхние панели несут на себе остекление. В некоторых случаях применяются разновидности ферм Полонсо (фиг. 355, детали 8 и 9). У первой — каждая панель верхнего пояса представляет серповид- ную ферму, а у второй — верхний пояс состоит из ре- шотчатых балок. У бельгийской фермы (фиг. 355, деталь 10) каждая Фиг. 355. Системы балочных металлических стропильных ферм.
278 V. КРЫШИ Фиг. 356. Системы металлических консольных и арочных ферм. сторона верхнего пояса разделена на равные панели и из точек деления восставлены перпендикуляры, на- правленные вниз и образующие стойки, упирающиеся в нижний пояс, две точки излома которого находятся в местах пересечения с верхними стойками. Симме- трично расположенные раскосы соединяют точки деле- ния верхнего пояса с нижними концами этих стоек. Бельгийская ферма, так же как и фермы Полонсо. сконструирована в соответствии с действующими в отдельных элементах усилиями. Фермы этого типа могут применяться также с фо- нарями (фиг. 355, деталь 11). Верхний пояс серповидных ферм (фиг. 355, деталь 12) представляет собой вписанную в параболу или дугу окружности ломаную линию из четного числа равных панелей. Из точек деления каждой стороны верхнего пояса идут вниз параллельные между собой стойки, опирающиеся в нижний пояс, который также образует ломаную линию с точками перелома в местах пересече- ния с нижними концами стоек. Что касается раскосов, то они сделаны нисходящими по направлению к сере- дине фермы. Нижний пояс серповидных ферм иногда делается пря- мым, причем вся решотка в этом случае состоит из раскосов (фиг. 355, деталь 13). Основной конструктивный недостаток большинства вышеперечисленных систем заключается в устройстве опорных узлов, в которых под острым углом сходятся пояса. Более правильно поэтому сохранять некоторую высоту ферм на опорах, не доводя ее до нуля. Вместе с тем эти фермы имеют объединяющее на- чало— их очертание выбрано в соответствии с требуе- мым кровлей уклоном и в зависимости от условий рас- положения ферм на каменной стене. В настоящее время, когда фермы обычно составляют часть попереч- ной рамы каркасного здания, приходится выбирать дру- гие решения с более низкими весовыми характеристи- ками. Описание таких ферм приведено ниже. Кроме балочных ферм к плоскостным системам от- носятся консольные фермы. В общем случае консольные фермы могут быть навесными или консольно-балочными. Первыми назы- ваются фермы, у которых один конец закреплен в не- подвижной опоре, а другой свободен; ко вторым от- носятся балочные стропильные фермы со свешенными концами. Для предохранения от вращения навесной фермы во- круг ее опоры верхний узел закрепляется посредством анкера (фиг. 356, деталь 1) или же ферма подвеши- вается к опоре при помощи тяжа (фиг. 356, деталь 2); вместо тяжа можно применять также подкос (фиг. 356, деталь 3). В двух последних случаях верхний узел фермы не закрепляется к стене во избежание статиче- ской неопределимости. В консольных фермах, в отличие от балочных, верх- ний пояс растянут, а нижний сжат. Что же касается консольно-балочных ферм, то, имея две опоры, они отличаются от обычных балочных ферм наличием одного или двух свешивающихся концов. Такие однОконсольные фермы показаны на деталях 4 и 5 фиг. 356, а двухконсольные — на детали 6 той же фигуры. Наконец к последнему типу плоскостных ферм от- носятся арочные. Арочные стропильные фермы отличаются от балоч- ных тем, что даже вертикальные нагрузки вызывают в них горизонтальный распор. Их шарнирные опоры де- лаются неподвижными. Двухшарнирная арка однажды статически неопределима, поэтому для ее превращения в статически определимую требуется устройство еще одного шарнира в любом месте арки; обычно однако он устраивается по оси симметрии в ключе арки. В обоих случаях для восприятия горизонтального распора можно делать затяжку (фиг. 356, детали 7, 8 и 9); направление последней может быть горизон- тальным или с подъемом. Во избежание провисания от собственного веса затяжка обыкновенно соединяется с аркой посредством подвесок. Для обеспечения пра- вильности работы затяжки одну из неподвижных опор арок в этом случае устраивают скользящей. Б. Пространственные системы стропильных конструкций Пространственные системы покрытий разделяются на купольные, пирамидальные, шатровые и цилиндриче- ские сетчатые. При расчете этих конструкций рассматривается вся совокупность стержней системы без выделения отдель- ных ферм. Купольные покрытия в общем случае распадаются на два основных вида: на конструкции, образованные по- средством радиального расположения плоскостных ферм, и на собственно купольные покрытия, работаю- щие как пространственные системы. В первом случае
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 279 при небольших пролетах отдельные фермы сходятся около центра купола и соединяются общим фасонным листом, причем пространство внутри купола не является свободным. При пролетах значительной величины радиальные фермы обычно упираются своими верхними концами в жесткое опорное кольцо, могущее служить также основанием для фонаря. Для освобождения внутреннего пространства купола плос- костным фермам иногда придают серповидную форму с небольшой высотой (фиг. 357, деталь 1), что делает их Схожими по внешнему виду с пространственными ку- полами. Отдельные фермы, образующие купол, соединяются друг с другом прогонами; кроме того каждая пара ферм соединяется поперечными диагональными связями. Опоры в таких фермах двоякие — на наружных стенах подвижные, а на другой стороне — неподвижные. Основное отличие этой системы от действительно пространственной заключается в том, что прогоны, связывающие между собой отдельные фермы, не испытывают продольных усилий, а работают только как обычные балки. В системах пространственных, в полном смысле этот слова, покрываемое пространство свободно от конструк-. тивных частей, причем все работающие стержни разме- щаются лишь по внешней поверхности. Кольцеобразно расположенные элементы в данном случае являются неотъемлемой частью конструкции и работают наравне с остальными. В свою очередь чисто пространственные системы купольных покрытий распадаются на два вида — на сетчатые купола и шведлеровские купола. Сетчатые купола состоят из горизонтально лежащих в разных по высоте плоскостях колец и расположенной между ними сети треугольников, причем1 в меридиональ- ных плоскостях ребер у них не имеется (фиг. 357, дета- ли 2а и 2б). Устройство такого купола возможно Лишь над- правильным многоугольником с нечетным числом сторон, так как при четном их количестве он будет геометрически изменяем. Второй вид купольных покрытий—шведлеровский — с поверхностью, являющейся поверхностью тела враще- ния (фиг. 357, деталь 3) состоит из следующих элемен- тов: а) дугообразных ребер, поставленных в меридио- нальных плоскостях и опирающихся нижними своими концами на опорное кольцо, а-верхними в верхнее кольцо; б) горизонтальных колец, лежащих в разных плоскостях и связывающих ребра, и в) диагональных раскосов в трапецевидных панелях, расположенных или по два крестообразно в каждой панели или по одному. Следующий вид пространственных систем — пирами- дальные; они отличаются от купольных покрытий фор- мой своих ребер: в то время как ребра куполов обычно очерчиваются по кривой, ребра пирамидальных крыш прямолинейны. Третий тип пространственных систем покрытий — шатровый — обыкновенно представляет собой ряд дву- скатных балочных ферм. К крайним из них примыкают диагональные фермы, выходящие из углов периметра перекрываемого плана. При соответствующем закре- плении узлов можно рассматривать такие стропильные фермы как пространственное сочленение стержней. Наконец последняя пространственная система — цилиндрические сетчатые покрытия Феппля (фиг. 357, деталь 4) — представляет собой ряд отдельных, в виде арок, ферм, опирающихся на продольные стены покры- ваемого прямоугольного здания. Устойчивость этих ферм, самих по себе изменяемых, зависит от связываю- щих их между собой продольных прогонов и лежащих на поверхности покрытия диагональных раскосов. Фиг. 357. Металлические купольные и цилиндрические сетчатые покрытия. Таким образом раскосы и прогоны являются рабочими стержнями пространственного сочленения. Фронтоны у цилиндрических покрытий должны быть неподвижны и служить поддерживающими частями; кроме того от- ношение длины покрываемого здания к его ширине не должно быть велико, с максимальным пределом, как 2:1. 2. КЛЕПАНЫЕ КОНСТРУКЦИИ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ Согласно техническим условиям все основные несу- щие части, работающие на изгиб или осевое усилие, должны быть жесткого профиля, причем применение плоского железа в качестве самостоятельного сечения разрешается лишь для второстепенных элементов. Для основных рабочих элементов клепаных конструк- ций не допускается применение листов или фасонных профилей толщиной менее 4 мм, если даже по расчету им могли быть приданы меньшие размеры. Для верти- кальных стенок сплошных балок и арок указанный пре- дел повышается до б мм. Для возможности правильного размещения заклепок
280 V. КРЫШИ и болтов в стыках и прикреплениях не допускается при- менение в основных рабочих элементах уголков с шири- ной склепываемой полки менее 45 мм. При выборе диаметра заклепок следует стремиться к применению заклепок одного диаметра по всей кон- струкции и в крайнем случае применять не более двух диаметров. Конструкция стыка или прикрепления должна обес- печивать возможность передачи или восприятия наи- большего возможного усилия или момента, действую- щего в стыке, причем во избежание дополнительных напряжений от эксцентричной передачи усилия следует стремиться к симметричной конструкции стыка или прикрепления. При конструировании узлов сквозных ферм линию центров тяжести сечений каждого стержня надлежит, как правило, совмещать с осью по геометрической схеме. А. Верхний пояс Для верхнего пояса обычно применяется сечение, со- стоящее из двух равнобоких (фиг. 358, деталь 1а) или неравнобоких уголков (деталь 1б). Такое тавровое сечение считается наиболее удобным во всех отношениях. Прогоны, несущие кровлю, при- соединяются в этом случае к верхним горизонтальным полкам; к ним же прикрепляются фасонные листы для присоединения поперечных связей. Кроме того фа- сонки, служащие для прикрепления стержней решотки, зажимаются между вертикальными полками поясных уголков. Для лучшего сопротивления верхнего пояса продольному изгибу по длине панелей между полками уголков прокладываются шайбы (фиг. 358, деталь 2а) или короткие плоские прокладки (фиг. 358, детали 2’ и 2В). Усиление сечения может быть произведено или на- клепкой горизонтальных листов на верхние полки (фиг. 358, детали 1в и 1г) или же помещением уси- ливающего листа между вертикальными полками пояса (деталь 1Д); последний способ однако нерационален и его применение не рекомендуется. Фиг. 358. Отдельные элементы конструкций стропильных ферм. При значительных усилиях иногда применялось крестообразное сечение, составленное из четырех угол- ков (фиг. 358, деталь 1Ж). Это сечение, являющееся очень жестким и позволяющее присоединять попереч- ные связи между горизонтальными полками уголков, одновременно с этим весьма неудобно, так как для прикрепления прогонов приходится выпускать верти- кальные соединительные листы с приклепанными к ним опорами в виде горизонтальных площадок, составлен- ных каждая из двух отрезков уголков. Двутавровое сечение верхнего пояса почти не при- меняется вследствие сложности прикрепления к нему стержней решотки. Более удобным при действии значительных осевых усилий является сечение, составленное из двух швелле- ров (фиг. 358, деталь 1е). Ввиду работы верхнего пояса на сжатие более целе- сообразно уменьшение в этой части фермы длины от- дельных панелей, что позволит сократить свободную длину сжатых стержней. Б. Нижний пояс Сечение нижнего пояса почти всегда составляется из двух уголков как хорошо работающих на. растяже- ние, и лишь при значительных осевых усилиях возмож- но применение сечения из двух швеллеров. При весь- ма небольшой разнице усилий, действующих в отдель- ных панелях, допустимо производить подбор сечений для всего нижнего пояса по наибольшему усилию. В. Стержни решотки Стойки и раскосы решотки в настоящее время обыч- но составляются из двух уголков в виде тавра, хотя прежде для растянутых или слабо сжатых стержней уголки соединялись в зетообразную форму (фиг. 358, деталь За), а для сильно сжатых стержней — в кре- стообразную (деталь 3 ). Однако последние два сечения весьма неэкономичны вследствие своей трудоемкости. Отдельные составляющие стержень элементы соеди- няются на известном расстоянии друг от друга про- кладками, причем в растянутых стержнях последние ставятся из практических соображений для уменьшения изгиба стержней при монтаже. Что же касается сжа- тых стержней, то соединения с прокладками являются конструктивно необходимыми и ставятся по расчету. Г. Фасонки Фасонки должны иметь возможно более простое очертание, поиближающееся по конфигурации к прямо- угольнику. Этим достигаются более дешевое изгото- вление благодаря меньшему количеству резки и более красивая внешняя форма. Если все же не предста- вляется возможным избежать многоугольного очерта- ния, то следует хотя бы две стороны делать параллель- ными. С этой целью иногда приходится раздвигать за- клепки в стержнях. На детали 1 фиг. 359 показано неправильное устройство косынки, а на детали 2 той же фигуры — правильное. Кроме того на деталях 3 и 4 фиг. 359 показана разница между двумя формами ко- сынок в смысле экономии металла и количества резки. В первом случае пришлось бы резать из большего по размерам листа и сделать не менее трех резок, а во втором — фасонку можно вырезать посредством одного только реза без каких бы то ни было отходов. В случае применения дополнительных уголков для присоединения стержней косынки следует выполнять таким образом, чтобы не было выступающих наружу углов, как указано на детали б фиг. 359; для нагляд- ности на детали 5 приведено неправильное устройство фасонки.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 281 Д. Опоры В зависимости от наличия или отсутствия стен или колонн ферменные опоры распадаются на стенные и на опоры на стальных колоннах; кроме того разли- чаются опоры арочных и рамных конструкций. а. Стенные опоры Стенные опоры бывают трех видов: плоские, танген- циальные или скользящие и катковые. Согласно тех- ническим условиям первые применяются при пролетах до 15 м, вторые—до 30 м, а третьи — катковые — при пролетах свыше 30 м, что однако в фабрично-за- водском строительстве встречается весьма редко. Плоские опоры представляют собой стальную плиту толщиной от 10 до 20 мм, К которой посредством двух уголков приклепан опорный узловой лист, усиленный для жесткости наклепанными на него с боков отрез- ками уголков, тавриков или швеллеров. К этому опор- ному листу приклепывается ферма. Опорная плита после установки подливается на обрез стеньг на це- ментном растворе и укрепляется к кладке анкерами, препятствующими как подъему конца фермы, так и возможному ее боковому опрокидыванию при уста- новке (фиг. 360, деталь 1). Если одна из опор должна быть скользящей, то отверстия в опорной плите для анкеров делаются удлиненными (фиг. 360, деталь 2). В том и другом случаях приклепывание к опорной пли- те уголков, между которыми зажат опорный лист, де- лается снизу впотай. При пролетах более 15м вследствие могущего быть прогиба возможен некоторый поворот опоры в пло- скости ферм. В этом случае устраиваются тангенциаль- ные опоры согласно детали 3 фиг. 360. Основное от- личие заключается в стальной подушке с выпуклой верхней поверхностью, подливающейся на обрез стены она цементном растворе. На ее нижней поверхности имеется выступ, посредством которого она входит в соответствующее углубление в кладке. Опорная плита соединяется с подушкой при помощи двух штырей, позволяющих первой принять несколько наклонное положение при прогибе фермы. Устройство стенных опор при консольных навесных фермах значительно отличается от обычного типа (фиг. 360, деталь 4). Верхний узел в этом случае укрепляется к стене посредством сквозного болта. Сама опора представляет собой отрезок неравнобокого уголка, широкая полка которого служит опорной пли- той и подливается на цементном растворе в соответ- ствующее углубление в стене, имеющее вид ниши. К опорному уголку приклепаны заклепками снизу впо- тай два других неравнобоких уголка узкими полками вверх и друг к другу. Между этими полками поме- щается опорный лист и приклепывается заклепками, б. Опоры на стальных колоннах Простейший вид устройства такой опоры показан на детали 1 фиг. 361. Опорный лист в данном случае заменен отрезком двутавровой балки, у которой одна полка срублена, а другая приклепана к полке двутавро- вого стержня колонны. Горизонтально прикрепленный к колонне под опорной частью короткий уголок из об- резанного двутавра служит только для удобства уста- новки. Применение обрубленного двутавра для опоры вы- годно лишь при наличии на постройке коротких об- резков балок. За неимением же последних опорная часть может быть выполнена из двух уголков, скле- панных полками таким образом, что между ними по- мещается опорный лист (фиг. 361, деталь 2). В неко- торых случаях опорный узел присоединяется к колонне посредством косынки, вставленной между стенками Цветаев. Фиг. 360. Стенные ферменные опоры. 36
282 V. КРЫШИ Фиг. 361. Опоры ферм на стальных колоннах и пятовая опора арочных и рамных конструкций. швеллеров, из которых состоит стержень колонны (фиг. 361, деталь 3). Соединение ферм с колоннами американского типа, предусматривающее всегда заделку колонн в фермы, зависит от способа выполнения колонн. При прокатных балках к полкам последних приклепываются отрезки уголков с помещенными между ними фасонками, к ко- торым. присоединяются пояса и крайние элементы ре- шотки; при составном сплошном сечении с этой целью выпускается лист, образующий стенку двутаврового сечения колонны. в. Пятовые опоры арочных и рамных конструкций Пятовые опоры арочных и рамных конструкций ино- гда устраиваются в виде шарниров согласно детали 4 фиг. 361. Шарнир состоит из двух склепанных между собой плит, причем нижняя плита, являясь более узкой, чем верхняя, приклепывается к середине верхней. С нижней стороны она имеет выпуклость. Эта плита помещается между двумя выступами опорной части, образованными наклепанными на последнюю отрез- ками полосового железа. Что касается опор рамных конструкций каркасных зданий, обычно применяемых американцами, то они были описаны выше, в отделе III «Отдельные опоры». Е. Примеры клепаных стропильных ферм Для большей ясности изложения ниже приводится ряд отдельных примеров устройства клепаных стро- пильных ферм. На фиг. 545 показаны металлические балочные фер- мы с треугольной решоткой пролетом 20,93 м и с вы- сотой посередине 3,238 к, что составляет около 1 :6,5 пролета. Для возможности избежать устройства острого опорного узла нижний пояс фермы в крайней панели скошен, что обеспечивает удобное прикрепле- ние пояса к опорному узлу и позволяет центрировать сходящиеся в узле элементы с направлением опорной реакции. В средней части нижний пояс имеет подъем в 1 л от линии низа правого узла крайней панели, что сделано помимо конструктивных соображений для уве- личения внутреннего габарита помещения; кроме того Фиг. 362. Металлическая балочная ферма пролетом 21,8 м.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 283 Фиг. 363. Однопролетная. металлическая ферма американского типа (вверху) и даухпролетная металлическая ферма американского типа с фонарем «баттерфляй» (внизу). в этом случае ферма получает более легкий вид, и ниж- ний пояс не дает впечатления провисания. Кроме ос- новной нагрузки фермы рассчитаны на дополнительную нагрузку от четырех подвесных путей, прикрепленных к нижним узлам ферм; вес груза принимался в 3 т. Световой фонарь конькового типа запроектирован в виде трехшарнирной арки двутаврового сечения. Его подробное описание изложено ниже, в отделе VII «Ос- вещение зданий естественным светом и их аэрация».. Что касается фасонок, то им следовало бы придать более четкую форму. Другой тип металлической балочной фермы изобра- жен на фиг. 362; ее пролет равняется 21,8 м со стре- лой подъема 4,36 м, что дает отношение 1 : 5 пролета. Решотка принята также треугольной, но для сокра- щения длины отдельных панелей верхнего сжатого пояса последние делятся стойками пополам. Над двумя средними панелями устроен фонарь пролетом 4,812 м с вертикальными остекленными поверхностями. Устрой- ство узлов выполнено правильно. Также целесо- образно подобрана форма фасонок, позволяющая в большинстве своем получить их посредством одного только реза универсального железа. Совершенно другим образом конструируются фермы для целого ряда наших крупных строительств, осу- ществляемых на основе американской технической помощи. При проектировании ферм в основу кладутся пять условий: а) максимальная типизация конструктивных офор- млений с допуском известного перерасхода металла за счет снижения, количества необходимой для изготовле- ния и монтажа рабочей силы; б) диференцирование конструкции фермы от фонаря на основе принципа концентрации материала и умень- шения трудоемкости; в) приспособление очертания фермы и ее решотки под заданный архитекторами контур крыши; г) заделка металлических колонн в фермы с при- клепкой обоих поясов, что создает более благоприят- ные условия для работы колонн и увеличивает жест- кость поперечной конструкции; д) разбивка верхнего пояса на панели в соответствии с расположением прогонов, а также стоек фонарей. Высота ферм посередине равняется х/« пролета как более выгодная с точки зрения экономии металла, чем обычно принимаемая американцами высота с от- ношением в Vjo пролета. Два типа металлических ферм, запроектированных Металлостройпроектом на основе американской тех- нической помощи, показаны на фиг. 363. Вверху изо- бражена однопролетная ферма, несущая в своей сред- ней части посредством особых подвесок два подкрано- вых пути, причем колонны верхними концами жестко связаны с обоими поясами ферм, для чего из них вы- пущен специальный фасонный лист. Направление верх- него пояса подобрано в соответствии с обычным уклоном рубероидной кровли, а разбивка на панели произведена соответственно расположению прогонов. Внизу показана двухпролетная ферма, у которой жесткое соединение осуществлено лишь над средней стальной стойкой, так как крайними опорами служат железобетонные колонны. При размере левого пролета в 18,83 м правый пролет принят в 23,8 м. Разбивка решотки выполнена асимметрично в зависимости от расположения и удобства прикрепления наклонных стоек фонаря «баттерфляй», размеры которого были заданы архитекторами на основе светотехнических и аэроционных требований. Соблюден принцип концен- трации материала, и конструкция фонаря представляет самостоятельную и .раздельную от фермы надстройку. 35*
284 V. КРЫШИ Заканчивая описание клепаных конструкций стро- пильных ферм, необходимо указать, что рационализа- ция этого вида металлоизделий в первую очередь за- трудняется из-за отсутствия у нас действительно экономичного и достаточно разнообразного сорта- мента. В дальнейшем поэтому предполагается ввести более частую градацию профилей, а также изменить их форму для улучшения рабочих качеств сечений. В рационализированном сортаменте будут выкинуты неравнобокие уголки с соотношением полок 1 : 2 и, наоборот, введены широкополочные неравнобокие уголки при отношении сторон 2 : 3, что позволит значительно улучшить итоговые показатели в отно- шении экономии металла. Следует также указать, что ЦНИПС ведет работы по выявлению наиболее эконо- мичных в современных условиях типов металлических конструкций. 3. СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Применение сварки при изготовлении металлических покрытий началось около 16 лет назад. Сварные кон- струкции, как это показали многочисленные опыты, произведенные в Америке, Западной Европе и у нас, являются вполне прочными, причем по сравнению с конструкциями, в которых соединения выполнены по- средством заклепок и болтов, они отличаются эконо- мичностью в отношении затраты материала и рабочей силы, а также ускорением процессов производства и упрощением самого проектирования. Экономия в металле получается вследствие умень- шения количества и размера узловых соединительных частей—'фасонок, накладок, уголков и т. п.; более того, в некоторых случаях их вовсе не требуется, в то время как при заклепочных и болтовых соединениях размеры соединительных частей получаются достаточ- но большими, так как последние диктуются количе- ством, диаметром и шагом заклепок или болтов. Бла- годаря отсутствию отверстий для заклепок и болтов также не ослабляются отдельные элементы конструк- ций. В общем экономия в металле при сварке достигает иногда до 30 и более процентов. Одновременно при сварке получается значительная экономия на рабочей силе вследствие того, что про- цесс сварки идет быстрее, чем процесс клепания; кроме того при производстве работ по сварному методу вы- падают некоторые операции — разметка, сверление и т. п. Сварные конструкции за границей в последнее время благодаря целому ряду свойственных им преимуществ находят все большее применение, причем сварка осо- бенно большое распространение получила в устройстве трубопроводов для отопления и холодильников; однако и в промышленных и в инженерных сооружениях она начинает получать все большее распространение. Прав- да, в некоторых странах чувствуется замедленный пе- реход к сварному методу производства работ, что легко объясняется тем обстоятельством, что коренное переоборудование предприятий, приспособленных для изготовления клепаных конструкций, потребовало бы новых капиталовложений до амортизации уже произ- веденных затрат. У нас такое явление конечно не может иметь места, причем введение новых методов и способов производ- ства работ ничем не стесняется, а более того — должно поощряться. Сварные конструкции поэтому, в значи- тельной степени разрешающие проблему экономии ме- талла, рабочей силы и времени и рационализирующие методы строительства, уже на данное время завоевали себе абсолютно прочное положение. В ближайщие годы они бесспорно должны получить самое широкое рас- пространение за счет все большего сокращения объема клепки с их доведением' к концу второй пятилетки до 70% от общего количества работ. А. Виды сварки Для приведения металлических частей в расплавлен- ное или тестообразное состояние с последующим их соединением, если не считать первобытной кузнечной сварки, существуют два основных вида сварки: газовая (кислород и газ — ацетилен, водород, светильный газ) и электрическая сварки. а- Газовая сварка Газовая сварка состоит в том, что к соединению свариваемых частей подводят присадочный материал 1 в виде прутка мягкой стали и производят нагревание газовой горелкой при температуре пламени в 3600° С. Концы соединяемых частей, а также присадочный ма- териал расплавляются, достигая температуры в 1750° С." При этом нагрев распространяется в свариваемых ча- стях на некоторое расстояние от концов в глубину, благодаря чему остывание происходит постепенно, и металл не теряет свойств упругости, что должно быть отнесено к положительным свойствам газового спо- соба. Отрицательным моментом газовой сварки явля- ется коробление и поводка свариваемых элементов, которые в некоторых случаях исключают возможность ее применения, как доказала напоимер сварка вагон- ных рам на заводе «Красный Профинтерн» в Бежецке. Область применения газовой сварки, оправдывающей себя технически и экономически, в настоящее время ограничивается сваркой тонкого материала, толщиной не более 3 мм, а также случаями, где требуется полу- чение вязкого, с высоким коэфициентом удлинения шва, так как описываемая ниже дуговая электросварка при современном состоянии электродного дела не дает удлинения шва свыше 7—8%'. Электрическая сварка Электросварка подразделяется на два основных вида: на дуговую сварку и сварку методом сопротивления. В связи со значительным отличием процесса сварки в обоих этих способах является необходимым произ- вести отдельное их описание. Дуговая сварка в свою очередь распадается на три вида: на сварку по методу Бенардоса с угольным элек- тродом, на сварку по - методу Церенера с независимой дугой и на сварку с металлическим электродом по методу Славянова. Сварка по методу Бенардоса заключ!ается в том, что один полюс источника электрической энергии присое- диняется к свариваемым элементам, а другой — к уголь- ному или графитовому электроду. Образующаяся ме- жду свариваемой частью и электродом вольтова дуга расплавляет металл, причем в случае надобности до- бавляется присадочный материал, вводимый в сферу действия дуги; этот материал, расплавляясь, соединя- ется с расплавленным металлом свариваемого объекта, заполняя таким образом шов. Сварка с независимой дугой по методу Церенера со- стоит в том, что оба полюса присоединяются к двум наклоненным под углом друг к другу угольным или графитовым электродам, благодаря чему между ними зажигается вольтова дуга; последняя посредством! элек- 1 Состав присадочного материала подбирается в зави- симости от состава основного материала свариваемых эле- ментов,
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 285 тромагнита направляется к месту сварки. При этом способе свариваемый объект не присоединяется к ис- точнику электрического тока. Добавка присадочного материала производится в зависимости от потребности. При сварке по методу Славянова специальный метал- лический прут, служащий электродом и зажатый в рукоятке (электродержателе), включается в электри- ческую цепь и подводится к свариваемым частям (фиг. 364). Вследствие прохождения тока по элек- троду и соединяемым металлическим частям между ним и последними возникает вольтова дуга. При этом от электрода отделяются молекулы металла и заполняют шов между свариваемыми частями. Из этих трех видов сварки наиболее известны пер- вый и последний; в связи с максимальным распростра- нением в строительстве дуговой сварки по методу Сла- вянова в дальнейшем будет описан только этот способ производства сварочных работ. Для большей наглядности на фиг. 365 приводятся четыре отдельных этапа процесса сварки по методу Славянова. На первом — образовавшаяся электричес- кая дуга расплавляет металл электрода и металл сва- риваемого элемента, на втором — на конце электрода появляется капля электрометалла; на третьем этапе эта капля, стекая на свариваемый предмет, производит короткое замыкание, благодаря чему тухнет электри- ческая дуга. Наконец на четвертом этапе капля ме- талла с электрода переходит целиком на свариваемый предмет, благодаря чему вновь восстанавливается элек- трическая дуга. Согласно инструкции по применению дуговой элек- тросварки на строительстве, разработанной ГИС (ныне ЦНИПС), для сварки может применяться как постоянный, так и переменный электрический ток. В первом случае употребляются голые, покрытые и об- мотанные электроды, а во втором — лишь два послед- них типа. В зависимости от толщины соединяемых сваркой элементовдиаметр электродов назначается в 2, 3, 4, 5 и 6 мм при их длине в 350 мм. В дальней- шем длину электродов предполагается довести до 400 мм. Фиг. 364. Электросварка. Как правило, отрицательный полюс присоединяется к электроду, а положительный, развивающий большее количество тепла, к свариваемому предмету, так как последний, обладая большей массой, соответственно требует поэтому большего количества тепла. Однако во избежание прожигания конструкции при толщине свариваемых листов менее 4 мм, а также при употре- блении обмотанных электродов делается наоборот — отрицательный полюс присоединяется к свариваемому предмету. Агрегат для работ по электросварке согласно ука- занной выше инструкции должен состоять из следую- щих частей: а) передвижного или стационарного сварочного ап- парата; б) приборов для измерения силы тока и напряжения; в) сварочного! кабеля; г) гибкого кабеля длиною не менее 5 м, присоеди- няемого к электродержателю для возможности свобод- ного манипулирования с ним; д) обратного провода от свариваемого предмета к сварочному кабелю, так как заземление не допуска- ется, а также зажима для этого провода; е) электродержателя для вставки электродов, скон- струированного таким образом, чтобы имелась воз- можность быстрой смены последних. Кроме того при агрегате должен находиться набор принадлежностей для очистки свариваемых поверхно- стей и кромок швов, состоящий из пескоструйных аппаратов, щеток из стальной проволоки, зубил и т. п. Сварочная установка, если она не устраивается мно- гопостной, обслуживается одним сварщиком, снабжен- ным специальной защитной прозодеждой, кожаными или асбестовыми рукавицами и фартуком. Согласно инструкции к работе допускаются лишь опытные сварщики, имеющие удостоверение о практи- ческом стаже или об окончании сварочных курсов и кроме того подвергнутые установленному испыта- нию. При сварке различаются следующие виды швов: стыковые швы и швы валиком. Стыковые швы бывают при стыковых .соединениях (детали 1, 2а, 26> 3, 7 и 8, фиг. 366), а швы валиком — при прочих видах соединений, изображенных на деталях 4, 5, 6, 9, И, 12, 13, 14, 15 и 16 той же фигуры. Фиг. 365. Отдельные этапы процесса электросварки.
Фиг. 366. Швы и соединения при электросварке. По отношению к действующим силам швы распада- ются на лобовые, фланговые и косые. Лобовым швом называется шов, направление кото- рого перпендикулярно действующим на соединение силам (фиг. 366, деталь 11). К фланговым швам относятся швы, расположенные по направлению действующих усилий (фиг. 366, детали 9 и 12). Косые швы, являющиеся разновидностью лобовых или фланговых швов, располагаются под углом к дей- ствующим силам' (фиг. 366, деталь 10). В зависимости от поперечного сечения по очертанию наплава швы разделяются на нормальные (деталь 4, фиг. 366), облегченные (деталь 5) и усиленные (де- таль 6). Высотой рабочего сечения шва или, иначе, наименьшей расчётной толщиной шва т, считается: в нормальном шве — расстояние от вершины угла, образованного поверхностями соединяемых элементов, до поверхности наплавленного металла; в облегчен- ном — расстояние до ближайшей точки вогнутой по- верхности, а в усиленном — до линии, соединяющей концы наплавленной поверхности. При сварке встык элементов неравной толщины (деталь 8) за величину т принимается толщина более тонкой части. По расположению в пространстве швы могут быть классифицированы на нижние, потолочные, горизон- тальные и вертикальны?. Нижним швом называется шов, навариваемый в нижней части объекта, например шов, соединяющий стенки с днищем резервуара; пото- лочные швы, производимые в верхних частях над голо- вой. Наконец горизонтальными и вертикальными швами считаются средние швы с отнесением к той или иной категории в зависимости от их направления. По характеру заполнения длины швы делятся на не- прерывные и прерывистые. К первому типу швов отно- сятся сплошные швы (фиг. 366, деталь 9, и фиг. 372, 373 и 376), а ко второму — прерывающиеся швы, в которых отдельные заваренные участки разделяются
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 287 друг от друга участками без швов (фиг. 369 и 378); последний тип иногда называется также шпоночным. При сварке элементов металлических конструкций применяются согласно проекту ОСТ следующие типы соединений: а) стыковые (детали 1,2 2б, 3, 7 и 8, фиг. 366); б) внахлестку (детали 10, И и 12); в) Т-образные (детали 4, 5, 6 и 16); г) угловые; д) торцовые; е) комбинированные (фиг. 364 и детали 13, 14, 15, 17, 18, 19 и 20, фиг. 366). Соединения встык показаны на деталях 1, 2% 2®, 3, 7 и 8 фиг. 366; таким образом стыковым соединением называется такое соединение, при котором отдельные свариваемые части находятся в одной плоскости и по- верхности их при равной толщине элементов являются продолжением друг друга. Соединяемые части соприка- саются по торцовым кромкам, причем последним в за- висимости от их толщины придается соответствующая форма. При толщине частей до 1,5 мм кромки не скашива- ются и прозор между ними не оставляется; в некото- рых случаях соединение делается отбортованным. При толщине от 1,5. до 4 мм кромки также не ска- шиваются, но между ними оставляется прозор s в 1— 3 мм (фиг. 366, деталь 1); соединение это носит на- звание бескосного. При толщинах элементов более 4 мм, но менее 13 мм, кромки скашиваются таким образом, чтобы между гранями обоих скосов образовался угол 0 от 60 до 90°, наиболее удобный для работы. Острие кромки в чистом или притупленном виде (что является более правильным) при этом получается с одной сто- роны торцов, а расходящиеся стороны скосов образуют между собою пространство в виде буквы V (фиг. 366, детали 2а и 2б). Прозор s оставляется в 3—3,5 мм. Соединение это, называемое V-образное, приме- няется также при толщинах элементов свыше 13 мм при невозможности получения двухстороннего скоса. В некоторых случаях, когда не удается скашивать обе кромки, можно ограничиться так называемым односкосным V-образным соединением, при котором скашивается только одна кромка, а вторая остается перпендикулярной. При толщине свариваемых частей, большей 13 мм, торцовые кромки рекомендуется скашивать с обеих сторон; таким образом притупленное острие получается по середине ширины элемента, а расходящиеся скосы образуют подобие буквы X с углом раскрытия 0 от 60 До| 90°; прозор делается в 4 мм (фиг. 366, деталь 3). При невозможности обработать обе кромки допуска- ется двухстороннее скашивание только одной кромки; соединение при этом получает К-образную форму. Как показала практика, при скошенных торцах происходит лучшее проваривание и равномерное за- полнение шва металлом электрода, так как последнему предоставлен свободный доступ до самых нижних ча- стей кромок свариваемых элементов. Одновременно с этим притупленное острие кромок предохраняет от прожога тонко срезанных концов. В случае необходимости усиления стыковых швов, величина наплава принимается в 25% от толщины элементов; в поперечном сечении наружная грань на- плава должна иметь плавную поверхность без крутых переходов от шва к соединяемым частям. При сваривании стержней круглого сечения их ска- шивание производится по предыдущему, в зависимости от диаметра; обтачивание концов конусом или об- делка пирамидкой не требуются. Соединения внахлестку, при которых соединяемые элементы перекрывают друг друга, а кромки одной части привариваются к поверхности другой, показаны на деталях И и 12 фиг. 366. Если ширина сваривае- мых частей одинакова, то применяются лобовые швы с обеих сторон, т. е. у торцовой кромки каждого эле- мента (деталь И). При различной же ширине элемен- тов сварка производится фланговыми швами, т. е. по боковым кромкам более узкой части (деталь 12); в не- которых случаях добавляются также лобовые швы. В зависимости от конфигурации концов свариваемых элементов применяются иногда косые швы (деталь 10). Т-образным называется соединение, при котором соединяемые элементы располагаются под прямым углом и кромка одной части приваривается перпенди- кулярно к, поверхности другой (фиг. 366, детали 4, 5, 6 и 16). Сварка производится посредством стыковых, фланговых или лобовых швов. Угловым считается соединение, при котором эле- менты располагаются и свариваются под прямым, острым или тупым углом. К торцовым соединениям относятся соединения, при которых свариваемые элементы накладываются друг на друга с таким расчетом, чтобы кромки находились в одной плоскости. Наконец комбинированными называются соединения, представляющие собою комбинацию стыковых соеди- нений с соединениями внахлестку; в свою очередь они распадаются на стыковые с накладками, прорезные и пробочные. Пробочные соединения' кроме того делятся на пробочные несквозные и пробочные сквозные. При устройстве стыковых соединений с накладками последние применяются односторонними (деталь 13), двухсторонними (деталь 14) и кусковыми (деталь 15), причем кусковыми называются накладки, ширина ко- торых меньше ширины свариваемых частей. В некото- рых случаях соединяемые элементы сначала сварива- ются встык, после чего поверх шва привариваются накладки. Односторонние и двухсторонние накладки привариваются посредством лобовых швов, кусковые же накладки -— кроме того еще фланговыми. При сварке с одной накладкой в материале получаются на- пряжения от эксцентриситета, поэтому при необходи- мости избежать последних применяются две накладки. Прорезным соединением считается такое соединение, когда в одном из свариваемых элементов прорезается узкая сквозная щель, заполняемая электрометаллом после наложения этого элемента на другую часть без прорези (фиг. 364 и деталь 17, фиг. 366). Несквозные пробочные соединения отличаются от прорезных тем, что вместо щелей в одном из эле- ментов просверливаются или продавливаются круглые отверстия, заполняемые в дальнейшем электрометал- лом; при этом стенки дыр раззенковываются с наруж- ной стороны под углом 0 равным от 90 до 60° (фиг. 366, детали 18 и 19). Несквозные пробки при- меняются не только как нормальное рабочее соедине- ние, но также для усиления соединений широких листов, приваренных лобовыми или фланговыми швами. В последнем случае раззенковки дыр не требуется. При сквозных пробочных соединениях дыры прохо7 дят сквозь оба свариваемые элемента; отверстия дыр не раззенковываются (фиг. 366, деталь 20). Этот тип соединений применяется для получения большей плот- ности пакетов из широких листов, сваренных по пери- метру, а также для заполнения отверстий от старых заклепок или от монтажных болтов. Дуговая сварка применяется не только в чистом своем виде, но и в виде сварки в атмосфере защитных газов и сварки атомным водородом.
288 V. КРЫШИ Первый тип сварки по методу Лянгмюира состоит в том, что подведенный к вольтовой дуге водород рас- щепляется на атомы, в дальнейшем соединяемые об- ратно в молекулы при соприкосновении с более хо- лодным металлом; поглощаемое в большом количестве тепло в первой стадии процесса выделяется вновь в последующей стадии. При этом свариваемый объект не включается в электрическую цепь, и вольтова дуга образуется между двумя вольфрамовыми электродами. Второй вид сварки по методу американца Алексан- дра заключается в подводке к металлическому элек- троду струи водорода, благодаря чему расплавленный металл оказывается в атмосфере защитных газов, пре- пятствующих его окислению и азотированию. При сравнении газовой и дуговой сварок приходится констатировать, что эксплоатационные расходы в виде затраты тепловой энергии и рабочей силы при газовой сварке гораздо больше, чем при электрической, что делает последний способ значительно более экономич- ным и подлежащим максимальному применению. В настоящее время однако известны единичные случаи, как например на выставке в Берлине, где соединения металлических конструкций в каркасном здании производились целиком посредством газовой сварки. Кроме дуговой сварки существует электросварка ме- тодом сопротивления. Этот способ основан на свойстве проводников нагреваться при пропускании через них тока, так как при преодолевании последним сопроти- вления проводников электрическая энергия превра- щается в тепловую. Незначительное сопротивление металлических проводников в данном случае имеет отрицательное значение, как вызывающее необходи- мость в токе очень большой силы для нагрева сва- риваемых частей до требуемой при сварке темпера- туры. На основе практики можно ориентировочно считать, что на 1 см2 поперечного сечения сваривае- мых частей требуется ток силою от 2000 до 5000 А. Для непосредственного получения постоянного тока большой силы пришлось бы прибегнуть к постройке мощного и дорогого генератора; поэтому часто небхо- димый ток большой силы, но малого напряжения, — в 1,5—12 V (обычно 1,5—6 V) — получают из пере- менного тока малой силы и высокого напряжения, при- меняя с этой целью специальные сварочные однофаз- ные трансформаторы. Впервые нагревание металлов посредством электри- ческого тока для сваривания отдельных предметов было осуществлено американцем Е. Томсоном в 1877 г. По методу Томсона можно сваривать не только однород- ные, но и разнородные металлы как в чистом виде, так и в комбинациях в виде сплавов. При электрической сварке сопротивлением нагрева- ние металлов идет не снаружи внутрь, как это проис- ходит в горне, а изнутри к наружной поверхности; самый процесс нагрева производится весьма быстро и легко может быть поддерживаем на необходимом уровне. Регулирование распространения нагрева по сечению свариваемых элементов происходит даже несколько автоматически, так как при большей степени нагрева какой-нибудь части сечения сопротивление последней току увеличивается, благодаря чему через эту часть будет проходить меньший ток, чем через остальные; такое явление будет продолжаться до тех пор, пока температура не выравняется по всей площади. Недостаток сварки методом сопротивления заклю- чается в хрупкости металла в месте сварки, что в не- которых случаях принуждает производить отжиги сва- риваемых частей, например при сварке углеродистой стали с содержанием углерода свыше 0,5% и некото- рых специальных сталей. Соединение свариваемых частей при этом способе делается нажимом или сжатием их между собою, что уподобляет сварку сопротивлением кузнечной сварке, в отличие от ранее описанных методов «автогенной» сварки, т. е. «самосварки». При сварке методом сопротивления различаются ее следующие виды: встык, точками и сплошным швом. Сварка встык может быть произведена двумя спосо- бами: методом сопротивления без оплавки концов и методом оплавления концов. В первом случае свариваемые части плотно прикла- дываются торцами друг к другу, после чего через них пропускается электрический ток. Встречая повышен- ное сопротивление в месте стыка, ток доводит темпе- ратуру соединяемых концов до степени, требуемой для сварки, т. е. до тестообразного состояния. В дальней- шем ток выключается, а свариваемые элементы по- средством надавливания в сторону соединения прижи- маются своими концами, в результате чего происходит их сварка. При этом место соединения вследствие рас- плющивания концов несколько утолщается. Сварочная стыковая машина имеет в верхней части зажимы с губками, в которые вставляются концы сое- диняемых частей. С этой целью сечение губок должно до известной степени соответствовать профилю свари- ваемых элементов, что требует при аппарате наличия ассортимента соответствующих губок. Левая пара гу- бок делается неподвижной, а правая может иметь по- ступательное движение в сторону первой пары для сда- вливания свариваемых концов. Сжатие губок и посту- пательное движение в горизонтальном направлении производятся посредством вращения маховичка. Сварка оплавлением концов отличается от предыду- щей тем, что концы свариваемых элементов после их взаимного соприкасания и пропуска через них тока разводятся на 2—3 мм, благодаря чему между ними образуются неустойчивые электрические дуги. Эти дуги оплавляют соединяемые концы. При сжатии оплавлен- ных концов происходит сварка отдельных элементов; при этом ток выключается. Сварка по методу оплавления проще предыдущей и по существу приближается к автогенной сварке. Сварка точками применяется при сваривании тон- кого полосового и листового железа. Свариваемые ча- сти накладываются одна на другую и зажимаются ме- жду двумя медными электродами конической формы. При пропускании тока в местах сжатия электродами в плоскости касания листов происходит сварка в виде кружочков, благодаря чему этот способ получил на- звание точечного. Сварка сплошным швом весьма схожа с точечной сваркой, с той лишь разницей, что применяемые элек- троды имеют не коническую форму, а устраиваются в виде роликов, между которыми пропускается соеди- нение. Среди всевозможных систем аппаратов для сварки по этому способу имеются некоторые, дающие возможность непрерывного качения роликов. В других аппаратах, более совершенных, процесс сварки разби- вается на отдельные повторные этапы: при надавлива- нии роликов пропускается ток, благодаря чему в месте нажима происходит сварка; далее ток выключается, и металл несколько охлаждается. После передвижки на 3—10 мм производится новое обжатие листов с про- пуском тока; затем следуют в том же порядке — выключение тока, некоторое охлаждение, шаг ролика, обжим и т. д. Сварка методом сопротивления с экономической и технической сторон наиболее выгодна при мае-
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 289 совой сварке однотипных соединений, например при сварке на стыковых машинах концов арматуры; это условие затрудняет ее применение при устройстве ме- таллических покрытий. Оптимальным поэтому для стальных стропильных конструкций является ранее описанный способ сварки посредством электрической дуги с обычно применяемым методом Славянова. Б. Проектирование и выполнение работ Проектирование сварных конструкций при извест- ном навыке, а особенно после разрешения основных принципиальных вопросов, явится делом относительно несложным и несомненно значительно более легким, чем конструирование помощью клепаных соединений. Действительно, главное затруднение при рационализа- ции клепаных стропильных ферм заключается в уве- личении их трудоемкости, находящейся в прямой за- висимости от облегчения их веса. Такое положение совершенно естественно, если принять во внимание, что сокращение веса достигается не только более совершенной формой стропильных ферм, но и подбором необходимых сечений в соответствии с действующими в отдельных элементах силами. В результате сокра- щение необходимого материала вызывает в свою оче- редь увеличение количества потребной рабочей силы. Учитывая это обстоятельство, американские спе- циалисты, на основе технической помощи которых строилось большинство наших промышленных гиган- тов, применяли, как мы видели, сравнительно тяже- лые 1 несущие конструкции. Вместе с тем нежела- тельность устройства прогонов сложных сечений, со- ставленных из нескольких частей, заставляет сгущать и без того тяжелые стропильные фермы. Это положе- ние еще более ухудшает в клепаных фермах диспропор- цию, существующую между силовым воздействием и количеством затрачиваемого материала. Применение сварного метода производства работ коренным образом меняет эту обстановку. Сварка благодаря простоте выполнения сварных прогонов по- зволяет в первую очередь рационально раздвинуть фермы до необходимого наиболее выгодного между ними расстояния, что увеличивает соответствующим образом силовые на них воздействия. Один этот фак- тор сразу улучшает экономические показатели и дает возможность легче добиться целесообразных решений. Кроме того сварные соединения гораздо' проще кле- паных, что значительно уменьшает трудоемкость опе- раций, связанных с изготовлением ферм. Однако по- мимо органических последствий, вытекающих из при- менения сварки, необходимо произвести коренную переработку общепринятых в строительстве конструк- тивных оформлений в сторону, более свойственную сварному методу производства работ. С этой целью в первую очередь следует подыскать новые схемы для ферм, отвечающие специфическим условиям сварки, и одновременно с этим изменить соответственным обра- зом поперечные сечения составных элементов. Как мы увидим из дальнейшего, первая часть работы еще не получила полностью своего окончательного осуществления; что же касается последнего условия — изменения сечений, — то в этой области произведена известная работа. Однако предельные результаты не могут быть достигнуты и в этой части из-за отсутствия у нас рациональных прокатных профилей и необходи- мости прибегать к удорожающим паллиативным мерам 1 Здесь автор имеет в виду относительно большое коли- чество металла, на 1 л2 площади покрываемого фермами плана. Цветаев. в виде составных сечений или осевой продольной резки двутавровых балок. Опыты, произведенные ЦНИПС, показали, что опти- мальными сечениями для поясов являются тавровые сечения из специальных тавров с широкими полками и высокими стенками при высоте последних в 0,7 от ширины полок. Благодаря рациональному размещению в таврах металла, а также простоте устройства свар- ных соединений решотки с поясами, осуществляемых внахлестку, при этом достигается значительная эко- номия в рабочей силе. Проведение в жизнь этого меро- приятия однако затрудняется непрокаткой необходи- мых профилей. Следующим по выгодности является двухстенчатое сечение, составленное из двух обращенных отверстием друг к другу неравнобоких уголков, с проваркою смы- каемых кромок узких полок. Получающаяся таким образом корытообразная форма дает возможность удобно прикрепить к поясу не только раскосы, но и стойки у решотки. Трубчатое сечение, составленное из двух сомкнутых равнобоких уголков со сваркой кромок, как двухстен- чатое является также удобным: оно позволяет прикре- пить раскосы к поясам внахлестку. Одновременно с этим в некоторых случаях приходится соединять стойки с поясами встык, что ухудшает по сравнению с предыдущим типом качество трубчатого сечения. Расчет сварных конструкций особых сложностей не представляет. Согласно техническим условиям каждое сварное соединение должно быть проверено по наи- большему расчетному усилию Р, приходящемуся на Р данный шов по формуле [п], где m— рабочая высота сечения шва; в усиленных швах (деталь 6, фиг. 366) величина m принимается согласно чертежу, а в нормальных и облегченных швах (детали 4 и 5, фиг. 366) ©место m вводится km, причем к — коэфи- циент, учитывающий возможный непровар угла, берется равным 0,8; 1 — рабочая длина шва, равная его полной длине за вычетом 2m для учета непровара в начале и кратера в конце шва; [п] — допускаемое напряжение. Согласно техническим условиям расчет прочности сварных швов производится на срез, если угол, обра- зуемый швом! с направлением действующего усилия, меньше или равен 60°; при большем угле швы рассчи- тываются на растяжение или сжатие. На основе этого фланговые швы и прорезные и про- бочные соединения рассчитываются на срез, а лобовые швы и стыковые соединения — на сжатие или растя- жение. При выборе соответствующего типа соединений не- обходимо руководствоваться их наименьшей трудоем- костью как в отношении подготовительных операций, так и последующих — в период сварки. Оптималь- ными поэтому являются соединения внахлестку, так как при их применении не требуется предварительная механическая обработка кромок и они не нуждаются в точной пригонке. К числу достоинств соединений внахлестку относится также и то обстоятельство, что в них меньше можно опасаться появления напряжений от усадки металла в швах. Недостатком этого типа соединений является эксцентричное действие сил, для устранения отрицательного влияния которого следует принимать достаточную длину нахлестки, обычно не менее пятикратной толщины свариваемых листов. Что касается стыковых соединений, то их основной недостаток заключается в необходимости точной при- гонки предварительно обработанных кромок. Прорез- ные и пробочные соединения обладают тем же недо- статком — значительной трудоемкостью. 37
$90 V. КРЫШИ Согласно указанной выше инструкции более выгодно применять небольшую толщину фланговых и лобовых швов, причем непрерывный шов малой толщины дает лучшие экономические результаты, чем более толстый прерывистый (шпоночный) шов. Рекомендуется также избегать фасонных накладок или вставок, заменяя их соединениями внахлестку, со сваркой отдельных эле- ментов фланговыми и лобовыми швами. Для лучшего пояснения проектирования и выполне- ния сварных конструкций необходимо произвести опи- сание и показать отдельные осуществленные или осу- ществляемые за границей и у нас работы по сварному методу. Ряд достаточно удачных европейских и американ- ских сварных металлических конструкций подобран инж. О. Бонди в его книге «Stalbau», Berlin, V. D. I., 1930 г. Одна из первых построек с целиком сварными кон- струкциями изображена на фиг. 367, 368 и 369. Она представляет собою трехпролетное фабричное здание, построенное в штате Огайо в САСШ; при ширине в 21,4 м его длина равняется 67 м. Средний нэф поднят для пропуска кранового пути. Отдельные элементы состоят из двутавровых или швеллерных балок и соединены между собою путем электросварки без применения фасонок, заклепок или Фиг. 367. Трехпролетное фабричное здание, целиком выполненное по сварному методу — общий внд. Фиг. 368. Трехпролетное фабричное зда- ние,- целиком выполненное по сварному методу — деталь узла а. Фиг. 369. Трехпролетное фабричное здание, целиком выполненное по сварному методу: слева — деталь узла б и справа — установка и сварка металлических конструкций.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 291 болтов. На фиг. 368 изображен узел а, в котором при- соединяются к стойке концы ригеля и прогона. Стойка 7 состоит из широкополочного двутавра, к которому в мастерской был приварен опорный уголок 2; поверх уголка уложен ригель 3 с полками, приваренными не- прерывными швами, и стенкою, соединенной прерыви- стым швом. Соединение балок (в узле б) показано слева на фиг. 369; к двутавровой стойке S присоединяется ригель В бокового нэфа, полки которого привари- ваются непрерывным швом к полке стойки, а стенка соединяется шпоночным швом. Лежащие полками вверх швеллера О служат для придания сооружению жест- кости в продольном направлении. Опорные уголки А и А2 привариваются к стойке в мастерской и служат для удобства при сборке конструкции. Далее буквой К обозначена подкрановая балка, а Кй — консоль, на которой лежит последняя. Для большей наглядности справа на фиг. 369 изо- бражена сборка и сварка этих конструкций. Боковой швелерный прогон Р, подтягивае- мый кверху стрелой крана, прижи- мается в пунктах а и б посредством струбцинок, причем правильность положения соединяемых элементов проверяется по проведенной черте; этото прогон поддерживается кра- пом в течение всего срока, необ- ходимого для сварки швов. Решет- чатая стрела у крана также сде- лана цельносваренной. 'В отличие от предыдущего при- мера, где все металлические балки приняты сплошных профилей, на фиг. 370 показана решотчатая ферма, целиком составленная из тавриков, уголков или полосового железа. Эта ферма сложного типа Полонео с пролетом 12 м; рас- стояние между фермами принято в 5 м. Верхний пояс таврового се- чения имеет уклон под углом в 25°; нижний пояс Частично состоит из одного, а частично из двух уголков. Каждая треугольная часть, заключающаяся между узлами 7—5—8 левой части и отвечающими им узлами правой части, сваривалась в мастерской, а затем обе Части соединялись на постройке вместе посредством болтовых соединений в верхнем узле 8 и в узлах нижнего пояса 5 и 9. Уголок 5—7 в узле 5 несколько выпущен, чтобы иметь возможность полу- чить добавочное место для шва. В узле 1 стенка тавра верхнего пояса концом по- мещена между стенками уголка нижнего пояса и ко- роткого отрезка уголка; кроме того там же заложена дополнительная фасонка треугольной формы, прива- ренная к верхнему и нижнему поясам. Снизу к полкам уголков нижнего пояса приварен опорный лист пря- моугольной формы. В узлах 2 и 6 раскосы из угол- ков соединены внахлестку со стенкой тавра верх- него пояса — один с лицевой стороны, а другой — с обратной. Таким же образом в узле 4 присоединен Фиг. 371. Сварная ферма пролетом 17,6 м — производство работ по электросварке. 37*
292 V. КРЫШИ Фиг. 372. Сварная ферма пролетом 17,6 м — промежуточный узел у опоры. Фиг. 374. Трехшарнирная сварная рама про- летом 17,4 м. Фиг. 373. Сварная ферма пролетом 17,6 м — средний узел. стержень 4—5, состоящий из двух уголков, причем один уголок приварен внахлестку полкой влево, а дру- гой— с обратной стороны верхнего пояса — полкой вправо; поперечное сечение обоих уголков образует подобие креста. Узел 8 выполнен несколько иначе. К концу верх- него пояса снизу встык к стенке тавра приварена в одной плоскости с нею треугольная фасонка; другая косынка, имеющая прямоугольную форму, приварена также встык, но в плоскости, перпендикулярной к стенке тавра верхнего пояса и к первой фасонке. К треугольным фасонкам каждой половины фермы при- креплены болтами уголки, образующие вместе сред- нюю стойку решотки фермы. Соединение в узле 8 от- дельных частей фермы производилось посредством сбалчивания примыкающих друг к другу плашмя пря- моугольных фасонок; кроме того соединялись двумя болтами в узле 5 крайняя и средняя части нижнего пояса. Предел применения сварных металлических ферм не ограничивается только малыми и средними .пролетами. В настоящее время имеется уже целый ряд осуще- ствленных конструкций для покрытия зданий значи- тельной ширины. Одна из таких ферм, установлен- ная на заводе Всеобщей электрической компании в САСШ, изображена на фиг. 371, 372 и 373; ее пролет равняется 17,6 м при высоте в 2,44 м. Верхний и ниж- ний пояса выполнены из широкополочных двутавровых балок со стенками в лежачем положении (деталь а на фиг. 372). Раскосы (деталь б), каждый из двух швел- леров, приварены внахлестку посредством фланговых швов, по одному к каждой полке двутавра снаружи, а стойки (деталь с) из двутавровых балок своими кон- цами вставлены между полками поясных двутавров. В среднем узле (на фиг. 373) сходятся кроме стойки еще два раскоса. Таким образом все соединения выпол- нены без добавочных фасонок или уголков, причем та- кое непосредственное сваривание стержней позволило сберечь около 30% по весу металла. Фермы еще больших пролетов — в 66 м — были применены в новом ангаре для аэропланов в аэропорте в Брюсселе (журн. «La Technique des Travaux» № 3 и 4 за 1931 г.). Сварные конструкции могут выполняться не только из прокатных профилей, но и из составных; На фиг. 374 показана трехшарнирная рама, осуществлен- ная в Базеле, пролетом в 17,4 м и с’высотой до клю- чевого шарнира в 7,145 м. Сплошная стенка а принята в 8 мм толщиной, так же как и ребро жесткости б. Пояса с составлены из приваренных в горизонтальном или вертикальном положении 15-миллиметровых ли- стов. В монтажных стыках е стыкаемые стенки пере- крыты накладками и соединены болтами.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 293 Сварные металлические фермы допускают также устройство фонарей. Одна из таких ферм пролетом 11,9 м изображена на фиг.-375 и 376. Нижняя часть, представляющая собственно ферму, и фонарная’ кон- струкция соединяются между собой болтами в узлах 1, 2, 5 и 6 во время установки. Все элементы выпол- нены из тавриков, за исключением растянутого стер- жня 3—4, принятого из полосового железа. Соедине- ние всех тавриков друг с другом производится только встык без нахлестки. Один из углов — под номе- ром 7—показан на верхней детали фиг. 376; таврик верхнего пояса фонарной конструкции, а также таврик стержня 7 — 3, расположенные один над другим, сва- рены встык стенками; кроме того они приварены к вер- тикальному опорному листу. В среднем узле нижнего пояса фонаря (нижняя деталь фиг. 376) тавровые рас- косы соединены встык своими стенками со стенками тавриков нижнего пояса. На эти стенки надевается седлом своим прорезом стержень 3—4 из полосового железа, после чего все соединение сваривается вместе. Из приведенных примеров видно, что электросварка нашла себе за границей применение при выполнении всевозможных типов металлических конструкций — в каркасных зданиях из балок сплошных профилей, в решотчатых фермах из прокатных и составных эле- ментов, в рамах, фонарях и т. п. За последние годы и у нас однако электросварка на- чинает все более приобретать права гражданства при изготовлении каркасных и стропильных конструкций из металла. Если в 1930 г., а особенно в 1929 г. из- вестны были лишь единичные случаи замены клепаных соединений сварными, как например на Уралмашстрое, то в 1931 г., а особенно в 1932 г. на ряде наших ги- гантов — Кузнецкстрое, Магнитогорске — были сва- рены (включая газопроводы) десятки тысяч тонн ме- талла. В настоящее время мы имеем уже ряд мощных организаций, специализировавшихся на сварке и посте- пенно создавших у себя значительные кадры опытных конструкторов и квалифицированных сварщиков, как например сварочная контора Оргаметалла, цех метал- лических конструкций Уралмашстроя и сварочная кон- тора ВАТ. Несмотря на все затруднения, сопутствующие ка- ждому новому делу, и на то недоверие, которое прояв- лялось к сварным конструкциям, этим конторам уда- лось добиться настолько значительных успехов, что последние бесспорно гарантируют сварному методу производства работ самое широкое распространение. Для выявления надежности работы сварных соедине- ний и проверки правильности положенных в основу расчета швов напряжений сварочной конторой Орга- металла в конце 1930 г. было поручено ЦНИПС произ- вести испытание сваренной им фермы пролетом 16,5 м. При испытании две фермы были установлены на сте- лажах из деревянных брусьев и спарены вместе посред- ством металлических прогонов и связей. Для передачи Фиг. 376. Сварная ферма с фонарем пролетом 11,9 м: верхняя деталь — узел 7 и нижняя-деталь — узел 3.
294 V. КРЫШИ Фиг. 377. Сварная ферма Оргаметалла пролетом 16,5 м — вид на разрушенную ферму в момент испытания. Фиг. 378. Сварная ферма Оргаметалла пролетом 16,5 м во время испытания: слева — выпученная крайняя панель верхнего пояса и справа — деталь опорного узла в месте разрыва недостаточно проваренного стыкового шва. 90% нагрузки на испытуемую ферму поверх прогонов были уложены консольные балки, к которым посред- ством тяг были подвешены дощатые ящики, обложен- ные изнутри брезентами. Наполнение ящиков водой давало возможность легко осуществлять необходимые комбинации нагрузок. Разрушение фермы произошло при величине нагрузки, равной 2,4 от расчетной, при- чем крайняя панель верхнего пояса выпучивалась от
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 295 продольного изгиба в плоскости фермы и одновременно произо- шел разрыв стыкового шва в опорном узле; этот разрыв должен быть отнесен за счет ка- чества работы, так как сварка производилась малоквалифици- рованными учениками. Осталь- ные ш.вы, несмотря на деформа- ции отдельных элементов, дока- зали полную надежность их ра- боты. Вид на разрушенную ферму в момент испытания изо- бражен на фиг. 377; выпученная крайняя панель верхнего пояса показана слева на фиг. 378, а справа помещена деталь опор- ного узла в месте разрыва недо- статочно проваренного стыко- вого шва. Согласно последней фигуре видно, что, несмотря на продольный изгиб верхнего пояса из полосового железа — для стенки сечением 100 X 6 мм и для полки 140 X Ю мм, — Фиг. 379. Сварные фермы Уралмашстроя пролетом 15 м— момент начала испытания. Фиг. 380. Сварная ферма пролетом 14 м. сварные швы, соединяющие полку со стенкой, не дали трещин. После испытания эти фермы были установлены в на- чале 1931 г. в количестве 14 шт. над зданием экспери- ментальной кузницы Оргаметалла в Москве. Испытание других ферм пролетом 15 м было вы- полнено цехом металлических конструкций Уралмаш- строя в середине лета 1931 г. В связи с необходи- мостью установки 256 сварных ферм для покрытия ме- ханического цеха Уралмашстроем также решено было предварительно проверить правильность их работы. Верхний пояс этих ферм был запроектирован труб- чатого сечения из двух равнобоких уголков, а ниж- ний— также двухстенчатый пояс — из двух полос по-
296 V. КРЫШИ Фиг. 381. Сварная ферма с фонарем Краммашстроя пролетом 24,74 м. лотового железа с приваренными диафрагмами. На- ружные поверхности вертикальных полок уголков верхнего пояса расположены в одной плоскости с на- ружными сторонами полосового железа нижнего пояса, благодаря чему было возможно осуществить соедине- ние стержней решотки с поясами внахлестку без при- менения фасонных листов. При испытании величина нагрузки была доведена до двукратной расчетной, причем после удаления послед- ней в обеих пробных фермах не было обнаружено ос- таточных деформаций; вместе с тем швы показали пол- ную надежность своей работы. Момент начала испыта- ния этих ферм показан на фиг. 379; справа видны ре- шотчатые опоры, осуществленные также по сварному методу производства работ. В связи с новизной сварного дела проектирование ферм у нас, так же как и за границей, обычно ведется путем отбора одной из схем, общепринятых для кле- паных конструкций. Сварная ферма, осуществленная в Москве по проекту инж. Л. К. Ершова (сварочная контора Оргаметалла), изображена на фиг. 380; ее пролет равняется 14 м. Схема принята в виде английской фермы с восхо- дящим направлением раскосов для получения более коротких сжатых элементов, так как при данной схеме раскосы являются растянутыми, а стойки сжатыми. Для экономии металла ферма запроектирована без фасонок. Одновременно с этим, в связи с отсутствием у нас необходимого сортамента прокатных профилей, для получения широких тавров пришлось прибегнуть к усложнению работ: верхний пояс образован посред- ством сварки прерывистым швом двух полос полосо- вого железа для полки сечением 150 X 10 мм и для стенки — 100 X 8 мм; что же касается нижнего пояса, то его тавровое сечение получено путем продольной резки по оси двутавра № 16. Параллельность верти- кальных граней у стенок тавров позволила легко осу- ществить соединение раскосов и стоек с поясами вна- хлестку. Наличие достаточной высоты этих стенок дало возможность ограничиться преимущественно фланговыми швами, с применением добавочных лобо- вых швов лишь для средних раскосов. Стержни решотки составлены из уголков, причем в крайних стойках уголки соединены в крестообраз- ную форму; раскосы выполнены каждый из одного уголка. Горизонтальная плита в опорном узле усилена вертикальными диафрагмами. В отличие от предыдущего примера на фиг. 381 и 382 изображена ферма с фасонками, запроектирован- ная для Краммашстроя сварочной конторой Оргаме- талла (инж. Л. М. Яровинским); ее расчетный пролет равняется 24,74 м. Решотка принята в виде стоек и переменного направления раскосов, что позволяет, с одной стороны, сократить длину панелей верхнего сжа- того пояса, а с другой, — предохранить нижний пояс от возможного провисания из-за значительной длины отдельных частей нижнего пояса в пределах между основными стойками. Сечение нижнего пояса соста- влено из двух равнобоких уголков 60 X 60 X 8 мм. Для верхнего пояса принято также тавровое сечение, но из неравнобоких уголков 100 X 65 X 10 мм, при- чем широкая полка расположена в вертикальной пло- скости. Ветровые связи прикрепляются к фасонкам, приваренным к верхним полкам уголков; в свою оче- редь к этим фасонным листам приварены сверху от- резки уголков, удерживающие деревянные брусчатые прогоны. Фасонки, служащие для прикрепления стержней ре- шотки, зажаты между вертикальными полками пояс- ных уголков. Все элементы решотки запроектированы трубчатого сечения из двух уголков, сваренных между собой по кромкам прерывистыми швами и приварен- ных к косынкам непрерывными фланговыми швами, как это видно из деталей отдельных узлов. Условные обозначения на фиг. 381 и 382 сделаны по системе проф. В. П. Вологдина.
ПОКРЫТИЯ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ 297 Фиг. 382. Сварная ферма с фонарем Краммашстроя пролетом 24,74 м— детали. Над средней частью фермы предположен фонарь пролетом 6,25 м с вертикальным направлением остек- ленных поверхностей. Таким образом1 мы видим, что эта сварная ферма почти полностью повторяет схему, принятую для кле- паной фермы, изображенной на фиг. 362. Сварные работы были проведены в 1932 г. в весьма большом объеме на Кузнецкстрое, где сварен ряд зда- ний— генераторное здание мартеновского цеха (340 т сварных конструкций), копровое здание (750 т кон- струкций), здание мастерских рельсовых накладок и подкладок (300 т конструкций) и т. п. Г операторное здание выполнено каркасной конструк- ции со стенным заполнением кирпичом толщиной Уд" кирпича. При длине 60 м и ширине 9 м оно состоит из 11 рам — 2 концевых и 9 промежуточных. Рамы сделаны из двутавров № 40 с наваренными посредством прерывистых швов усиливающими листами и из балок двутаврового сечения, сваренных из двух листов. Копровое здание имеет весьма значительные раз- меры — в длину 130 м, в ширину 32 о в высоту 25 м. Устройство опор для этого здания было описано в от- деле III «Отдельные опоры». В здании мастерских рельсовых накладок и подкла- док достаточно рационально спроектированы фермы, принятые с нисходящими раскосами. Правда, раскос- ная решотка обычно требует несколько большего ко- личества металла, чем треугольная со стойками, но зато в данном случае было предусмотрено значитель- ное облегчение монтажных работ. С этой целью фа- сонки предварительно приваривались то к стойкам ре- шотки, то к раскосам. Кроме того в фасонках про- бивались отверстия для монтажных болтов. Этот прием позволил при сварке ферм удобно центрировать узлы без дополнительных приспособлений в виде струбцинок, что облегчало производство работ, так как сварка в обычных условиях отдельных сходящихся под углом элементов очень затруднена из-за необхо- димости центрировки узлов по геометрической схеме. В Магнитогорске в 1932 г. и начале 1933 г. также произведены значительные сварные работы — стро- пильные фермы на скрапном дворе (фермы металло- деревянные, причем варился металл в нижних поясах и решотках), фермы над мартеновским цехом (колонны под фермы выполнены клепаными и показаны на фиг. 161), подстропильные фермы в здании разливоч- ных машин, часть конструкций цеха нагревательных колодцев и т. п. В. Общие выводы Первый период развития сварного дела, главной за- дачей которого являлось изучение основных приемов конструирования и производства работ, а также вне- Цветаев. 38
298 V. КРЫШИ дрение в массы специалистов доверия к сварным швам и соединениям, полностью закончен. Следующим эта- пом поэтому должна быть максимальная рационализа- ция, которая позволит действительно сэкономить пре- дельное количество материалов и рабочей силы. Основное препятствие в первую очередь заключа- ется, как было указано выше, в отсутствии. подходя- щего сортамента. Необходимо поэтому начать прока- тывать новые профиля, более отвечающие требованиям сварного метода производства работ, так как современ- ный сортамент проработан из расчета удобства вы- полнения клепаных конструкций. Например тавровый профиль с сужающейся в поперечнике стенкой и с от- сутствием параллельности наружных вертикальных граней чрезвычайно затрудняет осуществление узлов при оптимальном соединении стержней решотки и поясов внахлестку; кроме того отсутствуют широкие профиля. В связи с этим, как было указано выше, иногда приходится разрезать двутавровые балки вдоль продольной оси или же получать тавровый профиль посредством сварки двух полос полосового железа. При выполнении трубчатого сечения, состоящего из двух уголков, благодаря наличию обращенного внутрь закругления наружных граней полок затрудняется про- изводство сварных работ. Это явление не могло бы иметь места, если бы мы для этой цели прокатывали уголки с несколько скошенными с внутренней стороны гранями. Возможно также скосы у толстых листов получать при прокатке материалов, что даст возможность зна- чительно сократить объем работ при сварке вслед- ствие сокращения количества подготовительных опе- раций. В Америке, а особенно в Германии приступлено к прокатке новых профилей в соответствии с требова- ниями сварного способа производства работ. Нам не- обходимо ускорить положительное разрешение этого вопроса, тем более, что проект ОСТ уже переработан в соответствующем духе. Согласно этому проекту предположены к прокатке неравнобокие тавры с оди- наковой толщиной полки и стенки с параллельными наружными гранями; их размеры колеблются от 40 X 30 до 200 X 150 мм. Также намечены к вы- пуску широкополочные уголки со срезанными с вну- тренней стороны гранями полок, что облегчит наварку швов. Предполагавшиеся к выпуску по предложению проф. В. П. Вологдина швеллера с обратными скосами кромок в дальнейшем пришлось отменить вследствие сложности их прокатки. Заканчивая на этом описание сварных металличе- ских покрытий, необходимо указать, что путь, по ко- торому пошли как наши, так и иностранные конструк- тора, не может быть признан абсолютно правильным. Каждому новому методу работ или новому строитель- ному материалу должна соответствовать также и но- вая форма, выбранная на основе наиболее экономичных и рациональных для них показателей. Однако вместо создания новых конструкций техническая мысль оста- новилась преимущественно на проработке и улучшении сварных соединений и отчасти поперечных сечений от- дельных элементов, оставив, как мы видели, в основ- ном старые схемы решений. Поэтому наши специали- сты должны заняться усиленной проработкой новых, свойственных сварному методу производства работ конструктивных оформлений, не оставляя конечно без внимания также улучшения сварных соединений. Эта работа в должном духе уже начала проводиться ЦНИПС. ГЛАВА ПЯТАЯ КРОВЛИ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ Кровля защищает покрытие от атмосферных осад- ков, и одновременно с этим пожарная безопасность покрываемых ею сооружений в значительной степени зависит от ее огнестойкости. Правильное ее устрой- ство в настоящее время осложняется относительно не- высоким качеством имеющихся в наличии кровельных материалов, а также постройкой зданий огромных пло- щадей с сильно меняющимся верхним профилем. В ре- зультате на целом ряде участков приходится перехо- дить на весьма малые уклоны, что, естественно, вызы- вает необходимость исключительно внимательного вы- полнения водоизолирующего покрова со тщательной проработкой всех деталей в местах примыкания кровли к вертикальным плоскостям или при устройстве вну- треннего отвода атмосферной воды. А. Основные требования, предъявляемые к кровлям Основные требования, предъявляемые к кровлям, следующие: А. Кровли должны максимально сопротивляться дей- ствию огня, так как иначе искры, падающие от сосед- них горящих зданий, могут вызвать их воспламенение. Б. При наибольшей долговечности кровли должны быть наиболее экономичными не только с точки зре- ния первоначальных затрат, но и последующих экспло- атационных расходов. В. Кровли не должны способствовать прогреванию помещений от солнца, особенно при устройстве бес- чердачных крыш, что обычно имеет место в промыш- ленном строительстве. Г. Кровли и их устройство^ должны предусматривать возможность очистки их от снега, если только крыши не устроены достаточно крутыми для сползания снега или полутеплыми — из расчета непосредственного его таяния. Д. Кровли при устройстве их из материалов, не мо- гущих сопротивляться действию атмосферных явле- ний, особенно при резких колебаниях температуры, должны быть покрыты верхним защитным слоем. Е. В производствах с выделением едких газов кровли должны противостоять их вредному воздействию. Б. Классификация кровель Классификация кровель может быть произведена по целому ряду признаков: по степени сопротивления дей- ствию огня, по роду материалов, по долговечности, по требуемым уклонам и по экономичности. А. По степени сопротивления действию огня кровли бывают огнестойкими, несгораемыми, защищенными от
КРОВЛИ 299 возгорания и сгораемыми. Огнестойкими кровлями признаются гольццементная, толевая или рубероидная кровли, если они уложены по огнестойкому основанию и покрыты слоем песка или гравия толщиной не менее 5 см; к огнестойким кровлям относятся также чере- пичная и шиферная, уложенные по 'огнестойкому осно- ванию. Несгораемой кровлей считается железная кро- вля, кровля из глиняной или цементной черепицы, этер- нитовая (террофазеритовая), а также рубероидная и толевая кровли, положенные по огнестойкому или не- сгораемому основанию. Последние два типа кровель должны быть покрыты слоем песка или гравия не ме- нее 2 см. Защищенной от возгорания кровлей поизнается кровля железная и глиносоломенная; к такому же типу приравниваются также толевая и рубероидная кровли, лежащие на сгораемом или защищенном от возгорания основании и покрытые сверху слоем песка в 2 см. К сгораемым относятся тесовая, соломенная, камы- шевая и тому подобные кровли на сгораемом основа- нии. Б. По роду материалов кровли распадаются на же- лезные, толевые, рубероидные, гольццементные, терро- фазеритовые, на кровли из асбофанеры, из кровель- ного сланца, черепичные из гончарной и цементной че- репицы, из терроксила или кровельной фанеры и т. п. Наиболее часто применяемые в настоящее время кровли выполняются из так называемых рулонных материа- лов — в виде толевого или рубероидного ковра. - Дей- ствительно, этот тип кровель является весьма удобным для покрытия им фабрично-заводских сооружений как допускающий минимальные уклоны и одновременно с этим мало теплопроводный, что особенно важно при обычно выполняемом покрытии, при котором крыша одновременно является потолком помещения. Гольц- цементные кровли как неэкономичные ограничены своим применением лишь случаями крайней необходи- мости. Кровельное железо, мало' применявшееся и ра- нее, в настоящее время в связи с дефицитом металла употребляется исключительно редко. Кровельная фа- нера, вполне оправдавшая себя на опытных построй- ках, не получила еще достаточного распространения. Что же касается остальных материалов, то благодаря свойственным им качествам применение их ограничено главным образом фабричными зданиями подсобного на- значения. В. По долговечности кровли могут быть разбиты на три типа — на кровли, срок службы которых опреде- ляется свыше 20 лет, на кровли, могущие просущество- вать от 10 до 20 лет, и на кровли недолговечные со сроком ниже 10 лет. К первому виду могут быть от- несены гольццементные, террофазеритовые, асбофа- нерные, шиферные и черепичные кровли, особенно по- следние, при их выполнении из марсельской чеоепицы, так как за границей такие крыши иногда стоят свыше 100 лет; правда, гончарная черепица нашего производ- ства менее погодоустойчива, поичем известны случаи, как напримео на Окоужной железной дороге, где че- репичные кровли просуществовали только около 15 лет. Срок службы цементной черепицы — около 25 лет. Ко второму типу могут быть причислены осталь- ные виды кровель, за исключением толевой, которая благодаря низкому качеству употребляемых для ее из- готовления материалов, даже при периодическом по- крытии толевым лаком, имеет сокращенный срок служ- бы, примерно не свыше 8 лет. Дело в том, что совре- менный толь недостаточно прочен, так как для его из- готовления пускаются дегти в сыром, не дестиллиро- ванном, виде. Делается это по экономическим сообра- жениям в связи с тем, что дестилляция вызывает зна- чительный отход сырья, и без того имеющегося в не- достаточном количестве. Г. По требуемым уклонам кровли делятся на крутые, пологие и плоские. Крутыми кровлями, требующими уклон свыше 15%, являются железные, террофазери- товые, асбофанерные, сланцевые, черепичные, а также однослойные толевые. К пологим кровлям с уклоном от 5 до 15% должны быть отнесены толевые двухслой- ные, рубероидные и из кровельной фанеры. .Наконец плоскими кровлями с уклоном до 5% считаются гольц- цементные и двуслойные рубероидные кровли. Д. По экономичности кровли должны классифици- роваться не только с точки зрения первоначальной стоимости их устройства, но и из суммы последующих эксплоатационных расходов. Вместе с тем первона- чальная стоимость должна слагаться из стоимости са- мого покрытия и из суммы расходов на устройство основы в виде железобетонного покрытия, настила или обрешотки. При таком способе подсчетов самыми дорогими являются гольцементная, террофазеритовая и черепичная кровли;, далее следуют двухслойные — рубероидная и толевая—кровли и наконец к самым дешевым, кровлям можно отнести однослойную толе- вую кровлю и кровлю из кровельной фанеры. 2. УСТРОЙСТВО КРОВЕЛЬ А. Железные кровли а. Кровли из кровельного железа Кровельное железо употребляется сравнительно редко, так как помимо значительной теплопроводно- сти, частого ремонта и относительно короткого срока службы оно вообще мало пригодно для часто приме- няемых пологих крыш; кроме того кровля обычно на- носится на сплошную поверхность утепленной крыши, что при железе вызывает конденсацию с его нижней стороны и быструю гибель от ржавчины. Поэтому же- лезные кровли должны устраиваться по обрешотке не только для удобного своего укрепления, но и для об- разования промежутка между нижней поверхностью железа и настилом с целью уменьшения вредного дей- ствия конденсации; эти промежутки рационально сое- динять с атмосферным воздухом для их естественного проветривания. б. Кровли из волнистого железа Волнистое железо в настоящее время применяется весьма редко вследствие недостатка металла. Устрой- ство кровель этого типа впредь до изжития дефицита железа может быть оправдано случаями крайней не- обходимости, когда внутренний режим помещений не позволяет устраивать крыши, покрытые рулонными или другими материалами, например в цехах нагре- вательных колодцев с исключительно высокой темпе- ратурой. Волнистое железо' изготовляется путем про- катки обыкновенного кровельного железа на жолоб- чатых вальцах. Применяется как черное, так и оцин- кованное волнистое железо, причем' по виду своему оно разделяется на плоское и балочное. Железо пер- вого типа (деталь 1, фиг. 383) имеет высоту волны, т. е. вертикальное расстояние между вершиной и ни- зом волны, не превышающую половины ее ширины; у балочного железа, или так называемого высокого (деталь 2), высота воды примерно равна ее ширине. Толщина железа принимается равной 1 — 2 мм, так как при меньшей толщине кровля быстро деформи- руется при хождении по ней и кроме того скоро гибнет* от ржавчины. 38»
300 V. КРЫШИ Фиг. 383. Кровля из волнистого же- леза: 1 — обыкновенное волнистое железо, 2—высокое волнистое же- лезо, 3 — соединение двух крайних волн смежных листов, 4 — укрепле- ние волнистого железа к железной обрешотке и 5 — укрепление к де- ревянной обрешотке. Обрешотка под волнистое железо делается обычно из углового железа, причем благодаря большому со- противлению этого кровельного материала изгибу рас- стояние между решотинами может быть доведено до 0,90—1,20 м. При соединении двух соседних листов в; перпенди- кулярном к коньку направлении крайние волны их перекрывают одна другую, скрепляясь заклепками че- рез 300—500 мм (деталь 3). В параллельном коньку направлении вышележащие листы перекрывают ниже- лежащие на 8—20 см в зависимости от принятого уклона для крыши. Укрепление листов к железной обрешотке производится путем приклепки верхнего края листа к полочке углового железа обрешотки; кроме того нижние края листов имеют приклепанные клямеры, которые, будучи загнуты за полочку обре- шотки, удерживают нижние края (деталь 4). При деревянной обрешотке верхний край листа пришивают к последней 7-сантиметровыми гвоздями, а клямеры нижнего края загибают под прямым углом вниз и прибивают к брускам обрешотки (деталь 5). Кровли из волнистого железа отличаются значи- тельной жесткостью и прочностью. Особенно рационально применение волнистого же- леза в качестве несущей конструкции при сводчатых покрытиях. Действительно, обычно кровля покрывает в виде водоизолирующего ковра специально устроен- ную нижнюю несущую конструкцию, что значительно удорожает стоимость строительства. Германским инж. А. Грегором поэтому в его книге «Der praktische Eisenhochbau», funfte Auflage, Berlin 1930 r. (стр. 173—177) проработаны типы весьма экономич- ных сводчатых покрытий, в которых в качестве основ- ной несущей конструкции применено волнистое же- лезо. Пределы применения таких покрытий весьма ве- лики— от 5 до 20 м. Обычно принимаемое отношение стрелы подъема к пролету равняется 1 : 6. Соседние листы волнистого железа перекрываются в перпенди- кулярном к коньку направлении по предыдущему, со скреплением друг с другом заклепками примерно че- рез 300 мм. По другому направлению — по длине об- разующей свода, закрой вышележащих листов поверх нижележащих равняется от 150 до 250 мм. Кроме того верхние гребни каждой волны соединяются друг с другом посредством заклепок в количестве 3 шт. при пролетах от 5 до 10 м, 4 шт. при пролетах от 10до15ми5 шт. при пролетах от 15 до 20 м. Распор погашается затяжками из круглого железа диаметром от 12 до 36 мм при взаимном расстоянии от 1,607 до 3,505 м. Натяжение затяжек до расчетных усилий производится посредством специальных натяж- ных муфт с двойной — прямой и обратной — резьбой; Затяжки поддерживаются от провисания подвесками: одной средней — при пролетах до 7 м, двумя — при пролетах от 7 до 12 м и тремя — при больших про- летах. Фиг. 384. Общий вид свода из волнистого железа.
КРОВЛИ 301 Ввиду равномерности передачи распора по всей длине свода для его восприятия между затяжками устраиваются бортовые балки из швеллеров. Общий вид такого свода показан на фиг. 384. Б. Кровли из рулонных материалов а. Толевые кровли Толь является хорошим кровельным материалом для пологих крыш фабрично-заводских зданий, так как при малой проводимости тепла и сравнительной дешевизне он легко может быть приколочен или при- клеен к деревянной опалубке. Одновременно он имеет и свои существенные недостатки, главным из которых часто является его недостаточная прочность, вслед- ствие которой он рвется при очистке от снега. По- этому на качество толя должно быть обращено особое внимание. Кровельным толем называется строительный мате- риал, состоящий из тряпичного картона, пропитанного составом из смеси каменноугольного дегтя, от кото- рого отогнаны летучие продукты, кипящие ниже 230° С, и пека, причем примесь к пропитывающей смеси древесного, торфяного, буроугольного и сланце- вого дегтя не допускается. Каменноугольный деготь получается на коксобен- зольных заводах. Под действием на каменный уголь высоких температур без доступа воздуха образуются кокс, каменноугольный деготь, газ и некоторые другие вещества. Сырой каменноугольный деготь содержит в себе некоторые легко испаряющиеся вещества — нафталин, фенол и др., а также вещества, легко раст- воримые в воде. Вследствие этого применение сырого каменноугольного дегтя в толевом производстве сооб- щает толю ряд существенных недостатков, заключаю- щихся в том, что растворимые вещества с течением времени вымываются дождевой водой, а летучие ве- щества испаряются. Получающееся таким образом отощание способствует отвердеванию толя. Последний теряет эластичность и становится хрупким, благодаря чему на его поверхности получаются трещинки. Вода, попадающая в эти трещинки, при замерзании увели- чивается в объеме и производит разрушение струк- туры толя. Улучшение качеств каменноугольного дегтя достигается перегонкой его при температуре до 230°, причем от него отделяются вода и летучие вещества. Дестиллированный деготь в значительной степени улучшает качество толя. Каменноугольный деготь должен удовлетворять сле- дующим требованиям. При температуре в 15—20° он должен быть без твердых частиц или пузырьков, пред- ставляющих капли инородной жидкости. Зольность его не должна превышать 0,5%, удельный вес 1,14— 1,20 при содержании воды не более 1%. Температура кипения должна быть около 200°. Дестилляция при этой температуре не должна давать отгонки более 2% дегтя. Пеком вообще называются остатки в перегонных кубах после дестилляции некоторых веществ, пред- ставляющие собой твердые аморфные и полутвердые массы. Каменноугольный пек—это остатки, получающиеся после отгонки кипящих при 300—340° масел из ка- менноугольного дегтя. Он представляет собой массу черного цвета различной твердости и хрупкости с бле- стящей, иногда раковистой поверхностью излома. Удельный вес его колеблется в зависимости от мето- дов получения. Пек, добываемый из дегтя в верти- кальных ретортах и коксовых печах, имеет удельный вес от 1,27 до 1,50. Каменноугольный деготь из гори- зонтальных реторт, содержащий большее количество углерода, дает пек с удельным весом от 1,30 до 1,33. В отношении твердости различают три сорта пека. Мягкий пек при температуре 15—20° вязок и полу- тверд; при 40—60° он размягчается и расплывается в медленно текущую массу. При температуре ниже 15° такой пек, затвердевая, теряет текучесть и может сохранять форму кусков. Средний по твердости пек при температуре 15—20° настолько тверд, что может раскалываться на куски; размягчается он при темпе- ратуре 60—75°, благодаря чему на солнце приобре- тает текучесть. Твердый пек отличается большой хрупкостью и может растираться в порошок. Размяг- чается он при температуре 75°; под действием сол- нечных лучей текучести не приобретает. Для приготовления толя употребляется средний пек и иногда мягкий. Твердый пек почти не применяется как более тугоплавкий. Пек, употребляемый для толе- вого производства, не должен быть засоренным по- сторонними примесями и содержать свободного угле- рода, т. е. сажи, более 30%. Температура размягчения не должна быть выше 75°. При изготовлении толя пропиточная масса одновре- менно является и покровной, благодаря чему она дол- жна обладать хорошо пропитывающими картон свой- ствами, а также и вязкостью, достаточной для удер- жания на поверхности толя песка. Эта масса должна также в возможно меньшей степени поддаваться ис- паряющим и разрушающим действиям атмосферных явлений и кроме того должна в достаточной мере обла- дать тугоплавкостью, чтобы не стекать на солнце. Поэтому к пропиточно-покровной массе предъявля- ются следующие требования. Испаряемость ее при пе- регонке до 230° не должна быть более 3 %, содержание нафталина не более 3%; температура ее размягчения не должна выходить из пределов 30—40°. Картон для толя должен состоять из чисто тряпич- ного волокна, из которого шерстяного должно быть не менее 20 или 15% в зависимости от номера толя, а остальное должно состоять из хлопчатобумажного, пенькового, льняного и прочего волокна; примесь со- ломы, торфа и древесной массы не допускается. При- меняемый для посыпки толя песок должен быть чи- стым, без примеси глинистых и других пылеобразных частей, и отсеян на сите с отверстиями до 2 мм, при- чем обе стороны толя должны быть равномерно обсы- паны песком во избежание слипания отдельных слоев между собой. Для определения качества толя и пригодности его для кровельного покрытия следует предварительно сделать необходимые испытания, которые произво- дятся на разрыв, на эластичность, на отсутствие ле- тучих веществ, водонепроницаемость, огнестойкость и на равномерное пропитывание смолой. При испытании на разрыв полоса толя шириной в 50 мм должна выдерживать от 20 до 35 кг в зави- симости от номера, различаемого по весу картона. Испытание на эластичность и гибкость производится навиванием полосы шириной 50 мм на стержень тол- щиной 20 мм при температуре 15—20°; толь в этом случае не должен ломаться и давать трещин. Кроме того при нагревании в течение 7 час. при температуре 70° толь не должен становиться хрупким и после охлаждения должен выдерживать пробу навивания. На отсутствие летучих веществ испытание произво- дится путем нагревания куска толя размером 100 X X ЮО мм до 50° в течение 5 час., причем потеря в весе не должна быть более 0,20—0,40 г. Основное испытание производится на водонепрони-
302 V. КРЫШИ цаемость путем складывания толя в виде сковороды с четырьмя острыми краями, в которую наливается вода высотой 2 см; толь не должен пропускать воду в зависимости от номера от трех до шести суток. Огнестойкость исследуется испытанием на огне, а рав- номерность пропитки определяется по наружному осмотру. При укладке толя необходимо помнить, что он- осо- бенно легко рвется на перегибах,, и поэтому во всех местах переломов следует укладывать кровельное же- лезо, тщательно заделывая его между двумя слоями толя. Вместе с тем для предохранения его от повре- ждения при очистке от снега в местах, по. которым происходит сгребание основной массы снега, реко- мендуется укладывать съемные деревянные решотки, вызывающие некоторый дополнительный расход, но зато дающие значительный экономический эффект от уменьшения стоимости ремонта. Покрытие крыши толем производится или по спе- циальной опалубке в виде двух настилов — рабочего и защитного — или по обыкновенной дощатой опа- лубке. Фабрично-заводские здания капитального- ха- рактера кроются в два слоя с приклеиванием толя так называемой клебемассой, причем по обыкновен- ной опалубке первый слой покрытия может быть сделан на гвоздях. Покрытие заводских зданий по- стоянного характера, но имеющих второстепенное назначение, производится в один слой толя с укре- плением его при помощи трехгранных деревянных брусков по обыкновенной опалубке. Временные по- стройки кроются также одним слоем толя с укладкой его внахлестку и прибивкой отдельных полотен только широкошляпными толевыми гвоздями. Опалубка в виде двойного настила, разработанная как проект стандарта Комиссией по стандартизации при НТУ ВСНХ СССР, устраивается следующим обра- зом: нижний слой настила, называемый рабочим, де- лается из досок с промежутками в 4—8 см, оставляе- мыми для предотвращения выпирания досок при их короблении, а также для возможности обсыхания влажной древесины. Этот настил укладывается прямо по прогонам, фермам или балкам, причем при полной нагрузке как постоянной, так и временной он не должен иметь прогиб более V3Oo пролета. Требований особо высоких качеств в отношении влажности и дру- гих свойств древесины к рабочему настилу не предъ- является; не следует допускать только материалов, зараженных домовым грибком. Верхний настил, называемый защитным, нашивается под углом в 45° к направлению досок рабочего на- стила и должен выполняться по возможности из узких брусков шириной около 5 см, имеющих не более 17% влажности (деталь 1, фиг. 385). При этих условиях трещины от усыхания будут настолько малы, что разрыва толя не должно после- довать. Однако ввиду того что в настоящее время не всегда представляется возможным получить лес надлежащего: качества, как временную меру можно допускать лесные материалы с несколько большим процентом влажности, причем для сокращения трудо- емкости .процесса изготовления узких брусков ши- рину последних можно доводить до 8—10 см. Для предупреждения загнивания бруски верхнего настила должны быть пропитаны антисептиком или же перед употреблением окунуты в раствор креозота. Стыки досок рабочего настила, так же как и брусков защитного, должны итти вразбежку. При таком рас- положении опалубка представляет собой как бы моно- лит, что значительно улучшает ее качества. Для при- крытия трещины, могущей появиться по коньку, вдоль последнего набивается полоса оцинкованного железа шириной в 35 см. После укладки защитного настила поверхность его тщательно грунтуется горячей клебе- массой для заполнения щелей и трещин. Разреженный рабочий настил требует для теплой кровли устройства- подшивки - с уложенной поверх ее изоляцией, что вынуждает оставлять в кровельной конструкции воздушные прослойки. В некоторых слу- чаях поэтому, как указано в главе об устройстве утепленной кровли, зажимают полостную изоляцию между перекрестными настилами. При этом рабочий настил укладывается без зазоров с соединением со- Фиг. 385. Устройство толевой кровли: 1 — опалубка в виде двойного—рабочего и за- щитного — настила, 2 — примыкание к дымо- вой трубе, 3 — косыня. Фиг. 386. Двухслойная толевая кровля по опалубке в виде двойного настила.
КРОВЛИ 303 Фиг. 387. Устройство жолоба и стока при толевой кровле, седних досок в четверть (фиг. 386). Ниже будет по- мещен ряд аксонометрий кровель, исполненных тре- стом Моспроект. Клебемасса, посредством которой приклеивается толь, употребляется в расплавленном состоянии; осты- вая, она твердеет и прочно приклеивает материал. Применяемая в Германии горячая клебемасса для толя представляет собой мягкий каменноугольный пек или смесь среднего пека с дестиллированной или пре- парированной добавками каменноугольной смолой. В Советском союзе вследствие недостатка обработан- ных материалов каменноугольного происхождения употребляется горячая клебемасса из нефтяных би- тумов, применяемая также для приклейки руберойда и подробно описанная ниже. Она обладает большей устойчивостью против атмосферных влияний, меньшей ломкостью при низких температурах и большей туго- плавкостью, уменьшающей степень текучести. При наклейке первого слоя толя рулон раскаты- вается по нижнему краю крыши параллельно ему с таким расчетом, чтобы толь мог свешиваться с края крыши на величину, несколько большую толщины до- сок опалубки. Делается это с целью иметь возмож- ность после загиба края толя под свес крыши прибить его снизу гвоздями. Проверив соблюдение этого условия, толь скатывают обратно и, постепенно смазывая опалубку горячей клебемассой при помощи фибровых щеток или швабр из морской травы, раскатывают рулон по смазанной опалубке, прижимая его к ней и разглаживая его по- верхность ногой, обутой в мягкую обувь. Затем про- изводят наклейку второго полотна, а выше его треть- его и т. д. с таким расчетом, чтобы каждое полотно перекрывало нижним своим краем верхний край ниже- лежащего полотна на 5 см. После покрытия всей крыши первым слоем производят таким же образом наклейку второго слоя, начиная от конька вниз по перпендикулярному к нему направлению. Внизу толь обрезается вплотную с краем без оставления свобод- ного конца на загиб под свес. После покрытия вторым слоем толя поверхность кровли сплошь покрывается клебемассой или кровельным лаком. С течением времени покровный слой толя под дей- ствием атмосферных влияний выветривается и подвер- гается разрушению. Поэтому для сохранения прочно- сти и водонепроницаемости толевой кровли следует через каждые 3 года возобновлять покровный слой толя посредством нанесения по всей поверхности то- левой кровли тонкого слоя толевого лака. Принимая во внимание условия службы толевой кровли, следует к толевому лаку предъявлять ряд серьезных требований. Он должен бри температуре в 100° обладать настолько жидкой консистенцией, чтобы успеть до застывания быстро и на достаточную глубину заполнить все поры и трещины в поверхности толя. Кроющая способность лака должна быть та- кова, чтобы он мог в горячем состоянии покрывать равномерно тонким и гладким слоем большую поверх- ность толя. После застывания лак должен быть на- столько вязким, чтобы удерживать на своей поверх- ности песчаную посыпку: кроме того он не должен стекать под действием солнечных лучей. Нанесенный на поверхность кровли лак во избежание образования трещин должен медленно застывать, делая эластич- ной покрытую им поверхность толя. При холоде слой лака не должен быть ломким и должен в достаточной степени сопротивляться атмосферным факторам раз- рушения. При кладке щипцовых стен, брандмауеров, парапе- тов и дымовых труб в них оставляются впадины, на- зываемые выдрами, внутри которых по опалубке при- шиваются треугольные бруски, образующие сливы; к последним прибивается загнутый по ним кверху толь (деталь 2, фиг. 385). Иногда в выдрах добавочно заделываются деревянные пробки, к которым приби- вается полоска . оцинкованного железа, перекрываю- щая сверху край толя своим отогнутым краем. Около труб в последнем случае оцинкованное железо не пришивается, а загибается внутрь между треугольным бруском и кирпичной кладкой, причем брусок с вну- тренней стороны обертывается войлоком или асбестом. При необходимости устройства жолобов последние выполняются следующим образом: по краю крыши на- клеиваются в два слоя так 'называемые косыни, вы- кроенные из толя в виде трапеций (деталь 3, фиг. 385); первый слой укладывается таким образом, чтобы он мог быть загнут под свес кровли и. прибит гвоздями, а скошенная сторона следовала бы. за направлением жолоба. Затем на уложенные косыни. укладывают лотки из оцинкованного железа для стока воды с крыши в водосточные трубы (фиг. 387). По верхним краям косыней набиваются треугольные бруски, получаемые от распила по диагонали квадрат- ных брусков 7,5 X 7,5 см; край косыней должен за- ходить из-под бруска внутрь жолоба на 50 мм. После этого жолобовые бруски покрываются двумя слоями толя с огибанием их при наклейке. Таким образом между скатом крыши и бруском образуется жолоб, Клебемсса Фиг. 388. Двухслойная толевая кровля по одиночной опалубке.
304 ....У. КРЫШИ Фиг. 389. Однослойная толевая кровля с трехгранными брусками по одиночной опалубке. после оклейки которого производится уже основное покрытие крыши. Уклон толевой кровли при клебе- массе должен быть не менее 3°, а при покрытии лаком от 5 до 20°. Обыкновенная одиночная опалубка под толевое по- крытие пришивается или параллельно коньку из досок в 3,5—5 см или перпендикулярно к нему из досок в 2,5—3,5 см в четверть по предварительной обрешотке брусками через 70—100 см. Покрытие двухслойным толем по одиночной опа- лубке выполняется по описанному выше способу, при- чем первый слой или наклеивается или прибивается гвоздями (фиг. 388). Для однослойного покрытия толем по деревянной опалубке с трехгранными брусками последние наши- ваются перпендикулярно коньку на взаимном расстоя- нии в осях, равном ширине толя. Между этими бру- сками укладываются толевые полотна, края которых загибаются на бруски до гребня и прибиваются гвоз- дями; затем поверх бруска нашивается полоса толя в виде колпачка. Сверху кровля покрывается лаком и посыпается крупным песком (фиг. 389). Крыши временных строений кроются в один слой параллельно коньку внахлестку каждого ряда на ниже- лежащий и с прибивкой их гвоздями. Поверхность кровли также покрывается лаком с посыпкой крупного песка (фиг. 390). При последних двух способах крыша должна иметь уклон в пределах 14—20°, так как при большем уклоне лак стекает, а при меньшем происхо- дит быстрая порча кровли. Помимо обычных покрытий толем могут применяться по бетонному или деревянному основаниям толевые кровли с гравием, называемые в Германии «кисспап- дах»; толь в этом случае кладется в два слоя с при- менением иногда на нижний слой пергамина. При плоских крышах иногда выполняется тройное толе- вое покрытие. Отдельные слои склеиваются клебемас- сой, причем кровля сверху покрывается также горячей клебемассой, в которую погружается очищенный и просеянный гравий, с величиной зерен 4—6—8 мм в зависимости от крутизны ската — при крутых ска- тах должен применяться мелкий гравий, а при пологих крупный. б. Рубероидные кровли пропитанного мягкой битумной смесью картона, по- крытого с обеих сторон твердой битумной смесью; По- верхность его покрывается слоем минерального по- рошка или песка равномерной крупности, во избежание склеивания в рулоне. Рубероид выпускается в рулонах по 20 м2, причем согласно стандарту он должен быть шириной в 1 м при длине в 20 м; до установки однообразного обору- дования на заводах в настоящее время допускается выпуск его шириной в 75 и 80 см с соответствующим увеличением длины. Картон для изготовления руберойда употребляется тряпичный с содержанием шерсти в зависимости от номера не менее: для № 1—25%, для № 2 — 20% и для № 3 —15%, и хлопчатобумажных волокон не менее 45%; остальное составляют пеньковые, льняные или джутовые волокна. Случайные примеси в виде дре- весных, соломенных или торфяных волокон допуска- ются в количестве не более 5%. В зависимости от веса картона, из которого он из- готовлен, рубероид выпускается трех номеров: № 1— при весе 1м2 картона в 700 г, № 2 — при весе 550 г и № 3 — весом 400 г. Отклонения в весе картона допускаются до 10%. Пропитка и покрытие картона битумной массой должны быть выполнены равномерно; наличие в раз- резе светлых прослоек указывает на недостаточную пропитку. Для изготовления пропитывающей смеси и покрывающей массы могут применяться нефтяные и природные битумы, а также стеариновые пеки. При- сутствие древесных, каменноугольных, торфяных, сланцевых и буроугольных дегтей и пеков не допу- скается. Полоса руберойда шириной в 50 мм при испытании на разрыв должна выдерживать для № 1 — не менее 40 кг, для № 2 — не менее 32 кг и для № 3 — 24 кг. При навивании на круглый стержень диаметром 20 мм при температуре в 15—20° С, производимого после нагревания в воздушном шкафу в течение 7 час. при 70° С и последующего охлаждения, 50-миллиметровая полоса руберойда не должна ломаться, а также давать сквозных трещин; допускаются только мелкие поверх- ностные трещины при сгибании образца на 180°. Под давлением столба воды высотой в 20 мм руберойд не должен пропускать воду в течение 15 суток. Одновре- менно с этим отношение веса картона к весу пропи- тывающей и покрывающей битумной массы должно быть для № 1 —не менее 1,7, для № 2 — не менее 1,9 Руберойдом согласно стандарту называется кровель- фиг. 390. Однослойная толевая кровля по одиночной опа- лый или изоляционный гибкий материал, состоящий из лубке.
КРОВЛИ 305 и для № 3 — не менее 2. В кусках руберойда при их приемке допускается не более одного поперечного раз- рыва полотна, причем продольные разрывы длиной более 5 см вовсе не допускаются. Покрытие рубероидом производится тремя спосо- бами — в виде двухслойного покрытия, двухслойного комбинированного и однослойного. Первые два вида применяются для зданий капиталь- ного характера: фабричных и заводских корпусов, электростанций и т. п.; третий тип покрытия пригоден для зданий второстепенного значения — вспомогатель- ных и бытовых помещений, складов, гаражей и т. п. Все три вида рубероидной кровли могут выполняться по бетонному основанию, а также по деревянной основе, состоящей из двух настилов —- рабочего и защитного, или из однослойной опалубки, настланной в четверть или в шпунт 35—50-миллиметровых досок. Приклеивающим материалом для рубероидных кро- вель служит клебемасса; последняя бывает двух ви- дов — применяемая в горячем состоянии и применяе- мая в холодном состоянии. Оба типа приготовляются из смеси нефтяных битумов Союзнефти и стеаринового пека или нестандартного нефтяного битума. Горячая клебемасса должна удовлетворять следую- щим требованиям. Она должна иметь температуру пла- вления в пределах 60—75° и обладать хорошей крою- щей способностью, т. е. ложиться в расплавленном со- стоянии тонким слоем на покрываемую поверхность. Клебемасса не должна содержать в себе легко испа- ряющихся веществ, так как последние вызывают при разварке вспенивание массы. Недопускается кроме того содержание каменноугольных дегтей и пеков, способ- ствующих образованию расслоений в массе. В составе клебемассы не должно быть посторонних примесей и минеральных заполнителей, мешающих склеиванию. Консистенция клебемассы должна быть достаточно жидка при 250°. Клебемасса должна также обладать хорошей прилипчивостью и не должна быть ломкой при низких температурах. Изготовленная на заводах клебемасса разливается в боченки весом брутто 200—240 кг. Стенки боченков предварительно смазыва- ются для легкости распаковки тон- ким слоем глины. Холодная клебемасса, вырабаты- ваемая Ленинградским рубероидным заводом под названием, клей руберин, представляет такую же смесь биту- мов, как и горячая, но эта смесь, предварительно разваренная и осту- женная до 70°, растворяется в легко испаряющихся растворителях (бен- зине, бензоле и т. п.). Растворение производится в особых котлах, снаб- женных мешалками. Холодная клебе- масса имеет жидкую консистенцию; ее затвердевание происходит вслед- ствие испарения летучих растворите- лей. В связи со своей дороговизной холодная клебемасса не употребляется для работ массового характера; пре- делы ее применения ограничиваются обычно склейкой швов руберойда при покрытии последним деревянной опа- лубки. При покрытии по бетонному осно- ванию поверхность бетонной корки, уложенной поверх изоляции утеплен- ного здания, или железобетонной плиты над холодным помещением, тщательно затирается или штукату- рится цементным раствором 1 : 3 под правило. Более тощего раствора допускать не следует, так как в про- тивном случае пыль, образующаяся от стирания то- щего бетона при метении его щетками перед покры- тием, примешиваясь к клебемассе, будет препятство- вать ее соединению с бетонам. Около труб, брандмауеров, фонарей и т. п. устраи- ваются закругленные отливы для плавного перехода от вертикальных стенок к скату крыши. Уклон крыши при двухслойном покрытии допускается не менее 3°, а при однослойном — не менее 5°. Перед покрытием каждый рулон раскатывается и очищается от талька метлами или фибровыми щет- ками, причем эта очистка не должна производиться на покрываемой крыше, так как тальковая пыль будет мешать соединению клебемассы как с бетоном, так и с рубероидом. Покрытие производится следующим образом: по- ложив рулон у края крыши около конька и перепустив конец руберойда за конек на 15 см, раскатывают рулон по скату крыши перпендикулярно коньку. Убедившись, что полоса руберойда легла строго перпендикулярно направлению крыши, рулон скатывают обратно и по- мощью фибровых щеток смазывают поверхность бе- тона, подлежащую покрытию, горячей клебемассой, начиная от самого рулона, после чего немедленно рас- катывают его примерно на 25 см. Затем, откатив рулон обратно, проверяют, хорошо ли покрылась клебемассой поверхность руберойда и, в случае недо- статочности покрытия, снова промазывают это место крыши и вторично .раскатывают рулон, разглаживая приклеенную часть руберойда ногой, обутой в мягкую обувь. Расстелив рубероид до нижнего края крыши, обрезают его свободный конец. Затем полотно рубе- ройда раскладывают по другую сторону конька против наклеенного и, перехлестнув его на 15 см через конек на уже наклеенное полотно, производят наклейку второй полосы руберойда таким же образом, как и первой. Следующее полотно наклеивают опять на Ц₽етаев. Фиг. 391. Рубероидная кровля: 1 — покрытие руберойдом, 2 — покрытие температурного шва, 3 — присоединение к вертикальной стенке, 4 — покры- тие жолоба. 39
306 V. КРЫШИ Фиг. 392. Устройство рубероидной кровли. первый скат, перекрывая им край первого полотна на 50—60 мм. Четвертым полотном покрывают опять второй скат внахлестку на второе полотно, причем таким же образом с чередованием скатов производят покрытие всей крыши (деталь 1, фиг. 391). Второй слой руберойда наклеивается идентично первому, причем швы второго слоя, укладываемого по горячей клебемассе внахлестку на 50 мм, не должны совпадать со швами первого. В связи с выветриванием покрывального слоя рубе- ройда поверхность такой кровли должна каждые 6—8 лет покрываться тонким слоем рубероидного лака. Лак обычно изготовляется из той же смеси битумов, как и для покрывальной массы руберойда. В некоторых случаях применяется также более мягкая смесь. При- менение лака для покрытия кровель производится в холодном состоянии; после высыхания лак должен полностью испарять растворитель. В случае наличия температурных швов последние сначала перекрываются полосой оцинкованного кро- вельного железа, изогнутого над швом в виде компен- сатора, после чего производится наклейка рубероид- ного ковра (деталь 2, фиг. 391). При покрытии скатов около парапетов и труб ру- беройд загибается кверху в выдрах, оставляемых с этой целью в вертикальных стенках при кладке, а для плавного перехода от вертикальной поверх- слойное покрытие должно быть сплошь прокрашено клебемассой во избежание проникания задерживаю- щейся при малом уклоне воды (фиг. 392). Комбинированное покрытие по бетону состоит в том, что первый слой выполняется из толя или пер- гамина, наклеиваемого на клебемассе внахлестку, с на- правлением полотен параллельно нижнему краю крыши. Поверх этого первого слоя наклеивается ру- беройд перпендикулярно коньку (фиг. 393). Пергамином называется изоляционный и кровельно- подкладочный материал, изготовленный путем про- питки толевого картона нефтяными битумами или смесью из них, благодаря чему ему придается водо- непроницаемость и долговечность. Он отличается от руберойда тем, что не имеет ни верхнего, ни нижнего покровных слоев. При изготовлении пергамина картон после его пропитки отжимается досуха вальцами спе- циальной машины. Это гарантирует слои пергамина от слипания, благодаря чему его посыпка тальком или песком перед свертыванием в рулоны не применяется. Пергамин должен быть равномерно пропитан массой; в разрезе его не должно иметься светлых прослоек, являющихся последствием недостаточной пропитки картона пропиточной массой. Поверхность пергамина должна быть однородного цвета и без пятен. При испытании на водонепроницаемость пергамин должен выдерживать пробу в зависимости от номера в тече- ние 10—18 суток. В свернутом виде он не должен склеиваться, а также не должен иметь более одного поперечного разрыва в рулоне площадью 40 м2. Пер- гамин изготовляется трех сортов: № 1 весом 600 г в 1 № 2 весом 450 г в 1 м2 и №' 3 весом 350 г в 1 м2. С пергамином не следует смешивать другой вид изо- ляционного картона: изоляционный толь, беспесочный толь, толь-кожу. Этот изоляционный картон отли- чается от пергамина тем, что для пропитки его упо- требляется не рубероидная, а толевая пропиточная масса; покровного слоя он также не имеет. Этот дег- тевый картон менее долговечен, чем пергамин, и быстро делается хрупким и способным разрушаться под дей- ствием атмосферных влияний. По деревянной основе существуют два способа по- крытия руберойдом: первый заключается в том, что на настил прибивается гвоздями с нахлесткой и про- клейкой стыков пергамин или руберойд, и по этому первому слою на клебемассе наклеивается верхний слой руберойда; второй способ состоит в наклейке рубе- ройда непосредственно на деревянную основу, предва- ности к скату крыши устраиваются указан- занные выше закругленные отливы. Для предохранения от механических поврежде- ний места присоединения руберойда следует перекрывать сверху полосой оцинкован- ного железа (деталь 3, фиг. 391). При наличии надстенных жолобов за ними по нижнему краю ската наклеиваются два слоя руберойда с нахлестыванием на 50 мм на бетонный прилив, образующий жолоб; затем этот бортик последовательно покрывают двумя слоями руберойда с заги- бом вверх по скату, где последний слой пе- рекрывается внахлестку основным рубе- роидным ковром (деталь 4, фиг. 391). Однослойное покрытие по бетону про- изводится как покрытие вторым слоем в двухслойном покрытии. При этом, как было указано выше, уклон должен быть не менее 5°; при уклонах же от 3 до 5° одно- Фиг. 393. Покрытие кровли руберойдом по толю или пергамину.
КРОВЛИ 307 Пробка и планка для пришив, рубероида КровелЬн. Жел.оцинкован. тиеб». обдела но ПОЛК: Вой ре шетк. й настил из 19 мм. досок 2 с поя Штукатурка венти- ляции иердо- ка ГПрёцгопЬн. брусок 10*Юсм. для ки цела Рабочий настил из 35 мм досок изоляция 1 слой толя Подшивка 19 мм.доск. ктоля Фиг. 394. Устройство рубероидной кровли по деревянной основе, а также ее примыкание к парапету. рительно загрунтованную клебемассой. Последний спо- соб несомненно лучше первого, так как при поврежде- нии руберойда вода не будет затекать и расплываться под всем ковром, и таким образом рана будет носить местный характер; однако основным условием для на- клейки руберойда непосредственно на деревянный на- стил является применение для последнего сравнительно сухого материала, а особенно его устройство по пре- дыдущему из двух настилов, пришитых под косым углом, друг к другу, так как в этом случае работа одного из настилов подчиняет себе деформации и сме- щения дерева другого настила, и отрицательные свойства дерева при работе его поперек волокон бу- дут нейтрализованы его прекрасными механическими качествами при работе вдоль волокон. Покрытие ру- беройдом с непосредственной наклейкой на деревянную основу в настоящее время почти не применяется за отсутствием древесины надлежащего качества. Устрой- ство рубероидной кровли, а также ее примыкание к парапету показаны на фиг. 394, 429 и 431. в. Гольццементные кровли Гольццементная кровля, применяемая при устройстве плоских крыш, состоит из одного слоя пергамина или толя-кожи и двух слоев изоляционной бумаги геркулес каменноугольный, тщательно наклеенных внахлестку друг на друга при помощи гольццементной мастики или горячей клебемассы. Бумага геркулес представляет собой изоляционный материал, пропитанный толевой или рубероидной про- питочной массой. В первом случае она называется геркулес каменноугольный, а во втором геркулес гуд- ронный. Геркулес каменноугольный употребляется как для изоляции от сырости, так и при устройстве гольц- цементных кровель. Геркулес гудронный употребля- ется для производства шевелина, применяемого в каче- стве термоизоляции. Бумага геркулес выпускается за- водами в рулонах шириною 1 м, площадью 100 м2 и весом около 30 кг. Эта изоляционная бумага не дол- жна иметь пятен, свидетельствующих о ее недоста- точном отжиме на вальцах, бугорков, складок и дыр, причем на рулон в 100 м2 не должно приходиться бо- лее 9 поперечных разрывов. В бумаге геркулес должны отсутствовать также светлые прослойки, доказываю- щие недостаточность пропитки;, кроме того она не должна ломаться от изгиба на 180° при температуре в 15—20°. Пробу на водонепроницаемость геркулес должен выдерживать в течение трех суток. Гольццементом называется масса, склеивающая от- дельные составные части гольццементной кровли; она приготовляется из смеси неотогнанного каменноуголь- ного дегтя, отогнанного и препарированного каменно- угольного дегтя, антраценового масла, каменноуголь- ного пека и серы в порошке. Гольццемент плавится при температуре от 35 до 45°. Благодаря наличию текучести в летнее жаркое время и ломкости во время морозов гольццемент за последнее время стал заме- няться горячей клебемассой, применяемой для при- клейки руберойда. Особенно такая замена нужна для южных местностей Советского союза. Основанием для гольццементной кровли может слу- жить как бетонная поверхность, так и деревянная опа- лубка; в последнем случае она обязательно должна выполняться в виде двух настилов — рабочего и за- щитного— под косым углом друг к другу. При же- лезобетонных поверхностях нижний слой пергамина или толя-кожи иногда укладывают насухо с промаз- кой гольццементом стыков, устроенных внахлестку на 5 см, так как в этом случае температурные удлинения или укорочения бетона не смогут повредить гольцце- ментный ковер; однако обычно принятый способ за- ключается в наклейке нижнего слоя. При деревянной основе более целесообразна наклейка нижнего слоя,, так как при случайном повреждении кровли это ра- нение быстро заплывает гольццементной мастикой, не вызывая никаких отрицательных последствий; конечно такой способ' допустим при наличии защитного на- стила надлежащего качества. В связи с отсутствием сухой древесины в настоящее время чаще применяется свободная укладка гольццементной кровли. Работы по устройству гольццементной кровли про- изводятся следующим образом: по основанию, тща- Фиг. 395. Устройство гольццементной кровли. 39*
308 V. КРЫШИ Фиг. 396. Оклейка гольццементным ковром температур- ных швов. Фиг. 397. Вид - на неправильно окрытый температурный шов спустя три года после устройства гольццементной кровли. телыно сметенному и очищенному от сора и пыли, раскатывают ру- лоны пергамина в направлении па- раллельном или перпендикулярном крыше, с предварительным обиль- ным смазыванием основания горя- чей гольццементной мастикой или клебемассой в случае наклейки во- доизолирующего ковра. После про- катки первого полотна производят таким же образом наклейку вто- рого с нахлесткой на край первого на 50 мм\ затем—'третьего и т. д. Когда таким образом будет по- крыта вся крыша первым слоем, начинают наклейку второго слоя из бумаги геркулес с раскаткой руло- нов в направлении перпендикуляр- ном уже уложенным полотнам пер- гамина. Таким же способом про- изводится наклейка третьего слоя. Верхняя поверхность кровли доба- вочно окрашивается горячей гольц- цементной мастикой или клебемас- сой. Устройство гольццементной кровли показано на фиг. 395, а на фиг. 396 изображена оклейка водо- изолирующим ковром температур- ных швов поверх уложенных ком- пенсаторов из оцинкованного же- леза. Насколько тщательно следует производить ра- боты, ясно видно из фиг. 397, на которой показан вид на температурный шов спустя три года после устройства гольццементной кровли. Для защиты от случайных повреждений, особенно при очистке от снега, а также для предохранения от непосредственного воздействия атмосферных явлений и создания постоянного режима гольццементной кро- вли, над ней устраивается специальный покров, выпол- няемый несколькими методами: путем дернования, укладки бетонных плиток по песчаному слою, насыпки слоя гравия и т. д. Укладка дерна является наиболее дешевым способом, но не может быть рекомендована благодаря своим отрицательным свойствам, а именно— корни в дерне, разрастаясь, особенно в засушливое время, в поисках влаги могут повредить гольццемент и кроме того, образуя густую сетку, способствуют за- иливанию, что вызывает поднятие дерна буграми. Бетонные плитки толщиной 3—4 см, настланные по слою песка той же толщины, являются прекрасным за- щитным слоем от механических повреждений при очи- стке от снега; одновременно с этим плитки дают воз- можность быстрому стоку воды, смывающей грязь, и таким образом предохраняют песок от заиливания, а также под их защитой в песке долгое время сохра- няется влага, что препятствует резким изменениям режима гольццементной кровли и способствует ее со- хранению. Устройство такой кровли по деревянному и бетонному основаниям показано на фиг. 398 и 399, а вид на засыпку готовой кровли песком изображен на фиг. 400. Хороший способ защиты заключается также в на- сыпке слоя гравия, причем для предохранения от по- вреждения кровли отдельными острыми камешками рекомендуется в верхний, более толстый слой гольцце- ментной мастики утопить просеянный круглый• гравий диаметром 4—5 мм, что делается путем предвари- тельного подогрева гравия на жаровне и применения деревянного катка. Сверх этого защитного слоя на- сыпается гравий на высоту 10—15 см, предохраняю- щий самую кровлю от вредного влияния солнечных лу-
КРОВЛИ 309 чей и дающий возможность свободно производить очистку от снега. Кровля, устроенная по указанному способу над корпусом Павло-Покровской фа- брики в Павловском посаде, изобра- жена на фиг. 401. При устройстве гольццементных кровель особое внимание должно быть обращено на тщательность их вы- полнения во всех деталях, особенно в местах примыкания к вертикаль- ным поверхностям. Детали устрой- ства таких примыканий показаны на фиг. 402 и 403. На первой изображено в двух ва- риантах примыкание к парапету гольццементной кровли по деревянной основе: при устройстве специальной бортовой плитки в виде галтели или при наличии только фартука из оцин- кованного железа, причем на дета- лях 1 и 4 дано примыкание в напра- влении, перпендикулярно расположе- нию балок, а на деталях 2 и 3 при- мыкание в направлении, параллельном балкам. На второй фигуре показано примыкание к парапету гольццемент- ной кровли по бетонной основе. Вообще при проектировании гольц- цементных кровель строителям необходимо иметь в виду, что эта конструкция сама по себе обходится дорого и становится рентабельной лишь после длитель- ной и дешевой ее эксплоатации, что может быть до- стигнуто при отсутствии излишней экономии за счет ее качеств. Поэтому лучше отказаться от устройства кровли в виде гольццементного ковра, чем выполнять ее недостаточно надежно. В настоящее время, в связи с производством и без того огромных капиталовложе- ний в строительство, применение этого вида кровель должно быть ограничено лишь случаями крайней необ- ходимости. В. Асбоцементные кровли Под названием асбест объединяются минералы, имеющие волокнистое строение. Волокна, на которые могут расщепляться эти минералы, отличаются огне- стойкостью, кислотоупорностью, малой теплопровод- ностью и большим сопротивлением разрыву. Различаются три вида асбестовых минералов. Хри- зотил — серебристо-белой, желтоватой или светлобу- рой окраски; он занимает по своим качествам первое место среди асбестов. Волокна его отличаются осо- бой тонкостью, мягкостью и упругостью, обладая од- новременно с этим значительной прочностью. Длина волокон колеблется между 2 и б мм. Второй вид — крокодилит — при шелковистом бле- ске имеет серовато-синюю окраску; средняя длина его волокон равняется 20 мм. Амозит, являющийся третьим видом, бывает раз- личного цвета — грязнобурого, зеленоватого, серого и иногда белого; он имеет жесткое и грубое волокно длиною от 100 до 175 мм. В Советском союзе месторождения асбеста име- ются на Урале, в Сибири, на Северном Кавказе и в Ка- закстане. Химический состав советского асбеста: окись кремнезема 41,5—43,2%, окись магния 39,0— 41,3%, окись глинозема 2%, окись железа 4%, окись алюминия 1% и воды 1.1,5—13%. Наличие окиси маг- ния и кремнезема сообщает асбесту свойства кисло- тоупорности и огнестойкости. Фиг. 400. Засыпка гольццементного ковра песком. Фиг. 401. Гольццементная кровля над корпусом Павло-Покровской фабрики.
310 V. КРЫШИ позволяющей применять 4-милли- метровые плитки в качестве кро- вельного материала, асбоцемент яв- ляется относительно легким. Асбо- цементная кровля легче например гончарночерепичной в десять раз. Кроме того асбоцемент поддается обработке резанием. Указанные выше качества спо- собствовали все большему распро- странению асбоцемента в качестве кровельного материала, причем в фабрично-заводском строительстве он может найти себе применение для зданий подсобного назначения. Для кровель асбоцемент упо- требляется в двух в видах — в виде террофазерита или искусственного шифера и в виде асбофанеры. а. Террофазеритовые (этернитовые) кровли Фиг. 402. Детали примыкания к парапету гольццементной кровли по дере- вянной основе: 1 — примыкание в направлении, перпендикулярном распо- ложению балок при устройстве специальной бортовой плитки в виде гал- тели, 2 — то же, но в направлении, параллельном расположению балок, 3 — примыкание в направлении, параллельном расположению балок при устройстве фартука из оцинкованного железа, 4 — то же, но в направле- нии перпендикулярном. Террофазерит или этернит (от французского слова eternel — веч- ный) изготовляется из смеси, со- стоящей .примерно из 85,% порт- ландского цемента высшего каче- ства и 15,% асбеста низших сортов (III—V); он имеет вид упругих пла- стинок, называемых также плит- ками или шаблонами. Эти пла- стинки получаются путем обра- ботки асбоцементной массы на спе- циальных машинах и прессах, по- добных тем, которые применяются в картонобумажном производстве. Согласно стандарту террофазе- ритовые плитки должны иметь тол- щину, равную 4 и с допускаемым отклонением не более 0,5 мм. При весе 1 м- около 7,2 кг вес одной пластинки размером 400 X 400 мм равняется 1,2 кг-, вес же 1 м2 кровли, принимая во внимание нахлестку одной плитки на другую в виде черепицы, зависит от их формы, размера и способа покрытия и в среднем равняется 10,8 кг. Бла- Асбоцемент представляет смесь портландского це- мента и асбеста в пропорции от 1 : 10 до 1:6, под- вергаемую соответствующей обработке для наиболее тесного перемешивания частиц цемента с волокнами асбеста. Волокна асбеста в этом случае играют, с од- ной стороны, арьмирующую роль, а, с другой — крем- некислота асбеста вступает во взаимодействие с це- ментом и образует с известью силикат кальция, что также увеличивает прочность асбоцемента. Асбоцементные кровли отличаются следующими вы- годными качествами. Они огнестойки, так как не раз- рушаются даже при накаливании до 400°; они моро- зостойки, выдерживая 15—25-кратное попеременное замораживание и отогревание до обыкновенной темпе- ратуры. Эти кровли обладают водонепроницаемо- стью — при испытании под давлением столба воды вы- сотой в 250 мм в трубке с внутренним диаметром в 25 мм через 36 час. плитки не дают на нижней своей стороне капель воды. Водонасыщаемость асбоцемента также незначительна — продержанные в воде в тече- ние одной недели плитки поглощают воду в количестве не более 16% своего веса. При большой прочности, Фиг. 403. Деталь примыкания к па- рапету гольццементной кровли по бетонной основе.
КРОВЛИ 311 годаря наличию волокнистого асбеста прочность террофазеритовых пластинок превосходит прочность обыкновенных цементных плиток приблизительно в 20—23 раза. Оптимальный подъел! крыши при устройстве террофазеритовой кровли равняется Vs, т. е. 33° уклона; при более пологом подъеме, особенно меньше 1,'1) т. е. 26,5° уклон:!, приходится перехо- дить к более дорогому, так называемому двойному способу покрытия. Чем круче крыша, тем она легче очищается от снега. Точно также при крутой крыше проис- ходит меньшее поддувание снега в щели между перекрывающими друг друга плит- ками, но такая крыша является менее экономичной по стоимости основной не- сущей конструкции, хотя более дешевой фиг в эксплоатации. Конструкция обрешетки может быть двоякой — в виде брусков или сплошной опалубки; при пер- вом способе устройства бруски принимаются с наи- меньшим сечением в 3,5 X 9 см, причем их' оконча- тельные поперечные размеры являются функцией рас- стояния между центрами стропильных ног и могут до- ходить до 6 X 9 см. Верх стропил у конька и нижний край- крыши покрываются тремя рядами 3,5-санти- метровых досок. При сплошной опалубке толщина до- сок колеблется от 1,9 до 2,5 см. Несомненно, что пра- вильность работы кровли лучше обеспечивается при последнем способе устройства обрешотки, так как в этом случае чердак вполне предохраняется от заду- вания снега, чего почти невозможно достигнуть при брусчатой обрешотке. Однако экономические показа- тели с точки зрения первоначальной стоимости более благоприятны при реечной обрешотке, требующей зна- чительно меньшей затраты материалов. На рациональное устройство обрешотки должно быть обращено серьезное внимание, так как в против- ном случае кровля может оказаться дефективной в отношении ее эксплоатации, — поэтому бруски или опалубка должны быть настланы без лощин или гор- бин, с применением по возможности сухого леса. Во избежание последующего коробления доски должны пришиваться двумя гвоздями, забиваемыми ближе к их кромкам, в каждую стропильную ногу. Между отдель- ными рядами досок необходимо оставлять зазор от 0,5 до 1,0 см для предохранения от образования волн в обрешотке при разбухании древесины от влажности. Основная форма террофазеритовых плиток — квад- ратная без обрезов (деталь 1, фиг. 404) и квадратная с обрезами (деталь 2) при длине и ширине в 400 мм, а также прямоугольная без обрезов (деталь 3) и прямо- угольная с обрезами (деталь 4) при длине в 400 мм и ширине в 200 мм. Кроме этих типов применяются еще пластинки согласно деталям 5—8. Конек и ребра крыши покрываются плитками, имеющими вид жо- лобка (деталь 9). Прикрепление каждой плитки к об- решотке производится при помощи двух широко- шляпных оцинкованных гвоздей длиною 30 или 40 мм, причем отверстия для гвоздей должны иметь продолговатую овальную форму; при таких дыроч- ках, пробиваемых в пластинках на заводе или на месте работ посредством специального молотка, плиткам при их расширении от температуры предоста- вляется возможность некоторого движения. Для предохранения свешивающихся концов плиток от их поднятия ветром употребляются особые противо 404. Террофазеритовые плитки, кнопки и скобки. ветренные задержки (иначе называемые кнопками или закрепами) (деталь 10). Они имеют вид кружка диа- метром 25 мм и сделаны из меди или оцинкованного железа, в середину которого вклепан медный стерже- нек длиной 20 мм. Эта кнопка кладется шляпкой вниз Фиг. 405. Инструменты и приспособления для работы по устройству террофазеритовой кровли: 1—молоток, 2 — мостик, 3 — мостик в виде скобы, 4а и 46 —ножницы, 5 — гвозде- дер, 6 — подмостки, 7 — два комплекта под- мостков, поставленных на крышу.
312 V. КРЫШИ Фиг. 406. Террофазеритовая кровля — детали устройства свесов: 1—укладка первого ряда полушаблонов, 2 — уклад- ка второго ряда полушаблонов, 3 — укладка двух рядов из целых плиток, 4 — укладка первого ряда из полушаб- лонов, а второго-—из целых шаблонов. между двумя уложенными пластинками, а на ее стер- женек надевается готовым отверстием верхняя пере- крывающая плитка, после чего шпенек загибается. Для укрепления коньковых шаблонов на одном из их концов имеются два отверстия, через которые они прибиваются к обрешотке. При работе по устройству террофазеритовой кровли употребляются следующие инструменты и приспособ- ления. Молоток (деталь 1, фиг. 405), одна сторона кото- рого оттянута и заострена для пробивки дыр; на дру- гой стороне находится тупая головка для прибивки гвоздей. Часть между собственно молотком и рукоят- кой по линии а заострена и служит для обрубки плитки. Мостик (деталь 2), представляющий собой резак, лезвие которого выгнуто таким образом, что острие находится на выпуклой стороне, а на другой имеется шип. Мостик забивается шипом в доску, после чего на обращенное кверху острие кладется плитка и обруба- ется молотком. Иногда мостику придают вид скобы (деталь 3), средняя часть которой обработана лезвием, направленным острием вверх. Ножницы (детали 4а и 4б) представляют собою сое- динение режущего клинка со скобообразным мости- ком. Г воз де дер (деталь 5), которым выдергивают гвозди, предварительно подсовывая его зазубренный конец под плитку и захватывая стержень гвоздя в зазу- брину. Во избежание сползания с крутой крыши запаса плиток, предназначенных к укладке, употребляются особые подмостки (деталь 6). Они представляют со- бой доску А, на одном конце которой укреплены две стойки с рядом просверленных дыр. В эти дыры вста- вляется железный стержень, образующий перекладину между стойками; последнюю можно располагать на не- обходимой высоте. На перекладину одним концом кла- дется доска Б, другой конец которой соединен на пет- лях с доской А. Доска А устанавливается по склону крыши, прикрепляясь к коньку веревкой; доска Б при- водится в горизонтальное положение, для чего стер- жень перекладывается на соответствующую высоту. Установив таким образом пару подмостков, поверх них перекладывают доску, служащую для укладки за- паса плиток (деталь 7). Покрытие свесов производится следующим образом: перед началом работы по нижнему краю крыши при- шиваются поверх обрешотки тонкие, так называемые уравнительные рейки, после чего начинают укладывать плитки. Для первого- ряда обычно применяются полу- шаблоны согласно детали 3 фиг. 404 с укладкой их впритык друг к другу, а поверх их вразбежку приби- вается второй ряд полушаблонов со скошенными угла- ми (деталь 4, фиг. 404); прибивка каждого ряда плиток производится посредством двух оцинкованных широко- шляпных гвоздей. Эти полушаблоны укладываются та- ким образом, чтобы образовался спуск за края обре- шотки примерно- на 4 см. Способ покрытия свесов изображен на фиг. 406, при- чем на детали 1 показана укладка первого ряда полу- шаблонов, а на детали 2 — укладка второго ряда. Эти первые два ряда могут выполняться также из целых плиток (деталь 3, фиг. 406) или же первый ряд из пря- моугольных полушаблонов, а второй из целых шабло- нов со скошенными краями, с укладкой последних вна- хлестку один на другой (деталь 4, фиг. 406). Дальней- шее покрытие может быть произведено по одному из четырех способов: французскому, немецкому, двойному и чешуйчатому. Французский способ. У квадратных плиток соглас- но детали 2 фиг. 404, употребляемых при этом способе, два противоположных угла срезаны параллельно диа- гоналям на расстоянии 7 см от края. Ввиду необходимости точного совпадения плиток друг с другом, а также правильного перекрытия от- дельных стыков, после покрытия свесов производится разбивка крыши, для чего шнуром отбиваются линии в горизонтальном направлении, а также перпендику- лярно по отношению к последним. Первые две гори- зонтальные линии проводятся на расстоянии 160 и 422 мм от края обрешотки, причем даже при реечной обрешотке опалубка этой части крыши делается до- щатой. Третья линия отбивается на 233 мм дальше; по ней укладывается верхним своим краем первый бру- сок обрешотки в случае выполнения последней из бру- сков. Следующие линии отшнуровываются через каж- дые 226 мм, соответственно чему при брусчатой обре- шотке пришиваются своими верхними краями осталь- ные бруски. Разбивка линий, перпендикулярных к го- ризонтальным, начинается от середины крыши в обе стороны через каждые 235 мм из расчета полурасстоя- ния между краями срезов в 468 мм и зазора между плитками при их укладке в 3 мм (фиг. 407). Расстоя- р1] i—235—235—*—235—;________[Л^|—200— Фиг- 407. Французский способ укладки террофазе-ритовых плиток по сплошной опалубке при покрытии свеса полу- шаблоиами.
КРОВЛИ 313 Фиг. 408. Отдельные этапы устройства террофазеритового покрытия при уклад- ке пр свесу полушаблонов. 4 ряд и следующие Фиг. 410. Порядок террофазеритового покрытия помощью одних рядовых ша- блонов. Фиг. 409. Террофазеритовое покрытие помощью одних рядо- вых шаблонов. Фиг. 411. Террофазеритовая кровля — не- мецкий способ укладки: 1—по обрешот- ке из брусьев, 2 — по сплошной опалубке. ние между последней из этих линий и боковым краем крыши значения не имеет и принимается по натуре, сколько останется после разбивки. После разбивки начинают производить покрытие, причем для первого ряда, следующего за описанным выше краевым покрытием, употребляются полушаб- лоны по детали 6 фиг. 404, у которых кроме боковых обрезов срезаны также нижние треугольные части. Сначала прибивается ряд этих полушаблонов широкой стороной вниз внахлестку на краевое покрытие, после чего производится укладка целых шаблонов с их рас- положением таким образом, чтобы диагональ, соеди- няющая вершины несрезанных углов, была перпенди- кулярна к горизонтальным линиям. Плитки каждого Цветаев. 40
314 V. КРЫШИ Фиг. 412. Террофазеритовая кровля — чешуйчатое по- крытие. ряда примыкают друг к другу своими срезами с зазо- ром в 3 мм, причем верхний шаблон перекрывает два нижележащих на 7 см. В зазоре между двумя сосед- ними плитками помещается ветровая кнопка, шляпка которой подсунута под их края, а на торчащий из про- зора стерженек надевается вышележащая перекрываю- щая плитка имеющимся в ней отверстием овальной формы, после чего стерженек загибается по направле- нию к нижнему краю крыши. Отдельные этапы укладки террофазеритового по- крытия, проработанные Иннорсом, указаны на фиг. 408. При устройстве покрытия около фронтона основные шаблоны не должны доходить до края крыши на 25 см, так как покрывающие края бордюрные плитки должны своими внутренними частями перекрывать на 15 см крайние боковые плитки. Если благодаря конфигура- ции кровли целый шаблон где-нибудь не укладывается, то он соответственно обрезается. При отсутствии бордюрных плиток нижние края кровли могут быть покрыты полушаблонами со сре- занными нижними треугольниками согласно детали 2 на фиг. 410, вслед за чем идет покрытие целыми плит- ками (фиг. 409). Порядок такого покрытия помощью одних рядовых шаблонов, так называемый «без на- пуска», показан на фиг. 410 (по материалам Иннорса). Немецкий способ. Обрешотка при немецком способе покрытия может выполняться как реечной, так и в виде сплошной опалубки; при первом типе обрешотки бруски нашиваются под углом в 45° к свесу крыши на взаимном расстоянии 40 — 7 = 33 см. Разбивка крыши благодаря прикреплению плиток под углом в 45° производится под тем же углом. Свесы покрываются по предыдущему, после чего укладывается основная кровля из квадратных плиток без обрезов (деталь 1, фиг. 404); последние- прибива- ются каждая двумя гвоздями, причем нижележащие перекрываются на 7 см. Прикрепление ветровых кно- пок производится сбоку нижних плиток. Общий вид такой крыши показан на фиг. 411, причем деталь 1 изображает покрытие по обрешотке из брусков, а де- таль 2 — по сплошной опалубке. Чешуйчатое покрытие. Покрытие этого типа выпол- няется по немецкому способу с применением вместо квадратных плиток шаблонов с одним закругленным краем (фиг. 412). Двойное покрытие. Свесы по этому способу покры- ваются по предыдущему, после чего производится ук- ладка квадратных или прямоугольных плиток с обре- занными углами (детали 5 и 7, фиг. 404). Ряды шаб- лонов направлены горизонтально, причем каждая плит- ка ложится своей серединой над стыком двух нижеле- жащих плиток, перекрывая последние на 5 см ниже их середины. Из этого расчета производится разбивка 40 + 5 , крыши горизонтальными рядами через —%------5 = = 17,5 см, а так как при этом способе покрытия об- решотка обычно выполняется из брусков, то последние нашиваются с расстоянием в 17,5 см между центрами. На случай расширения от влияния температуры между двумя соседними плитками оставляется зазор в 1 мм, соответственно чему отверстия для гвоздей в шаблонах пробиваются продолговатой формы. Противоветрен- ные кнопки обычно не применяются. Устройство кры- ши при двойном покрытии террофазеритовыми плит- Фиг. 413. Двойное покрытие террофазе- ритовыми плитками: 1—из квадратных шаблонов по реечной обрешотке, 2 — та же кровля при сплошной опалубке, 3 — из прямоугольных плиток по обре- шотке из брусков, 4 — та же кровля при сплошном настиле. Фиг. 414. Детали устройства террофазеритовой кровли: 1—конек, 2 — ребро, 3—-разрез по гребню, 4 — разжолобок.
КРОВЛИ 315 ками показано на фиг. 413, причем деталь 1 изображает кровлю из квадратных шаб- лонов по реечной обрешотке, деталь 2 — ту же кровлю при сплошной опалубке, деталь 3 — кровлю из прямоуголь- ных плиток по обрешотке из брусков, в деталь 4 — ту же кровлю при сплошном на- стиле. Благодаря большему перекрытию одних плиток другими наклон крыши при этом способе может прини- маться пологим. Покрытие конька произ- водится особыми террофазе- ритовыми плитками желоб- чатой формы (деталь 9, фиг. 404); эти коньковые шаблоны длиной по 400 мм имеют в одном конце ширину в 110 мм, а в другом — 130 мм. Для устройства конькового Фиг. 415. Террофазеритовая кровля: 1 — обделка труб, 2 — примыкание к стене, 3 — надстенный жолоб. покрытия вдоль конька укре- пляется доска на ребро, по- верх которой надевают жо- лоочатые плитки, перекрывающие одна другую на 25 мм; последние укрепляются при помощи особых скобок (деталь И, фиг. 404), одними концами охваты- вающими края плиток, а другими, прибиваемыми к доске, укрепленной вдоль конька. Нахлестанные -части соединяются замазкой. Общий вид устройства конька показан на детали 1 фиг. 414. Покрытие ребер выполняется таким же образом, как и конька; для большей наглядности на детали 2 фиг. 414 показан из проекта промстандарта общий вид та- кого покрытия, а на детали 3 — его разрез. Разжелобки устраиваются следующим образом: вдоль ендовы настилается дощатая опалубка вне за- висимости от характера обрешотки — в виде брусков или сплошного настила; эти доски покрываются, оцин- кованным или хорошо прокрашенным кровельным же- лезом, края которого загибаются и пришиваются оцин- кованными гвоздями к настилу, после чего произво- дится покрытие плитками с укладкой ближайших ря- дов поверх загнутых концов. Благодаря такому уст- ройству вода по кровле стекает непосредственно в раз- жолобок. Наименьшая ширина последнего принима- ется в 60 см с определением фактически необходимой ее величины в зависимости от площади крыши. Устрой- ство разжолобка показано на детали 4 фиг. 414. Обделка вокруг дымовых труб должна выполняться особенно тщательно, чтобы не происходило затекания воды под кровлю. В верхней части около трубы на стропильную ногу кладется доска на ребро, а по ней настилается горизонтально другая доска, покрываю- щаяся сверху оцинкованным железом. Один из краев этого железа загибается в выдре трубы кверху, а дру- гой подсовывается под плитки; с остальных трех сто- рон устраиваются сливы из цементного раствора (де- таль 1, фиг. 415). В случае примыкания края ската крыши к каменной стене, по краю террофазеритового покрытия прокла- дывается полоса оцинкованного железа, один конец ко- торого загнут кверху по соответствующей штрабе, где и укрепляется гвоздями, а другой перекрывает до поло- вины верхнюю плитку террофазерита (деталь 2, фиг. 415). Вместо обделки оцинкованным железом иногда край террофазерита, заведенный в штрабу каменной стены, заделывается известково-цементным раствором 1:1:6 с примесью волокнистых веществ. При устройстве водосточных труб бордюрное покры- тие у кровли начинается только над третьей доской опалубки, а под него подсовывается верхний край же- леза жолоба с лежащим в свою очередь под ним спу- сковым железом. Жолоба и спуска укрепляются обыч- ным способом, как и в железных кровлях (деталь 3, фиг. 415). На ближайший период времени железо луч- ше за1менять толем. В случае устройства деревянного карниза к послед- нему вдоль его лицевой доски пришивается деревянная рейка 5 X 6 см, к которой прибиваются крюки из по- лосового железа (5 — 8) X 30 мм на взаимном рас- стоянии в 0,7—1 м, а на них укладывается железный жолоб, укрепляемый проволокой (фиг. 416). В боль- шинстве случаев жолоба делаются только над входами. Фиг. 416. Устройство подвесного жолоба при терро- фазеритовом покрытии. 40*
316 V. КРЫШИ Фиг. 417. Инструменты, применяемые для ра- бот по устройству асбофанерной кровли. б. Асбофаиериые кровли Асбофанера приготовляется из той же асбесто-це- ментной массы, как и террофазеритовые- плитки за исключением сорта Б плоской асбестовой фанеры, масса которой может содержать диатом или трепел в количестве, не превышающем 30% от веса портланд- ского цемента. Объемный вес асбофанеры колеблется между 1500—1600 кг/м2, а коэфициент теплопровод- ности 0,17—0,25 в зависимости от плотности. Асбофанера в настоящее время выпускается заво- дами в виде плоских листов и листов волнообразной формы. Плоская асбофанера согласно стандарту вырабаты- вается двух сортов: сорт А — морозостойкая и сорт Б — обыкновенная; в свою очередь каждый сорт под- разделяется на прессованную и непрессованную. Раз- меры обоих сортов бывают 160 или 120 см в длину и 120 или 60 и 80 или 60 см в ширину. Толщина прес- сованной асбофанеры равняется 4,5 и непрессованной 5,5. мм. Временное сопротивление на изгиб морозо- стойкой асбофанеры через 28 дней после ее изгото- вления должно равняться 150 кг/см2, а обыкновенной 110 кг/см2. Волнистая асбофанера согласно стандарту выпуска- ется следующих размеров: большая сторона прямо- угольника 120 или 160 см, а меньшая сторона в зави- симости от формы волны от 100 до 115 см при тол- щине 5,5 мм. Волны имеют высоту в 27 мм с направле- нием по длинной стороне в количестве 8 или 9 шт. на один лист. Асбофанера легко поддается обработке резанием, пилением и строганием, в связи с чем при покрытии ею крыши применяются следующие специальные ин- струменты. Черта (деталь 1, фиг. 417) — заостренный стальной штырь, которым проводят несколько раз помощью ли- нейки по плоскому листу асбофанеры или по волнооб- разному вдоль волны, после чего лист фанеры легко разламывается. Пила-мелкозубка (деталь 2) для распиливания асбо- фанеры поперек волны, а также для срезки углов и т. п. Клещи (деталь 3) для вырезки выемок. Топор (деталь 4) для отески и выравнивания кромок. Коловорот или дрель (деталь 5) для сверления дыр. Развертка (деталь 6), состоящая из согнутого по се- редине под углом 90° стального штыря и служащая также для сверления дыр. Отвертка (деталь 7) для завинчивания шурупов. Линейка (деталь 8), по которой проводят чертой. Молоток (деталь 9) для забивки гвоздей. Листы асбофанеры поднимаются на крышу при по- мощи веревки с крючком на конце. Этим крючком за- хватывается нижний край листа, причем веревка кре- стообразно обертывается поперек боковых сторон (деталь 1, фиг. 418). Другой способ заключается в том, что применяется еще вторая короткая веревка с крюч- ками по обоим ее концам и с кольцом, в которое она продета. Зацепив нижний край листа двумя крючками' короткой веревки, в кольцо продевают первую длин- ную веревку, крючок которой в свою очередь зацеплен- за верхний край листа; посредством другого конца этой веревки плитки подтягиваются вверх (деталь 2, фиг. 418). Минимальный подъем крыши при асбофанерном по- крытии допускается в 20°; однако при малых уклонах кровля становится неэкономичной, так как перекры- вающие листы асбофанеры должны нахлестываться на большую величину на перекрываемые для предупре- ждения попадания под них атмосферных осадков. Наи- более часто применяемые уклоны превышают 30°. Что касается формы крыши, то наиболее удобной для покрытия асбофанерой является двускатная. Трех- и четырехвальмовые крыши требуют обрезки листов, на угол на месте производства работ по линиям ребер. Пересеченные крыши вызывают необходимость приме- нения дополнительных элементов из асбоцемента или употребления оцинкованного железа. Покрытие сфе- рических, куполообразных и конусовидных крыш не- может быть произведено листами большого формата.. При покрытии крыши с большим числом отверстий И пересечений предпочтительнее употреблять плоскую* асбофанеру, так как при волнистой не представляется возможным предохранить в этих случаях подкровель- ные пространства от атмосферных осадков. Покрытие плоской асбофанерой. Обрешотка крыши может выполняться сплошной из досок толщиной 2,5—5 см или из брусков сечением 5 X 5 и 6,4 X X 6,4 см. Направление решотальных брусков прини- мается горизонтальным или под углом в 45° к гори- зонту. Поверхность обрешотки должна быть ровной, причем провисание или выпучивание досок или бру- сков не допускается. При покрытии крыши плоской асбофанерой в ос- новном применяются те же виды расположения листов, как и при террофазеритовых плитках. При француз- ском способе укладываются листы квадратной формы со срезанными двумя противоположными углами, рас- полагаемые горизонтальными рядами таким образом, что срезы одних листов примыкают к срезам соседних листов; несрезанные углы при этом располагаются по прямым линиям, перпендикулярным к нижнему краю крыши. Перед началом работ по укладке асбофанеры скаты крыши разбиваются горизонтальными линиями на по- лосы из расчета пред- полагаемого располо- жения листов, т. е. с покрытием свеса бор- дюрным рядом или с ограничением его по- лулистами, опиленны- ми по диагонали. За- тем из середины конька отбивают ли- нию перпендикуляр- ную нижнему краю крыши, и от нее ве- дут разбивку в обе стороны параллель- ными между собой ли-
КРОВЛИ 317 ниями с таким расчетом, чтобы между ними можно было уло- жить ряд листов асбофанеры со срезанными углами и с зазором между ними в 5 мм для помеще- ния стерженька противоветрен- ной кнопки. Покрытие производится сле- дующим образом: сначала при- бивается бордюрный ряд из пря- моугольных полулистов, затем ряд треугольных полулистов^ полученных при распиливании листа пополам по линии, соеди- няющей середины срезов. Вы- шележащие листы перекрывают нижние на 70 мм. У обрезанных углов листы прибиваются к об- решотке оцинкованными толе- Фиг. 419. Покрытие плоской асбофанерой: 1 — французский способ, 2 — немецкий способ. выми широкошляпными гвоз- дями длиною по 25 и 30 мм. Кроме того по каждой из двух верхних кромок листов прибиваются скобочки, загнутые края которых удерживают от вздувания ве- тром две нижние кромки вышележащего листа. Ниж- ний угол перекрывающего листа добавочно закре- пляется подобно плиткам террофазерита противо- ветренной кнопкой (деталь 1, фиг. 419). При немецком способе покрытия (деталь 2, фиг. 419) употребляются листы как квадратной, так и пря- моугольной формы, располагаемые рядами, направлен- ными под углом 45° к нижнему краю крыши. Разбивка ската крыши заключается в отбивке ли- ний под углом 45° на взаимном расстоянии в 120—7= = 113 см или 80 — 7 = 73 см в зависимости от раз- меров применяемых листов — 120 X 120 см или 80 X X 120 см. Порядок укладки следующий: сначала по нижнему краю крыши кладутся узкие бордюрные листы, полу- ченные от разрезывания полного листа 120 X 120 см на 4 продольные части. Оба бордюрные ряда уклады- ваются таким образом, чтобы каждый стык нижнего ряда был перекрыт на 70 мм листом вышележащего ряда. Иногда бордюрные листы кладутся в один ряд, но внахлестку одного листа на другой на 70 мм. Свес покрытия над карнизом делается в 3,5 см. Верхние два края каждого листа прибиваются гвоздями в коли- честве 3—4 шт. по длинной кромке и 2—3 по корот- кой стороне; одновременно теми же гвоздями приби- ваются скобы, удерживающие нижние края каждого листа (деталь 2, фиг. 419). По щипцовым свесам укладываются бордюрные листы в один ряд с нахлесткой в 7 см, удерживаемые от вздутия ветром скобами с нижней и боковых кромок (деталь 1, фиг. 419), Коньковое покрытие при плоской асбофанере про- изводится посредством плоских шаблонов как и при волнистых листах (деталь 3, фиг. 421). Разжолобки устраиваются соответственно разжолоб- кам у террофазеритового покрытия; ширина их при- нимается в 60—70 см на длине первых четырех ме- тров, считая от конька крыши, и увеличивается дальше по 10 см на каждые 2 м длины. Покрытие волнистой асбофанерой. Обрешотка крыши для волнистых листов может выполняться из брусков или досок. Размеры обрешотки принимаются по расчету в зависимости от расстояний между стро- пильными ногами или прогонами, причем вес волнистой асбофанеры учитывается в И—12 кг/м2. Решотальные бруски при брусчатой обрешотке должны распола- гаться таким образом, чтобы нахлестка вышележащего ряда листов над нижележащим приходилась над ними. По коньку и в ендовах обрешотка делается из досок. При укладке волни- Фиг. 420. Три способа покрытия волнистой асбофанерой. стых листов асбофане- ры вышележащие ряды должны перекрывать ни- жележащие на 10—20 см. При крутых склонах на- хлестка принимается меньшей, а при пологих большей, не выходя од- нако из указанных пре- делов. Соседние листы каждого ряда кладутся с расчетом, чтобы каж- дый лист перекрывал соседний на одну волну. При этом следует наблю- дать, чтобы нигде не приходилось более трех толщин листов. Существует три спо- соба укладки листов. Первый способ (де- таль 1, фиг. 420) со- стоит в том, что боко-
318 V. КРЫШИ Фиг. 421. Детали покрытия волнистой асбофанерой: 1 и 2 — прикрепление шурупами, 3, 4 и 5-—’устройство конька, 6 — конек гребешком, 7— скоба для удержания свесов кровли. вне линии листов всех горизонтальных рядов не со- впадают и отходят на одну волну в сторону. С этой целью крайний лист вышележащего ряда делается уже на одну волну против нижележащего листа. Второй способ (деталь 2, фиг. 240) отличается от первого тем, что один ряд начинается с края целым листом, а другой полулистом. По третьему способу (деталь 3, фиг. 420) боковые линии соединения листов совпадают во всех рядах по скату. Для этого в верхнем ряду у каждого листа срезается один из нижних углов, обращенный к середине крыши, а у каждого листа нижнего ряда кроме первого один из верхних углов; в средних же рядах у каждого листа срезаются по два противопо- ложных угла кроме крайних листов, у которых сре- зается по одному углу со стороны середины крыши. Углы срезаются по ширине на величину волны, а по длине на величину нахлестки. Таким образом при смыкании срезов углов избегается их нахлестка. Прикрепление листов к обрешотке может произво- диться проволочными 80-миллиметровыми гвоздями с подкладыванием оцинкованной шайбы под головку, но при забивке гвоздей трудно избежать выкалывания листов. Вследствие непрочности такого закрепления предпочтительнее выполнять последнее посредством 75—87-миллиметровых шурупов; отверстие при этом должно просверливаться, а не пробиваться. Под головку шурупа подкладываются две шайбы—верхняя из оцин- кованного железа и нижняя из свинца или толя. При довертывании шурупов мягкие свинцовые шайбы или толь плотно припрессовываются к асбофанере, предо- храняя кровлю от проникания воды сквозь отверстия. Ввинчивание шурупов производится в гребни волн с предварительной укладкой слоя замазки для лучшего закрытия отверстий (детали 1 и 2, фиг. 421). Покрытие конька осуществляется по одному из сле- дующих трех вариантов. Плоский конек (деталь 3, фиг. 421) представляет отрезок плоского листа асбо- фанеры длиной 120 см и шириной 40 см, согнутый вдоль пополам под углом 90°. Он прикрепляется к коньковой ребровой доске шурупами или ветровой скобой. Шарнирный конек с вырезанными кромками (деталь 4, фиг. 421) состоит из двух листов, облегаю- щих одним краем конек и перекрывающих друг друга внахлестку. Другой край листов имеет вырезы по форме волны. Эти вырезы загибаются книзу и входят в углубление волн, покрывающих скаты листов. Третьим типом является шарнирный конек с кром- ками, гофреными по размеру волны листов (деталь 5, фиг. 421); благодаря такому устройству волны коньков входят в волны листов по скатам кровли. Коньковые листы укрепляются шурупами или про- тивоветренными скобами. При укладке коньковых листов следует избегать получения более трех тол- щин, для чего первый коньковый лист с одной стороны укорачивают на 10—15 см, чтобы дальнейшие швы не совпадали, или же углы двух соседних половинок разных скатов срезаются и стыкаются в одной пло- скости, перекрываясь внахлестку соседней парой листов. Существует еще один способ устройства конька, так называемый конек гребешком. По этому способу листы наветренного ската крыши выпускаются над коньком на 8—10 см, причем выпущенный лист ло- жится своими волнами в углубление волн по кромке листа подветренной стороны. Полученные зазоры ино- гда замазываются цементно-известковым или алеба- стровым раствором (деталь б, фиг. 421). Свесы кровли удерживаются от вздувания ветром особыми скобами из полосового железа (деталь 7, фиг. 421) или же шурупами. Преимущество волнистой асбофанеры перед обыч- ными террофазеритовыми плитками заключается в значительной экономии опалубки и большем исполь- зовании самих листов благодаря соответственно мень- шей площади, приходящейся на закройные части. Г. Сланцевые кровли Кровельный сланец или естественный шифер, иначе называемый аспидом, согласно стандарту представляет горную породу, происшедшую преимущественно из глинистых осадочных пород и отличающуюся совер- шенной и ровной сланцеватостью, независимой от первоначальной слоистости. Он имеет многие пре- имущества перед некоторыми другими кровельными ма- териалами. В отношении долговечности он вполне мо- жет быть назван вечным кровельным материалом, так как в Западной Европе известны здания, сланцевые кровли которых, сделанные 600—700 лет назад, сохра- нились до настоящего времени. Аспидная кровля меньше нуждается в постоянном ремонте и не под- дается разрушительному действию температурных ко- лебаний и атмосферных явлений, что подтверждается ее прекрасной сохранностью в местностях с наличием не менее сурового климата, чем у нас, как например в Канаде. Поэтому убеждение в непригодности слан- цевых кровель для Советского союза вследствие раз- ницы климатических условий за границей и у нас, господствовавшее до последнего времени в строитель- ной литературе, должно быть признано неправильным. Дальнейшими достоинствами аспидной кровли явля- ются их кислото- и щелочеупорность, а также устой- чивость в отношении противодействия сернистым га- зам; кроме того значительная огнестойкость сланца делает его наиболее безопасным в пожарном отноше- нии. Вследствие небольшой теплопроводности на вну-
КРОВЛИ 319 тренней поверхности кровли при понижении темпе- ратуры почти не наблюдается конденсации влаги, бла- годаря чему аспид не подвергается порче от скапли- вания. Все эти условия делают кровельный сланец вполне пригодным для покрытия им зданий как про- изводственного характера со специфическими усло- виями предположенных процессов, так и зданий под- собного назначения. Для устройства кровель сланец употребляется в виде пластинок размерами от 250 X 150 до 600 X 350 мда при толщине 5 и 8 /им. Разнообразие размеров пластинок-чешуек вызывается условиями их до- бычи. Английский способ покрытия производится в два слоя по обрешотке из 6-сантиметровых брусков, при- биваемых к стропилам на взаимном расстоянии, рав- ном — г/3 длины пластинки, причем сама укладка производится впритык одной пластинки к другой; пластинки укрепляются к обрешотке посредством гвоздей или проволоки. Привязывание проволокой лучше, так как при укреплении гвоздями пластинки трескаются. Самый удобный способ однако заклю- чается в прикреплении пластинок при помощи крючков из проволоки или скоб из толстого кровельного же- леза. Верхний конец крючка или скобы прибивается к обрешотке, а в отгибы вкладываются пластинки ши- фера. Крючки располагаются в местах стыков так, что каждый крючок поддерживает две соседних пла- стинки. Верхние ряды шифера перекрывают нижеле- жащие на 1/2 — 2/3 своей длины, причем пластинки одного ряда располагаются вразбежку с пластинками Действительно, долговечность черепичных кровель подтверждается многовековым опытом их применения. Огнестойкость их в отношении возможности возго- рания снаружи может считаться очень высокой. Стой- кость черепичных кровель в смысле сопротивления хи- мическим воздействиям также является вполне совер- шенной. Правильно построенная кровля поэтому не вызывает необходимости частого ремонта, а также не требует периодической окраски. Однако большой вес и ломкость черепицы затрудняют ее транспортирова- ние, вследствие чего она является преимущественно материалом местного значения. Недостаточное распространение черепицы в I и II районах Советского союза объясняется не тем, что она непригодна по климатическим условиям, а только тем, что на разработку соответствующей конструкции крыши не обращалось необходимого внимания. При соблюдении соответствующих правил по устройству черепичных кровель с учетом местных климатических условий в отношении атмосферных осадков и ветровых зон применение этого вида кровель может осущест- вляться повсеместно в Советском союзе. По внешнему виду черепица должна быть гладкой и не иметь трещин. Кромки должны быть ровными, без бугорков, валиков и наплывов. Отдельные рако- вины и шероховатости на наружной поверхности до- пускаются лишь глубиной не свыше 2 мм при непре- менном условии их невлияния на водонепроницаемость. Масса черепицы должна быть хорошо промешанной и равномерно обожженной с ровной окраской. Водопо- глощаемость ее не должна превышать 16%, причем другого, перекрывая в свою очередь вертикальные швы. Уклон крыши при двойном английском покрытии должен быть не менее 1/5, а для более северных местностей не менее 1fi. Французский способ состоит в однослойном покрытии по брусчатой обрешотке с уклад- кой каждой пластинки на три бруска и с прикреплением к среднему. Немецкий способ представ- ляет однослойное покрытие по сплошной обрешотке пластин- ками с округленным нижним краем. При однослойном покрытии подъем кровли делается в */3 и до У2 в зависимости от района. Д. Черепичные кровли В настоящее время при ши- роком потреблении значитель- ного количества кровельных материалов вообще каждый из них, в случае применения только одного сорта, становится дефи- цитным ; поэтому приходится прибегать к покрытию зданий не каким-либо одним лучшим и наиболее выгодным материа- лом, а применять для этой цели несколько видов покрытий, в числе которых черепица для зданий подсобного назначения может играть не последнюю роль Горец нийний Разрез по Ав. Фиг. 422. Типы черепицы: 1 — марсельская фальцевая гончарная, 2 — цементно- песочиая фальцевая, 3 — ленточная плоская гончарная, 4 — ленточная фальцевая гончарная. С Д вследствие долговечности, огне- стойкости и экономичности в эксплоатации за отсутствием необходимости ремонта.
320 V. КРЫШИ Вии сбоку । Фиг. 423. Типы коньковой черепицы. при полном насыщении ее водой не должно наблю- даться размягчения и расслаивания. Одновременно с этим двадцатикратное замораживание до —17° на- сыщенной водой гончарной черепицы и двенадцати- кратное замораживание цементной черепицы с попе- ременным оттаиванием не должны причинять им за- метных повреждений. Временное сопротивление на перелом в воздушно-сухом состоянии должно быть для гончарной черепицы не менее 70 кг/см2, а для цементной 35 кг/см2. Согласно проекту промстандарта в настоящее время установлены следующие четыре типа черепицы: а) мар- сельская фальцевая гончарная (деталь 1, фиг. 422); б) цементно-песочная фальцевая (деталь 2); в) ленточ- ная плоская гончарная (деталь 3) и г) ленточная фаль- цевая гончарная (деталь 4). Марсельская фальцевая черепица (деталь 1) пред- ставляет собой гончарную плитку с размерами в 400 мм в длину и 230 мм в ширину и толщиной в 9 мм, имеющую рифленую форму с рельефом на верхней и нижней поверхностях в продольном напра- влении. Нижний торцовый край загнут к нижней плос- кой поверхности; кроме того в средней части нижней поверхности, на некотором расстоянии от нижнего края, имеется ушко с отверстием в 3 мм для привя- зывания черепицы проволокой к обрешотке. Попереч- ный зубец в виде рубчика несколько ниже ушка дол- жен заходить в соответствующий поперечный жолобок на верхней поверхности у верхнего края нижележащей черепицы, а загнутый край нижнего торца ложится при этом в углубление, имеющееся в той же нижеле- жащей черепице. У верхнего торцового края черепицы с нижней стороны по бокам имеются два зубчика, посредством которых она навешивается на брусок обрешотки. По правому краю вдоль черепицы снизу идет рубчик, который вкладывается в соответствующий жолобок по левому краю с верхней стороны соседней черепицы. Цементно-песочная фальцевая черепица (деталь 2. фиг. 422) изготовляется таких же размеров, как и марсельская гончарная. Рифление ее имеет не окру- гленную форму, а сплющенную трапецеидальную. На- вешивание черепиц на решотальные бруски, а также взаимное перекрытие производятся по предыдущему. Ленточная плоская гончарная черепица (деталь 3, фиг. 422) представляет собой плоскую дощечку раз- мерами 155 X 400 мм при толщине в 9 мм; в середине верхнего края с нижней стороны имеется зубчик для навешивания, служащий также и ушком для прово- локи. Ленточная фальцевая черепица (деталь 4, фиг. 422) при размерах 230 X 400 X 9 мм изготовляется с фор- мой поперечного разреза такой же, как у фальцевой цементной; однако в отличие от последней продольный рубчик правой стороны, перекрывающий соседнюю че- репицу, идет не по середине отгиба, а по его краю. Зубчик для навешивания расположен по середине верх- него края черепицы с нижней поверхности и служит одновременно ушком для вязательной проволоки. Черепица для покрытия конька и ребер представляет собой вид жолобка округленной, треугольной или тра- пецеидальной формы с изогнутыми боками (фиг. 423); один конец жолобка расширен, что дает возможность перекрывать им узкий конец соседней коньковой чере- пицы. Крышам, предназначенным к покрытию черепицей, следует давать возможно более простую форму с наи- меньшим количеством разжолобков, так как устрой- ство последних представляет некоторую сложность. Вследствие большого количества стыков у черепицы уклон крыши должен приниматься достаточным для быстрого стока дождевой воды, а также во избежание скопления снега. При пологих скатах приходилось бы очищать крышу от снега, что всегда будет затрудни- тельно', так как хождение по черепичной кровле не допускается. Уклон крыши зависит от климатического пояса в отношении ветровой и снеговой нагрузок. На юге Советского союза — на побережье Черного и Азов- ского морей, где черепичные кровли имеют наиболь- шее распространение, благодаря господству сильных береговых ветров высокие крыши не могут приме- няться, почему они устраиваются пологими с уклоном в 10—15°. Вообще же на юге уклон кровель обычно не делается более 30—-35°. В средней части Советского союза минимальный уклон должен быть не менее 30°, а максимальный — 45°. В северных климатических зо- нах уклоны кровель принимаются от 45 до 60°. Впредь до уточнения границ поясов следует руководствоваться в отношении снеговых и ветровых нагрузок данными, имеющимися на местах. При проектировании кровли нужно сообразовать расстояние от конька крыши до ее края с размерами черепицы с таким расчетом, чтобы по скату уклады- вались ряды целой черепицы. Сечение брусков обрешотки зависит от расстояния между стропилами и определяется по расчету. Обычно принимаются бруски 5 X 5 см на взаимном расстоянии между верхними гранями в 330 мм. Два крайние, бруска укладываются с расстоянием 260—280 мм (детали 1, 2 и 3, фиг. 424). Укладка черепицы может быть произведена двумя способами: продольными спаями один против другого или вразгон. Второй способ предусматривает смещение черепиц друг относительно друга в отдельных рядах, т. е. чередование в рядах целых частей черепицы с бо-
КРОВЛИ 321 ковыми соединениями, для уменьшения возможности проникновения воды через продольные швы. Такая укладка швами вразбежку не должна допускаться, как вызывающая осложнение в работе, тем более, что взаимное перекрытие черепиц в боковых соединениях получается и без того достаточно плотным благодаря наличию фальцев. Укладка черепицы начинается снизу с первого ряда, который должен свешиваться с крыши на 4—5 см. Первый ряд сначала укладывается в виде пробы, чтобы подогнать количество целых черепиц по длине края крыши, после чего уже производится их укрепление. Затем укладываются крайние боковые ряды снизу вверх для проверки правильности разбивки обрешотки. Направление вертикальных рядов должно быть строго перпендикулярно направлению региональных брусков, так как косых рядов черепицы допускать не следует вследствие нарушения Из-за этого правильности стока воды и плотности пригонки черепиц друг к другу. Сле- дующие ряды черепицы кладутся последовательно один за другим, начиная с левого края крыши. При уклоне до 35° черепицы не привязываются. При более крутых уклонах они привязываются к решотальным брускам через ряд, для чего применяется мягкая печная проволока диаметром 1,4 м. Один конец проволоки про- девается в ушко черепицы, а другой конец обматывается вокруг гвоздя, забиваемого на всю свою длину сбоку в решотальный брусок. Каждая черепица должна иметь некото- рую свободу передвижки в стороны и вверх, или так называемую боковую и продольную игры. При примыкании черепицы к нижней или соседней не должно быть щелей, вслед- ствие чего нечистые обрезы черепицы сле- дует притирать. На обрешотке черепица должна лежать незыблемо и не колебаться при нажиме на нее в любом месте. Если у черепицы имеются два зубчика для под- вешивания, то оба должны равномерно бпи- раться на бруски. Несмотря на плотное примыкание черепиц в швах, все же при сильных метелях воз- можно попадание снега под крышу. Для предупреждения этого при устройстве кров- ли в вертикальные швы кладется пакля или раствор в свободное пространство в фаль- цах; укладка производится таким образом, чтобы плотность пригонки черепицы не на- рушалась, а края ее не приподнимались. Горизонтальные швы могут промазываться раствором только после осадки кровли в конце строительного сезона или весною следующего года; промазка их производится с нижней стороны. Для заполнения верти- кальных и подмазки горизонтальных швов следует употреблять мягкие и эластичные растворы — чисто известковый, сложный, глиняный; цементный раствор как дающий крепкое и твердое соединение допускаться не должен. Наиболее пригодным является известковый раствор с укладкой его в вер- тикальные фальцы в чистом виде, а для под- мазки горизонтальных швов — с примесью коровьей шерсти. При таком способе про- изводства работ кровля является более обеспеченной от пропускания снега и дождя в случае продольной игры черепицы при осадке. Наиболее затруднительными при устройстве черепич- ной кровли являются косая обрубка и укладка чере- пицы в ребрах, стыках и разжолюбках крыши, благо- даря чему на выполнение таких мест следует обращать особое внимание. При устройстве нижнего свеса кровли согласно стан- дарту на крайний решотальный брусок нашивается накладка 2,5 X 5 см из 10-сантиметровой доски, раз- резанной вдоль пополам (деталь 1, фиг. 424). По дру- гому варианту верхняя кромка лобовой доски, приби- той к выпущенным концам стропильных ног, подни- мается над верхними краями последних на 70 мм. Устройство такого свеса у деревянных строений по- казано на детали 2 фиг. 424, а у каменных строений на детали 3 той же фигуры. Воцосточные жолоба укрепляются одним своим краем к деревянной рейке 3X13 см,- пришитой к лобовой доске, и • поддерживаются крюками из полосового же- леза (5—8) X 30 мм, длиною 30 см. Эти крюки в за- висимости от толщины железа располагаются на взаимном расстоянии от 85 до 150 см. Лобовая доска, к которой прибивается рейка, должна иметь в этом Фиг. 424. Черепичная кровля: 1 и 2 — свесы кровли у дере- вянных строений, 3 — свес кровли у каменных строений, 4 — устройство водосточного жолоба, 5 — примыкание к каменной стене верхнего ряда черепиц, 6 — примыкание к каменной стене ската кровли, 7а и 7 6—устройство про- хода сквозь кровлю дымовой трубы, 8 — устройство прохода сквозь кровлю вентиляционной трубы. Цветаер, 41
322 V. КРЫШИ Фиг. 425. Черепичная кровля-—деталь обделки трубы. Фиг. 426. Черепичная -кровля — покрытие конька. случае вертикальное положение, соответственно чему делаются срезы торцов стропильных ног (деталь 4, фиг. 424). В случае примыкания верхнего края кровли к кир- пичной стене в последней оставляется выдра высотой в 2 ряда кирпича, в которую заводится край черепицы. Поверх черепицы штраба заштукатуривается извест- ковым раствором с примесью волокнистых веществ (деталь 5, фиг. 424). Для бокового края крыши выдра делается с переменной высотой в 2 и 3 ряда кирпича в зависимости от уклона (деталь 6, фиг. 424). Подобным же образом производится обделка около дымовой трубы, проходящей сквозь крышу (детали 7а и 7б, фиг. 424); иногда же черепичная кровля около кирпичных дымовых труб обделывается с боков и снизу раствором по черепице в виде отлива, а сверху жоло- бом из оцинкованного железа (фиг. 425). При проходе через кровлю вентиляционной чугунной или керамиковой трубы последняя располагается между двумя брусками обрешотки на линии стыкового шва двух черепиц, в которых выкалываются полукруги. На трубу надевается обойма, представляющая собою лист оцинкованного железа с круглым отверстием, к краям которого припаян патрубок под углом, одинаковым с углом уклона крыши. Края листа подсовываются под вышележащую черепицу и нахлестываются на ниже- лежащую, загибаясь за их края. Между вентиляцион- ной трубой и патрубком оставляется зазор в 1 см, который забивается просмоленной паклей (деталь 8, фиг. 424). Для покрытия конька накладываются коньковые че- репицы с их посадкой на раствор и привязыванием проволокой (фиг. 426). Обрешотка под разжолобки делается из 5-сантиме- тровых досок и покрывается кровельным оцинкованным 4-килограммовым железом, края которого зах'одят под черепицу и пришиваются к торцу, жолоба после загиба вокруг добавочных брусков 1,2 X 5 см, уложенных для увеличения глубины жолоба и для образования опоры для концов черепицы. Зазор между железным жолобом и черепицей замазывается цементным раствором. Ши- gw sSggsi. Фиг. 427. Черепичная кровля — устройство разжолобка.
КРОВЛИ 323 рина жолоба между обрезками черепицы принимается в 300—350 мм (фиг. 427). Е. Терроксиловые кровли (из кровельной фанеры) Кровельная фанера, предложенная около шести лет назад проф. Д. Н. Алексеевым, является усовершенство- ванным видом толевой кровли и представляет собой конструктивное соединение обыкновенной трехслойной фанеры с кровельным толем. Клееная фанера изготов- ляется из дерева лиственных пород, т. е. из березовой, осиновой или ольховой древесины. Технический про- цесс заключается в заготовке бревен, длиной соответ- ственно длине фанерного листа; распаренный предва- рительно чурак насаживается на оси лущильных стан- ков, причем при его вращении установленный под углом нож вырезает спиральную стружку (шпон), ре- жущуюся затем на куски необходимой длины. Из нарезанного таким образом шпона склеивается в го- рячих прессах при давлении 14—20 кг/см2 трехслой- ная фанера, причем одновременно на нее наклеивается с одной или двух сторон толевый картон. Склеивающим веществом обычно служит бычачья кровь (альбумин), к которой добавляется известь и другие примеси. Спо- собов склеивания существуют два — мокрый и сухой, причем кровельную фанеру можно изготовлять по лю- бому из этих способов. Изготовленный вышеуказанным способом полуфабри- кат после просушки и обрезки пропитывается в спе- циальных ваннах специальным составом, состоящим из смеси 50%-ного каменноугольного дегтя и 50%-ного каменноугольного пека; после пропитки кровельная фанера посыпается песком. Для большей устойчивости против жаркой погоды может быть добавлено относи- тельное большое количество пека, примерно до 60— 65%, чего нельзя делать при обычном толе, так как последний в этом случае становится слишком хрупким. Добавка лишнего пека не только делает кровельную фанеру более погодоустойчивой, но одновременно с этим сберегает дефицитный каменноугольный деготь. Как известно, деготь является остаточным продуктом при коксовании угля, причем вследствие введения быстро действующих коксовальных печей выход дегтя за последнее время значительно сократился. Таким образом при замене обычного толя кровельной фане- рой дефицит дегтя будет ощущаться меньше. Обрешотка под покрытием из терроксила делается из брусков, располагаемых на взаимном расстоянии до 0,4 м. Укладка терроксила может производиться не- сколькими способами. Согласно одному из них лист накладывается на лист с напуском в 7—8 см и с при- бивкой толевыми гвоздями. Укладка листов произво- дится рядами, параллельными направлению конька кровлй, с поперечными стыками, не совпадающими в смежных рядах (деталь 1, фиг. 428). По другому способу, параллельные коньку швы выполняются с на- пуском в 6—7 см, а перпендикулярные впритык с их заклейкой полосками толя шириною, в 8—10 см, за- крывающими шляпки гвоздей (деталь 2, фиг. 428). Для жесткости перпендикулярных стыков рекомендуется под них делать подкладки из коротких обрезков бру- сков, заведенных между продольными решотинами; та- ким образом вес человека, стоящего на кровле, будет передаваться на соседние листы, что предохранит кровлю от сильного прогиба. На немного закруглен- ном коньке фанера загибается с минимальным радиу- сом в 15 см. Уклон крыши принимается примерно тот же, что и для толевой, с минимумом в 0,10. Ендова выполняется за счет изгиба листа. Вследствие улету- Фиг. 42S. Терроксиловая кровля—два способа укладки. чивания смолистых веществ кровля из кровельной фа- неры должна периодически осмаливаться—'примерно с интервалами: через год, еще через год, затем через два года и наконец через три года. Предполагаемый срок службы кровельной фанеры при правильном уходе может достигнуть 15 и даже 20 лет. Вес покры- тия, включая обрешотку, получается около 15 кг/м2; стоимость 1 м2 определилась около 2 р. 50 к. В настоящее время имеется уже ряд кровель, испол- ненных из рассматриваемого материала. Производство организовано в заводском масштабе на Муромской то- левой фабрике. Ж. Инсоритовые кровли Кровельный инсорит, предложенный ЦНИПС, яв- ляется новым материалом. Сырьем для его выработки служат: солома, известь, нефтяные битумы и некото- рые минеральные вещества для посыпки — мелкий пе- сок, сланцевая крошка и т. п. Для изготовления инсорита может употребляться солома любого хлебного растения, но самой выгодной считается ржаная солома, как содержащая наиболь- шее количество волокнистой клетчатки и дающая ма- ксимальный выход инсорита — до 65%, в то время как пшеничная дает выход в 59%, ячменная—56% и овсяная — 45%. Солома, идущая на изготовление инсорита, может быть сноповой или мятой. Она не должна содержать более 12—15% влажности и должна быть свежей, о чем свидетельствует ее светложелтый цвет, так как коричневый оттенок служит признаком начавшегося разложения. Известь в инсоритовом производстве идет в виде из- весткового молока с 10-процентным содержанием из- вести; это молоко рекомендуется получать из свеже- загашенной извести. Для пропитки инсорита применяются нефтяные би- тумы марки 40—70 и 10—30. Технологический процесс изготовления кровельного инсорита заключается в следующем. Солома, измель- ченная соломорезками на сечку длиной 12—50 мм, пе- редается в чаны для мацерации, т. е. для ее разложе- ния на составные элементы под действием известко- вого молока при нормальной температуре в течение 2—3 дней. После окончания процесса мацерации из- вестковая вода спускается из чанов в специальные приемники, а соломенная масса подается для разми- нания к бегунным составам, жернова и поддон кото- рых сделаны из гранита. Полученная из-под бегунов соломенная масса состоит из сплющенных соломинок, частично перетертых до бесформенного вида. Такая масса еще не годна для отливки плит и по- этому она подвергается дополнительной обработке на особых машинах, называемых голландерами или рол- лами, в которых соломенная масса .перемешивается, причем сплющенные соломинки раздираются на во- локна. Обработка одной загрузки массы на голлан- дере продолжается около часа. Для обеспечения не- прерывности производства масса после голландера по- 41*
324 V. КРЫШИ ступает в метальные чаны, откуда постепенно пере- дается для формования листов на папп-машину. Полу- ченные листы соломенного картона обрезаются по формату на резательной машине й затем поступают в пресс, где они прессуются и сушатся; с этой целью плиты пресса обогреваются паром. От прессования толщина листа сокращается в три раза, поэтому для получения листов толщиной 3 и 5 мм следует снимать с папп-машины листы толщиной в 9 и 15 мм. Листы картона закладываются по одному в пресс с проклад- кой медных сеток между плитами и листами инсори- тового картона. Эти сетки предохраняют листы от раздавливания по сторонам. Прессование инсоритовых листов иногда произво- дится в холодных прессах с прокладкой железных ли- стов между листами картона. К железным листам при- вариваются железные бруски квадратного сечения 20 X 20 мм для образования между ними воздушных прослойков. Листы прессуются стопками по 50 шт., сжимаемыми четырьмя болтами. По выходе из пресса стопка направляется в сушилку, где происходит высы- хание листов в течение 2—3 час. при температуре 130—140°. Холодное прессование дает большую про- изводительность . После сушки инсоритовый картон пропитывается битумами. Пропитка производится нефтяными биту- мами марки 40—70 при температуре 240°, после чего наносится покровный слой тем же битумом при тем- пературе 150₽. Второй покровный слой производится битумами марки 10—30; готовые листы посыпаются минеральными веществами — песком, дробленым слан- цем и т. п. Покрытие кровли инсоритом производится таким же образом, как листами асбофанеры. ГЛАВА ШЕСТАЯ УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ Предметом настоящей главы является не изложение способов устройства кровли как водонепроницаемого ковра, так как вопрос этот подробно изложен в главе V «Кровли», а -описание изоляции совместно с общим комплексом отдельных составных элементов утеплен- ной кровли. Несмотря на исключительную важность, с точки зрения правильной и экономичной эксплоатации фаб- рично-заводских зданий, рационального выбора и устройства утепленной кровли конструкция последней не получила еще своего окончательного оформления. Применяемые в настоящее время типы кровель обычно не являются удовлетворительными; одновременно с этим разработка новых более совершенных видов задерживается отсутствием у нас необходимых для этого тепло- и воздухоизоляционных, а также огнеза- щитных материалов. Кроме того не, имеется даже окончательно твердой установки в отношении вели- чины всеобщего коэфициента теплопередачи. Приезд американских специалистов еще более усугубил тот хаос, который господствовал в этой области, так как Америка привыкла к устройству холодных кровель, считая, что та экономия, которую она получает от уменьшения первоначальных затрат вследствие от- мены изоляций, перекрывает увеличение эксплоата- ционных расходов по удержанию внутренней темпе- ратуры помещений на требуемом уровне. Такая уста- новка однако ни в коем случае не может считаться правильной, так как хотя нам и следует максимально снижать первоначальную стоимость строящихся фаб- рик и заводов, но выполнять это во всяком случае не за счет ухудшения топливного баланса. Вместе с тем голое требование об увеличении изоляционного слоя, не подтвержденное соответствующими предпосылками, даже при наличии необходимых материалов не может полностью разрешить этот весьма сложный вопрос, так как не следует упускать из виду, что если до по- следних лет крыши промышленных зданий площадью около 1 га являлись уже исключением, то при строя- щихся в настоящее время гигантах, занимающих де- сятки га, встает ‘очень серьезный вопрос о наиболее простом и дешевом удалении снега. Конечно приме- няемый американцами метод — холодная кровля плюс внутренний отвод воды — является самым радикаль- ным, но ему сопутствует целый ряд факторов, отвер- гающих в значительном числе случаев его осуществле- ние. Поэтому в данное время не представляется возмож- ным дать исчерпывающие рациональные и отвечающие всем требованиям типы утепленных кровель. При та- ком положении экспериментальный путь является са- мым лучшим, вследствие чего необходимо, по мере введения в эксплоатацию заканчиваемых промышлен- ных предприятий, заблаговременно организовать серь- езную научную постановку наблюдений за всеми осу- ществляемыми типами кровель, чтобы в дальнейшем иметь возможность на основе собственного накоплен- ного опыта разработать конструкции наиболее подхо- дящие для наших условий. В настоящее время такие наблюдения уже производятся, в частности ЦНИПС. А. Основные требования, предъявляемые к утепленной кровле Основные требования, предъявляемые к утепленной кровле, могут быть конкретизированы следующим об- разом. А. Устройство холодных и полутеплых кровель мо- жет допускаться только при наличии избыточного производственного тепла; это требование конечно не касается южных местностей Советского союза, где здания не отапливаются или отапливаются весьма не- значительно. Всеобщий коэфициент теплопередачи совершенно не нормируется в цехах с выделением ог- ромного количества тепла, как например в цехах на- гревательных колодцев, где свободно может приме- няться холодная кровля из волнистого железа; в цехах же со средней тепловой нагрузкой, как например в ли- тейных и кузницах, этот коэфициент по возможности не должен превосходить 1,25—1,30. Б. В цехах с отсутствием производственного тепла для I и II районов всеобщий коэфициент теплопередачи должен приниматься по возможности менее 0,80 и во всяком случае не более единицы, причем его оконча- тельное определение производится в зависимости от назначения и внутреннего режима покрываемого по- мещения, а также характера и назначения приме- ненных конструкций. Так например, при деревянных
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 325 покрытиях, при которых утепление может быть достигнуто сравнительно просто — легкими по весу и имеющимися в наличии изоляторами, этот коэ- фициент должен быть небольшим. В огнестойких зонах, где благодаря отсутствию подходящих изо- ляционных материалов незначительного веса обычно устраивается тяжелая шлаковая засыпка со шлако- бетонной верхней корочкой, можно пойти на боль- ший коэфициент теплопередачи, так как в этом случае утолщение слоя изоляции может вызвать уве- личение стоимости устройства колонн и- самого по- крытия. Вместе с тем излишки теплопотёрь через огнестойкие зоны, площадь которых обладает сравни- тельно небольшим удельным весом по отношению к общей площади здания, не смогут сильно ухудшить экоплоатацио'нных показателей основной стоимости отопления. Конечно при возможности укладки пено- бетонного слоя, обладающего небольшим объемным весом и малой теплопроводностью, величину коэфи- циента теплопередачи следует выбирать незначи- тельной. В цехах с большим процентом влажности воздуха и с одновременным его застоем должны приниматься сниженные коэфициенты теплопередачи, так как в противном случае неизбежно покрытие потолочных поверхностей водяными каплями. Например в некото- рых отделениях текстильных фабрик величины все- общих коэфициентов теплопередач не должны превы- шать 0,45—0,50. Наоборот, в цехах, в которых дви- жущиеся механизмы вызывают усиленную циркуля- цию внутреннего воздуха и одновременно не происхо- дит его увлажнения, вполне допустимо повышение всеобщих коэфициентов теплопередачи. В. Конструкция утепленных кровель должна преду- сматривать наибольшую защиту здания от огня во время пожара, так как чаще всего огонь перекиды- вается из одного помещения в другое через крышу. Г. Утепленные кровли должны устраиваться преиму- щественно без соединенных с атмосферой воздушных прослойков. На ближайший период времени такие продухи должны допускаться только в менее огнеопас- ных производствах с соблюдением однако непремен- ного условия правильной организации вентиляции. Для этого необходима разбивка всей площади крыши на отдельные сравнительно узкие — шириной до 8—• 10 м— и небольшие участки путем устройства вну- тренних огнезащитных преград в виде отсыпки от- дельных полос шлака или пемзы, установки ребровых досок, обитых соответственными материалами, и т. п. Обычно применявшиеся до последнего' времени уте- пленные кровли с совершенно свободной по всем на- правлениям циркуляцией воздуха, ни в коем случае не должны допускаться, так как они не позволяют пожар- ным командам вести необходимую борьбу с огнем. Действительно, во время пожара дым показывается почти одновременно во всех вентиляционных продухах, что затрудняет в короткий срок без сломки и повре- ждений иногда почти всей крыши найти первоисточник появления огня. В результате такое положение не дает возможности локализовать пожар в пределах неболь- ших площадей и вызывает большие расходы по вос- становлению значительных участков напрасно повре- жденной крыши. Д. Утепленная кровля должна быть по возможности воздухонепроницаема; в противном случае благодаря диффузии внутрь покрытия более теплого, а следова- тельно и более влажного воздуха, при устройстве по- крытия в дереве, а также с некоторыми видами уте- пляющих материалов, оно может быстро погибнуть от загнивания вследствие конденсации влаги. Кроме того вообще «дышащее» покрытие обладает худшими термо- изоляционными способностями. Е. Удаление снега со зданий с большой территорией застройки посредством его таяния должно достигаться не уничтожением изоляционного слоя со всей площади крыши, а путем оставления полутеплой кровли только по линии ендов. При обязательном в этом случае внутреннем отводе воды, устройство которого и без того необходимо в таких зданиях, снегопады в зимнее время имеют результатом подтаивание в холодных разжолобках нижних слоев снега. Естественно, что при этом' основная масса вышележащего снега будет постепенно сползать вниз и после своего таяния уда- ляться с крыши через внутренние водостоки. Ж. Наиболее экономичными должны считаться уте- пленные кровли, дающие при минимальном весе наи- большие термические сопротивления. Вместе с тем при калькулировании стоимости необходимо учитывать коэфициенты дефицитности материалов с их понижен- ными величинами для материалов местного происхо- ждения (цемент и железо вне зависимости от места их потребления всегда вводятся с повышенными коэ- фициентами). Б. Классификация утепленных кровель Утепленные кровли могут быть классифицированы по нижеследующим признакам: по степени сопроти- вления действию огня, по роду материалов для своего устройства, по виду материалов, применяемых в каче- стве изоляции, по характеру своей конструкции и по наружному виду. А. По степени сопротивления действию огня утеплен- ные кровли распадаются на огнестойкие, несгораемые, защищенные от возгорания и сгораемые. К огнестой- ким должны быть отнесены кровли, устроенные по же- лезобетонному основанию с применением для изоляции только огнестойких материалов, например слоя пено- бетона, а также шлака или пемзы со шлако- или пем- зобетонной коркой; покрытие таких кровель должно быть произведено огнестойкими материалами. Несго- раемыми могут считаться покрытия, выполненные в виде цементных, пенобетонных или пемзобетонных плит, а также плит из хейдита, уложенных поверх ме- таллических стропильных ферм. К защищенным от возгорания относятся утепленные кровли, обитые сни- зу железом по войлоку или асбестовому картону, а также подшитые асбофанерой; кроме того к этому же типу должны быть причислены деревянные кровли, покрытые снизу огнестойким составом. Сгораемыми считаются утепленные кровли с нижним открытым до- щатым настилом. Б. По роду материалов для своего устройства утепленные кровли должны быть классифициро- ваны в отдельности для каждого из составных элемен- тов. Настил делается деревянным, плиты, в некоторых случаях служащие также изоляцией, — из железобе- тона, пенобетона, шлако- или пемзобетона и легковес- ного бетона или так называемого хейдита; изоляция в чистом виде — из войлоков — обыкновенного и со- ломенного, шевелина, морозина, из шлака, пемзы, сфагнума, из плит фибролита, сфагнита, соломита, ка- мышита, пробки, силотекса, целотекса, инсорита, ар- борита; наконец воздухонепроницаемым слоем обычно служит толь, изоляционная бумага, слой гудрона. В. По виду материалов, применяемых в качестве изоляции, утепленные кровли могут быть разбиты на кровли с изоляцией в виде полостей или матов, с плит- ной изоляцией и с изоляцией в виде засыпки и на- конец в виде монолитного слоя. К первому типу отно-
326 V. КРЫШИ Фиг. 429. Устройство утепленной кровли с двойным дощатым настилом и про- кладкой войлоком. просто и безболезненно осу- ществляется при железобетон- ных покрытиях путем укладки пенобетонного слоя, а также засыпки слоя шлака или пем- зы или укладки соответствую- щих плит с устройством по- верх этих материалов бетон- ной корочки. При деревянных покрытиях в этом случае приходится за- жимать изолирующий слой в виде войлока или шевелина между двумя дощатыми насти- лами. Та и другая деревянные кровли имеют свои весьма серьезные недостатки вслед- ствие свободной воздухопро- ницаемости войлока и, на- оборот, непроницаемости ше- велина; в первом случае может происходить порча древесины из-за проникания в нее водя- ных паров, а во втором — за- купоренный верхний слой на- стила, обычно выполняемый из недостаточно сухого леса, не сможет выделять находя- щейся в нем влаги, что также в дальнейшем ускорит его ги- бель. Лучшим типом безвоз- душной утепленной кровли по деревянным покрытиям в на- стоящее время должен быть признан сплошной брусчатый настил. Вторая конструк- ция — с устройством воздуш- ных прослойков — весьма опасна в пожарном отноше- нии, что должно ограничить ее применение. Д. По наружному виду уте- пленные кровли делятся на кровли с ребристым и с глад- ким потолками. Первый тип обычно получается при дере- вянных кровлях в виде двой- ного настила или при кровлях с вентиляционными продуха- ми, расположенными поперек прогонов; второй же полу- чается в кровлях того же ви- да при любом направлении вентиляционных каналов, а также при сплошном брусча- том настиле. сятся войлока, морозин и шевелин; ко второму—пе- нобетон, фибролит, соломит, камышит, пробка, сфа- гнит. В качестве засыпки применяются шлак и пемзо- вая мелочь, сфагнум, трепел; в качестве монолитного слоя — алебастр со шлаком или древесными опилками, шлаковый-бетон, пенобетон и т. п. К последнему типу может быть также отнесен сплошной дощатый настил. Г. По характеру своей конструкции утеплен- ные кровли в основном делятся на два типа :— с отсутствием воздушных прослойков и с на- личием последних. Первая конструкция весьма 2. УСТРОЙСТВО УТЕПЛЕННЫХ КРОВЕЛЬ А. Утепленные кровли по деревянным покрытиям По деревянным покрытиям утепленные кровли могут устраиваться как с ребристым, так и с гладким по- толками. На целом ряде наиболее крупных строительств до последнего времени применялись ребристые кровли следующего устройства. Поверх прогонов, уложенных по сегментным или другого типа фермам, делался
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 327 Нечетный ряд настил из двух слоев досок, первый — рабочий, из до- сок толщиной 3,5 см, и второй — защитный, из брусков толщиной 2,5 см. Между обоими слоями прокладывался войлок. Доски рабочего настила принимались шириной примерно до 18—20 см, причем их влажность могла до- ходить до 23 %. Их укладка в нестроганном виде произ- водилась с соединением1 в четверть поперек прогонов, с одновременной пришивкой каждой доски к прогону 80-миллиметровыми гвоздями. Устройство рабочего настила выполнялось следом за установкой самих ферм, причем для большей поперечной жесткости до- ски укладывались, имея стыки вразбежку. Наоборот, укладка защитного настила, так же как и войлоков, производилась, как правило, непосредственно перед устройством водоизолирующего ковра, что позволяло предохранить эти материалы от Намокания. Настилка войлока в один-два слоя —соответственно теплотех- ническим расчетам в зависимости от назначения покрываемых поме- щений и характера производимых в них работ — выполнялась вна- хлестку отдельных кусков друг на друга с закроем не менее 5 см. Для защитного Настила отбирались бруски с влажностью древесины не свыше 17%' и шириной примерно в 5—8 см. Эти бруски после по- верхностной пропитки креозотом или карболинеумом пришивались под углом 45° к направлению ра- бочего настила, причем стыки так- же выполнялись вразбежку. Корот- кие бруски длиной менее 2 м не до- пускались. По мере окончания на- стилки отдельных участков следом производилась грунтовка верхней по- верхности защитных брусков горя- чей клебемассой с дальнейшим по- крытием водоизолирующим ковром. Кровля с двойным настилом в ак- сонометрическом виде изображена на фиг. 429 (эта аксонометрия, так же как последующие, выполнена трестом Моспроект по материалам Металлостройпроекта). Помимо ус- тройства самой кровли на фигуре покйзаны детали выполнения теп- лого полого карниза, а также по- лутеплой ендовы, состоящей из двойного настила, но без войлоч- ного слоя. Для улучшения воцоизо- ляционнной способности рубероид- ная кровля в пределах ендовы уси- лена двумя слоями1 бумаги герку- лес, прокленными горячей клебе- массой и помещенными между пер- гамином и рубероидом. Утепленная кровля такого типа обладает целым рядом существен- ных недостатков, в числе которых главнейшие —• значительный всеоб- щий коэфициент теплопередачи при наличии одного слоя войлока (при- менение двух слоев обычно не оп- равдывается экономическими со- ображениями) и отсутствие возду- хонепроницаемого слоя; с другой стороны, однако она является менее опасной в пожарном отношении, чем кровли с вентиляционными проду- _ 400——< 200-Г-20Й Н------1'02113/- г --------- . Сбазди d-3.57*70~80лл Четный ряд Фиг. 430. Устройство утепленной кровли в виде сплошного настила из брусков: 1 — схема укладки настила; 2 — настил щитами; 3 — настил из отдельных брусков. хами. Это условие побудило строителей временно остановиться на ее применении на большом количе- стве весьма крупных построек, осуществлявшихся на основе американской технической помощи. При устройстве такой кровли следует предупредить строителей о безусловной недопустимости прокладки совместно с войлоком слоя толя, как это часто де- лается, так как защитный настил окажется закупо- ренным между двумя воздухонепроницаемыми слоями— верхним рубероидным и нижним толевым — и быстро погибнет от загнивания. За последнее время кровля в виде двойного настила стала заменяться сплошным (безреберным) настилом, составленным из брусков, прошитых гвоздями; его толщина принимается от 9 до И см. Обычно приме- няемая толщина равняется 9 см, хотя американские специалисты настаивали на доведении до 11 см. Стела цклайки настила 1-Огиз/ -1=02113/ /~&>3<W-35, T7Q-80 лл ?= Налробленце сборки Koep'i d'SiO.HSO Дания укладки нечетных . ояддЬ брйскоа илищитоЪ 11 ___1± / — настил щитам Линия укладки четных рядоЬ (Ьозди d-5.0,М50 по? шт на щит ________________ J НатюЛл сборки
328 V. КРЫШИ Фиг. 431. Устройство утепленной кровли при сплошном настиле. ных брусков. Согласно практики Мателлострой- проекпа толщина брусков принимается 4 или 5 см. Бруски требуемой ширины получаются в готовом виде или заготовляются из до- сок, распиленных вдоль на циркулярной пиле. При щитовом настиле заготовка производится на горизонтальных или на- клонных помостах; послед- ние более удобны в работе. Длина щитов должна рав- няться расстоянию между фермами 1 плюс 2h, где h —ширина брусков (де- таль 2, фиг. 430). В слу- чае отсутствия требуемой длины брусков допускается использование более ко- ротких отрезков, как ука- зано на детали щита. При этом длина отдельных бру- сков получается равной 0,4 1 + h и 0,6 / + й. При стыковании бруски должны быть плотно приторцованы. Ширина щитов является функцией операций, произ- водимых при выполнении щитового настила, т. е. из- готовления, подноски и укладки; в среднем она мо- жет быть принята равной от 0,3 до 0,4 м. Бруски пришиваются друг к другу гвоздями с их примерным шагом около 0,4 м; гвозди соседних рядов брусков смещаются на половину шага, т. е. на 0,2 м (де- таль 2, план щитов). Дли- на гвоздей при 4-санти- метровых брусках берется в 70 мм, а при 5-сантиме- тровых— 80 мм', диаметр гвоздей одинаковый—3,5 мм. Концы щитов обрезаются для образования шарнира, причем длина шарнира принимается 2 h; вертикальные срезы сверху и снизу составляют по 0,15 h. При обычно выполняемом балочно-консольном ре- шении помимо нормальных щитов длиной 1 + 2 h тре- буются по каждой линии укладки один удлиненный и один укороченный щит. Длина удлиненного щита по- лучается равной а + 1 + 0,2113 1 + h, а укороченного а + 1 — 0,2113 / + h, где а — вынос щита над торцо- вой стеной, считая от оси крайней опоры. При обыч- ном расстоянии между фермами в 6 м удлиненные щиты приходится собирать из составных брусков. В этом случае стыки располагаются согласно детали удлиненного щита на фиг. 430. В связи с разной толщиной брусков и вместе с тем необходимостью иметь ровную поверхность под водо- изолирующий ковер, нижняя поверхность щита, обра- щенная к помосту, должна быть при укладке повер- нута кверху. Отдельные выступающие бруски, обра- щенные при сборке кверху, а при укладке книзу, подрубаются соответственно уровню опор. Шарниры должны выполняться с учетом поворота щитов. Такая кровля более целесообразна с точки зрения меньшей опасности загнивания, чем двойной настил; в ней также используются весьма ценные свойства де- рева — хорошая сопротивляемость вдоль волокон и повышенная термоизоляционная работа поперек воло- кон. Таким образом в сплошном настиле совмещаются функции несущей и ограждающей конструкций. Все- общий коэфициент теплопередачи при 9-сантиметро- вых брусках равняется 1,06, при 10-сантиметровых — 0,98, а при толщине в И см — 0,91. Соответственно перекрытиям из сплошного настила эта кровля дает более экономичное решение при кон- сольно-балочной равнопрогибной схеме с расстоянием шарниров от опор х — 0,2113 1 (деталь 1, фиг. 430). В связи с редким хождением по кровле в данном слу- чае явления резонанса менее опасны, чем в перекры- тиях. Поэтому расчет в основном может произво- диться обычным способом — по прочности и прогибам, но с некоторым запасом для большей жесткости на- стила. Существуют два способа укладки безреберного на- стила: из заранее изготовленных щитов и из отдель-
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 329 Укладку следует начинать с крайних удлиненных щитов, а кончать укороченными; после укладки цели- ком первого ряда производится в обратном порядке укладка второго ряда. Такой метод производства ра- бот допускает устройство шарниров в попеременном порядке с одной и с другой сторон опоры согласно схеме на детали 1 фиг. 430. Соседние щиты сшива- ются по кромкам косым гвоздевым забоем при шаге в 0,4 м; в местах шарниров гвозди забиваются через один или два бруска. Сортамент гвоздей принимается соответственно гвоздям, соединяющим бруски. При деревянных опорах щиты прибиваются к последним посредством гвоздей длиной, превышающей толщину брусков на 5—6 см. Кровля в виде сплошного настила из отдельных брусков допускает ее устройство только на месте укладки; шарниры заменяются простым стыкованием отдельных брусков с их плотной приторцовкой (де- таль 3, фиг. 430). Соединение брусков производится таким же образом, как брусков в щитах. Укладка ве- дется с одного конца здания к другому с постепенным увеличением количества укладываемых брусков. Для получения ровной поверхности под кровлю из рулон- ных материалов выступающие бруски должны подте- сываться с нижней стороны. При деревянных опорах каждый четвертый или пятый брусок прибивается к ним при помощи гвоздей. Укладка щитами может производиться только по прямолинейным — плоским1 или пологим—покрытиям; бруски, наоборот, допускают укладку как по прямоли- нейным, так и по криволинейным покрытиям. В настоящее время применяются оба метода устрой- ства кровли в виде сплошного настила. Несмотря на известную индустриализацию изготовления щитового настила, в общем случае следует отдать предпочтение настилу, составленному из отдельных брусков, как дающему большую жесткость конструкции. Это поло- жение подтверждается зыбкостью настилов, сделанных из щитов, на Гос- подшипнике. Во вся- ком случае при щи- товом настиле долж- на быть обеспечена особая тщательность выполнения шарни- ров, а также пра- вильность косого гво- здевого забоя по бо- ковым кромкам со- седних щитов. К недостаткам нас- тила сплошного сле- дует отнести его воз- духопроницаемость, а также последующее расслаивание при усушке, что с тече- сплошном настиле показано в аксонометрическом виде на фиг. 431, так же как детали карниза и полу- теплой ендовы. В дальнейшем после получения соответствующих материалов эти кровли должны быть заменены дру- гими более рациональными типами. В связи с тем, что кровля с двойным настилом и утеплением войлоками применяется в некоторых слу- чаях до настоящего времени, целесообразно произво- дить замену дефицитных обычных войлоков так назы- ваемыми соломенными войлоками, представляющими собой пласты войлокообразного инсорита желтого цвета. Сам инсорит является изоляционным материа- лом, для выработки которого сырьем служит солома. Изготовление инсорита отличается своей неслож- ностью. Нарубленная в виде мелкой сечки солома вы- мачивается в известковой воде, причем покрывающий ее блестящий слой разлагается, а сама она превра- щается в измельченную массу. Из этой массы путем прессования изготовляется изоляционный материал — инсорит. Более подробные данные изложены, в главе V «Кровли». Основное достоинство соломенных войлоков заклю- чается в применении, в качестве сырья для их выра- ботки соломы, т. е. материала, имеющегося в изоби- лии во всех местностях Советского союза, поэтому необходимо озаботиться скорейшей организацией ра- бот по их изготовлению в крупном заводском мас- штабе. Кроме безвоздушных кровель, утепленных войло- ками или выполненных в виде сплошного настила, иногда устраиваются кровли с вентиляционными про- духами. Такие кровли с утеплением войлоком и толем, но с наличием воздушного прослойка, были приведены выше, в главе II «Деревянные покрытия», при описании трехшарнирных арочных ферм с изломом поясов для образования фонарей. Несколько иного рода утепленная кровля ребристого нием времени долж- но уменьшать и без того его недостаточ- ное термическое со;-, противление. Однако этот вид изоляции при всех своих отри- цательных свойствах является относитель- но лучшим, чем ос- тальные. Устройство уте- пленной кровли при засыпка Изоляц плита Штукатурка засыпка Фиг. 432. Устройство утепленной кровли с вентиляционными продухами по деревянным покрытиям: 1—продольный и поперечный разрезы кровли с продухами поперек про- гонов при ребристом потолке; 2 — разрез кровли с воздушными каналами поперек про- гонов при гладком потолке; 3 — разрез кровли с продухами вдоль балки и утеплением фибролитом при гладком потолке; 4—-разрез кровли с продухами вдоль балок и утепле- нием сфагнитом. Цветаев. 42
330 V. КРЫШИ Фиг. 433. Устройство утепленной кровли по металличе- скими стропилам. типа применяется весьма часто в Канаде, климат ко- торой примерно одинаков со II районом Советского союза. Она состоит из двух слоев шпунтованных до- сок с зажатыми между ними рейками; в результате получаются отдельные замкнутые воздушные прослой- ки, разъединенные от атмосферы путем обшивки со всех сторон брусками. Эта кровля довольно типична для Америки, так как американцы, если и применяют утепленную крышу, то делают основную установку на ее утепление наиболее дешевым и всегда имеющимся под рукой материалом, а именно замкнутым воздухом. При применении сухого лесного материала такие кры- ши по словам американских специалистов при незна- чительной стоимости дают достаточно эффективные результаты. У нас они не могут быть в настоящее время пригодными за отсутствием на строительстве достаточно сухого лесного материала. В отличие от предыдущих типов — с отсутствием воздушных прослойков или с замкнутым воздухом — ЦНИПС были проработаны утепленные кровли с венти- ляционными продухами в двух вариантах — при ребри- стом потолке и при гладком. Основные установки, по- ложенные в их основу, следующие: а) холодный воздух предотвращает загнивание ор- ганических частей покрытия; б) жесткая диафрагма заменяет ветровые связи; в) производство работ не зависит от времени года и г) подшивка утеплителя снизу производится после окончания кровельных работ. Кровли, разработанные на основе этих принципов, изображены на фиг. 432, где деталь 1 изображает про- дольный и поперечный разрезы кровли с вентиляци- онным продухом поперек прогонов при ребристом по- толке. На детали 2 показано устройство кровли с воз- душными каналами также поперек прогонов, но при гладком потолке, а на деталях 3 и 4 — такие же глад- кие снизу кровли, но с продухами вдоль балок. В ка- честве утеплителей здесь применены плиты фибро- лита или сфагнита, подшиваемые снизу после оконча- ния гидроизоляции. Таким образом этот способ про- изводства работ, несмотря на обычно выполняемое устройство кровли в конце строительного сезона в периоды осенних дождей, позволяет пустить здание в эксплоатацию, не боясь загнивания. Такой метод однако имеет также свой весьма существенный недо- статок, заключающийся в необходимости вторичного подмащивания для пришивки изоляции, что при зна- чительной высоте целого ряда строящихся в настоя- щее время зданий ляжет весьма существенным допол- нительным расходом на основную стоимость утеплен- ного по этому способу сооружения. Для правильной организации работы кровли в вен- тиляционном отношении с направлением воздушных токов в пределах отдельных небольших участков, как показано на деталях 2, 3 и 4, устраиваются через 8—10 м огнезащитные преграды путем отсыпки полос шлака, а также пемзы или других огнестойких ве- ществ минерального происхождения с наименьшим объемным весом. Отсыпка может быть заменена по- становкой дооок на ребро. Такие внутренние диа- фрагмы несколько улучшают работу кровель с воз- душными прослойками. Наконец наиболее часто применявшийся до послед- него времени тип утепленной кровли состоял в устрой- стве нижней подшивки с последующей укладкой слоя толя в виде корыта; подшивка засыпалась в дальней- шем каким-либо утеплителем — шлаком или пемзой; в качестве изолятора весьма часто употреблялся также сфагнум. Сверху ящики перекрывались двойным на- стилом. Эта кровля, будучи самой дешевой из всех описанных, наименее удовлетворительна, так как вследствие укладки изоляции до устройства рубероид- ного ковра в дождливое время она намокает и, с тру- дом отдавая поглощенную влагу, может вызывать за- гнивание материалов. Поэтому такие кровли должны применяться только при отсутствии плитных или по- лостных изоляционных материалов и то лишь в менее ответственных сооружениях с соблюдением непремен- ного условия об устройстве соответствующих вну- тренних противопожарных зон. Кроме того до уклад- ки кровельного ковра должны быть приняты необхо- димые меры для защиты изоляции и уложенных насти- лов от намокания хотя бы путем их временного за- крытия одним слоем толя. Б. Утепленные кровли по металлическим стропиль- ным конструкциям Утепленная кровля по металлическим стропильным конструкциям может устраиваться с деревянным на- стилом и с цементными плитами. Первый тип выпол- няется, — так же как и при деревянных покрытиях, —• в виде двойного настила с прокладкой войлока или в виде сплошного настила, а также в виде кровли с вентиляционными продухами. Особенно частое при- менение на ряде крупных строительств имела кровля с двойным настилом, а за последнее время со сплош- ным настилом; ее устройство по металлическим фер- мам — идентично настилке по деревянным покрытиям и поэтому не нуждается в особом описании. Что ка- сается кровель с вентиляционными продухами, то они обычно выполняются в зависимости от наклонного или вертикального положения прогонов согласно фиг. 433 и 434.
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 331 Первый способ заключается в следующем: по верх- нему поясу ферм, перпендикулярно к ним, кладутся прогоны из двутавровых балок, по нижним полкам ко- торых, делается настил из 2,5-сантиметровых шпунто- ванных досок, что вполне допустимо при их длине до 2,0—2,2 м; эта длина определяется не с точки зрения веса изолирующего слоя ввиду его незначительности, а из условия необходимости выдержать' вес человека, находящегося на настиле во время устройства крыши. Поэтому применение шпунтованных досок в данном случае обязательно, так как, позволяя распределить груз от веса человека на две-три доски, дает возмож- ность помимо также других соображений получить экономию в древесине. Поверх нижнего настила кла- дется слой толя, загибаемого вверх по стенкам балок, а. по толю укладывается изоляция в виде соломита, ка- мышита, сфагнита и т. п.; выше идет воздушный про- слоек, перекрываемый шпунтованными 3,5-сантиметро- выми досками, настилаемыми по верхним полкам дву- тавровых балок с прибивкой их гвоздями к деревян- ным брускам, закладываемым вдоль прогонов между верхними полками балок и нижним дощатым насти- лом. Эти брусья сверху пригоняются заподлицо с пол- ками балок. Для устройства железной кровли поверх настила производится обрешотка из 2,5-сантиметро- вых брусков во избежание конденсации влаги на ниж- ней поверхности железа и быстрой гибели его от ржав- чины. Конструкция фонаря принята в данном случае в виде сквозных фермочек, по краям верхних поясов которых приклепано к одной из полок швеллерное же- лезо, обращенное отверстием внутрь; в него заложен деревянный брус, обитый сверху кровельным железом с напуском вниз. Швеллер служит верхним ограниче- нием боковых стенок фонаря, сделанных двойными: наружной из 4-сантиметровых и внутренней из 3-сан- тиметровых досок, расположенных стоймя. Изнутри внутренняя стенка изолируется толем и войлоком, а внизу она упирается на два деревянных бруса, поло- женных рядом с верхним прогоном из двутавровой балки; снаружи бортовая стенка фонаря покрыта кро- вельным железом. Вентиляция во избежание загнивания древесины и прения изоляции осуществляется следующим образом: в кирпичной кладке карниза закладываются для при- тока наружного воздуха в прослоек между изоляцией и верхним настилом отрезки 50-миллиметровых газо- вых труб; для той -же цели могут быть оставлены в кладке продухи. Для сообщения между собой разделен- ных друг от друга двутавровыми прогонами отдельных продольных частей этого воздушного прослойка в верхнем настиле над балками делаются вырубки, при- крываемые сверху 2,5-сантиметровыми досками, яв- ляющимися одновременно и обрешоткой под железную кровлю. Воздушный прослоек между двойными боко- выми стенками фонаря сообщается с прослойком в крыше при помощи вырубок в верхнем настиле и в нижнем брусе, зажатом между боковыми дощатыми стенками.’ В наружной стенке фонаря прорубается от- верстие для сообщения с атмосферой, прикрываемое сверху небольшим козырьком. Все вентиляционное устройство проектируется таким образом, чтобы сде- ланные вырубки в верхнем дощатом настиле над же- лезными балками, каналец, соединяющий воздушный прослоек крыши с полым пространством боковин фо- наря, и наконец вытяжные отверстия — все это было расположено на одной линии, причем на каждый та- кой путь к вытяжному отверстию воздух подается двумя трубками, заложенными в кладку карниза, или соответственно двумя оставленными продухами. Несколько иное устройство показано на фиг. 434; оно заключается в следующем: прогоны из двутавро- вых балок располагаются не перпендикулярно к верх- нему поясу металлических ферм, а в вертикальном на- правлении. К их верхним полкам прибалчйваются де- ревянные бруски, поверх которых пришивается двой- ной дощатый настил. Сообщение отдельных прослой- ков между собой достигается при помощи перерубов, сделанных в брусках; в остальном конструкция явля- ется схожей с предыдущей. Эти типы утепленной кровли благодаря наличию внутренней вентиляции представляются в пожарном отношении небезопасными. Применение их должно допускаться впредь до проработки лучших вариантов лишь для сооружений менее ответственного характера и с обязательным ’устройством через определенные расстояния огнезащитных преград между настилами. Кровли по металлическим стропилам с цементными плитами до последнего времени, как например на Харь- ковском тракторном заводе, устраивались без всякой изоляции; они выполнялись следующим образом: це- ментные плиты толщиной в 4,5 см, имея ширину при- мерно 40 см и длину, равную расстоянию между про- гонами, укладывались поверх металлических конструк- ций; все неровности при этом тщательно замазыва- лись клебемассой или заделывались цементным раст- вором в зависимости от их величины. Швы между плитами в Америке заполняются специальной строи- тельной мастикой с высокой точкой плавления, после чего производится их покрытие водоизолирующим по- кровом. У нас приходится ограничиваться заливкой швов цементным раствором состава 1 :3. Такие цементные плиты обладают однако рядом су- щественных недостатков — они весьма тяжелы, очень теплопроводны и не могут быть надлежащим образом Фиг. 434. Устройство утепленной кровли по металличе- ским стропилам. 42*
332 V. КРЫШИ Фиг. 435. Устройство утепленной кровли по цементным плитам. 40 мм. 60 см. утеплены без значительного увеличения их собствен- ного веса; кроме того при их выполнении увеличива- ется постоянная нагрузка, передающаяся на фермы. Для облегчения веса цементные плиты в некоторых случаях стали выполняться кессонными, толщиной 2,5 см, с боковыми ребрами высотой 7—8 см. Уте- пление при гладких и ребристых плитах достигается отсыпкой шлакового слоя. Устройство утепленной кровли в виде 6-сантиметро- вого слоя шлака с бетонной корочкой по цементным плитам изображено на фиг. 435; на последней пока- зана также деталь устройства карниза. Отрицательные свойства цементных плит заста- вляют искать другого выхода, и в то же время полно- стью отказаться от их применения не представляется возможным. Не надо забывать, что целый ряд цехов со специфическими условиями производства требует обязательного устройства хотя бы несгораемых покры- тий, так как разбрызгиваемые искры металла могут вызвать воспламенение древесины в случае выполнения из нее покрытия. Этот вопрос в значительной сте- пени был бы разрешен, если бы удалось изготовить легковесные и одновременно- нетеплопроводные плиты, обладающие большой прочностью. На первое время можно было бы ограничиться изготовлением плит из пенобетона с соответствующим их армированием, для чего сле- дует в самом срочном порядке серьезно заняться этих вопросом. Путь, по которому необходи- мо пойти в дальнейшем, до из- вестной степени намечен амери- канской практикой, выработав- шей плитки из специального об- работанного состава, названного по имени изобретателя Хейда— хейдитом. Хейдит представляет собой пористое вещество с вкраплен- ными в него отдельными мелки- ми пузырьками воздуха. Рубча- тость структуры получается пу- тем обжига сланца или глины во вращательной печи; под влия- нием высокой температуры за- ключенные в раскаленной массе газы расширяются, благодаря чему материал становится ноз- древатым. При другом способе глина, смешанная с мелким углем, подвергается обжигу подобно пористому кирпичу; после сго- рания угля в глине остаются пу- стоты. Последующий процесс заключается в приготовлении легковесных бетонов на основе добавок, полученных в резуль- тате описанной выше термиче- ской обработки. Основным достоинством хей- дита является большая его проч- ность, позволяющая перекры- вать пролеты до 2,4 м — при ребристой форме и до 1,5 м — при гладкой поверхности; при этом в первом случае высота крайних ребер принимается в 90 мм, с толщиной самой плиты в 25 мм, а во втором — плита делается толщиной в 45 до Ширина плиток колеблется от В связи с тем однако, что материалы такого слож- но-го изготовления требуют до своего выпуска на стро- ительный рынок длительного периода лабораторных исканий, на ближайшее время можно было бы ограни- читься изготовлением плит из легковесных бетонов с меньшим сопротивлением — из пенобетона или пемзо- бетона. В. Утепленные кровли по железобетонным покрытиям Утепление железобетонных крыш может быть про- изведено самыми разнообразными способами, в зави- симости от наличия материалов и характера конструк- ции. При пологих и арочных покрытиях весьма часто применялось утепление следующего рода: поверх же- лезобетонной плиты укладывался толь для создания воздухонепроницаемого слоя, на который устанавли- вались в поперечном и продольном направлениях доски толщиной в 3,8 см, соединенные вполдерева и нахо- дившиеся на расстоянии около 1—1,25 м друг от друга. Образованные таким образом ящики заполнялись ка- ким-либо теплоизолирующим материалом, например
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 333 сфагнумом, торфом или шлаком, а сверху закрывались настилом толщиной в 2,5—3,8 см, в зависимости от покрываемого пролета; кровля в этом случае обычно выполнялась из руберойда (фиг. 436 и 437). Для воз- можности вентилирования, во избежание загнивания досок, в них делались перерубы, причем в нижних и верхних частях крыши устраивались вентиляционные отверстия в виде трубок, перекрытых колпачками про- тив попадания дождя, или в виде маленьких слуховых- окон. Основным недостатком такого способа изоляции яв- ляется ухудшение огнестойкости железобетонного по- крытия, т. е., иначе говоря, уничтожение того свой- ства, благодаря которому в настоящее время может быть оправдано в некоторых наиболее опасных в по- жарном отношении производствах применение железо- бетона. Вместе с тем весьма часто не устраивалась осушающая вентиляция воздушного прослойка или она выполнялась неудовлетворительно, что приводило к ги- бели верхние настилы, как например на Ивантеевской фабрике, на которой через три года после ее по- стройки пришлось целиком переделать утепленную кровлю над одним из корпусов. В дальнейшем такое утепление не должно допускаться. Фиг. 436. Утепление железобетонных покрытий посред- ством деревянных ящиков-клеток с изоляцией сфагну- мом. Фиг. 437. Утепление железобетонных покрытий посредством деревянных ящиков-клеток с изоляцией шлаком. Утепление по другому способу (фиг. 438) заключается в укладке поверх слоя толя древесно-цементных плит размером 0,7 X X 0,7 м при толщине 5—7 см; к нижней стороне плит прилиты по краям и в кресто- образном направлении реборды для образо- вания воздушного прослойка толщиной 3— 4 см. Плиты могут делаться на песчано- цементном и шлакоцементном растворах с отощающей добавкой древесных стружек и шерсти; поверх них для выравнивания по- верхности под руберойд производится тон- кая цементная омазка. Недостатком этой изоляции является ее значительный вес, что противопоказывает ее применение. Утепление может быть также про- изведено путем укладки слоев пробки, со- ломита, камышита, сфагнита, фибролита и т. п.; во избежание загнивания верхний слой изоляции должен быть- покрыт гудро- ном. Устройство плитной изоляции изобра- жено на фиг. 439, на которой вверху по- казана предварительная раскладка пер- Фиг. 438. Утепление железобетонных покрытий посредством древесно-цементных плит
334 V. КРЫШИ Фиг. 439. Утепление железобетонных покрытий посред- ством плитной изоляции: вверху — предварительная раскладка и подгонка плитной изоляции, посередине — раскладка и подгонка второго слоя изоляции и внизу — покрытие изоляционных плит гудроном. вого ряда плит с их подгонкой друг к другу и к выступающим бортам, посередине — раскладка и подгонка второго. ряда (двойные плиты применяются при требовании пониженных коэфициентов теплопере- дачи) и внизу — покрытие плит гудроном. Поверх изоляции устраивается тонкая цементная или шлако- бетонная корочка толщиной 3—4 см, служащая осно- вой для наклейки водонепроницаемого ковра. В довоен- ные годы основными утеплителями служили пробковые плиты; в настояще время однако они не могут у нас применяться из-за отсутствия в пределах Советского союза. Обычно теперь устраивается фибролитовая, сфагнитовая или соломитовая изоляция. К недостат- кам плитной изоляции из органических материалов должен быть отнесен сравнительно небольшой срок их службы. Простой и весьма часто применяемым способ заклю- чается в насыпке слоя шлака, покрываемого сверху шлакобетонной коркой. При всей своей простоте он однако значительно утяжеляет покрытие. Наилучшим видом изоляции бесспорно должен быть признан слой пенобетона, уложенный литым способом или посредством выстилки заранее изготовленных плит. Такая изоляция впервые была применена летом 1930 г. 4 Госстройтрестом для утепления железобетонного по- крытия на фабрике Гранитоль в Ленинграде. Толщина слоя на основе теплотехнических расчетов была при- нята в 9 см, причем укладка пенобетона производи- лась отдельными секциями между деревянными рей- ками сечением 5 X 9 см. Сверху для получения проч- ной и ровной поверхности пенобетон затирался це- ментным раствором. Стоимость изготовления 1 м3 пенобетона с укладкой, включая амортизацию пено- бетоньерки, получилась в 30 р. 75 к., что дало стои- мость 1 м2 в 2 р. 77 к., а с затиркой—<3 р. 68 к. При- нимая во внимание, что этот первый опыт был не ли- шен обычных детских болезней, фактическая стои- мость пенобетона, в дальнейшем после рационализации снизилась примерно на 15%-. Кроме литого способа пенобетон может уклады- ваться в виде плит соответствующей толщины; после их укладки швы заполняются пенобетоном. Изготовле- ние плит производится в специальных формах с по- следующей разрезкой (на второй день) на отдельные плиты желательных размеров, например 0,5 X 0,5 м. Для экономии площади пенобетон может отливаться в виде блоков с распиливанием последних на плиты меньшей толщины, причем на каждом пропиле теряется не свыше 3—3,5 мм материала. Для уменьшения количества необходимого для из- готовления пенобетона цемента трестом «Строитель» в 1932 г. были произведены опыты по частичной за- мене цемента диатомом (в количестве 25% по весу). Несмотря на удачные результаты опытов, такая теплая пенобетонная кровля за отсутствием подходящих строительств не смогла быть осуществлена. Применение пенобетонного утепляющего слоя должно быть признано весьма целесообразным, так как, не- смотря на свою дешевизну и исключительную легкость, он позволяет получить огнестойкую кровлю, не боя- щуюся местных ранений рубероидного или гольц- цементного ковра. В связи однако с потреблением дефицитного цемента распространение пенобетона в настоящее время несколько задерживается. Таким образом мы видим, что утепленная кровля только по железобетонному покрытию получила сра- внительно удачное разрешение. Слово поэтому за строителями, которые должны проработать и предло- жить в течение кратчайших сроков наиболее подхо- дящие типы для остальных видов кровель. Г. Анализ правильности устройства утепленной кровли Обычно при конструировании покрытий и при опре- делении достаточности принятой изоляции произво- дится только подсчет всеобщего коэфициента тепло-
УТЕПЛЕННЫЕ КРОВЛИ 335 передачи, что безусловно неправильно, так как в не- которых случаях, например при высокой внутренней температуре помещений или повышенной влажности, несмотря на сравнительно низкий коэфициент. тепло- передачи, может все же появиться ряд отрицательных явлений вроде покрытия потолка водяными каплями, значительного образования на крыше ледяных валунов и сосулек, особенно при наружном отводе воды, и т. п. Поэтому ниже приводится пример теплотехнического анализа правильности конструирования и достаточ- ности принятой изоляции плоского покрытия над про- изводственным. зданием с внутренней температурой около 15° при выполнении его согласно фиг. 440. Шлако-5emonHbte плитки Асм Фиг. 440. К теплотехническому расчету плоского по- крытия. 11 0,07 0,15 0,04 , 0,005 , 7,5 20 + 1,20 + 0,13 + 0,24 + ’ 0,20’ + ---------------------- = 0,56 кг кал/м2 °C час, 0,04----------0,04 ' 0,98 + 0,24 где: Кд — коэфициент теплЬвосприятия в кг кал/м2 °C час; для верхних покрытий отапливаемых помещений он рав- няется 7,5. Кн — коэфициент тепловыделения в кг кал/м2 °C час; для сельских поселений и городских окраин, где преимущественно строятся заводы, при средней скорости движения воздуха (ветра), омывающего наружную поверхность покрытия в 1,5 м/сек, он равняется 20,0. rfj, d2, d3 . . . d3— толщины слоев поверхностей, прово- дящих тепло, в метрах; они равняются соответственно0,07,0,15, 0,0 4 . . . 0,04. Хр Х3, Ч • • • Х6 — коэфициенты внутренней теплопровод- ности отдельных элементов покрытия в кг кал/м °C час; они равняются соответственно 1,20, 0,13, 0,24 . . . 0,24. Определим прохождение тепла <в двух самых опасных случаях для работы покрытия, а именно при наружной тем- пературе, равной — 30°, и при небольшом морозе—5°. Количество тепла, передаваемого, в 1 час через 1 м2 по- крытия: Q = К — tH) кг кал/час, где Ze = 15°— температура воздуха в мастерских и ^ — тем- пература наружного воздуха. При iH— —30° Q = 0,56 [15 — (— 30)] = 25,2 кг кал/час и при tH = — 5° (? = 0,56 [15—(—5)] = 11,2 кг кал/час. Разность между температурой воздуха в помещении и нижней поверхностью плиты: что дает при tH = — 30°: а при tH = —5°: Далее где 4— температура верхней поверхности железобетонной плиты, откуда t ~t __ " 1 xi ‘ Таким образом температура нижней поверхности железо- бетонной плиты: зо = 15° — 3,4 = 11,6° и t-5 = 15°-1,5= 13,5°. Температура верхней поверхности железобетонной плиты: 30 = ид - 2^L = 10)1о И ^5= 13,5°-1ЦХ0Д7= 12,9°. Температура верха шлакового слоя: ^-^10,10-^1X0.15 =_180О U, I о t _ 5 = 12,9° — ИИ ______о° ° 0,13 ~ Температура верха шлакобетонной корки: = - 18,0°- 25’20*40-04 = - 22,2° 11,2X0,04 __ 0Д4 Температура верха гольццементного козра: t-30 = - 22,2°- 25,2 X 0,005 0,20 — 22,8° И Z —5 = —1,9° — 11,2X0,005 _ 0,20 “ — 2,2°. Температура верха песчаного слоя: t - 99 йо 25,2X0,04 и _ 11,2X0,04 0Д8 2,6°. Температура верха шлакобетонных плиток: = -28,0- <-, = -2,6-- 4,4°. Таким образом разность между температурой наружного воздуха и шлакобетонных плит получается в первом случае 2,0°, а во втором 0,6°. Анализируя эти данные, мы приходим к следующим вы- водам. 1. Работа этого покрытия в наиболее опасном для нее случае, а именно при наружной температуре в — 30°, вполне удовлетворительна. Действительно, при внутренней темпе- ратуре помещений в -[-15° и влажности около 60% (боль- шая влажность едва ли будет иметь место) содержание влаги в 1 м2 воздуха согласно таблиц Ритшеля (Rietschel, Берлин, 2-я ч.,'стр. 151) равняется 13 г, а при 60% влажности равна 13 X 0,6 = 7,8 г, что приведет согласно той же таблице к конденсации паров при охлаждении воздуха до 10,1°. Так как температура нижней поверхности железобетонной плиты (по- толка) равна 11,6°, то возможность выпота безусловно
336 V. КРЫШИ исключена даже без принятия добавочных мер в виде обо- гревания верхней зоны. 2. Плотно трамбованная железобетонная плита будет препятствовать диффузии более влажного теплого воздуха в шлаковый слой и потому гарантирует от появления в нем конденсации. 3. Шлакозый слой резко утепляет покрытие при сравни- тельно незначительных затратах, причем температура с 10,1° падает до — 18°. Вместе с тем значительный его вес утяжеляет основную несущую конструкцию, что влияет ухудшающим образом на конечные экономические показатели. Поэтому необходимо всегда стремиться к применению по возможно- сти легковесных изоляционных материалов. 4. Шлакобетонные плитки дают возможность быстрому току воды, смывающей грязь, и таким образом предохра- няют песок от заиливания; также они защищают кровлю от механических повреждений при очистке от снега; одно- временно с этим песок под защитой плиток долгое время сохраняет влагу, что препятствует резким изменениям ре- жима гольццементной кровли и способствует ее сохра- нению. 5. При рассмотрении температур отдельных элементов покрытия при наружной температуре в —5° видно, что нуле- вая точка находится достаточно низко на поверхности шла- кового слоя. Таким образом при малом снежном покрове, несмотря на его изолирующие свойства, нулевая точка не будет смещаться выше покрытия и не будет вызывать тая- ния снега. При большей высоте снега будет происходить таяние нижних слоев, что при устройстве внутренних теплых стоков, обязательных при плоской крыше, неопасно; наобо- рот, это подтаивание сократит эксплоатационные расходы по очистке снега. ГЛАВА СЕДЬМАЯ ОТВОД ДОЖДЕВЫХ И ТАЛЫХ ВОД С КРЫШ ЗДАНИЙ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ Отвод дождевой и талой воды с крыш фабрично- заводских зданий может быть осуществлен двояким способом: при помощи наружных водоспусков и путем устройства внутреннего отвода. Наружный отвод атмосферной воды в настоящее время должен пред- почитаться вследствие своей дешевизны и большой простоты выполнения для всех случаев, где его устрой- ство не может вызвать тяжелых отрицательных по- следствий при эксплоатации крыши. Наоборот, вну- тренний отвод воды вследствие дороговизны, сложности своего выполнения и особенно из-за потребления де- фицитных материалов должен временно применяться лишь при бесспорной необходимости на основе экспло- атационных или конструктивных требований. Такой тип отвода должен прорабатываться самым тщательным образом, так как иначе неизбежно протекание воды внутрь здания со всеми тяжелыми в этом случае по- следствиями в виде загнивания крыши, порчи обору- дования и изделий и т. п. Устройство внутреннего отвода воды обязательно в следующих случаях: а) при плоских крышах и б) при больших площадях пологих или крутых крыш с наличием длинных пересекающихся скатов. Наружный отвод воды может выполняться при сле- дующих оформлениях верхних покрытий: а) при односкатных или двускатных пологих или крутых крышах и б) при пологих или крутых крышах, хотя и с пере- сечением скатов, но с относительно незначительной длиной последних, примерно до 40—45 м при двух- стороннем отводе воды и до 20—25 м при возможности осуществления только одностороннего уклона. В настоящее время при сооружении некоторых фа- брично-заводских зданий наблюдается увлечение в от- ношении излишнего устройства внутреннего отвода воды, результатом чего может явиться неоправданное удорожание строительства и осложнение производства работ в связи с временным дефицитом металла. При выборе метода отвода воды необходимо под- ходить более критически к причинам, вызывающим их применение, и учитывать характер будущей ра- боты покрытий строящихся фабрично-заводских зда- ний в зависимости от соответствующего района Со- ветского союза. Условия эксплоатации крыш могут быть весьма разнообразны, что следует помнить при использовании заграничного опыта. Америка например в большинстве случаев устраивает холодные или полу- теплые кровли, вызывающие интенсивное таяние снега; при этом внутренний отвод всегда обязателен. В Советском союзе обычно применяются более теплые кровли, при которых происходит меньшее таяние снега. Правда, нужно указать, что в связи с хорошей теплоизоляционной способностью снега нулевая точка при снежном покрове, лежащем на кровле, может часто даже при относительно1 значительных морозах смещаться выше крыши. В результате талая вода, дойдя до карниза и не обогреваясь более внутренним теплом, при соприкос- новении с холодной поверхностью наружной стены будет замерзать в виде сосулек и ледяных каскадов. Для устранения этих явлений рекомендуется устрой- ство полых теплых карнизов, описание которых будет приведено ниже. Учитывая положение с дефицитом металла, в настоя- щее время возможно допустить устройство наружного отвода воды для пологих или крутых крыш при одно- скатном или двускатном решении верхних покрытий. Не следует также применять внутреннего отвода воды при незначительной длине пересекающихся скатов в ме- стах примыкания двух пологих или крутых крыш и возможности выдержать в этих частях общий уклон около 3—4% по направлению наружных стен с мак- симальной длиной ендов согласно вышеуказанному. Наоборот, при устройстве плоской крыши, вне за- висимости от ее площади, рекомендуется обязательный пропуск воды внутрь здания, так как обычный для плоских крыш уклон в 1—2% не дает возможности талой воде быстро стекать и вызывает намерзание большого количества сосулек, разрывая наружные во- ронки. Очистка от наледи даже при самом осторожном производстве работ неизбежно влечет повреждение как самого гольццементного ковра, так и покрываю- щих карниз фартуков, что в результате приводит к протеканию крыши. Устройство внутреннего отвода воды в этом случае с незамерзающими благодаря току теплого воздуха воронками вполне целесообразно и даже более того— необходимо, так как лучше избежать устройства плоской крыши, чем устраивать ее нерационально с не- избежными дефектами в эксплоатации. Таким образом, признавая несбмненное преиму- щество правильно сконструированных внутренних во- достоков с точки зрения удаления атмосферных вод
ОТВОД ДОЖДЕВЫХ И ТАЛЫХ ВОД С КРЫШ ЗДАНИЙ 337 Фиг. 441. Вид на крышу завода Господшипник в зимнее время: вверху-—над неотапливаемой частью н внизу — над отапливаемой частью здания. со всех видов верхних покрытий, нужно учитывать, что устройство внутренних водостоков связано с де- нежными перерасходами, а также со значительным расходом дефицитных материалов. Поэтому во всех случаях, когда возможно ограничиться устройством внешних водостоков, обеспечивая ими достаточно на- дежный наружный отвод воды, следует в настоящее время не прибегать к устройству внутренних водосто- ков впредь до ближайшего изжития недостатка ме- таллов. Для большей наглядности работы отвода воды с крыш зданий на фиг. 441 даны четыре отдельных вида на крышу завода Господшипник, заснятые в один и тот же день в конце зимы 1932 г. Два верхних снимка сделаны с неотапливаемых частей завода, а нижние — с отапливаемых. Как видно, при надлежа- щем функционировании отопления снег на крыше под- таивает и удаляется через внутренние водостоки. 2. УСТРОЙСТВО ОТВОДА ВОДЫ А. Внутренний отвод воды Прием атмосферных осадков с поверхности крыши при внутреннем отводе воды осуществляется по- средством различных воронок. Отдельные виды водо- приемных воронок могут быть разбиты на три основ- ных типа: а) воронки, при устройстве которых водоизоляция места их примыкания к кровле выполняется путем прокладки металлического листа-фартука с напуском и наклейкой на него кровельного материала; б) воронки, присоединяемые к кровле при помощи зажима водоизолирующего ковра в закраинах, имею- щихся в элементах воронок, и в) воронки, соединяемые с кровлей при помощи болтовых или винтовых соединений. Преимущественное применение в Советском союзе до последних лет имели воронки первого типа как простые в изготовлении. Первоначальные воронки делались из свинцового колпака, припаянного к фартуку из кровельного же- леза (справа наверху на фиг. 442). К этому фартуку с нижней стороны припаивался патрубок. Гольцце- ментный ковер в части нижнего слоя пергамина заги- бался внутрь приемного раструба чугунного стояка, после чего в последний вставлялся патрубок воронки. Верхние слои гольццементной кровли наклеивались непосредственно на фартук. В связи с малой прочностью свинцовых колпаков, быстро деформировавшихся в эксплоатации, в после- дующих воронках они стали изготовляться из толстого кровельного железа (слева наверху на фиг. 442). Отсутствие оцинковки, как показала практика, делало эти воронки недолговечными, так как их перио- дическое окрашивание для предохранения от ржаве- ния не было осуществимо. Поэтому в дальнейшем во- ронки начали выполняться из оцинкованного кровель- ного железа (посередине фиг. 442). Во избежание за- сорения внутренних стояков в патрубок вставлялся дырчатый стаканчик с отогнутыми краями и сверху Цветаев. 43
338 У. КРЫШИ Фиг. 442. Воронки для внутреннего отвода воды: вверху справа — со свинцовым колпа- ком и слева — из кровельного железа, посере- дине — из оцинкованного кровельного железа и внизу — из оцинкованного листового железа. перекрывался дырчатым колпаком с загнутыми нож- ками, припаянными к оцинкованному листовому же- лезу; колпак защищался в свою очередь съемной крышкой, а с боков обсыпался крупным гравием для свободного дренирования влаги с одновременным пре- дохранением песчаного слоя от вымывания. Воронки из оцинкованного кровельного железа также сильно страдали от механических повреждений, что заставило приступить к изготовлению воронок из 2—3-миллиметрового листового железа, причем крышки во избежание утери делались не съемными, а открывающимися на навесах. Колпаки при этом приклепывались к нижним листам. Готовые воронки для предохранения от воздействия атмосферных осад- ков опускались в цинковальную ванну (внизу фиг. 442). Желание сделать воронки еще более долговечными побудило заменить нижние железные части воронок—- фартук и патрубок — медными частями. Такая во- ронка, принятая комиссией по стандартизации НТУ ВСНХ, показана на детали 1 фиг. 443. Медный па- трубок, проходящий через утепленную кровлю, при- паян верхним краем к медному фартуку, на который наклеивается внахлестку кровельный рулонный мате- риал. В патрубок опущена медная решотка конической формы, подвешенная на отогнутых краях. Сверху па- трубок накрывается чугунным цилиндрическим колпа- ком со съемной крышкой; колпак и крышка имеют отверстия для пропуска воды. Нижний конец патрубка заделывается в раструб стояка. Основной недостаток этих воронок заключается в необходимости применения дефицитной меди, что исключает возможность их выполнения. В некоторых решениях не только верхние, но и ниж- ние части воронок начали изготовляться из чугуна. Внутренний отвод воды из жолоба в месте примыкания двух покрытий при таких воронках показан на де- тали 2 фиг. 443. На стояк устанавливается переходная муфта, в которую заделывается патрубок из оцинко- ванного железа; припаянный к последнему лист отги- бается по стенкам железобетонного жолоба. Над стояком сверх оцинкованного листа укладывается ла- тунная сетка, на которую устанавливается чугунный колпак с отверстиями в 2 см для пропуска воды. Вме- сто латунной сетки иногда подвешивается дырчатый стаканчик из оцинкованного железа. Помимо других недостатков при этом решении не обеспечивается отсутствие попадания воды внутрь по- мещений из-за обратного направления нижнего рас- труба в верхней переходной муфте. Для устранения отрицательных явлений обычные канализационные муфты стали заменяться специальными отливками. Такая воронка изображена на деталях 3 и 4 фиг. 443. Она состоит из четырех частей: переходной муфты конической формы с патрубком внизу и раструбом в виде низкого цилиндра вверху; колпака цилиндри- ческой формы, вставляемого в раструб муфты; метал- лической сетки, вкладываемой в нижнюю часть кол- пака, и крышки, покрывающей колпак и имеющей пять круглых отверстий. Верхние слои кровли наклеи- ваются на фартук; припаянный снизу раструб входит в свободный ободок, остающийся между внутренней поверхностью раструба и наружной колпака. Колпак может выполняться также из полукотельного оцин- кованного железа. Основным объединяющим недостатком воронок пер- вого типа являются их недолговечность и быстрая порча при обычно недостаточно культурном уходе за кровлей. Соединение воронок с водоизолирующим ков- ром посредством наклейки последнего на металли- ческий фартук также не может считаться вполне
'онопатить Медныйлист' v Опалубка Штукатурка Колпак Крышка колпака |lg%ggj!^SS% Утепление Жел-бет. плита ^Медная съемная предохранитель- ‘‘ная решотка Медный па тру-, бок (П 0.8 V2sa------ Патрубок Разрез по А-Б Бетон Латунная сетка Штукатурка Деревянный брус 'Деревянная балка МИ ^Верхний пене фермы Железо Толь Оцинкованное железо , Наружная грань желает, колонны плитки Фиг. 443. Воронки для внутреннего отвода воды: 1 — воронка с медными нижними частями и чугунным1 колпа- ком, 2 — воронка с чугунной ннжней частью в виде переходной муфты, 3 — воронка с чугунной нижней частью в виде специальной отливки с верхним раструбом, 4— устройство отвода воды при воронках согласно детали 3, 5 — устройство отвода воды прн воронке американского типа и плоской крыше по деревянной основе, 6 —то же в крайнем пролете при сегментных фермах, 7 — то же при плоской крыше по бетонной основе, 8 — то же в крайнем пролете при цементных плитках и 9 — воронки с болтовыми соединениями при необходимости приме- нения гладкой поверхности кровли. ’-иооовг шиитшш Бетонные плитки \ Песок Ш00001 Бетонные плитка Ивсо^ Тдльццемент, кробля\ Разрез по В-Г с Г Без утепления Сплошной досчатый ' настил отепление Защитный настил Рабочий настил Утепление Тдльццементкровл! / 'Подшивка Штукатурка Песок Бетонные плитки Деревянная ферма Доски 3.5см Тдльццементная Рубероид х кРо6ля Вкладыш Полоска оцинкоб. железа Фартук из оцинкжелеза °абочий настил Защитный настил ДДоски 3.5 ел/ Вкладыш Полоскаоцин- кобанногожелеза Рубероид Цементная корка Шлак Цементные Металлич прогон 43s
340 V. КРЫШИ фиг. 444, состоит из четырех отливаемых частей: чугунного горшка с закраинами, 12 ребрами, крышки и так называемого виде колпачка, устанавливаемого над вы- горшка и служащего для задерживания предметов. надежным; в результате обычно имеет место проте- кание воронок, что вызвало определенное недоверие к устройству внутреннего отвода воды. Поэтому более целесообразно применять второй тип воронок, предложенных американскими специалистами и осуществляемых в настоящее время на весьма мно- гих крупных строительствах. Эта воронка, изобра- женная на из чугуна цилиндра с «грибка» в пуском из проскочивших через отверстия цилиндра Помимо этого в зимнее время грибок препятствует образованию в верхней части стояка ледяных пробок. Для предохранения от застоя воды около воронки наружное кольцо закраины сделано с уклоном по на- правлению к центру стояка, что значительно улучшает эффективность работы внутреннего отвода. Извили- стая форма закраины горшка имеет двоякое назна- чение: наружное крайнее ребро служит для установки воронки в подвешенном состоянии на рамке из дере- вянных брусьев при сгораемой крыше (детали 5 и 6, фиг. 443 и фиг. 429, 431, 553 и 555) или на железо- бетонной плите при огнестойком покрытии (деталь 7, фиг. 443) или на цементных плитках при несгораемой крыше (деталь 8, фиг. 443 и фиг. 518); два внутренние Фиг . 444. Чугунная воронка американского типа для •внутреннего отвода воды. Зластичная мастика Нлебемасса fiUw кольца в виде заглубленных борозд позволяют при помощи отвечающих им выступов в нижней части цилиндра зажать концы примыкающего водоизолирую- щего покрова. Во избежание проникания воды под кровлю круговые жолобки закраины предварительно заполняются специальной эластичной мастикой; после укладки кровельного ковра на уложенную мастику последний сверху по линии жолобков вновь обмазы- вается жирным слоем этой же мастики. Таким образом при установке верхнего цилиндра и обжатии его ниж- ними ребрами водоизолирующего покрова получается совершенно плотное и прочное соединение с заполнен- ными эластичной массой пустотами. Пропущенная внутрь воронки часть кровельного ковра обрезается с оставлением краев в 1—1,5 см, после чего выдавлен- ной мастикой производится тщательное промазывание швов между краями ковра и воронкой. Этой же ма- стикой или клебемассой промазываются щели между установленной воронкой и настилом для получения абсолютно гладкой постели под водоизолирующий по- кров. Внутрь воронки после ее установки вставляется грибок, а сверху она закрывается крышкой. Особенность этой воронки, улучшающая ее работу в отношении свободного пропуска воды и одновременно предохранения стояков от засорения, заключается в устройстве цилиндра специальной формы, состоящего из 12 отдельных ребер, укрепленных на нижнем гори- зонтальном кольце. С внутренней сторо- ны ребер в их верхней части имеется вто- рое кольцо, соединенное с нижним 24 до- бавочными вертикальными ребрами толщи- ной в 6 мм. Таким образом между ка- ждыми двумя основными ребрами разме- щаются в нижней части еще по два ребра, благодаря чему устраняется возможность забивания воронки листьями или прочим мусором с одновременным свободным про- пускам воды. Нижние части воронок окрашиваются ас- фальтовым лаком, причем для усиленной циркуляции воздуха и для препятствования выпадению росы на внутренней поверхно- сти примыкающей к стояку крыши чугун- ная часть ничем не утепляется. Конструкция этих воронок несколько упрощена по сравнению с американским решением; их основное отличие заклю- чается в замене резьбы для соединений во- ронок со стояками простыми растру- бами. Третий тип воронок — с винтовыми и болтовыми соединениями — имеет преиму- щественное применение в Америке; одна из таких воронок при необходимости при- менения гладкой поверхности кровли пока- зана на детали 9 фиг. 443. Корпус ворон- ки сделан выемка, в отогнутые изоляции Над отверстием плита, привинчиваемая к корпусу воронки латунными шурупами и зажимающая края изоляции; поверх нее устанавливается ко- робка-колпак с вертикальными стенками, причем в ее закраины укладывается решот- ка. Соединение воронки со стояком произ- водится посредством раструба или простым ввинчиванием. Для, наших условий такая воронка не может считаться пригодной. чугунным, вокруг него имеется которую плотно зачеканиваются вниз края металлической водо- (свинцовые или медные листы). укладывается чугунная
ОТВОД ДОЖДЕВЫХ И ТАЛЫХ ВОД С КРЫШ ЗДАНИЙ 841 На данный момент воронки американского типа со- гласно фиг. 444 должны быть признаны лучшими, что подтверждается их бесперебойной эксплоатацией на выстроенных заводах, например на автосборочном заводе КИМ в Москве ни разу не были замечены дефекты в работе внутреннего отвода воды, устроен- ного не только из ендов, но и с крыш фонарей. В связи с необходимостью массового изготовления воронок следует в срочном порядке серьезно заняться прорабткой окончательного и наиболее подходящего для наших условий типа, что может быть осуществлено посредством дальнейшего упрощения американских воронок. Вместе с тем необходимо указать, что излишняя экономия при выполнении внутреннего от- вода воды приводит к протеканию кровли со всеми последствиями таких явлений. Лучше перейти к на- ружному отводу воды, чем устраивать внутренний не- достаточно тщательно. Поэтому рационализация воро- нок должна исходить из соответствующих предпосылок, чтобы не ухудшить эксплоатацию выстроенных зданий. Отрицательные результаты от слишком большой эко- номии, а также неумелого выполнения работ мы имели на ряде заводов, в частности на некоторых московских заводах, где еще до пускового периода обнаружились весьма серьезные дефекты. Например на одном из за- водов помимо скверного выполнения протекавших во- ронок совершенно недопустимо внутренний отвод воды с крыш фонарей был устроен с выпуском наружу — концы труб, пропущенных под подшивкой, заканчива- лись в ендовах. На другом заводе диаметр труб, от- водящих воду с крыш фонарей, был принят около 3 см без устройства специальных приемных воронок, что привело совместно также с низким качеством кровель- ных материалов к загниванию утепленной кровли. Помимо рационализации воронок необходимо при- ступить к изготовлению в заводском масштабе эла- стичной мастики для заполнения закраин. Применяе- мая на наших .постройках кустарная битумная мастика не отличается высоким качеством, например на заводе КИМ расплавившаяся мастика заполнила на половину высоты отверстия, оставленные в колпаках воронок для.пропуска воды. Площадь крыши, обслуживаемая одним стояком, обычно принимаемым в настоящее время диаметром в 100 мм, зависит от местных климатических условий, а также от уклона, который может быть дан в отводе от стояка к внутреннему водостоку. Этот уклон в свою очередь находится в зависимости от конструк- ции и глубины фундаментов, а также расстояния стояка до водосточной сети. В среднем1 однако площадь, при- ходящаяся на один стояк диаметром в 100 мм, может приниматься около 300 м2 при расстоянии • между стояками до 25 м. Вода, поступающая с крыш по отдельных чугунным стоякам, может отводиться в пределах контура зда- ния при помощи чугунных труб или закрытых бетон- ных или кирпичных каналов; в последнем случае в местах выпуска чугунных стояков канавы прикры- ваются съемными чугунными плитами на случай прочистки. С этой же целью по длине трубы или канала устраиваются смотровые колодцы. Наружные водостоки при небольшом диаметре могут выполняться из гончарных труб, а при большом1 — из клинчатого кирпича или бетонных колец с прокладкой в послед- нем случае стыков толем и их обмазкой белой глиной. Б. Наружный отвод воды Основное отличие крыши в промышленном1 строи- тельстве по сравнению с жилыми или общественными постройками заключается в отсутствии чердаков; если Фиг. 445. Устройство теплого полого карниза. последние и устраиваются, то только в зданиях под- собного характера. Это условие заставляет особенно тщательно прорабатывать в фабрично-заводских со- оружениях все детали кровель для наружного отвода воды. Действительно, при анализе работы кровель прихо- дится притти к выводу, что благодаря чердаку, тем- пература в котором держится в зимнее время ниже Фиг. 446. Неправильное устройство наружного отвода воды. нуля, эксплоатация кровель в гражданских зданиях значительно облегчается, требуя периодической очист- ки от снега перед или во время оттепелей. В морозное время при достаточности изоляции чердачного пере- крытия явления подтаивания исключаются. В промышленном строительстве, где крыша одно- временно служит потолком покрываемых помещений, подтаивание нижних слоев лежащего на кровле снега может быть не связано с периодами оттепелей. В этом случае талая вода, постепенно стекающая под снеж- ным покровом к краю крыши, соприкасаясь при не- правильном выполнении карниза с его холодной по- верхностью, будет намерзать в виде сосулек. Следова- тельно основная задача по устройству достаточно надежного внешнего отвода воды заключается в обес- печении равномерности тепловых условий для растаяв- шей воды до момента ее стекания на землю. Одно из первых решений этого1 вопроса было предложено инж. Ф. А. Вагнером («Строительная промышленность», № б за 1931 г.) и состояло в устройстве в пределах
342 V. КРЫШИ стены под покрытием горизонтального канала, соеди- ненного с -.внутренним помещением. При такой кон- струкции происходит обогревание части надстенной крыши и таким образо1м уменьшается ширина ледя- ной корки, однако не устраняя ее полностью. В связи с таким положением американские специалисты Ме- таллостройпроекта предложили более рациональную конструкцию теплого полого карниза с относом в 0,5 м от наружной поверхности оконных переплетов. Этот карниз, изображенный в разрезе на фиг. 445, а в аксонометрии на фиг. 429, предоставляет возмож- ность посредством равномерного внутреннего подо- грева растаявшей воды обеспечить ее стекание на землю. Такой способ, не являясь вполне радикальным разрешением вопроса наружного отвода воды, позво- лит до известной степени предохранить карнизы от образования на них ледяных сосулек. Необходимо предупредить также строителей о не- допустимости устройства замкнутых парапетов при наружном отводе воды. Отрицательные последствия несоблюдения этого правила показаны на фиг. 446. Что касается устройства водосточных жолобов, а также свесов у различных типов кровель — толевых, рубероидных, террофазеритовых, черепичных и т. п.,— то они были достаточно подробно описаны выше в главе V «Кровли»
VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГЛАВА ПЕРВАЯ ДОСТОИНСТВА СБОРНОГО МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ Вопрос о широком применении сборных железобе- тонных конструкций в виде основной сетки, несущей деревянное перекрытие или крышу, исключительно актуален, так как выполнение строительства из от- дельных, заранее приготовленных стандартных эле- ментов должно произвести переворот в примитивных способах производства строительных работ с их пол- ным переводом на индустриальные методы. Впервые сборные железобетонные конструкции поя- вились в Западной Европе и Америке, однако предел их применения ограничился сравнительно небольшими площадями застроек тем более, что избыток в этих странах металла, при применении которого в строи- тельстве возможно большее сокращение срока возве- дения сооружений, не создал на Западе достаточно благоприятных условий для широкого распространения сборного железобетонного строительства. У нас, на- оборот, дефицитность металла, так же как и целый ряд других весьма существенных факторов, диктует настоятельную необходимость скорейшего максималь- ного проведения в жизнь сборного метода выполнения железобетонных работ. Такими благоприятными условиями являются ниже- следующие показатели: А. Сборный железобетон заставляет типизировать отдельные элементы, что в дальнейшем позволит их стандартизировать. В этом заключается исключи- тельно важная и организующая роль сборного желе- зобетона. Б. Ускоряются темпы производства строительных работ при фактической возможности их ведения в те- чение круглого года. Действительно, без принятия спе- циальных мер продолжительность строительного се- зона во II, а особенно в I климатических районах Советского союза не превышает обычно семи-восьми месяцев. При изготовлении отдельных стандартных элементов на заводе и их последующей сборке на постройке предоставляется возможность выполнения всех строительных работ, в том числе и железобе- тонных, в течение круглого года, что должно поло- жительно отразиться на сокращении сроков нерента- бельного вложения капиталов в период возведения фа- брично-заводских сооружений. В. Максимально используются строительные меха- низмы при одновременной эффективности затраты ра- бочей силы и технического персонала. Практика строительного дела нас учит, что даже на наиболее рационально поставленных работах процент простоя механизмов иногда бывает весьма значительным. Ор- ганизация работ по устройству сборных конструкций полузаводским способом при крупных строительствах, а особенно при их выполнении на строительных дво- рах или специальных заводах, давая возможность рас- положить все механизмы на одном месте без необхо- димости их постоянной переброски, позволяет макси- мально использовать последние. Отсутствие распыле- ния рабочей силы по отдельным кустарным постройкам и ее сосредоточение на заводах улучшают производи- тельность, так как постоянные рабочие кадры, рабо- тая при условиях определенного комплекса периоди- чески повторяющихся движений, должны дать макси- мальную эффективность. При заводском методе работ значительно также со- кращается необходимость в квалифицированном тех- ническом персонале. Это последнее условие имеет весьма большое значение тем более, что железобетон- ные работы для рациональности своего производства требуют умелого и тщательного надзора за своим ка- чеством. Г. Экономится лесной материал из-за отсутствия при этих работах лесов и ввиду значи+ельного оборота опалубки. Ускоренные темпы строительных работ и необходимость их окончания до наступления морозов в случае монолитного способа ведения работ требуют устройства лесов и опалубки сразу на больших пло- щадях, в результате чего оборот лесного материала получается крайне незначительным, тогда как сборный метод избавляет от этого расхода лесного материала. Кроме того при разборке опалубки, производящейся весьма часто варварским способом, остается большое количество брака, пригодного лишь на дрова. Наобо- рот, при выполнении работ по сборному методу, позво- ляющему быстро оборачивать формы, отход лесных материалов, особенно при стандартности отдельных элементов, бывает весьма малым. Количество древе- сины сокращается также вследствие того, что уста- новка отдельных частей сборных конструкций произ- водится при помощи подвижных копров или кранов, монтированных на моторных тележках. Д. Улучшается качество бетона и уменьшаются по- тери цемента и инертных добавок. Действительно, при производстве работ на заводах дело правильной дози- ровки бетона может быть поставлено на необходимую высоту, в результате чего имеется возможность полу- чения бетона более высокого качества, несмотря на относительно меньшую затрату дорогого цемента. Кроме того отливка элементов в лежачем, горизон- тальном положении, а особенно при механическом уплотнении бетона позволяет при том же составе по- лучить его большее временное сопротивление сжатию. Отсутствие необходимости в добавочной транспорти- ровке цемента и инертных составляющих и возмож- ность их сосредоточения в одном месте на заводском складе с непосредственной механической подачей мате-
344 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ риалов к бетономешалкам сокращают утруску цемента и потерю песка и гравия. Е. Предоставляется возможность получения отдель- ных элементов, полностью отвечающих конструктив- ным требованиям. При расчетах конструкций, в связи с предполагаемым их выполнением непосредственно на постройках, искусственно упрощаемся форма отдель- ных элементов, чтобы не слишком осложнять произ- водство работ. Однако, как показывает практика, кон- струкция более сложной формы весьма часто является более рациональной. Применение сборного метода ра- бот вследствие лежачей отливки, а также благодаря большому обороту однажды изготовленных форм по- зволяет как с производственной стороны, так и с точ- ки зрения экономических требований проектировать более целесообразные и меняющиеся в пролете сечения конструкций с удалением излишнего бетона в необхо- димых местах. Ж. Сборные конструкции почти немедленно могут вводиться в работу. Заблаговременная и постепенная заготовка отдельных элементов с их предварительным выдерживанием в течение требуемых нормами сроков; позволяет тотчас же после окончания монтажа загру- зить конструкции расчетной нагрузкой. Вместе с тем пропаривание изготовленных элементов сокращает ко- личество времени с начала работ до момента сборки.. Отсутствие необходимости загромождения всей тер- ритории постройки лесами допускает параллельное производство строительных и специальных работ, что делает возможным более раннее поступление возведен- ных сооружений в эксплоатацию. 3. Наличие более тщательной заводской организа- ции работ позволяет при сборных конструкциях повы- сить допускаемые напряжения в бетоне на 15%. Для лучшего уяснения способа расчета и проектиро- вания в следующей главе излагается конструирование при сборном методе работ с производством анализа и подведением необходимых итогов. ГЛАВА ВТОРАЯ КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ В настоящее время имеется ряд построек, осуще- ствленных по сборному методу производства железобе- тонных работ. Помимо этого1 ЦНИПС произвел испы- тания, внесшие известную ясность в первоначальные методы конструирования, выполнявшиеся ранее на базе не теоретического и эмпирического характера, а инди- видуальных соображений отдельных проектировщиков. Таким образом теперь представляется возможным кон- кретизировать некоторые результаты с указанием ос- новных наиболее рациональных решений. Одновременно следует отметить, что в настоящем разделе в связи с его сжатостью не могут быть с исчерпывающей полно- той изложены все виды решений, а даются только ос- новные наиболее типичные схемы, а также конструк- тивные оформления для общего ознакомления строите- лей со сборным методом производства работ и для фик- сации их внимания на этом исключительно важном участке строительного фронта. 1. ОБЩИЕ СХЕМЫ РЕШЕНИЙ Основное требование, предъявляемое к каждому зда- нию для возможности организации сборности, заключа- ется в максимальной типизации отдельных элементов, для чего, как было указано выше, в первую очередь необходимо стандартизировать сетки колонных осей. В отношении крановщиков в настоящее время имеется договоренность об исчислении расстояний между колон- нами в Целых метрах с тем, чтобы путем типизирования сечения колонн над подкрановыми балками добиться минимального числа размеров кранов. Что же каса- ется технологов, то они часто, не считаясь с принципом сборности, дают меняющиеся в пределах одних и тех же зданий решения. Такое положение мы имеем на целом ряде заводов, что заставляет строителей, даже при их полном желании осуществить постройку сбор- ным методом, выполнять работы старым монолитным способом. Так например, на Нижнетагильском ваго- ностроительном заводе строители по своей инициативе подняли вопрос о желательности перепроектировки мо- нолитных железобетонных конструкций на сборные, однако в связи с отсутствием типизации отдельных элементов оказалось, что в ряде корпусов насчитыва- ются многие десятки меняющихся частей — башмаков, колонн, балок и т. п. — с количеством каждого из них в виде повторяющихся решений 3—5—10 шт. При та- ком положении порочность, лежащая в выборе основ- ной схемы, не позволила перейти к сборности в орга- низации работ. К оптимальной области применения сборных железо- бетонных конструкций должны быть в первую очередь отнесены одноэтажные промышленные здания, так как при малом удельном объеме железобетона по сравне- нию с большой площадью застройки в них создаются особено благоприятные предпосылки для сборности. Имеющиеся на данный момент решения осуществлен- ных или запроектированных одноэтажных зданий до известной степени типизировались в определенных схе- мах в зависимости от величины пролетов и эксплоата- ционных требований (наличия трансмиссий, кранов и т. п.), а также методов проектирования, основанных на началах, более свойственных Европе или Америке. При малых пролетах — примерно до 12 м — здания выполняются с опорными конструкциями в виде бескон- сольных колонн с уложенными по ним главными и вспо- могательными балками, несущими теплую кровлю и фонари (преимущественно треугольные), а также ячей- кового типа с Т- и Г-образными колоннами с располо- женными по краям консолей бортовыми Жолобовыми (наклонными или вертикальными) балками, несущими фонари — трапецеидальные или шедовые. В пролетных зданиях в связи с наличием значитель- ных пролетов, превышающих 12 м, колонны делаются только бесконсольными из-за нецелесообразности боль- ших выносов; поверх колонн устанавливаются фермы (преимущественно сегментные) с фонарями и теплой кровлей. Помимо деревянных крыш имеются отдельные случаи осуществления железобетонных покрытий. Решения одноэтажных производственных зданий с малыми пролетами показаны на деталях 1, 2 и 3 фиг 447 и на фиг. 29 и 30. На детали 1 фиг. 447 изобра- жены поперечный и продольный размеры ремонтно-ин- струментального корпуса завода Фрезер (конец 1930 и начало 1931 гг.), на детали 2 — разрезы цеха свер- лильных инструментов Свердловского инструменталь-
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 345 ного завода (1931 г.) и на детали 3 — разрезы второй очереди производ- ственного здания завода Господшипник (1931 г.). На фиг. 29 и 30 даны планы и разрезы второй очереди производ- ственного корпуса кабельного завода в Москве (1931—1932 гг.). Ремонтно-инструментальный корпус завода Фрезер (деталь 1, фиг. 447) с размерами без бытовых пристроек в 77 X 48 /и состоит из семи проле- тов — среднего шириной 12 м и боко- вых, по три с каждой стороны, шири- ной по 6 к. Высота среднего пролета благодаря 5-тонному мостовому крану определилась в 8 м; боковые пролеты, не имеющие кранового оборудования, снижены до 5,05 м до низа выступаю- щих частей покрытия. Конструкции в среднем пролете выполнены монолит- ными, а в боковых — из сборного же- лезобетона. Нижние опорные части состоят из бесконсольных колонн, по которьпм уложены продольные главные балки (прогоны), несущие вспомога- тельные балки; эти элементы выпол- нены железобетонными. Таким обра- зом сборная конструкция состоит из четырех элементов.: башмаков, ко- лонн, главных и вспомогательных ба- лок. Утепленная кровля спроектиро- вана из верхних настилов и нижней подшивки, поддерживаемых дощатыми прогонами; по настилам устроена кро- вля, а по подшивке изоляция сфагну- мом. Угол наклона кровли принят в 5°; отвод воды внутренний. Кроме окон имеются треугольные продольные фонари. Такие же решения были при- менены на заводе Калибр. Цех сверлильных инструментов Свердловского инструментального за- вода (деталь 2, фиг. 447) имеет разме- ры в плане без бытовых помещений 77 X 130 м и состоит из 20 пролетов по 6 м за исключением одного, увели- ченного до 16 м. В пределах 6-метро- нах пролетов применены сборные же- лезобетонные конструкции со схемой, идентичной корпусу завода Фрезер, но с изменением принципов, положенных • в основу проектирования, о чем будет сказано ниже. Вторая очередь производственного корпуса Господшипника (деталь 3, фиг. 447) занимает площадь в 156 X X 248 м2 и разбита на отдельные ячей- ки размерами 6X12 м за исключе- нием одного крайнего пролета, где ши- рина увеличена до 21 м. Посредством двухэтажных огнестойких коридоров вся площадь делится на четыре отдель- ные зоны, каждая размерами 48 X X 156 м. В свою очередь каждая из этих зон состоит из 104 типовых ячеек 6 X 12 м. Установленные в углах ячеек Т-образные колонны несут на своих консолях прогоны из дощатых двутавровых гвоздевых балок, на ко- торые упираются рамы трапецоидаль- Фиг. 447. Одноэтажные производственные здания с малыми пролетами: 1 — поперечный и продольный разрезы ремонтно-инструментального кор- пуса зав-ода Фрезер, 2—-разрезы цеха сверлильных инструментов Свердлов- ского инструментального завода и 3 — разрезы второй очереди производ- ственного здания завода Господшипник. 44
346 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ных фонарей. Крайние колонны имеют Г-образную форму. Следовательно основная сборная железобетон- ная конструкция состоит из двух элементов — башма- ков и колонн; в крайних пролетах добавляются верх- ние рандбалки, а также фундаментные балки: В огне- стойких зонах помимо замены деревянных фонарей же- лезобетонными сплошной дощатый настил в жолобах заменяется сборным железобетонным из балок Грубера. Кабельный завод в Москве осуществлялся несколь- кими очередями. Первая очередь, относящаяся к 1930 г. (трест Мосстрой), является одной из первых построек со сборными железобетонными конструк- циями, выполненными в сравнительно крупном мас- штабе. Этот корпус представляет собой в плане пря- моугольник длиной 212 и шириной 70 м, с сеткой осей колонн, разбитой прямоугольниками 7 X 9,8 м, при- чем меньшее измерение клетки направлено по длине здания, а большее поперек. В связи со значительной площадью застройки, превышающей допускаемые нор- мы, корпус разбит на ряд отдельных площадей в пре- делах между огнестойкими зонами, запроектирован- ными в виде двухэтажных железобетонных коридоров. Сравнительная безопасность в пожарном отношении намеченного к расположению в этом здании произ- водства позволяла осуществить сгораемое покрытие. Для упрощения конструкции крыши последняя была решена в виде продольных 7-метровых железобетон- ных балок, уложенных поверх колонн, несущих на своих капителях деревянные фермы с двускатными верхними поясами. По верху ферм были установлены продольные треугольные фонари. Отвод воды сделан внутренним. Основная сборная железобетонная кон- струкция в данном случае состоит из трех элементов— башмаков, колонн и обвязочных балок. Вторая очередь постройки кабельного завода (фиг. 29 и 30), относящаяся к 1931—1932 гг., запро- ектирована другим образом. Здание прямоугольной формы, при длине в 340 м и ширине 96,2 м, разбито долевым двухэтажным огнестойким коридором на две части, одна из которых с шагом колонн в поперечном направлении 9,8 м и в продольном в 7 м выполнена сборной. Нижняя несущая конструкция состоит из Т-образных колонн, по краям консолей которых уло- жены железобетонные жолобовые балки; поверх по- следних устроены шедовые фонари. Жолоб направлен по большому измерению сетки колонных осей; высота здания до низа жолоба на основе производственных требований определилась в 5,5 м. Фонари тица шед сделаны деревянными за исключением огнестойких зон, выполненных целиком в железобетоне. Сборная железобетонная конструкция состоит из пяти элемен- тов — башмаков, колонн, Жолобовых балок, плиты жолоба и подкрановых балок. Рассматривая приведенные разрезы одноэтажных производственных зданий с малыми пролетами, можно притти к выводу, что наиболее целесообразное реше- ние с проектной, производственной и эксплратацион- ной точке зрения дает здание ячейкового типа с Т- и Г-образными колоннами и трапецои дальни ми фона- рями завода Господшипник, позволяющее получить Фиг. 448. Здание типографии газеты «Правда» — отдельные моменты строительства.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 347 :при минимуме отдельных элементов максимальную простоту производства работ и вместе с тем эффектив- ность и равномерность естественного освещения и до- статочность аэрации (последнее условие может быть обеспечено при ширине здания до 100 м и при соответствующем регулировании воздушных потоков посредством расположенных на разных высотах от- крывающихся переплетов). Оно требует также наи- меньшего количества железобетона на единицу пло- щади покрываемого плана. Указанными обстоятель- ствами объясняется значительное расппостпапецие, полученное этой схемой решений: на заводе «Электро- сигнал», на Самарском карбюраторном заводе, на ряде уральских заводов, в типографии газеты «Правда» (фиг. 448) и т. п. При специфических условиях вну- треннего режима, а также при требовании односторон- него верхнего света вполне подходящи здания с шедо- вь:м типом покрытии, особенно при выполнении Жоло- бовых балок и плит деревянными. Что касается зданий со значительными пролетами, то они обычно повторяют схему решений зданий с монолитными железобетонными конструкциями. Наи- более часто применяемый тип — однопролетное или многопролетное здание с повторением пролетов, со- стоящее из сборных железобетонных колонн, несущих деревянные стропильные фермы и фонари. Один из видов однопролетных зданий — цех метал- лических конструкций ремонтного завода Днепроком- бината — был описан выше в отделе I «Производствен- ные здания» (фиг. 36). Этот цех состоит из основ- ного утепленного здания сборочного цеха, имеющего в длину 80,62 и в ширину 21,54 м и двух пристроек в виде навесов со стороны торцов, слева — склада же- леза длиной 39,84 и шириной 20,44 м и справа — пло- щадки открытой сборки, имеющей ту же длину, но с несколько большей шириной — 20,52 м. Сборных эле- ментов имеется четыре: башмаки, колонны, подкра- новые балки и фундаментные балки. Поверх колонн установлены арки типа Кабрбль. Многопролетные здания с повторением пролетов, как например на Нижнетагильском вагоностроитель- ном заводе, обычно проектируются с отдельно стоя- щими железобетонными колоннами, несущими свеэху деревянные сегментные фермы и трапецеидальные фо- нари. В некоторых случаях при производствах с вы- делением значительного количества влаги или другими специфическими особенностями верхние покрытия вы- полняются -железобетонными; такое решение было применено в зданиях электролитного цеха Днепров- ского алюминиевого комбината и на Уральском маши- ностроительном заводе. Электролитный цех состоит из шести корпусов длиной по 166,4 м и шириной по 33,06 м (фиг. 70, 71, 72 и 73). Верхние покрытия были запроектированы в виде железобетонных сводов-обо- лочек с измерением поперек образующих И м, а по направлению образующих 16.53 м, что потребовало устройства трех рядов колонн — двух крайних и од- ного среднего. Для внутреннего обслуживания поме- щений предположены мостовые краны, расположенные в двух плоскостях по высоте. Естественно, что выпол- нение свода-оболочки может быть осуществлено толь- ко монолитным способом, поэтому пришлось остано- виться на сборном методе, производства работ лишь для трех основных железобетонных элементов — баш- маков, колонн и подкрановых балок; в крайних про- летах добавочно укладывались фундаментные балки. На Уралмашстрое для открылков механического цеха были применены сборные железобетонные кон- струкции в виде рам чрезвычайно мощного сечения и большого веса — до 21 т в одном элементе. Соответственно монолитным конструкциям опти- мальными решениями однопролетных и многопролет- ных зданий значительных пролетов для производства сборным способом железобетонных работ должны быть признаны здания с бесконсольными колоннами, поверх которых установлены сегментные фермы, несу- щие продольные фонари. При таком решении полу- чаются два основных железобетонных сборных эле- мента— башмаки и колонны; в крайних пролетах иногда добавляются верхние рандбалки и фундамент- ные балки, а при наличии кранов—подкрановые балки. Помимо одноэтажного строительства сборный же- лезобетон может применяться в многоэтажных про- мышленных зданиях. Особенно рационально констру- ируются здания с повторением определенных ячеек в горизонтальном и вертикальном направлениях, так как в этом случае предоставляется полная возмож- ность типизировать все элементы. Наоборот, в зда- ниях с постоянно меняющимися пролетами и нагруз- ками отсутствие стандартности чрезвычайно затруд- няет применение сборного способа производства работ. В настоящее время мы имеем отдельные многоэтаж- ные постройки, осуществленные по сборному методу: трехэтажный корпус завода «Прибор», трехэтажные корпуса военизированной охраны и учебного корпуса учебного комбината Челябинского тракторного за- вода, пятиэтажное здание издательства «Молот» в Ростове-на-Дону и т. п. Все они состоят из стандарт- ных ячеек. При рассмотрении этих проектов прихо- дится притти к заключению, что многоэтажный сбор- ный железобетон значительно отстал от одноэтажного и требует дополнительной детальной проработки, на- чиная с общих схем решений, для достижения даже тех этапов, до которых в данный момент дошло одно- этажное строительство. С конструктивной стороны многоэтажные здания со сборным методом производства работ разделяются на два типа — на здания с несущими стенами и на каркасные здания. Первое решение предопределяет выполнение стен из крупноблочных камней с приме- нением соответствующей механизации, а при втором стенное заполнение осуществляется из термощитов или блоков, изготовленных из легких и малотеплопро- водных новых строительных материалов преимуще- ственно местного происхождения. Отдельные схемы многоэтажных зданий показаны на фиг. 449. На детали 1 дан поперечный разрез трех- этажного здания, состоящего в поперечном напра- влении из двух двухконсольных железобетонных рам с выносом консолей по 1,5 м. В случае надобности пролеты рам допускают колебания между 6 и 8 м. Стенное заполнение предположено из термощитов, а перекрытия запроектированы из сплошного настила. Кровля принята плоской с гольццементным водоизоли- рующим покровом. Деталь 2 изображает разрез зда- ния с несущими стенами из крупных блоков с вы- пуском внутренних пилястр по осям простенков. Ос- новной конструкцией, несущей междуэтажные пере- крытия и верхнее покрытие, являются П-образные средние рамы, на края консолей которых упираются железобетонные балки. Такая схема решения позво- ляет увеличивать крайние пролеты до 9—10 м, а средний до 3,5—4 м. Помимо этого наличие П-образ- ной рамы обеспечивает поперечную устойчивость зда- ния. Перекрытия предположены деревянными из -щито- вого настила; верхнее покрытие принято в виде сплош- ного настила с гольццементной кровлей. Оба типа зданий согласно деталям 1 и 2, предло- женные ЦНИПС, имеют объединяющий их признак — они более пригодны для промышленных зданий подсоб- 44*
Фиг- 449. Многоэтажные здания со сборным методом производства работ.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 349 лого назначения. С точки зрения целесо- образности конструктивного оформления предпочтительнее вторая схема как требую- щая меньшего количества дефицитных мате- риалов. Решения зданий производственного хара- ктера приведены на деталях 3 и 4 фиг. 449. На детали 3 изображен поперечный разрез трехпролетного здания завода «Прибор» (инж. Н. Д. Золотницкий, Госгражданстрой). Основные сборные несущие конструкции вы- полнены из пяти элементов: одноконсольных однопролетных железобетонных >рам, вкла- дышей между ними, балок жесткости, пере- мычечных балок и подоконных балок. Бла- годаря значительным полезным нагрузкам, а также соответственно характеру произ- водства перекрытия осуществлены железо- бетонными, причем над первым этажом уло- жен коробчатый настил из узких балок ши- риной 30 см, а над вторым и третьим настил из коробчатых балок, уширенных до 88,5 см (фиг. 211). Такое укрупнение отдельных элементов перекрытий позволило добиться значительного снижения производственных расходов по изготовлению и укладке балок; одновременно удалось сократить количество необходимых материалов. Наружное боко- вое ограждение выполнено в виде стенного заполнения из двухслойного фибролита, для удержания которого по внешним стойкам рам на специальные приливы уложены пусто- телые перемычечные балки. Здание завода «Прибор» изображено на фиг. 450, причем •сверху показан момент укладки балок ко- робчатого настила на рамы первого этажа, а внизу — общий вид собранных кон- струкций. Другое решение пятипролетного производ- ственного здания дано на детали 4 фиг. 449. Несущие железобетонные конструкции со- стоят из трех поперечных однопролетных рам — двух крайних одноконсольных и сред- Фиг. 450. Трехэтажное здание завода «Прибор»: вверху—-момент укладки балок коробчатого настила на рамы первого этажа и внизу — общий вид собранных конструкций. ней двухконсольной и вкладышей между ними. Принятые пролеты по 6 м являются наиболее обычными; в общем случае они imo- гут колебаться от 5 до 8 м.. В остальной ча- сти это здание запроектировано по преды- дущему с заменой верхнего железобетонного покрытия на деревянное из сплошного настила, так как применение в последнем случае железобетона мо- жет быть оправдано лишь исключительной огнеопас- ностью производственных процессов. Одновременно следует указать, что в связи со слож- ностью монтажа широких, а тем более высоких зда- ний, целесообразнее при их проектировании расчле- нять несущие конструкции на отдельные элементы — балки и колонны с последующим их замоноличиванием. Постройка трехэтажного корпуса завода «Прибор» вы- явила исключительную сложность установки тяжелых рам в верхнем этаже, хотя общая высота здания над уровнем земли не превышала 10 м. На некоторых постройках кроме чисто одноэтаж- ных или многоэтажных зданий устраиваются одно- этажные здания с цокольным или полуподвальным эта- жом, как например в типографии газеты «Правда», на Московском автомобильном заводе и т. п. Заканчивая на этом описание осуществленных или запроектированных по сборному принципу промыш- ленных зданий с выявлением наиболее целесообраз- ных решений в зависимости от величины пролетов или этажности, следует указать, что выбор основной схе- мы здания предопределяет тип сборности; от послед- него в свою очередь зависит характер производства ра- бот. В этом заключается огромная организующая роль сборного железобетона, так как он создает наиболее благоприятные условия для внедрения в строительство стандартов. Вместе с тем он заставляет перед при- ступом к проектированию составлять детально проду- манный проект производства работ, так как методы проектирования должны быть функциями целесообраз- ной заготовки, транспортировки и сборки отдельных элементов. Однако приходится констатировать недоучет проект- ными трестами этого положения, в связи с чем обычно имеет место отрыв проектировщиков от про- изводства и как следствие — отсутствие увязки типа конструкций со способом ведения работ. В даль- нейшем такая установка не может быть терпимой; как правило, следует принять необходимость предвари-
350 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ тельной детальной проработки организации всех про- изводственных процессов. Учитывая это положение, наиболее крупные тресты стали за последнее время параллельно с проектирова- нием прорабатывать все вопросы, связанные с пра- вильным производством работ. 2. ОТДЕЛЬНЫЕ СБОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Отдельными сборными элементами, как мы видели из рассмотрения проектов, являются: башмаки (фунда- менты), колонны, балки и настилы (в некоторых слу- чаях плиты). Сборные железобетонные настилы были подробно разобраны в отделе IV «Перекрытия», по- этому в дальнейшем будут описаны три первых эле- мента. Фиг. 451. Сборные башмаки стаканного типа: 1—продольный и поперечный раз- резы, а также вид сверху и план расположения арматуры башмака на строитель- стве первой очереди кабельного завода, 2— разрез и вид сверху башмака на строительстве второй очереди кабельного завода и 3 — разрезы, вид сверху и план расположения арматуры башмака завода Господшипник. А. Башмаки Базой для колонны служит башмак, выполняемый при сборном методе производства работ двояким спо- собом: путем отливки совместно с колонной, состав- ляя с ней одно целое, и посредством самостоятельного, изготовления. При последнем — раздельном — спо- собе башмаки могут изготовляться на месте работ или на специальных заводах и сгройдворах. Первый спо- соб не может быть рекомендован как сложный и даю- щий слишком тяжелые элементы. Обычно устраиваемые в настоящее время башмаки предусматривают заделку в них колонн, причем в за- висимости от высоты колонн и величин передающихся на них нагрузок определились два основных решения- башмаки стаканного типа и башмаки с вырезами (сквозными гнездами). Башмаки со стаканами пред- ставляют собой обычные мо- нолитные башмаки с откосами (европейского типа) или с уступами (американского ти- па), в центре которых оста- влены гнезда в виде стаканов для установки в них и после- дующей заделки колонн. Сече- ния гнезд делаются несколько, большими поперечных измере- ний стержней колонн. Устано- вленные в стаканы колонны, предварительно раскрепленные посредством клиньев, в даль- нейшем после выверки заделы- ваются в башмаки путем за- ливки в зазоры жирного бето- на (клинья могут оставляться в бетоне). При такой кон- струкции соединения проч- ность последнего всецело за- висит от способности нового бет она сцепляться со старым. В связи с отсутствием в 1930 г. — к моменту начала развития сборного железобе- тона — опытных данных кон- струк гора были вынуждены сделать ряд допусков, устра- ненных при последующем про- ектировании. Для лучшего уяснения хода технической мысли ниже даются в хроноло- гическом порядке решения башмаков, соответствующие отдельным этапам проектиро- вания. Один из первоначальных ти- пов башмаков был запроекти- рован для первой очереди строительства кабельного за- вода в Москве. Башмаки под внутренние колонны были при- няты в виде усеченных пира мид с ломаными образующими у двух противоположных ко- ротких сторон. Измерение по- дошйы башмака получилось равным 2 X 1,3 м, а верх- ней плоскости 0,63 X 0,63 м. В центре башмака при бе--
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ с51 тонировании оставлен полый стакан квадратной формы высотой 0,85 м, с некоторым уширением кверху для удобства заведения колонны и последующей залив- ки раствором. При весе башмака в 2,4 т полное давле- ние на грунт определилось в 19 т. Башмаки проверя- лись на изгиб при симметричном загружении колонны, кроме того производилась проверка на возможную од- ностороннюю загрузку во время сборки. В связи с тем, что описываемая конструкция являлась одним из пер- вых осуществленных опытов, вооружение башмаков было произведено весьма мощной арматурой, что ко- нечно должно быть отнесено к разряду «детских бо- лезней», пережитых сборным железобетоном. Для большей наглядности на детали 1 фиг. 451 изобра- жены продольный и поперечный разрезы этого баш- мака, а также вид на него сверху и план расположения арматуры. Последующий тип башмаков для колонн был за- проектирован в числе других строительств также для второй- очереди кабельного завода. Эти башмаки выполнены в виде усеченных пирамид с измерением подошвы в 1,6 X 1,8 м, а верхней плоскости —1,0 X 1,25 м. В отличие от предыдущей конструкции, где баш- маки предусмотрены из бетона марки 110 кг/см2 с сильным вооружением, для большей экономичности эти башмаки (деталь 2, фиг. 451) запроектированы из бетона марки 90 кг/см2 с наличием только двух сеток из 8-миллиметровых прутьев, уложенных по высоте в двух плоскостях: одной непосредственно под колон- ной— для лучшего обеспечения работы бетона от дей- ствующих на колонну сил и другой — в нижней зоне для равномерной передачи давления на грунт. Оста- вленный при бетонировании в центре усеченной пи- рамиды полый .стакан имеет уширение кверху по 2,5 см в каждую сторону для удобства установки в нем колонн и последующей заливки раствором; кроме того для той же цели дно стакана сделано несколько шире колонны. Высота этого стакана получилась в 0,75 м из расчета глубины заделки колонны в башмаке, воспринимающем нормальную силу от колонны, а также моменты Мх и Му. Ход расчета заключался в следующем: а) определялись давление на грунт и устойчивость на скольжение и опрокидывание; б) на основе диаграммы напряжений в бетоне от заделки (фиг. 452), а также допускаемого напряжения на бетон марки 90 кг/см2, рассчитывалась' глубина заделки колонны в башмаке; в) определялась высота необходимой толщины ниж- него слоя бетона у путем проверки башмака на про- давливание его колонной; г) производилась проверка размеров башмака на скалывание его по плоскостям х — х от сил, получаю- щихся в результате диаграммы напряжений; д) производилась проверка давления, передаваемого колонной по плоскости z — z, из расчета, что при- сутствие сетки допускает увеличение напряжений в бетоне на 15%. Примерно таким же образом запроектированы башмаки на ряде других построек: на заводах Фрезер, Калибр, Электросигнал, на Свердловском инструмен- тальном заводе и т. п. Дальнейший вид башмаков был выполнен на строи- тельстве второй очереди завода Господшипник. В связи со значительным расходом бетона на изготовление описанных выше башмаков с откосами ЦНИПС, при- нявший участие в проектировании сборных конструк- ций для завода Господшипник, предложил применить ступенчатый башмак облегченного типа (деталь 3, фиг. 451). Этот башмак повторяет американскую мо- нолитную конструкцию и имеет в плане измерение по низу 0,9 X 1,8 м, а по верху 0,9 X 1,1 м. Глубина гнезда принята в 0,6 м с зазором между гранями сте- нок стакана и колонн по 5 см с каждой стороны вверху и по 2,5 см внизу. Арматура башмака распо- ложена в соответствии с предыдущим типом в двух плоскостях по высоте — вверху под дном стакана в виде сетки из 6-миллиметровых прутьев и внизу в виде сетки ив 10-миллиметрового железа. Для предотвра- щения скалывания стенок гнезда при действии момента, стремящегося вывернуть колонну, по верхнему краю гнезда поставлены четыре косых 16-миллиметровых стержня — по два с каждой стороны; кроме того во избежание отбивания кромок стакана предусмотрен 8-миллиметровый хомут. Фиг. 452. Диаграмма напряжений в бетоне башмака от заделки. Рассматривая в последовательном порядке отдель- ные типы башмаков со стаканами под колонны первой очереди кабельного завода (деталь 1, фиг. 451), за- вода Фрезер (деталь 2) и второй очереди Господшип- ника (деталь 3), можно констатировать определенные успехи, достигнутые проектировщиками в этой об- ласти, благодаря чему постепенно первоначальный гро- моздкий башмак, освобожденный от излишнего ко- личества бетона и арматуры, оформился в сравнительно легкой конструкции Господшипника. Вместе с тем, несмотря на облегчение последнего варианта башма- ков, сокращенный расход бетона все же составлял около 40% от общего расхода последнего на одну типовую ячейку здания. Такое положение заставило ЦНИПС в лице инж. А. П. Васильева заняться в лаборатории рядом испытаний башмаков для случаев центральной и внецентренной нагрузок. Результаты этих испыта- ний доказали чрезмерные запасы прочности даже в последней облегченной конструкции башмака Гос- подшипника. На основе полученных данных ЦНИПС предложил свой метод расчета, изложенный в его инструкции по сборному железобетону. Он заклю- чается в следующем. Башмаки стаканного типа вна- чале рассчитываются как монолитные, причем после определения размера подошвы башмака и его высоты из условий изгиба и скалывания находятся размеры стакана. Толщина дна гнезда при условии сборки всех элементов, опирающихся на колонну, после достиже- ния бетоном заливки достаточной прочности опреде- ляется из расчета на продавливание нижней плиты от веса колонны. Глубина стакана находится из расчета на продавливание от остальной вертикальной нагрузки; при этом считается, что вес колонны передается на дно гнезда. Допускаемое напряжение принимается со- ответственно марке бетона башмака как в монолитной конструкции. Если определенные указанным способом толщина дна и высота стакана окажутся в сумме меньше высоты башмака, определенной из расчета как монолитного, следует увеличить высоту стакана, а не
352 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ толщину его дна. Вместе с тем отдельные элементы башмака не должны быть менее следующих величин: глубина заделки не меньше большего размера сечения колонны; стенка стакана не меньше 15 см и не менее 0,75 высоты первого уступа и дно не менее 10 см. Ар- мирование такого башмака должно ограничиваться од- ной нижней сеткой. Для удобства и тщательности за- ливки зазоров между стенками башмака и колонн их размеры должны равняться 4—5 см по верху и 2—2,5 см по низу, что предопределяет наклонные стенки у гнезда. Устройство в нижней части стержня колонны и в стенках стакана канавок для увеличения поверхности сцепления следует считать излишним, так как сцепление старого бетона с новым и без таких бе- тонных шпонок является достаточным. Стаканный башмак, рассчитанный на основе предло- женного ЦНИПС метода, несомненно должен быть признан весьма удачным решением; однако, как мы видим, он применялся при относительно незначитель- ном весе колонн и небольших передающихся на них Фиг. 453. Сборные башмаки со сквозными гнездами: 1—-Днепровского алюминиевого комбината, 2 — цеха металли- ческих конструкций ремонтного завода Днепрокомбината и 3 — механического цеха ремонтного завода Днепроком- бината.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 353 нагрузках. При возрастании высоты колонны, а также мощности кранов у проектировщиков явилось сомне- ние в допустимости применения башмаков стаканного типа, так как заливка раствором зазора между нижней частью ствола колонны и стаканом не 'позволяет на- блюдать за правильностью ее выполнения. По этим соображениям для обеспечения лучшей ра- боты тяжелых колонн и более совершенной заделки их концов проектировщики решили остановиться на замене стаканов сквозными гнездами, сделанными в верхней части башмаков, с направлением последних поперек здания. Башмаки с такими вырезами (деталь 1, фиг. 45(3) были впервые применены при постройке электролит- ного цеха Днепровского алюминиевого комбината (фиг. 70, 71, 72 и 73). Сами башмаки представляют собой усеченные пирамиды с измерениями нижнего основания 2 X 2,2 м и верхнего 1,2 X 1,5 лт. Под башмаками устроено бутовое основание высотой 0,6 м и с размерами в плане 2,6 X 2,75 м. В центре дна выреза в бетон заделан штырь из 25-миллиметрового круглого железа длиной 25 см, выступавший наружу на 8—10 см. Его верхняя часть, обточенная в виде конуса, при установке колонны входила в специальное гнездо, оставленное в торце ствола, чем достигалась более легкая и точная центрировка последней. Для лучшего замоноличивания ранее отлитого бетона сбор- ных частей с бетоном, уложенным в вырезы, из башма- ков и колонн выпускалась арматура, расположенная в наклонном направлении параллельно наружным гра- ням башмаков; кроме того из тела башмаков доба- вочно пропускались в вырезы горизонтальные прутья с консидеровскими крюками на концах. Вид на эти башмаки со сквозными гнездами изображен на фиг. 454. Несмотря на устройство вырезов, башмаки электро- литного цеха благодаря их несовершенству не могли обеспечить должную приторцовку колонн. При после- дующем проектировании цеха металлических кон- струкций ремонтного завода Днепрокомбината (фиг. 36) была применена другая конструкция башмака (де- таль 2, фиг. 453). В отличие от предыдущего башмака кроме штыря, позволявшего центрировать расположение колонны при ее установке, на дне поперечного выреза был сделан прилив, выступавший на 7 см в виде порога. Наличие этого прилива лучше обеспечивало правиль- ную работу колонны, так как допускало производить через вырезы плотную набивку бетона под торцом стержня. Такое решение давало возможность строи- телю застраховаться от неприятных последствий слу- чайных неправильностей производства работ. Соеди- нение бетона сквозного гнезда с колоннами и башма- ками, кроме расположенной по предыдущему арматуры, осуществлялось также добавочными наклонными стерж- нями. Все встречные прутья арматуры тщательно пере- вязывались между собой проволокой. Еще более сложная конструкция башмака была при- менена в механическом цехе ремонтного завода Дне- прокомбината, в котором вес колонн доведен до пре- дельных размеров в 17 т. Сборный башмак (деталь 3, фиг. 453) в основном запроектирован попрежнему, однако вследствие огром- ного веса и значительных усилий, передающихся на него от колонны и 30-тонных кранов, была преду- смотрена возможно лучшая заделка конца колонны. Это достигалось устройством треугольных канавок как в вертикальной стенке выреза башмака, так и в нижней части широкой грани колонны. Канавки в дальнейшем совместно с 2-сантиметровыми зазорами тщательно заполнялись раствором, благодаря чему Фиг. 454. Днепровский алюминиевый комбинат — вид на готовые башмаки со сквозными гнездами. образовались как бы бетонные шпонки, обеспечивав- шие более прочную заделку колонн; кроме того бо- ковые стенки сквозного гнезда в башмаке, а также нижние грани колонны для лучшего сцепления старого бетона с новым обрабатывались зубилом, а затем очи- щались при помощи металлической щетки. Правильное устройство постелей для торца колонны было преду- смотрено по предыдущему путем оставления в днище выреза прилива высотой 7 см с последующей подбив- кой бетона в нижний зазор. Подстенные железобетон- ные балки, в отличие от прежних вариантов, устана- вливались непосредственно на верхние грани башмаков в оставленные заглубления. На верхней площадке башмака по углам введены четыре штыря для укре- пления железных балок, которые должны были обес- печивать устойчивость колонны до заполнения сквоз- ных гнезд бетоном и его твердения. Из рассмотрения башмаков тяжелого типа, осу- ществленных на Днепровском строительстве, следует притти к заключению, что, несмотря на известные последовательные усовершенствования, эта конструк- ция нуждается в значительной дополнительной прора- ботке, при которой в первую очередь необходимо учесть недостаточность оставленных зазоров между установленной колонной и стенкой башмака, что весьма затрудняло монтаж колонн, а также обратить внимание на излишнее осложнение производства работ для выполнения ненужных бетонных шпонок. Одновременно следует указать, что башмаки с вы- резами не должны считаться единственно возможным решением для тяжелых колонн, так как имеются основания предполагать допустимость во всех случаях устройства башмаков со стаканами. Поэтому следует признать вполне целесообразным проверить на одной из построек реальность такого предположения; в слу- чае положительных результатов было бы значительно Цветаев. 45 1796
354 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ облегчено строительство зданий тяжелого пролетного типа в связи с большей простотой башмаков со ста- кана1ми, чем со сквозными гнездами. При отсутствии необходимости заделки колонн опоры выполняются шарнирными. В этом случае сле- дует признать более целесообразным обработку конца колонны в виде сферической, а не плоской поверх- ности. Помимо башмаков в чистом виде могут применяться шипы, на которые насаживаются колонны верхнего этажа, как это устроено на здании комбината «Правды». Фиг. 455. Сборные железобетонные колонны без подкрановых балок: 1 — фасад, боковой вид, продольный и попе- речный разрезы внутренней колонны строительства первой очереди кабельного завода, 2 — то же внутренней ко- лонны, 3 — разрезы колонны завода Фрезер, 4 — разрезы колонны Свердловского инструментального завода, 5-— разрез Т-образной колонны строительства второй очереди Господшипника и 6 — то же Г-образной колонны.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 355 Б. Колонны Следующим сборным элементом, подлежащим рас- смотрению, являются колонны. В зависимости от этаж- ности промышленных зданий сборные колонны могут быть одноэтажными и многоэтажными; помимо этих основных случаев сборные колонны устраиваются в одноэтажных зданиях с подвальным или цокольным этажом. В связи с максимальным распространением в настоящее время одноэтажного строительства ниже будут приведены отдельные типы одноэтажных колонн. Колонны одноэтажных зданий следует по возмож- ности изготовлять в виде одного элемента; это тре- бование особенно рекомендуется соблюдать при от- сутствии железобетонных балок, что часто имеет ме- сто в промышленном строительстве. Устройство ко- лонн одним элементом или из нескольких частей в ко- нечном результате зависит от мощности монтажного оборудования; при централизованном изготовлении на выбор типа колонны дополнительно влияют условия перевозки и имеющаяся в распоряжении завода пло- щадь. Так например, в машинном зале силовой стан- ции Свирьстроя пришлось весьма высокую и тяжелую железобетонную колонну, несущую помимо верхнего покрытия металлическую подкрановую балку для кра- нов общей грузоподъемностью в 300 т, разбить на четыре части по высоте, каждая весом от 8 до 13 т. Наоборот, на постройках Днепрокомбината, где име- лось мощное оборудование с кранами «Индустриал» грузоподъемностью до 40 т, проектировщики пошли на чрезвычайное укрупнение отдельных элементов с доведением веса некоторых колонн до 17 т. Вне зависимости от типа более рациональные ре- шения одноэтажных колонн получаются при их за- делке в башмаки; вместе с тем при установке на колонны деревянных ферм их следует соединять друг с другом посредством выпущенных из капителей анкеров, заделанных в бетон. Обычно применяемое сечение колонн — прямоуголь- ное с переходом при отсутствии эксцентричных на- грузок и моментов к квадратной форме. В некоторых случаях в зависимости от условий работы колонны могут выполняться с более сложным сечением — дву- тавровым, полым, решетчатым и т. п., так как зна- чительный оборот опалубки и удобство изготовления элементов в лежачем положении при сборном железо- бетоне окупают перерасход, получающийся от услож- нения форм. Соответственно решению американских стальных колонн сборные железобетонные колонны позволяют иногда получать экономичные результаты при их выполнении из двух ветвей, соединенных диа- фрагмами. Эти диафрагмы в зависимости от веса и транспортабельности элементов бетонируются сов- местно с ветьвями при изготовлении колонн или же заливаются на месте строительства. Однако вопрос о сложности сечения следует увязать с необходимостью тщательной заготовки и штука- турки колонн, а также с допустимостью осаждения пыли на их горизонтальные элементы. Поэтому ре- шотчатыё решения колонн, примененные в типографии газеты «Правда» (фиг. 448) и на Московском автомо- бильном заводе, не всегда окажутся пригодными. Сборные железобетонные колонны в одноэтажных промышленных зданиях могут решаться двояким спо- собом — бесконсольными и с консолями. В первом случае стержень колонны в верхней части отформо- вывается в виде капители для установкии на нее ферм р (деталь 1, фиг. 455 и детали 3 и 4, фиг. 456) или для укладки обвязочных балок (деталь 2, фиг. 455), или же этот стержень сверху не имеет уширений (де- тали 3 и 4, фиг. 455 и деталь 2, фиг. 456). Во втором случае колонны снабжаются двухсторонними или одно- сторонними консолями и носят название Т-образных (деталь 5, фиг. 455 и деталь 1, фиг. 456) или Г-образ- ных (деталь 6, фиг. 455). Решения колонн с расчетной и конструктивной сто- рон зависят также от отсутствия или наличия мосто- вых кранов и поэтому должны быть разделены на колонны без крановых нагрузок (фиг. 455) и на ко- лонны с крановыми нагрузками (фиг. 456). В даль- нейшем будут рассмотрены отдельные указанные типы колонн. Колонны с капителями для установки ферм (де- таль 1, фиг. 455) были применены на постройке первой очереди кабельного завода. Эти внутренние колонны высотой в 6,85 м (6 м в чистоте и 0,85 м для заделки в башмак) запроектированы квадратного сечения 0,3 X X 0,3 м; верхняя часть выполнена с уширением в виде капители для установки деревянных ферм. В средней части этого наголовника оставлены заглубленные на 13 см четверти для добавочной укладки на них обвя- зочных балок. Для возможности подъема и установки колонн на место в центре капители заделан в бетон крюк из 25-миллиметрового круглого железа. Полный вес колонны получился равным 1,885 т. Прочность ко- лонн проверялась на возможную одностороннюю на- грузку во время сборки. Ввиду того что при подъеме колонны из горизонтального положения ее работа аналогична работе балки на двух опорах пролетом 6,85 м, нагруженной собственным весом, был произве- ден также ее расчет на этот случай. Кроме того ка- пители рассчитаны как консольные балки. Основная арматура колонны принята в виде четырех стержней диаметром 19 мм; хомуты из 6-миллиметровой про- волоки поставлены через 20 см, за исключением ниж- ней части колонны, в которой расстояние между хо- мутами соответственно сокращено. На том же строительстве были запроектированы наружные колонны с капителями для укладки на них обвязочных балок (деталь 2, фиг. 455); с этой целью при формовании колонн сверху оставлены с двух сто- рон ниши. Ввиду утепления колонн с наружной сто- роны облицовкой из пустотелых теплобетонных камней для лучшего укрепления последней, из тела колонн сделан выпуск 6-миллиметровой арматуры. В осталь- ном колонна выполнена идентично предыдущей. Бескапительные колонны, у которых стержни не имеют сверху уширений, были применены на заводе Фрезер (деталь 3, фиг. 455) и на Свердловском инстру- ментальном заводе (деталь 4, фиг. 455). Первые колонны отформованы в верхней части с гребнями высотой 28 см, имеющими форму ласточки- ного хвоста с уширением, обращенным кверху; эти гребни служили, как будет описано в дальнейшем, для лучшего соединения прогонов с колоннами. Продоль- ная арматура колонны запроектирована из шести прутьев диаметром 21 мм. Расчет колонн произведен на восприятие как вертикальных нагрузок, так и го- ризонтальных, — от действующего на фонари ветра и от горизонтальных составляющих трансмиссионных нагрузок. Колонны Свердловского завода отличаются лишь обработкой верхней части: выступающие гребни за- менены выпущенными из торцов колонн железными штырями, установленными в оставленные отверстия. Колонны с консолями—Т-образной формы (деталь 5, фиг. 455) и Г-образной формы (деталь 6, фиг. 455) — были осуществлены на второй очереди строительства Господшипника в Москве. Т-образные колонны с высотой от чистого пола 45* 1796
Фиг. 456. Сборные железобетонные колонны, несущие подкрановые балки: 1—строитель- ства второй очереди кабельного завода, 2—Днепровского алюминиевого комбината. 3 — цеха металлических конструкций ремонтного завода Днепрокомбината и 4 — механического цеха ремонтного завода Днепрокомбината.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 357 5,9 м и всей высотой 6,9 м имеют консоли с выносами по 2,6 м, по краям которых установлены дощатые двутавровые гвоздевые прогоны, служащие бортовыми желобовыми балками. Поверх колонн уложены щиты сплошного деревянного настила шириной по 0,48 м каждый, чтО’ дает по десять рядов щитов в каждом жолобе. В огнестойких зонах сплошной деревянный настил заменен железобетонным из балок Грубера. Расчет колонн произведен в двух случаях: при первом считалась полная постояная нагрузка на обеих кон- солях и временная на одной консоли; во втором случае учитывалось отсутствие фонаря с одной стороны при одновременном отсутствии снега, что может иметь место при неправильной сборке, при пожаре и т. п. Сечение колонн получилось 0,3 X 0,5 м с армирова- нием восемью стержнями диаметром 20 мм и двумя стержнями диаметром 16 мм. Крайние колонны Г-образной формы имеют по две консоли — одну большую с выносом 2,33 м, а другую маленькую с относом 0,26 м (считая в последнем слу- чае от наружной грани колонн); маленькая консоль служила для укладки сборных верхних рандбалок. Се- чение колонн определилось в 0,3 X 0,7 м. На основе анализа отдельных типов колонн, изобра- женных на фиг. 455, можно констатировать ряд при- сущих некоторым из них недостатков. Колонна со- гласно детали 1 могла быть запроектирована со зна- чительно меньшими относами капители, что поставило бы ее в более выгодные условия в связи с уменьшением эксцентриситета действующих на нее нагрузок; помимо этого как в ней, так и в колонне, показанной на детали 2, следовало улучшить соединения обвязочных балок. Колонны по детали 3 с верхними гребешками, отформованными для обеспечения лучшего соединения прогонов с колоннами, оказались весьма ломкими в их верхних частях; кроме того увеличилась трудоемкость процессов работы на месте постройки из-за необхо- димости тщательного бетонирования этих соединений при весьма неудобных условиях их выполнения. Изо- браженные на детали 4 колонны, выдвинутые проекти- ровщиками в противовес колоннам по детали 3, также не могут быть признаны вполне рациональными, так как применение штырей в качестве соединительных элементов требует исключительно внимательной раз- бивки, что фактически редко может быть достигнуто на строительстве (например на Господшипнике имелся целый ряд дефектов разбивочного характера). Несо- блюдение этого условия вызовет отсутствие совпаде- ния вертикальных каналов в соединяемых элементах, что в свою очередь потребует дополнительного раз- далбливания гнезд или отливку специальных нестан- дартных элементов. Оба указанных выхода одинаково неудачны. Что касается колонн по деталям 5 и 6, то они могут быть признаны достаточно целесообразными как Т- и Г-образные решения (особенно первые). Дальнейшее улучшение колонн легкого типа помимо дополнительной рационализации с конструктивной стороны должно пойти по пути применения более со- вершенных способов их изготовления посредством механического уплотнения бетона и его пропарки, а также применения высокопрочных бетонов. Описанные выше колонны, решенные различно, имеют общий объединяющий их признак — на них не передаются нагрузки от мостовых кранов. Для лучшего уяснения методов конструирования всех видов колонн ниже даются колонны, несущие подкрановые балки. Одна из первых колонн с подкрановыми балками, запроектированная для второй очереди кабельного завода и воспринимающая нагрузку от 5-тонних мо- стовых кранов, показана на детали 1 фиг. 456; полная 0.86/77 (2 М-1.78 тм Фиг. 457. Расчетная схема колонны строительства второй очереди кабельного завода: 1 — в направлении х— х, пер- пендикулярном движению крана, и 2 — в направлении у — у, параллельном движению крана. 178 тм 0.79/27 0.89/тт 0.79/77 вертикальная нагрузка составляла 28,73 т с учетом собственного веса колонны и капители. Максимальное давление крана при эксцентриситете в 45 см полу- чилось равным 9,94 т; вес двух подкрановых балок равняется 5,75 т. Тормозная сила в направлении, перпендикулярном движению крана, определилась в 0,48 т, а параллельно движению последнего в 0,86 т. Кроме того временная нагрузка шедов вызывает вверху колонны момент Ду—1,78 тм. Расчетная схема колонны в направлении х — х, пер- пендикулярном движению крана, изображена на де- тали 1 фиг. 457, причем соединение колонн с балками жолоба считается шарнирным, а нижние концы колонн считаются заделанными в башмаке. Расчетная схема колонны в направлении у — у, па- раллельном движению крана, представлена на детали 2 фиг. 457; шарнирная связь в этом случае создается сборными подкрановыми балками. Марка для бетона принята 110 кг/см2, с увеличением допускаемых напря- жений на 15% вследствие большей тщательности из- готовления при сборном методе ведения работ. Фиг. 458. Днепровский алюминиевый комбинат — вид на сборную колонну в момент ее установки и расчалки.
358 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Эта колонна сравнительно легко разрешалась вследствие ее небольшой высоты и веса. Значительно более сложные конструкции тяжелых колонн были применены на своем строительстве Дне- простроем, обладавшим мощным крановым оборудо- ванием. Колонна электролитного цеха алюминиевого ком- бината высотой 12,32 м с двумя консолями для укладки по ним подкрановых балок показана на де- тали 2 фиг. 456. В нижней части в двух перпенди- кулярных направлениях в ней сделаны приливы, два из которых, имеющие наклонные грани, перекрывают сверху поперечные вырезы в башмаке (деталь 1, фиг. 453) и являются как бы частями последнего, перене- сенные на стержень колонны. Два других боковых при- лива, в виде поставленных стоймя параллелепипедов, имеют двойное назначение: с одной стороны, входя в соответствующие ниши, оставленные в башмаке, они способствуют более удобному расклиниванию колонны при установке, с другой — они служат опорами для фундаментных балок, несущих стенное заполнение. Для удержания стенного заполнения, выполненного в виде застекленных железобетонных рам, колонны в поперечном направлении отлиты с двумя пол- ками, вследствие чего их сечение получило форму двутавра. Наружная полка, выступающая из стенки в обе стороны по 10 см, доведена до верху, а внутренняя — до уровня верхней кон- соли. Эти полки устраиваются только у наружных колонн, а внутренние имеют прямоугольное поперечное сечение. Вид на такие колонны в момент их установки и расчалки изображен на фиг. 458, из которой видно, что кран, поднявший колонну, удерживает ее в вер- тикальном положении впредь до расчалки при помощи тросов, после чего кран может приступить к уста- новке следующей колонны. Вид этого же корпуса с уже установленными колоннами и уложенными под- крановыми балками, но до устройства верхних покры- тий в виде сводов-оболочек Цейсс-Дивидаг, предста- влен на фиг. 459. Последующий тип сборных колонн с подкрановыми балками для двух кранов грузоподъемностью в 5 и Ют, осуществленный на цехе • металлических кон- струкций ремонтного завода Днепрокомбината (де- таль 3, фиг. 456) весом около 9 т, в основном выпол- нен по предыдущему, причем для лучшего сопротивле- ния бетона выкалыванию в случае необходимости выпрямления случайно погнутых стержней, выступаю- щих из нижних наклонных приливов, нижние гори- зонтальные хомуты, ставившиеся только вокруг основных продольных стержней арматуры колонны, продолжены в данном случае до наклонных прутьев. Для удобства подъема в тело колонны заложены от- резки газовых 38-миллиметровых трубок, располо- женных на расстоянии 2,3 м от нижнего конца и 3,42 м от верхнего края; сквозь эти трубки про- девались стальные тросы. В связи с таким спо- собом подъема колонны добавочно проверялись как балки с двумя консолями, нагруженные собственным весом. В верхней части колонны закончены капителями, вы- ступающими внутрь здания и служащими опорами для клепаных башмаков дощатых арок типа Кабрбль. Наконец наиболее тяжелая колонна механического цеха ремонтного завода Днепрокомбината (деталь 4, фиг. 456), имеющая высоту 13,98 м, при собственном весе в 17 т, несет на себе две подкрановых балки, по которым слева ходит кран грузоподъемностью в 30 т, а справа два крана — в 15 и 25 т; кроме того на верхние консоли с одной стороны опираются башмаки арочных ферм, а с другой дощатые двутавро- вые прогоны деревянного покрытия. Основная про- дольная арматура принята из 1" и 20-миллиметрового железа. Конструкция колонны в основном выполнена по 1предыдущему, но с соответствующим усилением вооружения и увеличением поперечных сечений. Рассматривая решения колонн с подкрановыми бал- ками, приходится притти к выводу, что тяжелый тип колонн не получил еще окончательного и вполне це- лесообразного оформления. Действительно, несмотря на исключительно мощные сечения колонн, показан- ных на деталях 3 и 4 фиг. 456, проектировщики не выбросили лишний нерабочий бетон, что легко могло быть достигнуто путем усложнения профиля колонны в виде например двутавра или посредством выполнения нижней части колонны на высоту до подкрановых ба- лок из двух соединенных диафрагмами ветвей; такой прием дал бы возможность облегчить вес колонн при- мерно на 15—20%. Вместе с тем расположение крю- ков вне центра тяжести колонн не позволило их ис- пользовать при подъеме для монтажа конструкций. Строителями был найден выход в подкладывании досок под трос крана на высоте 6—7 м от основания колонн: эти доски, создавая трение между деревом и бетоном, давали возможность поднимать колонны и устанавли- вать их в башмаки. Таким образом тяжелые колонны со значительными крановьпми нагрузками требуют их дальнейшей рационализации посредством применения в первую очередь всех мер для максимального сниже- ния собственного веса, что. может быть достигнуто приемами конструктивного и производственного по- рядков. Помимо этого следует проверить возможность осуществления даже самых тяжелых колонн без вы- пуска арматуры с непосредственной заделкой нижних частей в башмаки стаканного типа. Фиг. 459. Днепровский алюминиевый комбинат — вид на установленные колонны и уло- женные подкрановые балки.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 359 В. Балки Балки в сборном железобетоне в зависимости от способа их членения и типа соединений могут работать как разрезные однопролетные, консольные и неразрез- ные. Согласно указаниям инструкции по сборному желе- зобетону, разработанной ЦНИПС, разрезные однопро- летные балки должны проектироваться из расчета пе- рекрывания ими всего пролета, так как пролетные стыки в однопролетных балках трудно осуществляются и неудобно^ монтируются. В случае необходимости облегчения веса отдельных элементов, вызываемого не- достаточной мощностью имеющейся в распоряжении строительства механизации, допускается выполнение балок составными в поперечном сечении. Одновременно следует предостеречь от перегибов в этом направлении, выражающемся в продольном членении балок без фак- тической потребности, как это имело место на заводе Фрезер. Консольное решение балок, приближающее их к не- разрезным, улучшает их работу по сравнению с раз- резным типом без одновременного осложнения соеди- нений. Это условие заставляет признать консольные балки оптимальными для всех случаев, где не требуется монолитность конструкций. Консольные многопролетные балки могут решаться в двух схемах: в виде балок Гербера с двумя шарни- рами через пролет или балок Дингера с шарниром в каждом пролете. Балки Гербера имеют ряд недо- статков по сравнению с дингеровскими балками: в них увеличиваются количество типов, вес и длина отдель- ных элементов и требуется возвращение крана для укладки вкладышей. Вместе с тем применение балок Дингера, несмотря на их положительные качества, не может быть рекомендовано в связи с зависимостью прочности всех пролетов балок от прочности каждого соединения. Расчет консольных балок производится по общим правилам строительной механики; однако длина кон- солей в случае производственных требований сокра- щения длины и веса элементов может назначаться не по расчету, а из фактических возможностей, хотя бы это влекло за собой известную невыгодность с рас- четной стороны. Такие решения, как мы увидим в дальнейшем, приходится принимать при значительных размерах пролетов, как например на второй очереди работ по постройке кабельного завода. Неразрезные сборные балки, считавшиеся почти не- осуществимыми на первом этапе применения сборного железобетона, в настоящее время являются обязатель- ными в целом ряде случаев, встречающихся на прак- тике. К условиям, вызывающим обязательность этого выбора, относятся: непосредственное действие дина- мических нагрузок, как например в подкрановых бал- ках, расположение построек в сейсмических районах и т. п. Неразрезность балок достигается устройством жест- ких стыков; последние бывают двух типов — железо- бетонные и металлические. Жесткие железобетонные стыки могут выполняться разными способами: в виде стыков внахлестку с сое- динением нахлесткой выпущенных концов арматуры или применением стержней накладок и последующим бетонированием, как например в подкрановых балках Днепрокомбината; стыков с электросваркой с соеди- нением арматуры внахлестку или с накладками, как например на комбинате газеты «Правда»; стыков с трубчатыми соединениями (при диаметре арматуры, не превышающем 14 мм)-, стыков в виде железобетон- ной накладки; стыков по методу проф. Передерия с выпущенной петлеобразной арматурой, соединенной Фиг. 460. Сборные железобетонные балки разрезного типа: 1 —• обвязочная балка по внутренним колоннам строительства первой очереди кабельного завода и 2 — то же по наружным колоннам.
360 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ нахлесткой с образованием окружностей (сборные же- лезобетонные мосты Ленбюро ЦИС, 1932 г.), и др. Жесткие металлические стыки для соединения желе- зобетонных элементов выполняются в виде отдельных частей, склепанных или сваренных из прокатного и листового железа; присоединение арматуры к этим стыкам производится посредством сварки или путем нарезки на концах стержней резьбы и заворачивания гаек. В связи с обычно недостаточной жесткостью ме- таллических стыков на изгиб требуется их усиление посредством приварки кронштейнов или иным спосо- бом. Из предложенных в настоящее время металли- ческих стыков на основе испытаний, проведенных ЦНИПС, одним из наиболее удовлетворительных сле- Фиг. 461. Сборные железобетонные консольные балки: 1 — бортовая жолобовая балка строительства второй очереди кабельного завода, 2 — главная балка завода Фрезер и 3 — вспомогательная балка завода Фрезер.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 361 дует признать стык Хлебникова; к наименее рекомен- дуемым относится стык Хойера как недостаточно жесткий в работе и сложный в монтаже. Преимуще- ственная область применения металлических стыков, увеличивающих процент необходимого в сооружениях количества железа, ограничивается главным образом случаями тяжелых прогонов и рамными конструк- циями. Соединения элементов посредством металли- ческих стыков в Советском союзе устроены в сборных железобетонных конструкциях машинного зала сило- вой станции Свирьстроя, на Уралмашстрое, на заводе «Прибор» и т. п. В связи со сложностью производства работ и увели- чением количества потребного металла устройство жестких металлических стыков должно по возможно- сти избегаться. Что касается расположения стыков в неразрезных балках, то они могут выполняться как в пролете, так и на опоре. Устройство стыков на опоре менее жела- тельно как требующее соединения большего коли- чества стержней. Пролетные стыки рекомендуется располагать в местах малых моментов. Вполне удачное решение получается при расположении стыков в ме- стах шарниров как балки Дингера, так как этот прием позволяет использовать при монтаже положительные стороны дингеровской балки, а после устройства жест- ких соединений устранить их отрицательные качества. Для лучшего уяснения методов конструирования от- дельных видов балок ниже дается ряд примеров осу- ществленных решений с соответствующим их анализом. Одни из первых сборных балок разрезного типа были применены на строительстве первой очереди ка- бельного завода в качестве внутренних обвязочных балок (деталь 1, фиг. 460) и наружных рандбалок (деталь 2, фиг. 460). Балка, служащая для связи внутренних колонн (де- таль 1, фиг. 460) при длине 6,78 м, сделана сплошной на расстояние 1,2 м от каждого конца, а в средней части в ней вынут бетон на глубину в 20 см. Таким образом балка имеет пустоту, обращенную своим от- верстием книзу, причем по середине этого корыта, так же как и в четвертях его пролета, оставлены диа- фрагмы в виде поперечных перепонок через 1,1 я друг от друга. Для воз.можности подъема балок на расстоя- ниях 1,1 м от краев в бетон заделаны крюки из 25-миллиметрового круглого железа. Обвязочные балки после подъема заводились в оставленные в капителях колонн ниши и соединялись друг ,с другом при помощи выпущенных 19-миллиметровых стержней, загнутых на конце в виде горизонтальных крюков. После за- вязки концов этих прутьев проволокой зазор между торцами обеих балок заливался раствором для обеспе- чивания их взаимного соединения. Расчет балки про- изводился на нагрузку от собственного веса, причем сечение арматуры было принято несколько больше расчетного из учета возможных сотрясений и ударов при подъеме. Что касается наружной обвязочной балки (деталь 2, фиг. 460), то ее основное отличие заключается в при- литой спереди полке с выносом в 10 см и высотой в 5 сл на всю ширину оконного отверстия для удер- жания утепления в пол теплобетонного камня при толщине всего заполнения в 1V2 камня. Кроме того пустота в средней части, разделенная диафрагмами через 1,1 м, обращена своим отверстием не книзу, а в боковую наружную сторону и прикрыта половинкой теплобетонного камня, уложенного, как было указано выше, на выступающую полку. Соединение балок друг с другом производилось по предыдущему, путем пере- вязывания выпущенной крючкообразной арматуры с I и Г20+15- Фиг. 462. Завод Фрезер —детали: 1 — устройство шарнира у главной балки, 2 — соединение вспомогательной балки со средней главной балкой в пролете, 3 — соединение вспомогательной балки с крайней главной балкой в про- лете, 4 — соединение вспомогательной балки со средней главной балкой над колонной и 5 — соединение вспомо- гательной балки с крайней главной балкой над колонной. Цветаев. 46
362 У /. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ последующей заливкой раствором промежутка между торцами. Консольные балки, решенные как балки Гербера (за исключением одноконсольных балок), но запроекти- рованные различными методами, осуществлялись на целом ряде заводов: на строительстве второй очереди кабельного завода (деталь 1, фиг. 461), на заводе Фрезер (деталь 2 и 3, фиг. 461), на Свердловском инструментальном заводе (детали 1 и 2, фиг. 465) и других постройках. Балки кабельного завода (фиг. 29 и 30) были при- менены как бортовые балки для удержания дна жолоба и устройства по ним фонарей типа шед (деталь 1, фиг. 461). Каждый сборный жолоб состоял из двух балок таврового сечения с отформованными в нижней части четвертями для укладки сборных плит, выпол- ненных из отдельных элементов длиной 1,44 ми ши- риной 0,95 м. Расчет жолоба произведен обычным спо- собом согласно данным строительной Механики. В связи с требованием строительства в зависимости от нали- чия механизации не превышать длину отдельных эле- ментов свыше И м пришлось расположить шарниры не по расчету, а из условия производственных возмож- ностей. Соединение балок жолоба с капителями колонн осуществлено при помощи болтов. Для облегчения веса обвязки из нее в средней части местами удален баласт- ный бетон, в результате чего в каждом пролете полу- чилось по пяти-шести ниш. Сборные консольные балки завода Фрезер (деталь 1, фиг. 447) состоят из главных балок — прогонов (де- таль 2, фиг. 461) и расположенных по ним вспомога- тельных балок (деталь 3, фиг. 461). Главные балки (деталь 2, фиг. 461) были выполнены из двух продольных половинок, соединявшихся в даль- нейшем на месте работ в одно целое при помощи диа- фрагм. Устройство таких составных элементов, осо- бенно благодаря необходимости укрепления трансмис- сий, вызвало в период постройки значительную дискус- сию из-за опасения недостаточной прочности соедине- ния старого и нового бетонов в местах наличия диа- фрагм. Как показали опыты, эти опасения не оправда- лись. Для получения более экономичного решения про- гоны запроектированы в виде балок Гербера с вклады- шами, покоящимися на выпущенных консольных ча- стях. Из того же соображения каждая продольная по- ловинка прогона была принята с меняющимся в пролете Фиг. 463. Завод Фрезер — вид на собранные железо- бетонные конструкции (до заливки диафрагм). ып Фиг. 464. Завод Фрезер — вид на колонну, прогон и балки. сечением с удалением излишнего бетона, а также уве- личением объема последнего в необходимых местах. Соединение двух половинок друг с другом производи- лось при помощи диафрагм, расположенных под опо- рами вспомогательных балок (сеч. VII—VII) и над ко- лоннами (сеч. I—I); кроме того такие же диафрагмы были устроены в местах изменения поперечных сече- ний (сеч. IV — IV). Лучшее соединение старого бе- тона с новым обеспечивалось выпущенными с внутрен- ней стороны половинок хомутами. В местах устройства шарниров составные части кон- солей имеют удлинения в своей нижней части, а вкла- дыши— в верхней, благодаря чему образовались по- стели для передачи нагрузок от вкладышей и восприя- тия их консолями (деталь 1, фиг. 462). Половинки у каждого шарнира соединялись друг с другом посред- ством заливавшихся на месте специальных диафрагм; кроме того зуб у шарнира усиливался постановкой до- бавочной арматуры в виде замкнутого вертикального сплетения, соединенного с тремя рядами горизонталь- ных хомутов. Вспомогательные балки (деталь 3, фиг. 461), покоя- щиеся на крайних и средних прогонах, устроены с консолями для удержания продольного фонаря. Кон- струкция в основной своей части запроектирована то- ждественной прогонам. Отдельные составные части со- единялись посредством диафрагм: над опорами, в кон- цах консолей, в месте изменения сечений и в середине пролета. У консоли и в левой части балки от опоры до сечения ///—III основная масса бетона сосредото- чена внизу, а в правой части вверху, благодаря чему был достигнут меньший вес составных элементов. Соединения балок со средним и крайним прогонами выполнены при помощи выпуска из диафрагм прого- нов специальной арматуры, входившей в диафрагмы балок. Эти прутья, принятые из 8-миллиметрового же- леза, после установки на место разводились в их верх- ней части в разные стороны. Для большей наглядности на фиг. 462 приведены детали устройства соединений балок с прогонами: на детали 2 — соединение со сред- ним прогоном в пролете, на детали 3 -— то же соеди- нение с крайним прогоном и на деталях 4 и 5 — эти же соединения над колоннами. Общий вид на собранные железобетонные конструк- ции завода Фрезер показан на фиг. 463, а вид на ко- лонну, прогон и балки на фиг. 464; до заливки диа- фрагм отдельные половинки временно соединены хо- мутами.
СечПНИ LUmb/pb для сронаря 15 План Abipbi ФЪсм.для соеди- УнйтелЬнЫх aimbipeu Qnn нгоЧ Фиг. 465. Сборные железобетонные консольные балки Свердловского инструментального за- вода и их соединения: 1 — главная балка, 2 — вспомогательная балка, 3 — соединение вкладыша с консолью главной балки, 4— соединение вспомогательной балки с главной балкой в пролете, 5 — соединение вспомогательной балки с главной балкой над колонной 45* и 6 — соединение вспомогательной балки с главной балкой над вкладышом.
364 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Соответственно заводу Фрезер сборные балки Сверд- ловского инструментального завода (деталь 2, фиг. 447) состоят из главных балок (деталь 1, фиг. 465) и вспомогательных (деталь 2, фиг. 465). Все железобе- тонные балки запроектированы двутаврового попереч- Последний вид сборных железобетонных балок — неразрезные балки — за последнее время осуществлял- ся на ряде строительств, причем они имели преимуще- ственное применение как подкрановые балки, а иногда так же как бортовые балки жолобов. Особенно сложно ного сечения с усилением прямоугольными ребрами жесткости; расстояния между последними приняты по конструктивным соображениям. Главные балки ре- шены в виде балок Гербера, а вспомогательные — од- ноконсольными или двуконсольными. Соединение вспо- могательных балок с главными осуществлялось пар- правильное конструирование подкрановых балок, — по- этому ниже будут даны отдельные последовательные решения. Одна из первых подкрановых балок была запроекти- рована на строительстве второй очереди кабельного- завода (детали 1 и 2, фиг. 466) для 5-тонного мосто- ными 19-миллиметровыми штырями; эти штыри вста- влялись в специальные вертикальные каналы, оставлен- ные при изготовлении балок, и после монтажа зали- вались цементным раствором (детали 4 и 6, фиг. 465). Правильность и тщательность заливки проверялись посредством горизонтальных контрольных отверстий, предусмотренных с боков главных балок. Балки сое- динялись с колоннами также при помощи железных 19-миллиметровых штырей с последующей заливкой цементным раствором; в отличие от соединений балок в пролете эти штыри выпускались из верхнего торца колонны (деталь 5, фиг. 465). Соединение вкладышей с консолями главных балок было выполнено посред- вого крана; эти балки укладывались на консоли, пре- дусмотренные у колонны (деталь 1 фиг. 456). В связи; с неуверенностью в то время относительно пра- вильной работы жестких стыков, как восстанавливаю- щих монолитность железобетона для фактического осуществления неразрезности, эта балка была запро- ектирована как разрезная на опорах; такое решение- позволяло также упростить ее сборку и присоединение к колоннам, что имело большое значение для первых этапов сборного строительства — при отсутствии до- статочных производственных навыков. Учет динамич- ности от работы крана произведен введением коэфи- циента 1,1. Балка была принята таврового сечения с ством таких же штырей, продетых через удлинения шириной верхней полки в 30 см, а самой балки в. вкладышей и проходивших в нижние выступающие ча- сти консолей (деталь 3, фиг. 465). В связи с отсут- 25 см; ее высота определилась в 65 см в пролете и 60 см на опоре, причем сокращение высоты на опоре ствием подвижности при таком способе соединений у температурного шва предусмотрен другой, подвижной тип соединений. произведено для создания упора для колонны. На опоре балка отформована с полочкой, имеющей относ в 12,5 см и ширину в 16 см (деталь 1, фиг. 466). По Фиг. 466. Сборные железобетонные подкрановые балки: 1 и 2 — строительства второй очереди кабельного за- вода и 3 — цеха металлических конструкций Днепрокомбината.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИ СБОРНОМ МЕТОДЕ РАБОТ 365 середине этой полочки оставлено отверстие диаметром 22 мм для пропуска 19-миллиметрового вертикального стержня, поставленного для противодействия силам, стремящимся приподнять балку. После установки бал- ки конец этого прута (обозначенный № 4 на детали 1 фиг. 456) загибался крюком, а пространство между телом колонны и балки заливалось раствором. Вообще присоединение подкрановой балки к колонне имело це- лый ряд особенностей, так как оно должно было выпол- нять разнообразные функции. Для большей наглядно- сти на детали 2 фиг. 466 это присоединение показано в вертикальном, а также горизонтальном разрезах с выносом арматуры, каждый прут которой имеет свое специальное назначение. Функции, выполняемые этим присоединением балки к колонне, следующие. а) Присоединение должно осуществить опору для колонны. Вес двух подкрановых балок, создающих трение, равняется 5,75 т; считая коэфициент трения бетона по бетону 0,40, получаем, что вес подкрановых балок может создать работу опоры в 5,75 X 0,4 = = 2,30 т, т. е. больше возможной опорной реакции, равной 0,86 + 0,79 = 1,65 т. Однако для лучшего обеспечения прочности, как было указано выше, в под- крановой балке устроены четверти высотой в 5 см. б) Присоединение должно воспринять тормозную силу, равную 0,48 т, в направлении, перпендикулярном движению крана. Эта тормозная сила в отношении оси симметрии балки создает опрокидывающий момент двух знаков, а именно М = ± 0,48 X 0,65 = ± ±0,312 тм. Сопротивляющийся момент (знака +) создает арматура, связывающая балку с колонной (прутья № 1 и 2), причем прут № 2 сварен (электро- сваркой) с прямым концом прута № 1; второй загну- тый конец прута № 1 перевязан отожженной проволо- кой с выпущенным из колонны прутом № 3. Для этой же цели служит также четверть упора балки. Сопро- тивляющийся момент (знака —) создается арматурой и заливкой раствором между телом колонны и балкой, причем этот же раствор будет предохранять железо от ржавчины. в) Присоединение должно обеспечить неподвижность балки в случае возможных колебательных движений при прохождении крана, причем последние могут стре- миться приподнять балку. Для противодействия этим силам поставлены описанные уже выше вертикальные прутья № 4 с загибом крючьев на концах после наде- вания на них полочек, прилитых на опорных частях балок (деталь 1, фиг. 466). г) Присоединение должно осуществить передачу на- грузки от балки на колонну. Во избежание перена- пряжений от смятия на консоли капителей уложены плиты из котельного железа толщиной 10 мм, причем концы этих плит загнуты под прямым углом. Для удобства подъема и укладки подкрановой балки на место на расстоянии 1,7 м от концов заделаны в бетон крючья из 25-миллиметрового круглого железа. Другой тип подкрановой балки, запроектированной как неразрезной и осуществленной в цехе металличе- ских конструкций Днепрокомбината, показан на де- тали 3 фиг. 466; эта балка уложена на консоли ко- лонны, изображенной на детали 3 фиг. 456. Подкрановая балка решена в виде тавра высотой в 0,85 при ширине верхней полки в 0,50 м. Для обра- зования жесткого железобетонного стыка полки, не доходя 0,72 м до опор, обрывались, причем концы как рабочей арматуры, так и хомутов оставались выпу- щенными наружу; эти оборванные полки после мон- тажа подкрановых балок на опорных консолях у ко- лонн заливались бетоном. Одновременно производи- лась заливка 6-сантиметровых промежутков между торцами балок, а также пространство между телом колонны и примыкавшими к ней внутренними гранями балок, как это видно из сечения /// — ///. Для лучшего обеспечения неразрез'ности соединения балок на опо- рах встречные прутья выпущенной из бетона арматуры были до заливки тщательно перевязаны между собой. Для восприятия тормозной силы, действующей в на- правлении, перпендикулярном движению крана, из тела колонны на высоте 0,825 м от плоскости консоли были выпущены четыре 12-миллиметровых прутка, загнутых на конце крюками; эти прутья входили в объем обор- ванной полки и заливались таким образом в дальней- шем раствором. Соединение подкрановых балок с консолями преду- сматривает также неподвижность первых при прохо- ждении крана: для противодействия силам, стремя- щимся приподнять балку, из консоли были выпущены четыре стержня, из которых три диаметром 12 и и один — 20 мм. Стержни входили в зазор между тор- цами балок, заливавшийся в дальнейшем бетоном. Расчет подкрановых балок соответственно методу сборки производился двояким образом: на постоянную нагрузку балка считалась как однопролетная разрез- ная, а на временную — как неразрезная. Подвижная нагрузка была принята в виде двух кранов грузоподъ- емностью 5 и 10 т при минимальном сближении в 0,9 м. Анализируя отдельные типы балок, приходится кон- статировать, что, несмотря на некоторые ошибочные решения, при их конструировании были применены мно- гие остроумные и смелые приемы, предложенные про- ектировщиками. Действительно, в обвязочных балках согласно дета- лям 1 и 2 фиг. 460, запроектированных в самый ран- ний период организации сборных железобетонных ра- бот—в 1930 г., — из средней части весьма рационально удален баластный бетон, что помимо экономии в ма- териалах дало возможность значительно облегчить вес отдельных элементов. Оставленные через 1,1 м диа- фрагмы обеспечивали достаточную жесткость соедине- ния полок и стенок в одно целое. В наружных ранд- балках отверстия повернуты в бок, что позволило ис- пользовать пустоту не только для облегчения кон- струкций, но и как термоизолятор. Несмотря на по- ложительные качества, следует отметить известное не- совершенство соединений этих балок на опорах тем более, что основное назначение обвязочных балок за- ключается в прочной развязке колонн. В консольных балках на детали 1 фиг. 461 также удален бетон с образованием в теле стенок ниш; од- нако недостаточность механизации, заставившая огра- ничить предельную длину элементов И м, не дала воз- можности полностью использовать преимущества ба- лок типа Гербера. Решение балок, составленных из двух продольных половинок (детали 2 и 3, фиг. 461), должно быть при- знано весьма смелым, особенно принимая во внимание отсутствие в период их проектирования опытных дан- ных о прочности соединения старого бетона с новым. Вместе с тем следует указать на большую целесообраз- ность при динамических нагрузках не прибегать к уст- ройству составных сечений, если элементы могут быть выполнены монолитными; этим будет избегнута необ- ходимость особенно тщательного выполнения и без того мелочных и трудоемких работ по заливке диа- фрагм. В данном решении применение раздвоенных балок может быть оправдано только в прогонах как относительно тяжелых; что же касается вспомогатель- ных балок, то при их весе, включая диафрагмы около
366 VI. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ 1 т, устройство продольного разреза не является ра- циональным. В крайнем случае для удобства подвески трансмиссий можно было залить раздвоенное сечение сразу, сделав диафрагмы частью монолитных балок. Как продольные, так и вспомогательные балки с тол- щиной стенок в суженной части 5—6 см выявили их значительную хрупкость, что дало на строительстве большой процент брака. С конструктивной точки зре- ния невполне правильно отогнутые стержни окончены по середине высоты балки. Рассмотрение этого реше- ния лишний раз подтверждает безусловную необходи- мость строгой увязки проектирования с характером будущего производства работ. К основным достоинствам балок таврового сечения (детали 1 и 2, фиг. 465) следует отнести примерно 30-процентную экономию в материалах по сравнению с прямоугольными балками с одновременной достаточ- ной жесткостью для восприятия вертикальных и гори- зонтальных от трансмиссий нагрузок. Однако они страдают рядом недостатков производственного псг- рядка, как было объяснено выше при описании отдель- ных типов колонн. Эти дефекты, выражающиеся в тре- бовании исключительно тщательной разбивки и точно- сти выполнения отдельных элементов, должны быть устранены при последующем проектировании. В решениях подкрановых балок, наряду с положи- тельными качествами, имеется ряд отрицательных мо- ментов. В подкрановой балке по деталям 1 и 2 фиг. 466 предусмотрено ее жесткое соединение с колонной, что является обязательным из-за динамической на- грузки. С этой целью на опоре залит бетоном зазор между вертикальной гранью балки и поверхностью ко- лонны; помимо этого в зазор выпущена из колонны вертикальная и горизонтальная арматуры. Для луч- шего соединения концы последней арматуры приварены электросваркой к концам арматуры, выпущенной из балок. Таким образом вполне обеспечивается восприя- тие горизонтальных усилий от торможения и удара тележки. Величина зазора между колонной и балкой, принятая из расчета габарита крана и требуемой ши- рины верхней полки балки в 10 см, с избытком доста- точна для удобства бетонирования. Однако, несмотря на ряд положительных сторон, при проектировании этой подкрановой балки была допущена основная ошибка, выразившаяся в ее выполнении как разрезной. В следующей подкрановой балке, изображенной на детали 3 фиг. 466, этот дефект был частично выправ- лен, и балка считалась при действии кранов как нераз- резная. Жесткий железобетонный стык, примененный в виде стыка внахлестку, обеспечивает монолитность, в балке, однако в данном случае он выполнен невполне правильно. В опорном сечении подкрановой балки возможно возникновение положительного момента, что- требует перекрытия нижних стержней арматуры сое- диняемых элементов; это не было предусмотрено, что может вызвать образование трещин в нижней части стыка, в котором растягивающие напряжения будут восприниматься одним бетоном. Помимо этого соеди- нение нахлесткой выпущенных из отдельных частей балок стержней арматуры можно было бы заменить стрежнями-накладками; такой прием облегчил бы про- изводство работ. В дальнейшем подкрановые балки дол- жны проектироваться с учетом всех влияющих на их конструкцию факторов, чтобы избежать повторения ошибок, неизбежных на первых этапах применения новых методов ведения работ. Заканчивая на этом описание отдельных сборных железобетонных элементов, применяемых в одноэтаж- ном промышленном строительстве, следует указать,, что они, не исчерпывая всех возможных решений, по- зволяют ознакомиться с основными установками для правильного проектирования сборных конструкций. Одновременно необходимо отметить, что имеющиеся- на данный момент оформления не должны считаться вполне -удовлетворительными и неподлежащими даль- нейшему коренному пересмотру. Этот вид строитель- ства по мере накопления практических данных несо- мненно должен быть значительно рационализирован.
VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИИ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Рационально спроектированное и осуществленное освещение фабрично-заводских зданий естественным светом преследует следующие цели: а) поднятие производительности труда; б) соблюдение требований оздоровления труда; в) соблюдение требований санитарии и гигиены; г) уменьшение расходов на искусственное освеще- ние. До настоящего времени у нас не имеется исчерпы- вающего критерия для определения достаточности при- нятого освещения, тем более что в этой области су- ществуют два противоположные, взаимно исключаю- щие друг друга направления. Гигиенисты утверждают, что биологическое значение света исключительно ве- лико, причем в подтверждение своего мнения механи- чески переносят выводы, сделанные на основе влияния естественного освещения на открытом месте, на влия- ние света внутри помещений. Одновременно имеется склонность к другой крайности, а именно убеждение в ненужности естественного освещения, причем в каче- стве подтверждающих мотивов приводится утвержде- ние, что наиболее полезная часть светового потока за- держивается при прохождении через обыкновенные стекла; кроме того естественное освещение далеко не бесплатно, так как требует при устройстве световых проемов добавочных эксплоатационных расходов на отопление и увеличивает первоначальные затраты вследствие возрастания кубатуры зданий из расчета глубины не свыше 2,5—-3—3,5-кратной высоты от пола до верха окна. Истина лежит между этими крайностями, так как опыты показали, что излишняя остекленность вредна и вызывает благодаря духоте в летнее время значитель- ное падение производительности труда. С другой сто- роны, статистика подтверждает необходимость есте- ственного света, так как при искусственном освеще- нии, даже при абсолютной рациональности его устрой- ства, возрастает количество несчастных случаев. Примитивное определение световой поверхности как некоторой части от площади пола дает вполне удовле- творительные результаты в обычных гражданских зда- ниях, где на основе многолетних опытов можно выве- сти достаточные для практических целей данные бла- годаря известной стандартности применяемых в жи- лищном строительстве элементов и вследствие типи- зации плановых оформлений. В промышленном зодчестве при наличии исключи- тельного многообразия отдельных решений обычно применявшийся до последнего времени упрощенный спо- соб определения световой площади редко дает удовле- творительные результаты, так как он не позволяет учесть целый ряд влияющих на их правильность фак- торов — высоты световых отверстий и углов их на- клона, распределение окон по периметру здания, их удаление от освещаемых поверхностей и т. п. В итоге таких подсчетов получаются неверные результаты с избытком освещения на отдельных участках и с недо- статком на других, что чрезвычайно отрицательно влия- ет на световой режим производственных помещений. Это положение еще больше осложняется в связи с по- стройкой одноэтажных зданий огромных площадей, по- лучающих свет исключительно через фонарные отвер- стия. Таким образом становится ясным, что проекти- рование естественного света должно производиться не менее тщательно и научно обоснованно, чем кон- струирование отдельных элементов зданий. Перед тем как перейти к описанию способов рас- чета световых отверстий, необходимо выяснить требо- вания, предъявляемые к устройству освещения есте- ственным светом. 2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ- МЫЕ К УСТРОЙСТВУ ОСВЕЩЕНИЯ Основные требования, предъявляемые к устройству освещения естественным светом, могут быть разбиты на две категории: а) на требования, общие для обоих способов освещения — для бокового света при устрой- стве оконных проемов в наружных стенах зданий и для верхнего света при выполнении световых отверстий в верхнем покрытии и б) на требования, специфические для каждого отдельного вида освещения. Последние требования будут приведены ниже при описании окон и фонарей. Общие требования согласно проекту норм освещения промышленных зданий естественным светом, а также по производственным соображениям заключаются в следующем. А. Рабочие, складочные (за исключением внутрице- ховых), а равно вспомогательные помещения (за ис- ключением уборных, душевых, умывальных, раздеваль- ных и курительных) должны освещаться непосред- ственно естественным светом. Не освещенными есте- ственным светом могут устраиваться только такие про- изводственно-подсобные помещения, в которых устрой-
368 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ ство естественного освещения затруднительно по усло- виям производства и которые обслуживаются неболь- шим числом специально назначенных рабочих для кратковременного периодического ухода за оборудова- нием и для ремонта. Б. Рабочие и складочные помещения могут не иметь •естественного, света в тех случаях, когда производи- мые в них работы требуют отсутствия естественного света. В. Вторым светом могут освещаться только произ- водственно-подсобные помещения, запасные складоч- ные помещения, уборные, душевые, умывальные, раз- девальные и курительные. В тех случаях, когда это вызывается строительными особенностями или эконо- мической необходимостью, вышеперечисленные поме- щения могут освещаться также только искусственным светом. Г. В помещениях, освещенных дневным светом, не- обходимо применять все технические возможности (от- ражатели, рефлекторы, светлая окраска стен и др.) для максимального использования светового потока, по- падающего в помещение. Д. Освещение помещений естественным светом дол- жно быть выполнено таким образом, чтобы глаза ра- ботающих были предохранены от непосредственного действия ярких солнечных лучей. Е. Устройство световых замкнутых дворов, в кото- рые выходят окна из рабочих, складочных и вспомога- тельных помещений, не разрешается. Ж. Вся рабочая поверхность должна быть равно- мерно освещенной, для чего при вертикальном распо- ложении обрабатываемых предметов освещение должно давать равномерность в вертикальном направлении, а при горизонтальности рабочей плоскости должна быть соблюдена горизонтальная равномерность освещения. 3. Расположение световых отверстий должно быть выполнено таким образом, чтобы внутреннее оборудо- вание в виде трансмиссий, крановых устройств, привод- ных ремней и т. п. не давало резких теней, контрасти- рующих с окружающей их освещенной поверхностью. 3. ОСНОВНЫЕ ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИ- ЧИНЫ Основными фотометрическими величинами и еди- ницами являются следующие. Количество света — это полученная или отданная некоторым телом световая энергия; оно обозначается через Q-, причем единицей измерения служит люмеч- час (Lmh). Световой поток есть сумма световой энергии, изме- ренная по тому световому ощущению, которое она производит, иначе говоря, поток есть количество света в единицу времени. Следовательно F = Q : Т, где Т — время в часах. Единица светового потока называется люмен (Ьт) и равняется световому потоку, который исходит от точкообразного источника света силы, равной одной международной свече, и который заключен в телесном угле, равном единице. Сила (интенсивность) света точечного источника в некотором направлении есть отношение светового по- тока к телесному углу, в котором заключен данный , F световой поток, т. е. /= —, где —телесный угол, со Источники света конечных размеров могут быть при- няты по своему действию за точечные источники при их сравнительно малых размерах по сравнению с рас- стоянием. Единицей силы света принимается междуна- родная свеча в том виде, как она установлена согла- шением английской, французской и американской ла- бораторий мер и весов. Освещенность некоторой поверхности есть плот- ность светового потока или отношение падающего на данную поверхность светового потока к величине этой F поверхности, т. е. Е=-~, где S — поверхность в м~. kJ Единицей освещенности принимается люкс (Lx), или освещенность поверхности, площадью в 1 м2, получаю- щей световой поток, равный единице, т. е. одному лю- мену. Яркостью поверхности в некотором направлении на- зывается отношение силы света поверхности в этом направлении к нормальной проекции поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению, т. е. /, е= --------!-----,где s — поверхность в см2, as — 5•coss угол излучения. Единицей яркости служит свеча на 1см2 (К/сдг). 4. РАСЧЕТ СВЕТОВЫХ ОТВЕРСТИЙ В связи с полной неудовлетворительностью обычного способа определения световых отверстий как части площади пола целым рядом исследователей делались попытки уточнить расчеты путем вывода более или менее сложных формул. Подробное описание всех ме- тодов не входит в задачи настоящей работы, вследствие чего можно ограничиться приведением некоторых из них. До последнего времени наиболее часто применя- лась формула, предложенная К. Морманом: Е — К • L • sin a cos 8. a2 Обозначения букв в этой формуле следующие: Е — искомая освещенность точки на горизонтальной рабочей поверхности; К — коэфициент ослабления силы света при про- хождении через световое отверстие (от поглощения света стеклами, от переплетов, загрязнений и т. п.); Разрез Фиг. 467. Построение отдельных элемен- тов согласно формуле Мормана при ко- нечных размерах окон.
===== ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ 369 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Фиг. 468. График 1 к методу инж. Данилюка для определения естественной освещенности помещений. L — освещенность от участка небесной сферы в пре- Еа делах единицы угла, равная где Ео —освещен- ность точки под открытым небом, принимаемая для зимнего времени в 1ОООО люксов; F—полезная площадь светового отверстия; а — расстояние от центра тяжести площади отвер- стия до освещенной точки рабочей поверхности; а — угол между осевым лучом света и рассматри- ваемой поверхностью; |3— угол между средним лучом в плане и перпен- дикулярО1м к стене. Построение отдельных элементов согласно данной формуле показано на фиг. 467, на которой изображено оконное отверстие как в плане, так и в разрезе. В случае совпадения среднего луча с линией, нормаль- ной к направлению стены, угол [3 получается равным О, a cos р = 1. Таким образом в этом случае формула приобретает следующий вид: £ = /<.£. —.Sina. аА Применение этой формулы возможно' лишь при не- больших размерах окон; при наличии сплошного лен- точного остекления расчет не может вестись на основе постоянной длины окна, а определяется степенью рас- крытия угла, образованного в исследуемой точке лу- чами, проведенными к крайним граням участка окна, влияющего' на данную точку. Сначала определяется освещенность точки из расчета угла раскрытия в 10°, а затем путем умножения полученной величины на коэфициент увеличения освещенности данной точки в зависимости от угла раскрытия определяется факти- ческая освещенность исследуемой точки. При расстоя- нии от центра тяжести полезной площади отверстия до освещаемой точки рабочей поверхности, равном а, длина дуги сектора в 10° будет равняться 2к-а — = °,175а. На основе фотометрических данных для практи- ческих соображений может быть введен коэфициент увеличения, равный 3, указывающий, во сколько раз точка получит больше света от всего окна, чем от центрального сектора в 10°. Таким образом, если мы через h обозначим вертикальное расстояние от центра тяжести световой площади до исследуемой плоскости и через Ъ — полезную высоту отверстия, то, принимая /г во внимание, что sin а = —, получим следующий вид Ch формулы: Е = К-Ь- 3 • • °’175 • а . = 0,525 -К-L- . а1 а а- Подставляя вместо b, h и а соответствующие вели- чины, определенные на основе графических измерений, а также вводя коэфициент К ослабления силы света при прохождении через оконное или фонарное отвер- стие и величину L, получаем искомую освещенность точки на горизонтальной рабочей поверхности. Опре- деляя ряд таких точек и соединяя отдельные ординаты друг с другом, получаем кривые освещенности. Однако все подобные формулы благодаря своей не- точности, давая более или менее верную картину рас- пределения освещенности, не определяют фактической освещенности. Действительно, у нас нет основного эле- мента для правильного' подхода при проектировании, а именно — данных о световом режиме, так сказать, о световом климате отдельных местностей. Не надо забывать, что солнечное освещение меняется не только по времени года, но и в течение суток для различных часов. Поэтому более рационально определение осве- щенности фабрично-заводских зданий не в постоян- ных единицах, а отношением освещенности точки в по- мещении к освещенности точки, находящейся в то же время под открытым небом. Процент, определяющий силу света внутри зданий, как часть наружного осве- щения, называется коэфициентом естественной осве- щенности (к. е. о.). Этот к. е. о. легко позволяет определить силу света в люксах внутри помещений, а также число часов, в течение которых необходимо добавлять искусственное освещение или целиком пе- рейти на последнее. Для осуществления этого необ- Цветаев, 47
370 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 469. График 2 к методу инж. Данилюка для определения естественной освещенности помещений. ходимо будет для 'основных местностей Советского союза составить сводные диаграммы освещенности то- чек, находящихся под открытым небом, для разного времени года и различных часов дня. Такая диаграмма уже составлена для Ленинграда на основе долголетних наблюдений, произведенных под руководством проф. Калитина в Слуцке, б. Павловске. Кроме того в на- стоящее время функционируют специальные станции в Иркутске и Ташкенте и открывается ряд наблюда- тельных пунктов в главнейших городах — Батуме, Тифлисе, Архангельске, Киеве, Одессе и др. Согласно постановлению I Всесоюзной конференции по естественному освещению, состоявшейся 15—19 марта 1931 г. в Ленинграде, в качестве основного прак- тического метода для световых расчетов рекомендуется графический метод, предложенный инж. А. М. Дани- Фиг. 470. Вертикальный поперечный раарез здания (к методу инж. Данилюка). люком. Этот метод был напечатан в «Трудах П Все- союзной конференции», выпуск IV, доклады, стр. 168— 181, инж. А. М. Данилюк, «Новый метод расчета есте- ственного освещения от прямоугольных светопроемов». Расчет согласно указанному методу заключался в производстве отсчетов по двум графикам, причем его выполнение осложнялось измерением определенных от- резков и их перенесением из одного чертежа на дру- гой. В дальнейшем инж. Данилюк упростил технику пользования графиками путем введения на одном из них системы концентрических окружностей, а на дру- гом— системы параллельных линий; общий ход рас- чета, так же как и теоретическое обоснование метода, изложенные в указанной работе, остаются прежние. Для облегчения нахождения к. е. о. ниже дается метод инж. Данилюка, помещенный им в № 2—3 журнала «Проектирование и стан- дартизация в строитель- стве» за 1932 г. Метод расчета естествен- ного освещения базируется на всех тех основных пред- посылках, которые обычно принимаются при расчетах естественного освещения. Эти предпосылки сводятся к следующему: 1. Прямые солнечные лу- чи во внимание не прини- маются. 2. Небосвод есть полу- сфера равномерной яркости. 3. Данное место внутри помещения освещается только светом, идущим не- посредственно от световых отверстий; рассеянный свет от потолка, стен, пола и т. п. не учитывается, т. е. поверхности помещения принимаются черными. 4. Данное место осве- щается только светом, иду-
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ 371 щим непосредственно от неба; рассеянный свет от противо- лежащих домов и земли во внимание не принимается. Все остальные факторы, влияющие на освещенность, как-то: поглощение-света чи- стыми стеклами светопроемов, затемнение переплетами, за- грязненность стекол и пр., должны будут учитываться со- ответствующими коэфициен- тами, изменяющимися в зави- симости от местных условий. Освещенность точки мы бу- дем выражать при помощи так называемого расчетного коэфициента освещенности. Последний представляет собою вычисленное отношение осве- щенности на данном месте к одновременной горизонталь- ной освещенности под откры- тым небом. Эта величина определяется по фиг. 468 и 469 для любой точки, находя- щейся внутри помещения, от прямоугольных свето- проемов, наклоненных под любым углом. Коэфициент освещенности е находится простым перемножением двух отсчетов, е — е,. е2 по графикам на фиг. 468 и 469. Оба графика представляют собой лучевые диаграммы, построенные так, что цена деления каждого луча равна 0,01. Другими словами, на каждом из графиков нанесен пучок прямых линий, расположенных по особым законам. Кроме лучей на графике (фиг. 468) нанесена система концентрических окружностей, отстоящих друг от друга на произволь- ных взаимно равных расстояниях. Для большей чет- кости графика и легкости чтения отсчетов для прак- тических целей рекомендуется принимать расстояния между окружностями в 2,5 мм. На графике 2 (фиг. 469) на таких же взаимно равных друг от друга расстояниях проведены прямые линии, па- раллельные основанию графика. Таким образом номер окружности на графике 1 (фиг. 468) может обозначать и соответствовать некоторой длине ОС, выраженной в условных единицах, где С является точкой пересе- чения рассматриваемого луча с окружностью. Гори- зонтальные линии графика 2 (фиг. 469) соответствуют номерам концентрических окружностей графика 1 (фиг. 468). По графикам, как это будет указано ниже, можно находить освещенности точек рабочей плоскости, на- клоненной под любым углом к горизонту. Но так как обычно ищется так называемая горизонтальная осве- щенность, то все объяснения способа пользования гра- фиками относятся именно к этой освещенности. Первый отсчет находится по графику 1 (фиг. 468) следующим образом. Совмещаем полюс графика 1 (фиг. 468) с точкой т (фиг. 470), в которой ищется освещенность, на поперечном разрезе исследуемого объекта так, чтобы основание графика совпало с горизонтальной линией, проведенной через точку т (так как ищется горизонтальная освещенность). По совмещении отсчитываём число лучей попа- дающих в световые отверстия, и так как светоактив- ность каждого луча (точнее промежутков между лу- чами) принята 0,01, то первый отсчет et получаем умножением интервалов между лучами на 0,01, т. е. е, = 0,01 . лх. 30 10 5 Q120-Q740-Q.0883 Фиг. 471. После отыскания первого отсчета делим найденное число лучей пополам и находим средний луч ОС, на котором отмечаем точку С. Точка С является резуль- татом пересечения срединного луча с средней линией светопроемов. Затем замечаем номер той концентри- ческой окружности, с которой совпала наша точка С. При этом номер окружности представляет собой рас- стояние ОС, выраженное в произвольных условных единицах. Через средний луч ОС проводим плоскость, перпен- дикулярную к плоскости поперечного разреза и па- раллельную горизонтальным граням светопроемов. Условимся называть поперечный разрез — разрезом 1, а разрез в продольном направлении (перпендикулярно к поперечному разрезу) разрезом II. График 2 (фиг. 469) располагаем в плоскости про- дольного разреза (фиг. 471), совместив срединную ли- нию светопроемов разреза с горизонтальной линией того же номера, что и окружность, с которой совпала при определении первого отсчета наша точка С. При этом полюс графика 2 (фиг. 469) совмещаем с проек- цией на срединную линию светопроемов точки т, в которой ищется освещенность. Затем отсчитываем количество лучей, попадающих в светопроемы. Для этого отсчета в качестве разреза II в случае верти- кальных светопроемов можно использовать план и при горизонтальных светопроемах (фонарях) — продоль- ный разрез. Нетрудно понять, что по существу требуется лишь продольный разрез по светопроемам, а не разрез по Длина фонаря Точка А Фиг. 472. Зависимость освещенности точки внутри здания от размеров светопроема (к методу ГершунаТ 47*
372 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ всему помещению, другими словами, нам необходим такой разрез, на котором были бы нанесены про- стенки и вообще все заграждения для доступа света. Указанное обстоятельство в значительной мере упро- щает и обобщает всю процедуру нахождения второго отсчета е2. Умножая полученное по графику 2 (фиг. 469) количество лучей п2 на светоактивность одного луча, равную 0,01, получаем второй отсчет: е2 = 0,01 . п2. Для получения коэфициента освещенности нам ос- тается только перемножить найденные отсчеты, т. е. е = 61 . е2 = 0,0001 . п± . п2. В случае, если нам необходимо найти значение коэ- фициента освещенности, выраженное в процентах, по- лученную выше величину умножают на 100. е% = 0,01 . nL . п2 Таким образом нахождение коэфициента освещен- ности состоит из четырех отдельных операций, а именно: 1. Нахождение первого отсчета ех. 2. Нахождение точки С и номера концентрической окружности, с которой совпадает точка С. 3. Нахождение второго отсчета е2. 4. Перемножение двух найденных выше отсчетов, т. е. е = 61 • е2. Ввиду того что графики представляют собой немые лучевые диаграммы, нетрудно понять, что масштаб разрезов I и II совершенно безразличен. Это положе- ние вытекает из закона подобия. Если поперечный и продольный разрезы вычерчены в различных масштабах, то при нахождении второго отсчета по графику 2 (фиг. 469) необходимо только расстояние ОС выдержать в соответствующем мас- штабе. Последнее легко достигается умножением но- мера окружности N, на которую попадает точка С на графике 1 (фиг. 468), на отношение масштаба разреза II к масштабу разреза I. Например если по- перечный разрез I вычерчен в масштабе Лф = , а продольный разрез II — в масштабе ^11 = 57777, то номер окружности N следует умножить на 1 _ 200_ 1 ~~~~~2~’ 100 тогда и срединную линию светопроемов на разрезе II сле- дует совмещать с линией на графике 2 (фиг. 469) номера Щ = V2. Остальные действия остаются без изменений. Благодаря введению в графики систем концентри- ческих окружностей и прямых линий нахождение вто- рого отсчета настолько упрощается, что при этом не требуется производить никаких графических построе- ний, что весьма' удобно' для практики. Ввиду этого графики удобнее всего иметь напечатанными на по- лотняной кальке или целлулоиде. Пример. Для примера определим освещенность в точке т, расположенной-внутри помещения, изображен- ного на фиг. 470 и 471. В целях простоты и компактности чертежа разрез II принят один и тот же для всех свето- проемов. С тою же целью точка т выбрана так, что рас- стояние ОС одинаково для всех проемов В, Г и Н, другими словами, все точки лежат на одной концентрической окружности (№ 22). При помощи графика 1 (фиг. 468) на разрезе I считаем по проему В (фиг. 470): ев1 = 0,01.12=0,120. Деля полученное количество лучей пополам, находим сперва срединный луч, а затем точку С, которая в данном случае попадает на окружность № 22. Совмещая прямую № 22 графика 2 (фиг. 469) с .средин- ной линией светопроемов на разрезе II и с точкой т (фиг. 471), определяем второй отсчет ев2 для проемов В: ев2 = 0,01 (18,0 + 56,0) - 0,740. Перемножая efii нагй2» получаем коэфициент освещен- ности для точки т или ей _ еВ! • ев2 = 0,120 • 0,740 = 0,0888 ев % = 0,0888 • 100 = 8,88%. То же самое проделываем для нахождения освещен- ности в точке т от проемов Г и Н: еГ! = 0,180, еН! = 0,160. Так как в нашем примере для всех проемов, как ука- зано выше, точка С располагается на одной и той же кон- центрической окружности № 22, то ев.1 = ег2= ен2 = 0,740. Коэфициенты же освещенности от светопроемов Г и Н будут равны: ег = е\ ег2 = 0,18 • 0,74 = 0,1332, еН= ен1- ен2 = 0,16 -0,74 = 0,1184. Как показал опыт пользования графиками, запись отсчетов удобно сводить в нижеприводимую табл. 11 (цифры взяты из нашего примера). ТАБЛИЦА 11 № точки № окружности «1 е2 е = et • е2 тВ 22 0,120 0,740 0,0888 тТ 22 0,180 0,740 0,1332 тИ 22 0,160 0,740 0,1184 В случае наличия в помещении нескольких свето- проемов, различно расположенных на поперечном раз- резе I (например окна, фонари разного наклона и т. п.), расчет следует вести для каждого вида свето- проема в отдельности и затем по отыскании всех не- обходимых освещенностей в каждой точке просумми- ровать все освещенности. По описываемому методу возможно находить осве- щенности рабочих плоскостей, наклоненных под лю- бым углом к горизонту. Для этого необходимо только совместить линию основания графика 1 (фиг. 468) со следом той плоскости, освещенность на которой ищется. В частных случаях, например при определе- нии горизонтальной освещенности, линию основания графика 1 (фиг. 468) необходимо' располагать гори- зонтально, а при нахождении вертикальной освещен- ности, наоборот, — вертикально. Во всех остальных случаях линия основания графика 1 (фиг. 468) рас- полагается между этими двумя предельными положе- ниями.
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ 373 Метод инж. Данилюка достаточно точен; одновре- менно он позволяет механически производить расчеты, сводя их к весьма незначительному количеству от- дельных действий. В дополнение к методу инж. Данилюка А. А. Гершун предложил свой способ, позволяющий обходиться без графика 2, благодаря чему при расчете отверстий не требуется продольного разреза или плана. Способ Гершуна, изложенный в статье инж. Н. М. Гусева и Б. Шафранова в том же номере журнала «Проекти- рование и стандартизация», заключается в следующем. Освещенность всякой точки в помещении, освещае- мом протяженным фонарем или окном, зависит при одной и той же высоте светопроема от размеров све- топроема по длине. При этом, как показывает ряд расчетов и наблюдений, эта зависимость будет осо- бенно значительная при увеличении угла до 140° (фиг. 472). Если исходить из установленной степени влияния длины окна на освещенность, изображенной на фиг. 473, то необходимость графика 2 для большинства случаев расчета отпадает и самый расчет упрощается еще более. Изображенная на фиг. 473 кривая представляет изменение величины е2 в зависимости от отношения длины фонаря L, влияющего на освещенность данной точки А, к расстоянию АС по поперечному разрезу. Находя по масштабу величины АС и зная для каждой точки величину активной длины фонаря, мы легко „ . L найдем и соответствующий tg а0 = , а затем и /1 с» величину е2, отложенную на оси ординат кривой. Поперечный разрез Пример. Требуется найти освещенность в точке А в помещении, изображенном на фиг. 474. Берем поперечный разрез помещения и, совмещая полюс О графика 1 с точкой А, отсчитываем количество лучей, попа- дающих в световой проем. При учете только ближайшего шеда имеем, что е± = 0,10. По масштабу определяем величину АС—6,5. При заданной длине фонаря L — 18,0 м для данной точки А имеем, согласно фиг. 474 (внизу), что для левой половины фонаря tg а = = 0,92; тогда по графику на фиг. 473 имеем: е2п = 0,38; для правой стороны фонаря. . 12,0 , в- tga=-T^=1,8°- По графику на фиг. 473 имеем: е2п = 0,48. Таким образом е2 = 0,38 + 0,48 = 0,86. Следовательно освещенность в точке А от ближайшего шеда с учетом коэфициента пропус- кания остекления 0,40 будет: е =0,86 0,10 • 0,40 • 100 = = 3,45%. Учет влияния следующих шедов ведется подобным же образом. Сумта результатов для каж- дого шеда дает действитель- ную освещенность в помеще- нии. Помимо указанных двух методов при протяженных светопроемах можно при- менять метод двойных коси- нусов, при котором счи- тается длина проема беско- нечной; он заключается в следующем. Находящаяся на попереч- ном разрезе точка А соеди- няется с краями свето- проема двумя прямыми ,Г1 и г2 (фиг-475). Если обозна- чить угол, образуемый пря- мой гг с горизонталью, че- рез «J, а угол, образуемый прямой г2 с горизонталью, через?--, получается фор- мула, дающая искомую ос- вещенность в долях от освещенности -под откры- тым небом:
374 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 475. Поперечный разрез здания (к способу двойных косинусов). Е = К • cos 04 — cos «2 £ \ Для перевода в проценты следует помножить на 100, т. е. Е — К • 50 (cos <х1 — cos а2). Следует указать, что более точные результаты по- лучаются при определении косинусов как отношения проекции прямых i\ и т2 на горизонталь к длинам Л и г2. ГЛАВА ВТОРАЯ I. ОКНА ОБЩАЯ ЧАСТЬ Функциональное назначение окон в фабрично-завод- ском строительстве значительно отличается от назна- чения окон в гражданской архитектуре. Действительно, в последнем случае имеются пять основных функций оконных отверстий: окно—как источник света, окно— как санитарно-гигиенический фактор с точки зрения биологической, окно — вентиляционное отверстие, окно — как способ сообщения с наружным простран- ством и наконец окно — как архитектурная деталь при компановке фасада. В промышленных зданиях, где все отдельные элементы строго подчиняются тех- нологической и экономической целесообразности, на- значение окон ограничивается лишь первыми тремя категориями, так как при расположении оконных проемов, дающем возможность зрительного сообщения с наружной территорией, внимание работающего пер- сонала может отвлекаться происходящими вне здания явлениями. Поэтому, наоборот, для повышения интен- сивности труда в производственных помещениях раз- решается подымать окна на высоту 1,1 м от пола, а в случае необходимости и на большую величину. Устройство оконных отверстий, преследующих архи- тектурные трёбования, ни в коем случае не должно допускаться как удорожающее основную стоимость строительства. Окна в промышленных зданиях, как и в гражданском зодчестве, состоят из четырех отдельных элементов: оконных отверстий, рам или коробок, переплетов со стеклами и приборами и подоконников; в некоторых случаях из экономических соображений отдельные ко- робки не устраиваются, а ограничиваются установкой глучих переплетов без коробок с применением лишь в необходимых местах створных частей. Основным элементом окон являются переплеты, по- этому после определения необходимых размеров све- товых отверстий в наружных стенах перед проекти- ровщиками становится весьма тяжелая задача о выборе наиболее рациональной их конструкции, с применением экономичных и наименее дефицитных в каждом от- дельном случае материалов. Для лучшего усвоения различных типов и способов конструктивного оформле- ния окон весьма целесообразно выявить основные тре- бования, предъявляемые к ним, а также произвести их классификацию по ряду отдельных свойственных им признаков. А. Основные требования, предъявляемые к окнам Основные требования, предъявляемые к окнам со- гласно проекту норм освещения промышленных зданий естественным светом и производственным соображе- ниям, заключаются в следующем. А. Расстояние мест работ от окон в помещениях, освещаемых боковым естественным светом, в зависи- мости от точного, среднего или грубого характера ра- бот не должно превышать соответственно 2 '/г-, 3- или 31 /ъ-кратного расстояния от пола помещения до верх- ней грани оконного отверстия, считая по внешней сто- роне наружной стены. Б. По производственным условиям или с точки зре- ния экономической целесообразности с особого разре- шения допускается в виде исключения увеличение глу- бины заложения. В. В целях достижения возможной равномерности освещения рабочих помещений ширина междуоконных простенков в них не должна превышать 2,5 м. Г. Расстояние от чистого пола до подоконника в ра- бочих помещениях за исключением случаев, когда вы- сота расположения подоконника устанавливается осо- бенностями производственного процесса, не должно превышать 1,1 м при наименьшей величине в 0,8 м. В складочных, производственно-подсобных и бытовых помещениях расстояние от чистого пола до подокон- ника может быть увеличено до 2,5 м. Д. В тех случаях, когда выходящие из рабочих по- мещений окна обращены в сторону противостоящего здания или сооружения, затемняющего здание, в допу- скаемые нормы вводится поправочный коэфициент. Е. Проектирование отдельных секций должно произ- водиться в стандартном порядке для возможности их массового изготовления и для уменьшения объема не- обходимых трудовых процессов. Введение стандарт- ности позволяет улучшить качество изделий вследствие возможности заблаговременной обработки соответ- ствующим образом всех применяемых материалов (на- пример систематической просушки дерева). Массовое производство переплетов впрок, с равномерной загруз- кой заводов и строительных дворов в течение круг- лого года, также значительно снизит стоимость гото- вой продукции. Ж. При проектировании переплетов должны быть учтены стандартные размеры стекол, а также материа- лов, из которых намечается выполнение переплетов для получения минимального количества отходов. 3. Основными материалами насегодня для изгото- вления оконных переплетов должны являться главным образом дерево и частично железобетон, с примене- нием металла в ближайшие годы лишь в крайних слу- чаях, продиктованных специфическими условиями про- изводства.
ОКНА 375 И. Конструкция переплетов должна предусматри- вать наименьшие сечения горбыльков и обвязок для максимального снижения потери проходящего внутрь помещений света, однако не в ущерб прочности по- следних. К. Количество пог. метров обвязок и горбыльков, приходящихся на 1 м2 площади оконного отверстия, по возможности должно быть минимальным, так как стоимость переплетов является функцией суммарного линейного измерения этих элементов. Л. Переплеты должны иметь створные части, так как каждое помещение, освещаемое только боковыми окнами, независимо от вентиляционных установок дол- жно иметь приспособления для естественного прове- тривания в виде форточек, фрамуг и т. п. С этой целью живое сечение отверстий в летнее время должно со- ставлять не менее 2% от площади пола, если объем воздуха на 1 человека составляет более 30 м3 и в поме- щении не происходит значительных выделений тепла или вредных газов. Если объем воздуха, приходящийся на 1 человека в помещении, составляет менее 30 л3, живое сечение отверстий должно составлять 30% от площади окон. Если в помещении происходит выделение значительных количеств тепла и газов, жи- вое сечение отверстий должно составлять 4% от пло- щади помещения. В холодное время года количество открывающихся частей должно уменьшаться на поло- вину, так же как при значительной глубине помещений (свыше 25 м) и при незначительном числе занятых в помещении рабочих. На основании этих норм опреде- ляются размеры необходимых створных переплетов. М. Конструкция створов у переплетов должна пре- дусматривать невозможность проникания внутрь влаги или пыли. Конструкция самих переплетов должна во всех своих частях способствовать свободному стека- нию дождевой воды, для чего придается соответствую- щая форма горбылькам и обвязкам с устройством у последних отливов или отводящих наклонных плоско- стей. Н. Высота от пола до створных частей переплетов, служащих для проветривания в зимнее время, должна быть не менее 2,5 м, чтобы обеспечить в рабочих ме- стах отсутствие резких токов холодного воздуха. О. Створные части должны быть снабжены прибо- рами, позволяющими удобно и быстро производить их открывание и закрывание. П. В производственных зданиях, с наличием высо- ких оконных проемов, допускается устройство зимних переплетов не по всей высоте окна; при этом однако высота от пола до верха зимнего переплета должна быть не менее 4 м. Р. Устройство, переплетов должно быть выполнено так, чтобы имелась возможность свободной и быстрой смены стекол. С. Конструкция переплетов должна позволять про- изводить периодическое мытье и очистку стекол. Выполнение этих минимальных требований бесспор- но обязательно, так как недостаточно внимательное отношение к разработке и изготовлению оконных пе- реплетов вызовет в дальнейшем целый ряд серьезных эксплоатационных неудобств, трудно устранимых без добавочных и значительных капиталовложений. Б. Классификация окон Классификация окон может быть произведена по степени сопротивления действию огня, по роду мате- риалов, по назначению, по месту установки, по наруж- ному оформлению, по конструкции открывающихся ча- стей и наконец по способу открывания. А. По степени сопротивления действию огня окна распадаются на огнестойкие, несгораемые и сгораемые. К огнестойким окнам относятся окна с железобетон- ными переплетами, остекленные армированным стек- лом; несгораемыми считаются окна с металлическими переплетами, а сгораемыми — с деревянными перепле- тами. Б. По роду материалов окна делятся на окна с дере- вянными, железобетонными и с металлическими — же- лезными и чугунными — переплетами. Применявшиеся ранее чугунные переплеты, получившие одно время весьма широкое распространение благодаря удобству отливки целых секций с относительно тонкими элемен- тами, за последние годы перестали изготовляться. При- чиной этому послужило развитие металлургического производства, с одной стороны, и целый ряд присущих чугунным переплетам дефектов, — с другой. Действи- тельно, при поломке горбыльков, могущей произойти от перекоса створных частей при их открывании, за- мена сломанных элементов почти невозможна. Железные переплеты в связи с дефицитностью ме- талла должны в ближайшие годы применяться лишь в крайних случаях. В настоящее время наиболее употре- бительными материалами для устройства оконных пе- реплетов являются дерево и частично железобетон. В Америке, так же как и в Западной Европе, мы видим совершенно другую картину: железобетонные переплеты там неизвестны, изготовление деревянных— весьма ограничено, а производится установка главным образом металлических переплетов, конструкция ко- торых разработана до, полного совершенства. В. По назначению окна делятся на две категории: на окна, служащие только для освещения, и на окна, позволяющие производить также вентилирование вну- тренних помещений. Первый тип устраивается обычно глухим с применением лишь форточек для прочистки междупереплетных поверхностей. Окна второго вида в зависимости от необходимого объема вентиляции вы- полняются с целиком створными переплетами или же с отдельными открывающимися частями. Г. По месту установки окна резделяются на два вида: для заполнения световых отверстий в наружных сте- нах и для их установки во внутренних перегородках. Наружные окна в местностях с наличием низких зим- них температур выполняются обычно двойными во всю высоту окна или с устройством двойных переплетов, по американскому типу, хотя бы в нижней части окон- ных отверстий для предохранения работающего пер- сонала- от непосредственного дутья холодного воздуха. В производственных зданиях с пониженной температу- рой или при наличии избыточного тепла (свыше 40 кал/м3/час), выделяемого при' производстве, уста- навливаются одиночные оконные переплеты с одинар- ным остеклением. Что касается заполнений отверстий в перегородках, то последние обычно производятся одиночными переплетами. Д. По наружному оформлению окна делятся на бес- коробочные и с коробками. Окна с железобетонными переплетами всегда выполняются без коробок, причем после их установки на место производится оштука- турка наружной обвязки изнутри и снаружи здания. При металлических переплетах коробки устраиваются лишь при сплошном открывании всей плоскости осте- кления; в противном случае переплеты представляют собой металлическую раму с остеклением, у которой часть этого остекления делается створной. Что же ка- сается окон с деревянными переплетами, то последние изготовляются как с коробками, так и без коробок. Несомненно, что устройство в оконных отверстиях ко- робок, поделенных при значительных размерах пере-
376 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ плетов горизонтальными и вертикальными импостами на отдельные секции, имеет целый ряд серьезных пре- имуществ по сравнению с бескоробочным оформлением, так как предохраняет переплеты от коробления, а так- же от выпучивания при ветровой нагрузке и от про- дольного изгиба под действием собственного веса. Однако коробочное оформление оконного отверстия ложится добавочным накладным расходом на строи- тельство, требует для своего выполнения значитель- ного количества дефицитной и иногда весьма широкой древесины и в горизонтальных своих частях сильно заслоняет прохождение света внутрь помещений. По- этому деревянные переплеты для административных, вспомогательных и бытовых помещений при относи- тельно небольшом количестве створных частей реко- мендуется делать беокоробочными так же, как и пе- реплеты обычных размеров в производственных кор- пусах. Для противодействия в этом случае ветровым усилиям, а иногда для возможности укрепления при- боров для открывания створных частей в местах сое- динения отдельных секций устанавливаются деревян- ные, а частично железобетонные импосты; металличе- ские импосты в настоящее время к установке не допу- скаются. Однако при выполнении переплетов весьма значительных размеров устройство коробок вполне це- лесообразно, так как одними импостами без измельче- ния размеров секций затруднительно предохранить последние от провисания и выпучивания, причем в тех переплетах, где двойное остекление предусмотрено только в нижней половине окна, коробочное оформле- ние должно производиться лишь в необходимой части без излишней затраты древесины. Устройство коробок вполне рационально^ также при небольших переплетах, но со значительным количеством створных частей. Е. По конструкции открывающихся частей окна распадаются на три категории: на окна с переплетами, вращающимися вокруг вертикальной оси, на окна с пе- реплетами, вращающимися вокруг горизонтальной оси, и на окна с подъемными переплетами с движением створных частей по оставленным в раме пазам. Встречавшиеся наиболее часто в прежние годы пе- реплеты с вертикальной осью вращения стали в по- следнее время в производственных зданиях применять- ся относительно редко. Для возможности открывания переплетов с вертикальной осью вращения приходится их располагать на сравнительно незначительной вы- соте, вследствие чего ток холодного воздуха, не на- правляемый наклонными отбойными плоскостями в верхнюю часть помещения, попадает непосредственно в рабочую зону и создает ощущение сильного дутья, что ухудшающим образом должно действовать на вну- тренний режим' помещений. Кроме того такие пере- плеты обычно открываются или оба внутрь или лет- ние — наружу, а* зимние — внутрь здания. При вну- треннем открывании створные полотнища отнимают значительную полезную производственную площадь и преграждают боковые проходы около окон; открыва- ние летних переплетов наружу также имеет свои большие неудобства вследствие намокания и разбуха- ния полотнищ и возможности их срыва при неожидан- ном ветровом давлении. Поэтому переплеты с верти- кальным вращением могут быть рекомендованы лишь для заполнения незначительных по размерам световых поверхностей, а также при устройстве форточек в глу- хих частях. Переплеты с горизонтальной осью вращения в за- висимости от расположения этой оси распадаются на два типа: на переплеты с вращением полотнищ вокруг средней оси и на переплеты с поворачиванием створок: летней — вокруг верхней оси, а зимней — вокруг ниж- ней. Первый вид переплетов применяется чаще из ме- талла, хотя не исключена возможность их выполнения в дереве; что касается второго типа переплетов с вра- щением наружного полотнища вокруг верхней оси, а внутреннего — вокруг нижней, то его применение дол- жно особенно' рекомендоваться, так как такое распо- ложение створок предохраняет при дожде от попада- ния воды между переплетами и направляет ток свежего воздуха в верхнюю зону помещения во избежание его непосредственного воздействия на работающий персо- нал. Что касается сдвигающихся переплетов, у которых нижние створки по выбранным в раме пазам подыма- ются и становятся сзади верхних или, наоборот,— верхние створки опускаются книзу, то их применение у нас весьма ограничено вследствие дороговизны и сложности их конструкции. Ж. По способу открывания переплетов окна делятся на два вида: на окна с переплетами, открываемыми обычным образом усилиями человека, и на окна с пе- реплетами, в которых вращение створных частей про- изводится механическим способом при помощи специ- ального привода. Первый тип переплетов может устра- иваться в дереве, металле или железобетоне, причем в последнем случае створные части делаются деревян- ными и иногда металлическими. Второй тип, с откры- ванием переплетов централизованным способом, вы- полнялся раньше только в металле, однако в насто- ящее время для удешевления стоимости строительства приступлено к его изготовлению в дереве. При ручном методе открывания длина отдельных металлических переплетов может доходить согласно американской практике до 25—30 м, а при электромоторном приводе обычно остекление разбивается на отдельные участки длиной не свыше 90 м, хотя в Америке встречаются случаи даже го значительно большей длиной перепле- тов. При ручном открывании длина отдельных секций деревянных переплетов может быть доведена до 11 — 12 м. В. Сорта стекол Остекление окон и фонарей в настоящее время про- изводится следующими видами стекол: простыми или дутыми, бемскими, литыми без сетки, литыми с сеткой, стеклами Кепплера и призматическими. Простым стеклом согласно ОСТ называется листо- вое стекло, изготовляемое ручным способом посред- ством выдувания полых цилиндров -— холяв, которые в дальнейшем расправляются и разрезаются. Благо- даря примитивности способа своего изготовления раз- меры дутых стекол весьма незначительны. По толщине простые оконные стекла делятся на стекла нормаль- ной толщины в 1,1 мм и утолщенные с толщиной в 1,5 мм при допускаемом отклонении в 0,05 мм. По длине и ширине они разделяются на стекла основных размеров и бунтовые. Стекло основных размеров по- лучается непосредственно . после превращения холявы в лист, т. е. после отборки и правки холявы и обрезки неровностей кромки листа; бунтовое стекло получа- ется из стекла основных размеров после обреза бра- кованных частей и выбоин. Остекление дутыми стеклами постоянных построек производится относительно редко вследствие их весьма невысоких качеств. Бемским стеклом называется вид листового стекла, изготовляемого машинным способом путем вытягива- ния ленты, причем по размерам оно делится на основ- ное, промежуточное и бунтовое. Основные размеры стекол получаются путем деления по вертикали и гори-
ОКНА 377 зонтали без отходов и обрезков производственных ли- стов, принятых в настоящее время шириной 1050, 1200, 1400 и 1600 мм; выход первых — 70%, вто- рых— 8%, третьих — 12% и четвертых — 10%. Длина одинарных и полуторных стекол колеблется от 1100 до 1700 мм, а двойных и тройных — от 1500 до 2000 мм. К промежуточным размерам относятся раз- меры, получающиеся при раскрое производственных листов с отходами и обрезками. Бунтовыми разме- рами называются остальные размеры, получающиеся в процессе производства как отход при вырезке про- межуточных размеров. По толщине стекла делятся: на одинарные с толщиной в 1,9 мм и допускаемым откло- нением в 0,2 мм, полуторные — при толщине в 2,5 мм и отклонении 0,2 мм, двойные толщиною 3 мм с откло- нением в 0,2 мм и тройные при толщине 4,5 мм и от- клонении 0,2 мм. Вследствие своих хороших качеств бемские стекла получили широкое распространение для остекления окон и фонарей, причем при вертикальном направле- нии световых плоскостей применяются полуторные стекла как достаточные по своей прочности; для окон допустимы также одинарные бемские стекла. При на- клонном направлении фонари обычно стеклятся двой- ными бемскими стеклами, обладающими большим со- противлением воздействию атмосферных явлений, при- чем в случае устройства также и нижнего света в по- следнем могут быть для экономии применены стекла полуторной толщины. Однако в створных частях при выполнении их в виде переплетов значительной длины с механизированным открыванием остекление лучше производить так называемым литым стеклом. Литым стеклом без сетки называется листовое сте- кло, получаемое отливанием и последующим разглажи- ванием (прессованием) вальцами и имеющее на одной стороне поверхности рисунок. Толщина стекол рав- няется 3,75 и 4,75 мм с допускаемым отклонением 0,25 мм. Литое стекло должно, иметь ровные кромки с прямыми углами, причем рисунок на лицевой стороне должен быть расположен по всей поверхности стекла,- а обратная — без рисунка — сторона имеет негладкую кованую поверхность. Стекло не должно иметь кам- ней и темных пятен, причем оно пропускает рассеян- ный свет, хотя и дающий меньшую светоактивность, но позволяющий получить большую равномерность ос- вещения. Литым стеклом с сеткой называется листовое стекло с железной сеткой, залитой внутри листа параллельно его поверхности. Литое стекло имеет негладкую ко- ваную поверхность, причем оно должно быть бесцвет- но и должно пропускать рассеянный свет. Сетка дол- жна быть расположена на расстоянии не более 2 мм от поверхности и заполнять собой всю площадь стекла. Толщина литого стекла вырабатывается в 7 мм с до-- пускаемым отклонением в 1 мм. Литые стекла с сеткой, так называемые армирован- ные стекла, начинают заслуженно получать за послед- нее время у нас известное распространение, особенно при строительстве крупных промышленных предприя- тий. Такое положение вызвано действительными, весь- ма большими достоинствами армированных стекол, за- ключающимися в их значительной огнестойкости, а также прочности, причем благодаря наличию сетки даже в разбитых стеклах не теряется связь между от- дельными частями. Кроме того их прекрасные механи- ческие свойства позволяют применять литые стекла со значительными размерами, вследствие чего получается относительно меньшее количество горбыльков и та- ким образом большая светоотдача. Кроме обычного типа стекол применяются стекла специальной формы, наиболее известные из которых стекла Кепплера и призмы Люксфер. Первый вид сте- кол представляет собой опрокинутые коробки квадрат- ной формы с гладкой верхней поверхностью и волни- стой нижней, причем- наружные поверхности стенок вдавлены внутрь для образования пазов, куда уклады- вается арматура с последующей заливкой цементным раствором. Призмами Люксфер называется особый вид литых стекол со специальным строением боковых граней, по- зволяющих при соответствующем их расположении со- средоточить проходящий свет в необходимом напра- влении. Г. Выбор сорта и размера стекол и подбор окон- ных переплетов После выбора наиболее подходящего материала для изготовления переплетов перед проектировщиком вста- ет задача рационального разрешения вопроса о сортах и размерах стекол. Как было указано, основными сор- тами стекол являются простые стекла или так назы- ваемые дутые, бемские, литые без сетки и литые с сет- кой. Остекление дутыми стеклами ввиду их весьма низкого качества применяется во временных или про- стейшего типа сооружениях. В производственных зда- ниях остекление боковых окон обычно производится бемским стеклом разной толщины в зависимости от размеров стекол и назначения переплетов, так как эти стекла при относительной дешевизне обладают доста- точно хорошими качествами, с точки зрения их про- зрачности, а также крепости. Литые стекла с сеткой обязательны для остекления в пожарных зонах; кроме того литые стекла с сеткой или без сетки как более прочные целесообразно применять для остекления больших панелей боковых переплетов при их выполне- нии наклонными -или створными. Основные размеры бемских стекол при остеклении получаются путем деления по вертикали и горизонтали основных производственных стекол, причем наиболее употребительными размерами разрезанных стекол яв- ляются в настоящее время: 350 X 525 мм, 350 X 700 мм и 525 X 700 мм, причем особенно часто применя- ются первый и третий размеры. Как было указано выше, стоимость переплета является функцией погон- ного измерения обвязок и горбыльков, поэтому необ- ходимо всегда стремиться к увеличению размера сте- кол тем более, что и в световом отношении они явля- ются более эффективными. Действительно, согласно сделанной Мосдревом по заданию Текстильстроя каль- куляции 1 ряда вариантов квадратного переплета со сторонами по 2 м и разбитого- на различное число сте- кол— 4, 9, 16, 25 и 36 — стоимость 1 м2 последнего определилась от 2 р. 61 к. при наименьшем количестве стекол, т. е. при 4, и до 5 р. 60 к. при количестве их в 36 шт. Одновременно с этим стоимость вставки сте- кол колебалась от 52 коп. до 1 р. 56 к., а окраска переплетов — от 59 коп. до 1 р. 37 к. Эти -цифры ко- нечно не постоянны, а меняются в зависимости от стоимости материалов и рабочей силы, однако соотно- шение между ними остается более или менее неизмен- ным. Таким образом из приведенной калькуляции становится совершенно ясным, что с сокращением ко- личества горбыльков и обвязок значительно уменьша- ются первоначальные затраты на изготовление пере- плетов. Однако для выполнения этого требования не- обходимо увеличение размеров отдельных стекол, что 1 См. Стройкой РСФСР. Типовые проекты и конструк- ции жилищного строительства, рекомендуемые на 1930 г. Цветаев. 48
378 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ не всегда рентабельно, так как при больших стеклах ежегодная стоимость ремонта, падающая добавочным накладным расходом на себестоимость изделий, увели- чивается вместе с весьма значительным процентом боя. Не надо забывать, что процент боя прямо про- порционален линейному размеру и площади стекла, причем этот бой, если его считать пропорционально линейному размеру стекла, меняется в пределах ука- занных наиболее употребительных для промышленного строительства размеров от 1 до. 1,6%; если же про- цент боя исчислять пропорционально площади, то пре- делы колебаний возрастают от 1 до 2,4%. Конечно эти подсчеты только условные, так как практических данных, определившихся на основе длительных наблю- дений, у нас не имеется. Во всяком случае при произ- водстве работ по постройке завода можно добиться бережного отношения к остекленному переплету и свести бой стекла до минимума; что же касается пе- риода эксплоатации зданий, то ввиду того что пере- плеты в известной своей части обычно глухие, процент боя при нормальном обращении с ними также может быть относительно незначительным. Таким образом указанные выше соображения диктуют необходимость укрупнения размеров стекол для максимального уде- шевления стоимости переплетов. Поэтому наимень- ший размер стекла в 350 X 525 мм должен приме- няться лишь в производствах с неизбежным значитель- ным боем стекла, превышающим 5% в год. В осталь- ных производственных зданиях остекление переплетов рекомендуется производить стеклами размером 525 X X 700 мм и 350 X 700 мм, т. е. в полтора или два квадрата с более частым применением первого разме- ра. Правда, квадратная форма стекол дает максималь- ную площадь при минимуме периметра, что благопри- ятно отражается на стоимости самих переплетов, однако такая форма при повороте переплетов на 90° не дает новой системы размеров, что весьма затруд- няет экономичный подбор необходимого остекления световых поверхностей, особенно при расположении их в боковых стенах. Действительно, измерение перепле- та по вертикали зависит от высоты подоконника и конструкции перекрытия, причем высота подоконника обычно делается не менее 1—1,05 м от пола, так как при расположении станков около окон в случае мень- шей высоты до подоконника нижняя часть застеклен- ной поверхности не используется. Такой прием рас- положения внутреннего оборудования не всегда целе- сообразен, так как способствует образованию грязи в редко очищаемых промежутках между стеной и станками, однако подъем нижней части окна диктуется также и другим соображением, а именно — нижняя часть окна подвергается максимальному бою. Одно- временно с этим расстояние от пола до подоконника в рабочих помещениях не должно превышать 1,1 м, хотя в случае производственных требований это рас- стояние может быть соответственно увеличено. Таким образом в части высоты подоконника может быть до- пущена известная игра для подбора необходимой высо- ты переплета со стеклами стандартных размеров. Та- кая же игра, правда с меньшей амплитудой колебаний, при наличии одноэтажной застройки может быть осу- ществлена изменением высоты перемычки над оконным отверстием, причем эта перемычка для лучшего про- никания света внутрь помещений должна быть поднята возможно выше, так как через верхнюю часть окон проходит максимум света. Поэтому в силу возмож- ности менять высоты подоконников и перемычек мо- дулем изменения переплета по высоте всегда может служить подходящий стандартный размер стекла. В горизонтальном же направлении размеры переплета связаны значительно больше и предоставляется мень- ше возможностей для их варьирования вследствие за- данной по нормам световой поверхности, линейные размеры которой в ширину определяются подобранной ранее высотой; кроме того шаг конструктивного офор- мления зданий выявляется на основе производственных требований, а также экономической целесообразности. Таким образом пределы игры при подборе секций в горизонтальном направлении относительно весьма не- значительны и чаще всего ограничиваются изменением ширины простеночного заполнения и расстановкой от- дельных переплетов в случае устройства их из дерева на. некотором расстоянии друг от друга в месте при- мыкания к импосту, с прикрыванием полученной та- ким образом щели наружной губкой. Что касается заполнений, то ширина простенка должна быть крат- ной общепринятому измерению кирпичей или камней, что еще более затрудняет подбор необходимых разме- ров и количества стекол по горизонтальному измере- нию оконного отверстия. Однако все же при изве- стном навыке путем повторных комбинирований сое- динения стандартных секций друг с другом, а также игрой отдельных составных элементов всегда удается получить вполне экономичное решение, позволяющее не преувеличивать стоимость строительства. 2. УСТРОЙСТВО ОКОН А. Окна с деревянными переплетами Размеры деревянных переплетов зависят от того, где они изготовляются. При заготовке переплетов на месте производства строительных работ и отсутствии необхо- димости перевозки их размеры определяются конструк- тивной целесообразностью и наличием соответствую- щих сортов лесного материала. В это.м случае пере- плеты могут быть сделаны относительно весьма боль- шой высоты, так как при незначительном расстоянии от столярной мастерской до места установки перепле- тов их переноска может быть произведена без особых затруднений; необходима лишь достаточная осторож- ность во избежание их поломки. После установки на место и укрепления переплеты получают добавочную жесткость вследствие примыкания обвязок к кладке, ограждающей оконные проемы. Наоборот, при изго- товлении переплетов на строительных дворах или на Деревообделочных заводах их размеры должны быть значительно меньше для возможности свободной- и удобной доставки на место постройки. Таким обра- зом если переплеты, заготовляемые на самой по- стройке, могут быть выполнены с высотой секций в 4,5—5 м, то переплеты, доставляемые со строитель- ных дворов согласно определившимся практическим данным, не должны превышать по своим размерам 3,5 м, что диктует при наличии высоких световых проемов установку отдельных секций друг над другом. Высота в 3,5 м является достаточной для заполнения оконных отверстий в зданиях с нормальной высотой производ- ственных помещений, обычно не превышающей 5 м, так как при высоте от пола до подоконника в 1,1 ми вы- соте перемычки около 0,4 м остается свободный свето- вой проем как раз в 3,5 м. Что касается количества стекол в отдельных секциях, то оно колеблется от 1 до 4—5 шт. по горизонтали, а также от 1 до 4—5 стекол по вертикали. Толщина обвязок и горбыльков может приниматься различной в зависимости от размеров отдельных сек- ций. При значительном измерении переплеты обычно делаются из бО-миллиметровых досок, что после ост-
ОКНА 379 рожки дает толщину элементов в 54 мм; при неболь- ших размерах переплетов обвязки и горбыльки могут выполняться из 50-миллиметрового леса, при котором толщина после острожки получается в 44 мм. При соединении нескольких элементов друг с другом для заполнения одного большого оконного отверстия сече- ния обвязок необходимо брать одинаковыми. Что касается ширины обвязок, то при коробочном офор- млении светового отверстия, при котором размеры от- дельных секций обычно невелики, а также в случае бескоробочной установки небольших переплетов ширина обвязки может быть принята в 55 — 60—65 мм. Однако при значительном размере отдельных секций ширина обвязок, выполняемых из брусков, полученных от продольной распиловки досок, принимается не только в 65 м,и, но иногда и большей — в 75 и даже 85 мм. Для экономии древесины можно не строгать четвертую сторону бескоробочного переплета или ко- робки в месте их примыкания к кладке. С точки зре- ния сокращения рабсилы неострожка четвертой сто- роны дает снижение стоимости лишь при ручной заго- товке; при машинной же обработке получается эконо- мия только в несколько меньшем потреблении элек- троэнергии. С точки же зрения увеличения толщины ]_ вариант 11 вариант Фиг. 477. Вертикальный разрез створной части деревянного переплета. Фиг. 476. Схема деревянного переплета со створной средней фрамугой и глухими край- ними. бруска толщина острожки в 3 мм в случае, если ее не производить, дает некоторую добавочную прочность переплету, однако эту излишнюю толщину рацио- нальнее отдавать не переплету, а при помощи ее со- кращать количество древесины; таким образом при необходимости заготовки оконных переплетов в круп- ных размерах в результате себестоимость строитель- ства может значительно сни- зиться. Выражаемое против- никами этого мероприятия опасение в большем притяги- вании влаги вследствие волос- ности шероховатой неостро- ганной поверхности дерева является невполне оправдан- ным, так как после просушки кладки в дальнейшем при пра- вильном производстве .работ в последней не должно быть влаги. Для экономии древесины, главным же образом для мак- симального снижения потери проходящего внутрь помеще- ний света, ширина горбыль- ков должна приниматься ми- нимальной, однако не в ущерб прочности самого переплета. Эта ширина обычно соста- вляет 25 или 30 мм, причем для относительно больших размеров стекла рекоменду- ется ширину горбылька при- нимать в 30 мм при ширине фальца в 10 мм и глубине в 13—15 мм. Ширина фальца в 10 мм позволяет оставить за- зор между стеклом и фальцем в 2,5 мм и дать стеклу доста- точный упор в 7,5 мм;' глуби- на же в 13—15 мм при тол- щине полуторного бемского стекла в 2,5 мм и двойного — в 3 мм при толщине первого слоя замазки примерно в 2 мм оставляет снаружи стекла часть фальца глубиной в 8— Юмда, достаточную для проч- ного сцепления замазки с деревом. Форма самих переплетов должна быть принята про- стейшей для удешевления ра- 4S*
380 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ I вариант Д вариант. Фиг. 478. Горизонтальный разрез створной части деревянного переплета. боты, а также облегчения удаления пыли. Вязка углов переплетов производится двойным шипом, а форточек — одинарным с постановкой нагелей и при- менением клея. Для предохранения от проникнове- ния воды в междурамное пространство в наружном переплете над горизонтальными стыками, а также внизу деваются сливы в виде деревянных пристав- ных брусков с наклонной верхней поверхностью и с продоррженным снизу слезничком. Для экономии дре- весины и упрощения работы сливы могут быть замене- ны устройством слезничка в нижней обвязке створной части и выстрогиванием по наклону в этом месте верх- ней поверхности основной обвязки (фиг. 477). При- меняемые иногда сливы из отогнутой полосы кровель- ного железа, прикрепленной шурупами к нижней об- вязке, не могут быть рекомендованы вследствие весьма быстрого их сминания, а также необходимости употре- бления дефицитного железа. При коробочном офор- млении переплета сливы могут быть перенесены на гори- зонтальный импост с устройством в нижней обвязке створной части лишь слезничка (фиг. 481). Как было указано выше, переплеты делаются без коробок и с коробками. Первый род переплетов, более дешевый, чем второй, реко- мендуется для применения в. зданиях, где по производ- ственным и гигиеническим соображениям фрамуги откры- ваются не по всей длине- окна, а лишь в отдельных местах. В этом случае глухие- переплеты делаются из основ- ных элементов без коробок и с основными размерами: стекол, а створные — как бы имеют свои коробки, равные- по размерам глухим фраму- гам; таким образом сами створки получаются несколько- меньшего размера с меньшим же размером стекол. При- мерная cxeiMa такого переп- лета, у которого средняя верхняя фрамуга сделана1 створной, а крайние фра- муги, так же как и три нижние секции,—глухими, изо- бражена на фиг. 476. Для облегчения работы проекти- ровщиков на фиг. 477 дается вертикальный разрез створ- ной части, а на фиг. 478 — горизонтальный разрез той же части. Как видно из этих фигур, наружные переплеты изображены в двух вариан- тах — стеклами внутрь и стеклами наружу, а внутрен- ние — в одном варианте, со стеклами внутрь помещений. Это сделано из следующих соображений: при расположе- нии окон в нижнем этаже вполне уместным является обращение стекол в летнем переплете наружу, так как это позволит производить весьма удобно и просто за- мену стекол с земли при по- мощи -приставной лестницы; наоборот, в оконных пе- реплетах верхних этажей наружная вставка стекол сильно затруднена, что заставляет в этом случае реко- мендовать обращение стекол летнего переплета внутрь помещений. Сливы в данной фигуре заменены, про- дороженным слезничком в нижней обвязке створной части, но конечно могут быть по желанию выпол- нены в виде приставных брусков или отогнутой по- лосы кровельного железа. Иногда в целях вентиля- ции, особенно в производствах с выделением зна- чительного количества .вредных газов и одновременно с этим большого количества избыточного тепла, устраивается вся верхняя, а иногда и нижняя часть переплетов створной. В этом случае вполне целе- сообразным является коробочное оформление, при- чем последнее может осуществляться в двух ва- риантах: с самостоятельными коробками для наруж- ного и внутреннего переплетов и с одной общей для обоих переплетов коробкой. На фиг. 479 показано окно из проекта стандарта окон для промстроитель- ства Иннорса со. всеми створными фрамугами и с нали- чием двух отдельных для каждого переплета коробок, причем наверху изображена схема такого окна, а
ОКНА 381 горизонтальных частях она сделана более широкой для возможности обработки наружной части в виде слива, с нижней стороны которого продорожен слезничок. Такой же слезничок выбран у нижних поверхностей обвязочных брусков переплетов, что весьма остроумно гарантирует от проникания атмосферных осадков в междурамное пространство. Тип таких переплетов показан в схеме на фиг. 480, а в вертикальном и гори- Фиг. 479. Окно со всеми створными фрамугами и са- мостоятельными для каждого переплета коробками. Фиг. 480. Схема деревянного переплета американского типа с одной общей для обоих переплетов коробкой. Фиг. 481. Вертикальный и горизонтальный разрезы дере- вянных оконных переплетов и коробок американского типа. ниже — вертикальный и горизонтальный разрезы. При весьма частом открывании и закрывании створных ча- стей, а также при значительных размерах переплетов может быть рекомендовано устройство переплетов по американскому типу с одной общей коробкой, сделан- ной из стандартной доски, к которой в необходимых местах для образования четвертей пришиты 15- или 25-миллиметровые доски. Одновременно с этим в своих зонтальном разрезах в разных вариантах — на фиг. 481. Как видно из последней фигуры, для образо- вания четвертей притвора в нижней створной части (детали 6, 7, 10 и 11), вращающейся вокруг средней горизонтальной оси, пришиты бруски попеременно — то к коробке, то к обвязке самой створной части, что позволяет не нарушать стандартности отдельных эле- ментов, избегнуть применения толстой и следовательно
382 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 482. Вертикальный и горизонтальный раз- резы деревянных оконных переплетов и коро- бок американского типа. дефицитной древесины и одновременно с этим получить вполне надежный притвор. Приборы для вращения переплетов вокруг горизон- тальной оси весьма удобны для пользования. В связи с их отсутствием в настоящее время приходится при- менять фрамужные приборы обычного типа, изображен- ные на фиг. 489 и 493. Поэтому типовым решением теперь являются переплеты, показанные на фиг. 482. Их основное отличие заключается в отсутствии при- шивных брусков для образования четвертей, так как при подвеске переплетов -—• наружного сверху, а вну- треннего снизу — надобность в брусках отпадает. Справа на этой фигуре показана деталь примыкания двух коробок, поставленных одна на другую, а внизу — горизонтальный разрез окна. Из последнего разреза видно, что для большего удобства перевозки и произ- водства-работ коробки изготовляются отдельными сек- циями, приставляемыми друг к другу при заполнении оконных проемов; это позволяет также уменьшить в каждой секции сечения вертикальных обвязок. Аксоно- метрия таких коробок и переплетов, разработанных Металлостройпроектом, показана на фиг. 483. Установка и укрепление переплетов производятся в зависимости от их размеров, количества отдельных секций и типа оформления — с коробками или без коро- бок. Для предохранения бескоробочных переплетов от провисания под влиянием собственного веса, а также от выпучивания под давлением ветровой нагрузки каждый элемент должен иметь опору по крайней мере по трем сторонам, причем если по высоте переплет состоит из одной секции, то вертикальные импосты необходимы через две секции; если же переплет состоит из двух рядов секций, то вертикальные импосты должй’Й быть поставлены через каждую секцию без устройства в этом случае горизонтальных импостов или же могут быть введены только одни горизонтальные импосты. Летние и зимние переплеты обычно имеют одинаковые размеры и устанавливаются с разных сторон: пер- вые — снаружи здания, а вторые — изнутри помеще- ний. При переплетах, имеющих незначительное количе- ство створных частей, вполне целесообразным является расстановка наружного и внутреннего переплетов на расстоянии 0,4 м друг от друга для свободной протирки стекол, а также их смены в случае поломки. Для про- никания внутрь междуратного пространства в нижнем переплете должна быть оставлена форточка. Однако при заполнении каркаса шлакобетонными камнями, эффективным кирпичом или термоблоками, а также при выполнении кирпичной кладки на теплом растворе получить междупереплетное пространство в 0,4 м не представляется возможным без устройства выступаю- щей витринки с выносом подоконника внутрь помеще- ния, что не всегда целесообразно. Поэтому как выход из данного положения может быть предложено устрой- ство зимнего переплета створным; однако такое реше- ние невполне экономично, вследствие чего для умень- Фиг. 483. Аксонометрия деревянных оконных переплетов и коробок американского типа.
ОКНА 383 /Слезник Фиг. 484. Детали креплений бескоробочных деревянных и железобетонных переплетов: 1 — схема расположения ершей в проеме, 2 — деталь бокового крепления, 3 — детали верхнего и нижнего креплений. шения первоначальных затрат по изготовлению пере- плетов в некоторых случаях можно остановиться на спо- собе протирки стекол путем вынимания из внутреннего переплета отдельных стекол, поставленных с этой целью на нетвердеющей замазке или укрепленных при помощи штапиков. Что касается крепления переплетов и коробок в кладке и в бетоне, то последнее производится при по- мощи ершей, забиваемых в деревянные пробки, зало- женные предварительно в кладку или в бетон. Шаг раз- бивки'ершей обычно принимается около 1 м с попере- менной постановкой их то изнутри, то снаружи пере- плета, как это изображено на фиг. 484 детали 1; де- тали бокового., верхнего и нижнего креплений пере- плетов указаны на деталях 2 и 3, так же как и деталь устройства подоконника. При наличии общей коробки для зимнего и летнего переплетов крепление может быть выполнено согласно фиг. 485, где на детали 1 показано крепление к железо- бетонной перемычке при наличии подкрановой балки, полка которой соединена с перемычкой, на детали 2— крепление к железо-кирпичной перемычке при отсут- ствии железобетонной подкрановой балки и на детали 3 -г- горизонтальный разрез окна с боковым крепле- нием; все эти детали относятся к стене в полтора кирпича на теплом растворе толщиной 38 с/и. На деталях 4, 5 и 6 показаны варианты тех же .решений при стене из пустотелых теплобетонных камней типа «крестьянин» толщиной 31 см. Импосты в зависимости от материала здания и на- значенного срока амортизации могут быть устроены из дерева, металла или железобетона. Ввиду восприятия ими ветровой на- грузки их сечение должно быть прове- рено расчетом. Деревянные импосты устраиваются обычно только в местах соединения двух наружных переплетов, при- чем последние связываются с са- мими импостами при помощи бол- тов, пропущенных сквозь наружную деревянную накладку; с внутренней стороны к этим болтам укреплены скобы из полосового железа сече- нием 6 X 30 мм, служащие для скреп- ления зимних переплетов с импо- стами, а также позволяющие поль- зоваться ими как лесенками для укладки досок при протирке стекол. Укрепление импостов производится при помощи ершей, забиваемых в де- ревянные пробки, заложенные в же- лезобетонные перемычки и в подо- конные доски; соединение импостов с ершами делается при помощи шу- рупов, заворачиваемых в проушину у ершей. Отдельные типы импостов, запроектированные в трех видах для возможности игры при подборе стан- дартных секций, изображены на фиг. 486, а горизонтальный разрез по окну с деревянным импостом пред- ставлен на фиг. 487. Металлические импосты, являющи- еся наиболее компактной конструк- цией, делаются обычно из двух.угол- ков № 4,5 или 5; ввиду того что они почти не отнимают места, количество лазов для проникания в междупере- плетное пространство при их устрой- стве может быть сокращено до минимума. Соединение внутренних переплетов с импостами в этом случае производится при помощи таких же скоб из поло- сового железа, как у деревянных импостов; они располагаются через 0,75 м по высоте. Крепление металлических импостов в верхней части выпол- няется болтиками, соединяющими уголки с отрез- ками полосового железа, предварительно забетонен- ными в перемычечные балки; в нижней своей части импосты укрепляются заливкой раствора в оста- вленные гнезда у подоконных досок. Применение металлических импостов весьма целесообразно, однако в связи с дефицитностью железа временно их устрой- ство не допускается. Два вида уголковых импостов показаны на фиг. 486, а горизонтальный разрез окна с металлическими импостами изображен на фиг. 487. Последний тип импостов — железобетонный им- пост, — изображенный на фиг. 486, укрепляется к пе- ремычке при помощи шипа, входящего в гнездо, полу- чаемое после выемки заложенной при бетонировании пробки ступенчатой формы (фиг. 488); после установ- ки импоста, заготовляемого обычно заранее на строи- тельном дворе, гнездо в перемычке заливается раство- ром, так же как и гнездо у подоконника, причем для лучшего укрепления импоста в нижней части из послед- него выпускается арматура. Наружные переплеты сое- диняются с импостами при помощи болтов, заложен- ных в процессе бетонирования, а внутренние — при помощи скоб из полосового железа. Горизонтальный разрез окна с железобетонным импостом изображен на фиг. 487.
384 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 485. Детали крепления коробок в окнах американского типа. Крепления к стене в Р/з кирпича на теплом растворе толщиной 38 см: 1 — крепление к железобетонной перемычке при наличии подкрановой балки, полка кото- рой соединена с перемычкой, 2 — крепление к железо-кирпичной перемычке при отсутствии железобетонной подкрановой балки, 3 — бо- ковое крепление. Крепления к стене в Р/г камня типа «крестьянин» толщиной 31 см: 4 — крепление к железобетонной перемычке, сое- диненной с полкой подкрановой балки, 5 — крепление к железобетонной перемычке, 6 — боковое крепление. Что касается приборов для открывания створных частей у переплетов, то при вращении последних во- круг вертикальной оси никаких особых приборов не делается, и переплеты открываются и закрываются усилиями человека. Переплеты такого типа весьма редко применяются в фабрично-заводских зданиях. Более распространенными являются фрамуги с откры- ванием летней створки наружу, а зимней — внутрь. Такое расположение створок предохраняет при дожде от попадания воды между переплетами и одновременно с этим направляет ток свежего воздуха в верхнюю зону помещения во избежание дутья на работающий персонал. Для этой цели створки приходится навеши- вать одну сверху, а другую снизу; таким образом наружное полотнище вращается кругом верхней оси, а внутреннее — вокруг нижней. Открывание произво- дится при помощи механизма по типу прибора, изо- браженного на фиг. 493 и представляющего собой коро- мысло, верхний конец которого соединен при помощи шатуна с верхом зимней створки, а нижний конец посредством другого шатуна соединен с низом летней створки. При открывании внутрь зимнего переплета последний тянет за собой шатуном верхний конец ко- ромысла, а тот нижним своим концом посредством дру- гого шатуна выталкивает наружу летнее полотнище. Более совершенным механизмом для открывания фрамуг является прибор, предложенный инж. А. Н. Крайловичем (Металлостройпроект) и изображенный на фиг. 489. Устройство его следующее: по середине высоты створной части укрепляется стержень диамет- ром 10 мм, являющийся осью вращения прибора, при- чем в случае одной общей коробки для обоих перепле- тов, как это указано на фиг. 489, этот шпенек укреп- ляется на планке, привернутой при помощи шурупов к самой коробке (деталь 5). При наличии двух само- стоятельных коробок укрепление стержня произво- дится к скобе из полосового железа, загнутые части которой привертываются к внутренним поверхностям обеих коробок. На этот стержень надета газовая тру- ба диаметром 19 мм (деталь 1), причем у отверстий как под нее, так и сверх нее подложены шайбы тол- щиной 2 мм и диаметром 20 мм (деталь 6); соскаки- вание трубки со шпенька, являющегося осью враще- ния, предохранено при помощи шпилек. Эта газовая труба, длина которой определяется высотой створной части, является обоймой, внутри которой ходят ша- туны из круглого железа диаметром 17 мм (деталь 2), причем при открывании фрамуги шатуны выходят из трубок, а при закрывании створных частей они входят опять обратно. Для прикрепления к переплетам они снабжены на концах проушинами, сквозь которые про- деты 6-миллиметровые шпеньки (деталь 4), являющие- ся осями вращения шатунов в верхней части. В свою очередь эти шпеньки продеты сквозь поддерживающие их загнутые крючкообразно планки, прикрепленные своим основанием к внутренним поверхностям обвязок створных частей (деталь 3). Б. Окна с железобетонными переплетами Применение железобетонных переплетов во многих случаях весьма рационально в фабрично-заводском строительстве благодаря их огнестойкости и деше- визне; их надо сделать обязательными для заполнения световых отверстий в огнестойких зонах, а также в зданиях, где по- характеру производства намечается наличие значительного количества влаги. Размеры переплетов зависят, так же как у деревян- ных переплетов, от того, где они изготовляются. При их заготовке на месте производства работ, что не всегда, бывает рациональным вследствие часто приме- няемых в этом случае кустарных приемов, размеры переплетов могут доходить до 4 м. При изготовлении переплетов на строительном дворе линейные размеры последних определяются удобством и возмржностью доставки на место постройки, что заставляет остано- виться на их высоте максимум в 3—3,5 м при попереч- ном размере около 2—2,5 м. При большей высоте световых отверстий заполнение их производится не- сколькими рядами поставленных друг на друга секций, соответствующим образом укрепленных при помощи планок из полосового железа. Такое разделение пере- плетов на отдельные секции относительно небольшого размера дает возможность стандартизировать их изго- товление и позволяет получить менее грубые и громозд- кие изделия. Количество стекол при обычных приня- тых в промышленном строительстве размерах послед- них достигает 4—5 шт. в каждом направлении секции. Толщина брусков обвязки и горбыльков, так же как йх ширина, является функцией не статических рас- четов, а возможности свободных манипуляций при из- готовлении переплетов, их перевозке и установке. Дей- ствительно, сечения отдельных элементов при их под- боре на основе расчетных данных получаются весьма громоздкими, требующими излишнего количества мате- риалов для их изготовления и затрудняющими прохож-
ОКНА 385 1803 дение света внутрь по- мещения. Наоборот, опре? деление толщины и ширины обвязок и горбыльков на основе учета влияния всех операций, которым подвер- гается переплет при своем изготовлении, доставке и установке с одновременным подбором сечений путем пробных испытаний, позво- ляет установить минималь- ные размеры, являющиеся достаточными для получе- ния вполне прочных пере- плетов с полным использо- ванием затраченных мате- риалов. Основными требо- ваниями, предъявляемыми к переплету, являются отсут- ствие выкрашивания бетона и жесткость угловых сое- динений; выполнение этих заданий осуществляется со- ответствующим подбором состава бетона, тщатель- ным выполнением самой работы и правильным арми- рованием отдельных эле- ментов. Согласно опыт- Фиг. 486. Типы деревянных, металлических и железобетонных импостов. ным данным, проверенным массовым изготовлением переплетов в течение шести последних лет государ- ственным трестом «Строитель» под руководством инж. tn Фиг. 487. Горизонтальные разрезы окон с деревянными, металлическими и желе- зобетонными импостами. Цветаев. В. В. Исидорова, сечение обвязок определилось в ши- рину 50 мм, не считая фальца, а в толщину 45 мм; толщина горбыльков как отвечающая толщине обвя- зочных брусков также получилась в 45 мм при ширине в 35 мм, раскладывающейся по 10 мм на ширину фаль- цев и 15 мм на среднюю часть горбылька. Глубина фальцев может быть принята в 15 мм. В будущем по мере усовершенствования отдельных операций по изго- товлению переплетов, особенно в связи с введением запарки, вполне возможно дальнейшее сокращение их размеров. Форма железобетонных переплетов для облегчения их изготовления, а также удобства очистки от пыли должна приниматься самой простой, без отборок. 49
386 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 489. Прибор для открывания створной фрамуги. разрез переплета по створной части, устроенной из дерева, а на фиг. 492— горизонтальный разрез той же части. Как было указано выше, кроме де- рева для изготовления створок может применяться также металл; однако ввиду дефицитности в настоящее время железа устройство таких переплетов должно быть ограничено случаями бес- спорных производственных требований, например в помещениях со значитель- ным выделением влаги. На фиг. 493 показан вертикальный разрез такой створной фрамуги.' Основная рамка выполнена из углового железа 30 X X 30 X 5 мм, причем ее линейные раз- меры по высоте и ширине должны быть сделаны на 3 мм меньше размеров от- верстия в самом железобетонном пере- плете. Ввиду ослабления рамки в угло- вых соединениях вследствие выреза од- ной из полок для возможности выгиба- ния железа место стыка должно быть прикрыто полосовым железом 3 X 40 мм, вырезанным в форме уголь- ника, с напуском для притвора щели между фальцем переплета и рамкой. Кроме того для той же цели наклады- ваются планки по всем четырем сторо- Фиг. 490. Схема железобетонного переплета со створной фрамугой в верхней части и форточкой в нижней. Вполне рационально прямое скашивание без изло- мов внутренних поверхностей обвязочных брусков и горбыльков, как это указано на фиг. 491, так как при таком сечении отдельных элементов упрощается за- готовка опалубки. Створные части у переплетов вследствие сложности открывания железобетонных полотнищ делаются из дерева или металла; их типы бывают двоякими — в виде форточек или откидных фрамуг. Примерная схема переплета, у которого в верхней части сделана створ- ная фрамуга, а в нижней — форточка, изображена на фиг. 490. Навеска створной части производится путем укрепления при помощи болтов половины карточной петли к обвязочному бруску. Для облегчения работы проектировщиков на фиг. 491 помещен вертикальный нам рамки, причем на стороне, примыкающей к оси врещения створки, напуск планки производится внутрь в направлении стекла, так как наружный напуск не позволил бы открывать ствбр'ную часть. Детали уст- ройства наклладной планки, а также соединение уголь- ников в углах рамки изображены на фиг. 494. Установка и укрепление железобетонных переплетов,, так же как и деревянных, выполняются в зависимости от размеров и количества секций, приходящихся на один оконный проем. Само заполнение световых отверстий производится секциями, суммарная высота которых должна равняться высоте проема; что, ка- сается ширины, то требуемые размеры в горизонталь- ном направлении получаются комбинацией из несколь- ких секций. При необходимости соединять по высоте
£081 — g Фиг. 492. Горизонтальный разрез железобетонного переплета со створной дере винной частью. Фиг. 491. Вертикальный разрез железобетонного переплета со створной частью из дерева.
388 УН, ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 493. Вертикальный разрез железобетонного пе- реплета со створной металлической частью. Фиг. 494. Детали устройства на- кладной планки и соединения угольников в углах рамки в ме- таллической створке железобе- тонного переплета. более одной секции и при общей высоте оконного отверстия больше 5—5,5 м вполне целесообразным является введение между секциями горизонтального железобетонного импоста. Взаимное соединение стоя- щих рядом секций производится при помощи 8-милли- тетровых болтов и общих шайб из полосового железа 5 X 35 мм согласно фиг. 491 и 492. Вертикальные обвязки в притворе двух секций до последнего времени делались с губками; однако, как показали опытные данные, такое устройство затрудняло производство ра- бот и одновременно с этим не давало особых преиму- ществ. Поэтому более целесообразно соединение вертикальных обвязочных брусков вприплотку без четвертей с последующим промазыванием швов стыка с обеих сторон цементным раствором. Наружные и внутренние переплеты соединяются друг с другом при помощи скоб из полосового железа, поставленных на ребро через 0,7 м — при оконных проемах, запол- няемых по высоте двумя и более секциями, и через 1,0 м — при отверстиях, заполнение которых может быть выполнено одной секцией. При соединении по высоте нескольких секций необходимо такие же скобы ставить вдоль горизонтального стыка секций. Крепление переплетов к кладке и бетону произво- дится ершами, забиваемыми в деревянные пробки, заде- ланные заблаговременно в кладку или бетон (фиг. 484). Для удобства работы по установке переплетов на- веска створных частей должна быть произведена за- благовременно при нахождении переплетов еще на земле; кроме того согласно общепринятому порядку сначала производится установка летних переплетов, а затем уже зимних с одновременной постановкой сое- динительных скоб. Оштукатурка притолок оконных отверстий выполняется после окончательной установки всех секций переплетов. Остекление переплетов производится на обыкновен- ной стекольной замазке, так как последняя схваты- вается с бетоном даже лучше, чем с деревом. Однако для более надежного укрепления стекол и для возмож- ности принятия ими ветровой нагрузки во время бето- нирования переплетов заделываются клямеры из поло- сок оцинкованного железа шириной 10 мм; после установки стекол производится загиб этих клямер с последующей накладкой замазки. Количество клямер обычно принимается по 4 шт. на каждое стекло. Армирование переплетов в первые годы их изготов- ления производилось 6-миллиметровой проволокой в количестве четырех прутков — для обвязочных бру- сков и двух прутков — для горбыльков с постановкой хомутов из 2-миллиметровой проволоки через 15 см. В дальнейшем переплеты весьма часто стали изгото- вляться из отбросов листового железа, полученного в виде отходов от штамповочного производства, что по- зволило значительно снизить их стоимость. Однако применение отходов не всегда возможно и кроме того Фиг. 495. Изготовление железобетонных переплетов. Фиг. 496. Затирка железобетонных переплетов.
ОКНА 389 в некоторых случаях делает переплеты непрочными, поэтому основная установка должна быть взята на рациональное разрешение вопроса армирования путем применения возможно более тонкой проволоки в мини- мальном количестве. Опытные данные на основе шести- летнего строительства показали, что для армирования обвязок вполне достаточна укладка лишь трех прут- ков, взамен прежних четырех, с уменьшением диа- метра проволоки до 4 и и с более редкой расстанов- кой 2-миллиметровых хомутов — примерно на рас- стоянии около 40 см друг от друга. Одновременно с этим для получения достаточной жесткости угловых сопряжений арматура в месте пересечения двух обвя- зочных брусков должна иметь отгибы длиной около 15—20 см, а в месте стыка обвязки с горбыльком — от 10 до 15 см. Для большей наглядности на фиг. 495 показан вид на изготовление переплетов на строительном дворе го- сударственного треста «Строитель», а на фиг. 496 — одна из операций, а именно затирка наружной поверх- ности. Приборы для открывания створных частей у железо- бетонных переплетов делаются по типу прибора, изо- браженного на фиг. 493; описание его устройства дано выше — в деревянных переплетах. В. Окна с металлическими переплетами Металлические переплеты в связи с дефицитом же- леза применяются в настоящее время весьма редко, благодаря чему можно ограничиться описанием двух типов конструкций — одной из материалов, обычно находящихся под рукой, т. е. из таврового, полосового и углового железа, и второй — из железа специальных профилей. Металлические переплеты относительно простой конструкции, изображенные на фиг. 497, при одинако- вой величине летних и зимних переплетов имеют раз- меры 2,16 X 2,40 м; их обвязка сделана из углового железа 50 X 50 X 6 мм с соединением в углах путем сварки. Крайние вертикальные горбыльки, а также второй сверху и третий снизу, принятые из таврового железа 40 X 40 X 5 мм, образуют большой просвет, в котором помещается створная часть переплета. Пол- ки тавриков лежат в плоскости переплета, а стенки перпендикулярны к ней. Остальные горизонтальные и вертикальные горбыльки сделаны из полосового железа 50 X 6 мм, расположенного ребром по отношению к плоскости оконного проема. Горбыльки при пересе- чении между собой соединены на ус. Для образования четвертей по периметру каждого просвета на расстоя- нии 6 мм от -края полосового железа и полок углового железа обвязки наклепано квадратное железо 10 X X Ю мм; приклепка произведена при помощи потай- ных заклепок диаметром 5 мм. Стекла после вставки удерживаются шпильками из круглого 6-миллиметро- вого железа длиной 13 мм, ввинченными в горбыльки. Наружная обвязка створной части, а также ее гор- быльки сделаны из полосового железа 50 X 6 мм с со- единением при пересечении в замок. Четверти обра- зованы наклепыванием по периметру квадратного же- леза 10 X Ю мм, а притвор добавочным наклепыва- нием квадратного железа по наружному периметру створки (деталь 3). Створка наружного переплета шарнирно укреплена своей верхней стороной и открывается наружу. Шар- нир внутренней створки расположен в нижней ее ча- сти, причем сама створка открывается внутрь. Шар- нирное соединение устроено следующим образом: про- тив середины каждого просвета створки к наружной стороне полосового железа обвязки укреплено ушко а из квадратного железа 20 X 20 мм, обделанное кругом по красному (деталь 6, фиг. 497). Соответственно этому с нижней стороны стенки таврового железа, об- рамляющего просвет для створки, против каждого ушка а приклепано по паре ушек б из углового железа 25 X 25 X 4 мм, причем приклепка со стороны при- твора произведена впотай. Отверстия этих уголков направлены врозь, а расстояние между их полками принято в 22 мм. В полученный таким образом проме- Фиг. 497. Металлические переплеты из обычного железа и детали.
390 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 498. Металлические переплеты американского типа. типами переплетов, конструк- ции которых весьма удачно проработаны на основе зна- чительной практики. Американские металличе- ские оконные переплеты из- готовляются на заводах метал- лических конструкций из не- большого сортамента воща- ботанных для этой цели спе- циальных профилей. Размеры их назначаются согласно при- нятым стандартным разме- рам стекол (преимущественно 35 X 50 см), скомбинирован- ным от 2 до 5 в горизонталь- ном ряду и от 2 до 7 — в вер- тикальном. При больших раз- мерах оконных проемов по- следние делятся на секции со- ответственно указанным раз- мерам переплетов, причем вер- тикальное членение произво- дится импостами из таврового железа (деталь 1, фиг. 498), а горизонтальное—импостами, составленными из отрезков швеллерного и углового железа (деталь 2). Обвязка переплета делается из неравнобокого углового железа, широкая полка кото- рого направлена нормально плоскости переплета, а узкая образует отогнутую в сторону закраину для укрепления пере- плета при установке (деталь 3). Широкая полка углового же- леза имеет прилив в виде ребра, образующий четверть для стекол. Горбыльки, раз- деляющие переплет на отдель- жуток входит ушко створки с зазором в 1 и с каж- дой стороны, а в отверстия ушек вставлен стержень из круглого 8-миллиметрового железа, в дальнейшем рас- клепанный по концам. Наружный и внутренний переплеты устанавлива- ются таким образом, что угловое железо обвязок об- ращено отверстиями углов друг к другу, причем сквозь его . вертикальные полки проходят стяжные болты из круглого 25-миллиметрового железа, расположенные как по углам обвязки, так и по середине ее верхней и нижней частей. Два отрезка углового железа 35 X 35 X 5 мм, укре- пленные к крайним вертикальным горбылькам — одним концом к наружному, а другим — к внутреннему пере- плету, — служат для распора между ними, а также для прикрепления прибора, открывающего створки. Кон- струкция последнего является идентичной устройству прибора для открывания фрамуг в деревянных перепле- тах. Описанные выше переплеты надо рассматривать как известный выход из настоящего положения при отсут- ствии специальных профилей железа. В связи с развитием металлургического производ- ства и предстоящим в дальнейшем выпуском метал- лической продукции надлежащего качества и сорта не- лишним является ознакомиться с американскими ные просветы, делаются из специального профиля (деталь 4). Этот переплет, как видно из вертикального разреза на детали 5, сделан с двумя открывающимися частя- ми — верхней из двух рядов стекол по высоте и ниж- ней из одного ряда. Обвязка открывающихся частей с верхней и нижней сторон имеет тот же профиль (де- таль 3), как и обвязка всего переплета; с боковых же сторон она ограничена профилем горбылька (деталь 4). Такими же горбыльками обрамлен просвет для откры- вающейся части. Притвор устроен следующим образом: к горбыльку, ограничивающему с верхней стороны просвет для от- крывающейся части, приваривается по всей длине от- резок железа специального профиля (деталь 6), боко- вые края которого загнуты вниз, образуя закраины. При закрывании створной части широкая полка ее об- вязки примыкает ребром к наружной, а узкая полка — к внутренней закраине притвора. К горбыльку, огра- ничивающему снизу просвет для открывающейся части, приваривается отрезок углового железа, обращенный свободной полкой кверху, а отверстием наружу (де- таль 7); к этой полке примыкает при закрывании реб- ро широкой полки обвязки створной части, тогда как ее узкая полка касается наружного края горбылька. К горбылькам, ограничивающим просвет с боковых сторон, приварено железо специального профиля (де-
ФОНАРИ 391 таль 8), имеющее П-образную форму с неравными пол- ками, причем широкая расположена с внутренней сто- роны переплета, а узкая — с наружной. Горбыльки боковой обвязки створной части при закрывании при- мыкают к широкой полке этого железа своим ребром, а к узкой полке — приливом, образующим четверть. Таким образом по всему периметру открывающейся части образуются две линии соприкасания створки с переплетом. Этот принцип двойного затвора вообще положен в основу всех металлических переплетов, устраиваемых американцами. Верхняя створка открывается наружу, вращаясь при помощи коромысла, а нижняя открывается внутрь с поворотом около нижней своей стороны; к последней поэтому приварено с нижней стороны обвязки угловое железо небольшого профиля (деталь 9), свободная полка которого, обращенная вниз, примыкает при за- крывании к угловому железу притвора. К вертикальным импостам из таврового железа (де- таль 1), разделяющим оконный проем в горизонталь- ном направлении на отдельные секции, переплеты при- винчиваются болтами, проходящими сквозь свободную полку обвязки переплета и полку таврового железа им- поста. Этими же болтиками прихвачены отогнутые концы П-образных хомутиков из полосового железа, служащих для прикрепления железного чехла, прикры- вающего зазор между двумя соседними соединяемыми секциями. Горизонтальные импосты (деталь 2) состоят из от- резков 4" (№ 10) швеллеров, обращенных отверстием вверх, к стенкам которых снизу приклепаны отрезки углового железа 21//' X 21l2" X 3/ie", обращенные от- верстием угла вниз. К нижней обвязке верхней секции и к верхней обвязке нижней приварено по отрезку углового железа с отверстием угла, направленным в сторону импоста; к свободным полкам этих уголков прижимаются края железного чехла, закрывающего импост. ГЛАВА ТРЕТЬЯ ФОНАРИ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ За последние годы основная установка при построй- ке крупных фабрично-заводских предприятий взята на проектирование одноэтажных зданий весьма значи- тельных площадей, доходящих до десятка га. Такие сооружения, заключающие в себе ряд самостоятельных и разнообразных по своему характеру производств, требующих неодинаковых по своим размерам про- летов и высот, естественно, получаются в виде комби- нации зданий под одной крышей с сильно изломанным верхним профилем и переменным шагом колонн. По- этому если в прежнее время при незначительной ши- рине помещений и небольших сравнительно размерах зданий можно было относиться менее критически к устройству фонарей, то при современных плановых оформлениях промышленных предприятий целесооб- разное разрешение вопроса о выборе типа и располо- жения фонарей играет решающую роль для правиль- ной эксплоатации заводов. Действительно, при оши- бочном назначении световых отверстий и их нерацио- нальном выполнении такое здание будет неудовлетво- рительно освещаться и недостаточно проветриваться, что значительно снизит эффективность расположен- ного в нем производства. А. Основные требования, предъявляемые к фо- нарям Основные требования, предъявляемые к фонарям, сводятся к следующим. А. Световые фонари должны преимущественно рас- полагаться таким образом, чтобы их направление сов- падало с ходом производственных потоков, что позво- лит в этом случае обеспечить максимальную равномер- ность освещения рабочих поверхностей в направлении движения внутренних процессов. Продольные фонари также облегчают получение рациональных решений ос- новных несущих конструкций зданий с их наибольшей типизацией. Б. Конструирование отдельных элементов должно производиться таким образом, чтобы была гарантиро- вана наименьшая светопотеря; с этой целью следует избегать затемнения подфонарного пространства от- дельными элементами в виде раскосов и т. п. В. Расположение фонарей и направление световых поверхностей должно быть выполнено с расчетом наи- меньшего проникновения солнечных лучей внутрь по- мещений (ориентация по странам света) и из условия усиления действия естественной вентиляции (ориента- ция в отношении господствующих ветров). Ориента- ция по странам света зависит от типа фонаря; ориен- тация в отношении господствующих ветров должна по возможности производиться с совмещением продоль- ной оси фонаря с направлением зимних ветров, что позволит уменьшить снежные заносы, и с ее располо- жением по возможности перпендикулярно (в крайнем случае не менее 30°) к направлению летних ветров, что будет способствовать усилению действия естествен- ной вентиляции. Г. Конструкция фонарей должна предусмотреть от- сутствие капели, особенно в тех производствах, где это может вызвать брак изделий. Д. Фонари должны быть выполнены таким образом, чтобы было возможно с затратой наименьших средств производить вентилирование путем открывания отдель- ных створных частей или целых переплетов. Е. Конструкция фонарей должна предусмотреть про- стоту и дешевизну периодической очистки стекол от покрывающей их копоти и грязи. Ж. Стоимость устройства фонарей должна быть ми- нимальной с одновременно наименьшими затратами на их эксплоатацию. 3. При выборе отдельных типов фонарей необходимо учесть их будущую работу в случае расширения завода путем дополнительных пристроек. И. Направление световых плоскостей у фонарей дол- жно по возможности иметь наклон к горизонту не ме- нее 45° во избежание затемнения последних удержи- вающимся на остекленной поверхности снегом. Б. Классификация фонарей Классификация фонарей может быть произведена на основе целого ряда присущих им свойств: по степени сопротивления действию огня, по типу, по системе, по
392 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗНАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ их расположению, по назначению, по роду материалов, по направлению световых поверхностей, по количеству световых плоскостей. А. По степени сопротивления действию огня фонари разделяются на огнестойкие, несгораемые и сгораемые. Огнестойкими считаются железобетонные фонари, остекленные армированным стеклом, или световые люки, сделанные из стекол Кепплера, призматических стекол и т. п. К категории несгораемых относятся железные фо- нари, а к сгораемым — деревянные фонари. Б. По типу фонари разделяяются на вертикальные и Буало, треугольные или двускатные, А-образные (трапецеидальные с относительно близкой расстанов- кой остеклений), трапецеидальные (с широкой рас- становкой остеклений), смешанные, шед, М-об раз- ные типа понд, «баттерфляй» и конические. В, По системе фонари делятся на зенитные, двух- сторонние, односторонние и комбинированные. К зе- нитным относятся треугольные, А-образные и кони- ческие фонари, к двухсторонним —• вертикальные, Буало, трапецеидальные и смешанные фонари, к одно- сторонним — фонари шед и к комбинированным — фонари типа понд, «баттерфляй» и иногда вертикаль- ные фонари. Г. По расположению фонари распадаются на два основных типа: продольные с направлением оси парал- лельно коньку и поперечные с их расположением пер- пендикулярно коньку; в частных случаях применяются круглые в плане фонари. В зависимости от направле- ния световых плоскостей и расстояния между ними первый тип может быть с вертикальным остеклением и меняющимся расстоянием между остекленными гра- нями в соответствии с величиной обслуживаемых про- летов. При наклонном направлении остекления про- дольные фонари бывают треугольными, А-образными и трапецоидальными с их завершением в виде остекле- ния крайних панелей несущей конструкции верхнего покрытия. Наклонные фонари выполняются также типа «баттерфляй». Наконец продольные фонари могут быть с верхним вертикальным и нижним наклон- ным остеклением — фонари смешанного типа и М-об- разные фонари типа понд. Что касается попереч- ных фонарей, то они бывают треугольными (двускат- ными) или вертикальными типа Буало. При одно- стороннем освещении устраиваются вертикальные или наклонные шеды. Круглые в плане фонари выполня- ются коническими. Д. По назначению фонари распадаются на три вида: на фонари, устраиваемые исключительно или преиму- щественно для освещения, на фонари, назначение кото- рых заключается главным образом в вентилировании помещений, и наконец на фонари, служащие в равной степени для обеих целей. К первому типу относятся треугольные и круглые (в плане) фонари тем более, что их конструкция не предусматривает выполнения створных частей; к этим фонарям следует также от- нести фонари шед. Второй тип обычно устраивается в виде А-образных фонарей, назначение которых главным образом заключается в притоке воздуха при комбинированном расположении последних с фонарями понд, «баттерфляй» и с вертикальными фонарями. К вентиляционным фонарям должны быть причислены узкие продольные фонари с вертикальным остеклением. Наконец к последнему виду могут быть отнесены все остальные фонари. Е. По роду материалов фонари разделяются на металлические, железобетонные и деревянные. При железобетонных крышах и крышах по металлическим стропилам фонари делаются металлическими, хотя в пер- вом случае возможно также весь остов фонарей сделать из железобетона, а в качестве горбыльков применять специальные железные пустотелые профиля, отводящие конденсирующуюся влагу. На ближайший период вре- мени в связи с дефицитом металла при железобетон- ных крышах следует весь остов фонаря делать из железобетона с применением полностью, а в крайнем случае частично сборных конструкций. При железо- бетонной крыше иногда допустимо также выполнение деревянных фонарей, позволяющих значительно сэко- номить на размерах первоначальных затрат. При деревянных стропильных конструкциях фонари устраи- ваются деревянными. Ж. По направлению световых поверхностей фонари делятся на вертикальные и наклонные. Вертикальное остекление имеет целый ряд весьма значительных до- стоинств, но одновременно оно обладает целым рядом присущих ему серьезных недостатков. Основные поло- жительные свойства вертикальных световых поверхно- стей заключаются в возможности их конструирования из более узких элементов с применением сравнительно тонкого стекла; кроме того падающий снег на них не задерживается, а отвод конденсирующейся влаги осуще- ствляется весьма просто. С другой стороны, верти- кальное остекление дает значительно меньшую интен- сивность, чем наклонное, вследствие чего для получе- ния тех же световых результатов приходится увеличи- вать площадь переплетов, что удорожает стоимость их изготовления; также возрастают первоначальные за- траты на устройство отопления и ежегодные эксплоа- тационные расходы в связи с увеличением площади охлаждающих поверхностей. При наклонном распо- ложении остекления уменьшается необходимая свето- вая площадь, что благоприятно отражается на перво- начальной и эксплоатационной стоимостях отопления. Однако в этом случае требуется применение более тол- стого стекла, а также устройство специальных приспо- соблений для отвода конденсирующейся влаги. Наклон остекления вызывает также большое загрязнение по- следнего, что при нерегулярной очистке влечет за со- бой меньшую светоотдачу. Итоговый баланс выгодности применения вертикаль- ных или наклонных фонарей должен разрешаться в каждом отдельном случае в зависимости от общего комплекса отдельных условий. Как известное правило, можно указать, что наклонное остекление обычно дает лучшие конечные показатели. 3. По количеству световых плоскостей фонари делятся на одинарные, двойные — с верхним и нижним светом — и тройные. Обычно применявшиеся, до по- следнего времени в I, II и III районах Советского союза фонари с двойным остеклением постепенно начинают заменяться устройством одинарного верхнего света. Действительно, последний тип фонарей имеет целый ряд существенных преимуществ перед первым, так как при одинарном остеклении вследствие меньшей потери силы света при прохождении через одиночное световое отверстие возможно добиться необходимых резуль- татов в отношении освещенности при значительно меньшем количестве и площади фонарей. Далее, ис- пользование фонарей в целях вентилирования помеще- ний весьма просто осуществляется лишь при одинар- ном остеклении; в последнем случае значительно уве- личивается светоактивность фонарей в зимнее время, т. е. в самый тяжелый период их эксплоатации, так как падающий снег, весьма часто задерживающийся на двойных остекленных поверхностях даже при их на- клоне в 55°, будет немедленно таять при одинарном остеклении. Однако двойные фонари имеют некоторые преимущества в меньших теплопотерях и в меньшем
ФОНАРИ 393 образовании конденсата, поэтому окончательное реше- ние в отношении выбора количества световых плоско- стей должно выноситься в зависимости от внутренних режимных условий и района расположения завода. Согласно проекту норм освещения промышленных зданий естественным светом все здания в зависимости от тепловых нагрузок разделяются на три группы. К первой группе относятся здания с незначительной тепловой нагрузкой, на превышающей 5 кал[м3[час; вторую группу составляют здания с тепловой нагруз- кой от 5 до 40 кал'м3[час и наконец к третьей группе относятся здания с тепловыделениями, превышающими 40 кал'м3/час. Для последней группы во всех районах рекомендуется одинарное остекление. Для зданий, имеющих незначительные избытки тепла, не покры- вающие теплопотери при расчетных наружных темпе- ратурах, допустимо одинарное остекление фонарей с одновременным применением двойного остекления для окон; при большой производственной влажности для второй группы зданий рекомендуется двойное остекле- ние. В III и IV районах для всех трех групп зданий при меняется одинарное остекление. Что касается тройных фонарей, устраивавшихся ранее при высоких внутренних температурах и повы- шенных влажностях, то в последнее время они больше не выполняются. В. Характеристика фонарей Перед тем как перейти к общей характеристике от- дельных типов, фонарей, следует в кратких чертах пояснить особенности покрытий с односторонними фонарями (с фонарями шед) и с комбинированными фонарями. а. Особенности покрытий с односторонними фонарями Покрытия с односторонними фонарями (фиг. 499) состоят из целого ряда примкнутых друг к другу дву- скатных фонарей, так называемых шед, у которых один —- пологий скат — покрыт крышей, а другой — вертикальный или наклонный — остеклен. В первом случае угол в месте пересечения двух скатов равняется примерно 70°, а во втором — этот угол приближается к прямому. Каждый из этих видов покрытий имеет свои положительные и отрицательные стороны, о кото- рых будет сказано ниже. Для улучшения световой работы шедовых покрытий необходимо остекленные скаты ориентировать на север с некоторым возможным поворотом на восток, так как Угол наклона среднего стояния солнца в свою оче- редь находится в зависимости от параллели, на кото- рой расположена территория самой постройки; по- этому угол наклона остекленного ската к горизонтали должен равняться: Между тропиками................... при 2'5° широты » 30° » » 35° » » 40° » » 45° » » 50° » » 55° » » 60° » » 66° » » 70° » 90° 88° 83° 78° 73° 68° 63° 58° 53° 48° 43° Для Москвы например, расположенной на 55° север- ной широты, угол наклона определяется в 58°. Не- которые проектировщики однако предпочитают давать меньший угол наклона с тем, что, допуская проника- ние внутрь помещений прямых лучей при недолгом пе- риоде высокого стояния солнца, они улучшают свето- активность шедов в более пасмурные дни. Отдельные примеры устройства зданий с фонарями шед были приведены выше, в отделе I «Производствен- ные здания». б. Особенности покрытий с комбинированными фонарями Для усиления действия естественной вентиляции в промышленных зданиях Америка проработала ряд спе- циально подобранных профилей, обеспечивающих бы- строе удаление тепловых избытков, а также выделяю- щихся вредных газов. К наиболее эффективному типу должна быть отнесена крыша системы понд, получив- шая весьма широкое распространение в Америке, а за последние годы начавшая все более прививаться в строи- тельной практике Советского союза. Эта крыша в своем поперечном сечении представляет комбинацию чередующихся разновысотных фонарей, запроектиро- ванных на основе законов токов внешнего и внутрен- него воздуха. Обычно применяемое сочетание состоит из фонарей М-образной формы, так называемых фонарей типа понд, и узких зенитных фонарей, нося- щих название А-образных. М-образные фонари по внешнему виду напоминают сомкнутые нижними краями фонари шед таким образом, что осте- кленные скаты повернуты в разные стороны. Основ- ное назначение крыши понд заключается не только в освещении покрываемых зданий, а главным образом в усилении действия естественной вентиляции. Благо- даря глубокому наклону скатов внутрь помещений при этом в летние дни, во время высокого стояния солнца, здания будут предохра- нены от попадания внутрь солнечных лучей в дневное и предвечернее время. Эта ориентировка гарантирует помеще- ния от проникания самых горячих сол- нечных лучей, так как если утренние лучи и попадут в здание, то их тепловое действие настолько незначительно, что они не смогут фактически ухудшить внутренний режим. Однако при устройстве шедов наклон- ными один поворот их на север не может предохранить от попадания солнца внутрь зданий. Для соблюдения послед- него условия необходимо дополнительно назначать угол наклона остекления в за- висимости от среднего угла наклонения солнечных лучей для данной местности. Фиг. 499. Общий вид покрытия с фонарями шед. 50 Цветаев.
394 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 500. Действие естественной вентиляции в двухпролетном здании с фонарями типа понд. При чередующейся комбинации че- рез пролет фонарей понд и А-образ- ных фонарей с расположением их обязательно на разных высотах и одновременно при правильном откры- вании соответствующих переплетов, как показала американская практика, создаются наиболее благоприятные условия действия естественной венти- ляции. Такая вентиляция особенно необходима в некоторых цехах со специфическими условиями производ- ства, как например .литейных и куз- нечных, где одна самая совершенная искусственная вентиляция не в со- стоянии создать достаточно приемле- мые условия для занятых в произвол стве рабочих. Фиг. 501. Действие естественной вентиляции подымающиеся газы, ударяясь о поверхность потолка, искусственно направляются к открытым створкам и таким образом отводятся наружу с минимальным уменьшение!м энергии воздушных потоков. Внешние наклонные плоскости способствуют ветру создавать разрежение воздуха у подветренной стороны, что еще более усиливает эффективность вентиляционного дей- ствия М-образных фонарей как вытяжек. Для притока воздуха в узких зданиях, где нет надобности устраи- вать А-образные фонари, служат боковые окна (фиг. 500), а в многопролетных зданиях — А-образ- ные фонари (фиг. 501). Здание по верхнему разрезу фиг. 501 с расположением А-образных фонарей в пони- женных пролетах относится к производствам с боль- шими выделениями тепла и вредных газов. Здание, изображенное на нижнем разрезе той же фигуры, в связи с отсутствием заглубления оснований А-образ- ных фонарей по отношению к М-образным фонарям более пригодно при относительно меньших тепловы- делениях. в многопролетных зданиях с крышей понд. Крыши понд предполагают четкую как бы органиче- скую связь между размещением фонарей и внутреннего оборудования, так как в случае неудачного располо- жения источников выделения тепла — например печей под А-образными фонарями — будут полностью ней- трализованы положительные свойства этих верхних покрытий. Во избежание обратных токов охлажден- ного воздуха кровля фонаря должна делаться теплой. Кроме того правильность аэрирования зданий может быть обеспечена лишь при соответствующем сочетании расположения и величины впускных и выпускных от- верстий, функционально зависящих от наружных атмо- сферных явлений и внутренних температурных и произ- водственных условий. Помимо крыши понд в чистом виде применяются дру- гие комбинированные системы фонарей: «баттерфляй» и А-образные фонари, например над литейной Челя- бинского тракторного завода (фиг. 89 и 90); М-об- разные и трапецеидальные фонари в разных комбина- циях, например на электросталелитейной Челябин-
ФОНАРИ 395 ского стального завода (фиг. 107 и 108), на паровозо- сборочном цехе Орского паровозостроительного за- вода (фиг. 85 и 87), на чугунолитейном цехе Орского паровозостроительного завода (фиг. 105 и 106); «бат- терфляй» и трапецеидальные фонари, например на литейной крупного литья Нижнетагильского вагоно- строительного завода (фиг. 102 и 104); одни фонари «баттерфляй»-—на литейной Горьковского автомо- бильного завода; подъем отдельных пролетов с трапе- цеидальными и вертикальными фонарями (фиг. 116). Из одного перечня объектов становится ясным все многообразие решений, применяемых в Советском со- юзе при проектировании верхнего профиля промыш- ленных зданий. Это многообразие имеет отрицатель- ную сторону, так как доказывает отсутствие единой установки при выборе наиболее подходящего для каж- дого индивидуального случая контура крыши; с другой стороны, оно дает возможность после проверки экспло- атационных способностей отобрать наиболее пригодные для наших условий типы. В связи с тем, что требования с точки зрения оздо- ровления труда в Советском союзе и в Америке раз- личны, условия, считающиеся допустимыми в послед- ней, для нас могут оказаться непригодными. Во из- бежание механической и иногда ошибочной пересадки принятых в Америке решений нам необходимо всячески форсировать получение результатов исследований о действии естественной вентиляции во вновь выстроен- ных промышленных зданиях. Отдельные исследования уже произведены, в част- ности на Московском и Горьковском автомобильных заводах, на Харьковском и Сталинградском трактор- ных заводах, на Подольском машиностроительном за- воде и на заводе «Электросталь». Особенно подробное исследование действия есте- ственной вентиляции выполнено под руководством инж. В. В. Кучерука (Всесоюзный центральный инсти- ОсноВные типы фонарей Зенитные Односторонние тит экономики, организации и оздоровления труда) в кузнице Московского автомобильного завода, попе- речный разрез которой изображен на фиг. 38. Резуль- таты испытания подтвердили полную возможность получения при соответствующем пользовании откры- ваемыми верхними, средними и нижними переплетами допустимой концентрации окиси углерода и благо- приятных метеорологических условий в рабочей зоне. Однако произведенные исследования лишний раз дока- зали, что эффект может быть достигнут при правиль- ном открывании створок, при точном учете наружных атмосферных факторов и учете количества тепловыде- лений в зависимости от загрузки цеха. Параллельно с исследованиями в производственной обстановке ин- ститут организовал испытание моделей однопролетных зданий типа кузницы Московского автомобильного за- вода и многопролетных — типа литейной Харьковского тракторного завода; результаты последних в настоящее время выявляются. Не все исследования действия естественной вентиля- ции дали одинаково благоприятные показатели. На- пример произведенные Харьковским институтом труда исследования в литейной Харьковского тракторного завода выявили, что содержание окиси углерода во всех отделах литейной превосходит норму, превышая ее в некоторых случаях в 3—4 раза. Запыленность также оказалась во много раз выше нормы — местами до 37 раз. Более того испытания показали, что со- держание окиси углерода в воздухе над крышей литей- ной почти достигало предельной нормы. Этот факт подтверждает неудачное проектирование литейной Харьковского тракторного завода, так как средние вредные цеха, заслоненные боковыми возвышающимися пролетами, оказались в аэродинамической тени. Отдельные имеющиеся у нас ошибки заставляют усиленно форсировать вопрос о скорейшем получении результатов исследований для установления оконча- наклонный шед Комбинированные вертикальные и Д-абразные Фиг. 502. Основные типы фонарей. 50*
39Н ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 503. Разрез кузницы с построенными кривыми освещенности — верхняя кри- вая для наклонного остекления, а нижняя — для вертикального. Фиг. 504. Разрез кузницы с построенными кривыми освещенности — верхняя кривая для правого типа фонаря с углом наклона нижней части остекления в 45° и нижняя — для левого типа с углом наклона в 60°. тельной методологии проектирования промышленных зданий. Однако правильное архитектурное решение фабрич- но-заводских зданий не может полностью разрешить вопрос целесообразной эксплоатации последних. По- этому нам необходимо в срочном порядке создать до- статочные кадры техников-аэрантов, которые могли бы управлять организацией естественной вентиляции в выстроенных промышленных зданиях, так как на заво- дах, даже снабженных приборами для открывания, как например на автосборочном заводе КИМ и на Сталинград- ском тракторном заводе, не умеют пользоваться механиз- мами с целью улучшения усло- вий аэрации. Что же касается большинства наших заводов- гигантов, то, несмотря на при- менение створных 'переплетов, в них отсутствуют приборы ля открывания. Такое поло- жение, сводя на-нет произ- веденные затраты по устрой- ству открывающихся фона- рей, заставляет срочно при- ступить к изготовлению и установке механизмов дли централизованного открыва- ния переплетов. в. Общая характеристика фо- нарей В зависимости от распо- ложения фонари, как было указано выше, делятся на продольные и поперечные. В свою очередь каждый из этих типов подразделяется в зависимости от системы, а также от уклона световых поверхностей и расстояния между ними на несколько добавочных видов. Таким об- разом имеются следующие схемы фонарей: при их про- дольном направлении и вер- тикальном остеклении — вер- тикальные фонари (деталь 5, фиг. 502 и фиг. 503); при том же коньковом направлении, но с наклонным остеклением — треугольные фонари (деталь 1, фиг. 502 и фиг. 256); А-об- разные фонари, т. е. трапе- цеидальные фонари; с отно- сительно близкой расстанов- кой наклонных остеклений при ширине кровли, колеб- лющейся от 0,5 до 0,4 осве- щаемого фонарем пролета (деталь 2, фиг. 502 и фиг. 100), и трапецеидальные фонари с широкой расстановкой свето- вых поверхностей при ши- рине кровли от 0,4 до 0,5 освещаемого пролета (де- таль 3, фиг. 502 и фиг. 84). Завершением этого типа яв- ляется остекление крайних наклонных панелей непосредственно у самой фермы (фиг. 546). Продольные фонари могут быть также смешанного типа, с верхним вертикальным и ниж- ним наклонным остеклением (деталь 4, фиг. 502 и фиг. ИЗ). Помимо однотипных фонарей также при- меняются комбинированные системы — крыши типа понд с Чередующимися М- и А-образными фонарями (деталь 8, фиг. 502 и фиг. 501), комбинации фонарей «баттерфляй» с А-образными (деталь 9, фиг. 502 и фиг. 89), комбинации вертикальных фонарей с
ФОНАРИ 397 А-образными (деталь 10, фиг. 502) и т. п. Поперечные фонари бывают треугольные (деталь 1, фиг. 502 и и фиг. 51) и вертикальные, так называемые Буало (деталь 5, фиг. 502 и фиг. 20). При одностороннем освещении устраиваются фонари шед — с вертикаль- ным. остеклением (деталь 6, фиг. 502 и фиг. 30) и с наклонным остеклением (деталь 7, фиг. 502 и фиг. 32). Наконец последний тип фонарей — это фонари кругло- го сечения, конической формы (фиг. 543). Перед тем как перейти к характеристике отдельных типов фонарей с точки зрения светоактивности, рас- смотрим влияние разного направления остекленных площадей на равномерность и величину освещения рабочей поверхности. На фиг. 503 представлен разрез кузницы шириной 24 м, освещаемой кроме боковых окон также и верх- ним светом в двух предположениях — при вертикаль- ном положении остекленных граней и при их наклон- ном направлении. На основе произведенных подсче- тов построены кривые освещенности (верхняя — для наклонного остекления и нижняя — для вер- тикального), причем при учете влияния боковых окон принималось во внимание их частичное затемнение соседними такими же корпусами, отстоящими на рас- стоянии 18 м от стен рассматриваемого здания. Далее, на фиг. 504 изображен разрез того же здания, но с фонарями смешанного типа, т. е. с верхним вертикаль- ным остеклением и нижним — наклонным, причем в левой грани угол наклона принят равным 60°, а в пра- вой — 45°. Результаты произведенных подсчетов све- дены в построенные кривые освещенности, причем верхняя характеризует светоотдачу фонаря при уклоне нижней остекленной части в 45°, а нижняя — при уклоне той же части в 60°. Как было указано выше, благодаря неточности при- меняемых формул, а также вследствие недостаточной изученности светового- режима большинства местностей Советского союза построенные кривые дают не столько фактическую освещенность, сколько относительно вер- ную картину распределения освещенности. На основе этих кривых мы можем притти к нижеследующим вы- водам: максимальная освещенность получается при полном наклоне всего остекления, а минимальная, почти в два раза меньшая, — при вертикальном рас- положении световых граней; что касается смешанного типа фонарей, то они занимают промежуточное поло- жение с несколько большей интенсивностью освеще- ния при уклоне в 45°. С точки зрения равномерности освещения все четыре типа фонарей дают достаточно удовлетворительные результаты. Поэтому при необ- ходимости получения наибольшей световой эффектив- ности целесообразно применять сплошное наклонное остекление. При средних величинах освещенности достаточно приемлем с точки зрения световой работы смешан- ный тип фонаря, причем в этом случае нет смысла наклонять нижнее остекление под углом меньше 60°, так как величина добавочной светоотдачи весьма незначительна, в то время как конструирование фо- наря с малыми уклонами более затруднено, не говоря уже о его затемнении в зимнее время падающим и несползающим снегом. Однако в связи с более лег- ким в настоящее время решением трапецеидального фонаря с конструктивной стороны рациональнее из- бегать смешанного типа. Наконец применение сплош- ных вертикальных фонарей благодаря незначитель- ности их коэфициента светового действия более при- годно лишь при требовании низкой освещенности, так как для получения соответственно большего внутрен- него освещения приходится непроизводительно увели- чивать высоту остекленных граней и тем самым утяже- лять фонари. После выяснения основных свойств направления световых плоскостей необходимо вновь, вернуться к последовательной характеристике отдельных фонарей. Коньковые фонари с вертикальным остеклением. как мы видели, дают во всех случаях весьма малую интенсивность освещения. При их выполнении узкими и при расстоянии между осями фонарей не свыше 15— 16 м они позволяют получить удовлетворительную равномерность освещения; однако при соответственно большем расстоянии за указанными пределами проис- ходит резкое затухание освещенности. Широкие фо- нари также отличаются весьма равномерной кривой освещенности, причем эта равномерность обычно рас- пространяется на всю ширину здания. Ввиду малой эффективности световой работы конь- ковых вертикальных фонарей пределы их применения ограничиваются производствами с наличием грубых работ; они устраиваются также в южных местностях Советского союза во избежание инсоляции. Продольные фонари с наклонным остеклением при их выполнении треугольными достаточно удовлетвори- тельны как с точки зрения интенсивности, так и равно- мерности освещения лишь при соблюдении условия, что расстояние между осями фонарей не превышает 9—10 м, в крайнем случае при значительной ширине фонарей — 12 м. Однако при большей величине от- дельных пролетов, обслуживаемых такими фонарями, происходит колебание горизонтальной освещенности. Что касается вертикальной освещенности, то примене- ние коньковых двускатных фонарей позволяет полу- чить известную равномерность освещения по высоте здания. Это свойство обусловливает допустимость устройства треугольных фонарей при производстве работ, требующих равномерности освещения в вер- тикальной плоскости. В связи с тем, что коньковые треугольные фонари не позволяют производить есте- ственного вентилирования помещений, пределы их при- менения ограничиваются безвредными, не выделяющими излишнего тепла производствами и кроме того при их небольшом объеме. А-образные фойари мало меняют по сравнению с тре- угольным решением картину получаемой от них осве- щенности. Назначение этих фонарей главным образом заключается в вентилировании производственных зда- ний с тепловыми избытками и выделением вредных газов с их расположением в чередующемся порядке с фонарями типа понд или «баттерфляй». Продольные трапецеидальные фонари с широкой расстановкой световых поверхностей являются как бы значительно улучшенными треугольными фонарями с раздвинутыми наклонными плоскостями и со встав- ленными в верхней части участками крыши. Такое устройство, как мы видели, ставит трапецеидальные фонари на одно из первых мест в отношении равно- мерности и интенсивности освещения. Кроме того они позволяют легко осуществлять естественное вентили- рование помещений. Продольные трапецеидальные фо- нари также дают оптимальное решение с точки зрения наибольшей равномерности освещения рабочих поверх- ностей в направлении движения внутренних процессов и допускают стандартизацию отдельных элементов зда- ний. Таким образом на основе совокупности всех благоприятствующих факторов эти фонари должны быть признаны наиболее рациональными и подлежа- щими максимальному применению. Достаточно целесообразными на основе тех же при- чин являются фонари смешанного типа; однако более тяжелая их конструкция по сравнению с трапецо-
398 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ идальными фонарями ограничивает за последнее время их устройство1. Такие фонари служат как бы переходным этапом от вертикального к трапецеидаль- ному типу. Что касается остекления крайних наклонных пане- лей у двускатных покрытий, то, хотя при средней ширине здания они дают вполне' удовлетворительные результаты, их применение не может быть рекомен- довано по целому ряду других причин, которые будут изложены ниже. Поперечные треугольные (двускатные) фонари по- зволяют получить как достаточную интенсивность освещения, так и относительно большую его равно- мерность лишь при их расположении на расстоянии до 9—10, в крайнем случае 12 м друг от друга. Вместе с тем их конструкция не предусматривает возмож- ности устройства створных частей, поэтому их вы- полнение не может быть признано допустимым в про- изводствах, требующих наличия естественной венти- ляции. Отрицательной стороной поперечных фонарей является также необходимость бесцельного увеличения кубатуры сооружений при значительной ширине зда- ний, что дополнительно противопоказывает их устрой- ство в весьма многих случаях. Следует предостеречь кроме того от расположения поперечных треугольных фонарей, как это иногда делается, через пролет при значительном расстоянии между колоннами, так как в последнем случае резко ухудшается их световая эффективность; это положение может быть несколько выправлено соответствующим увеличением отверстий у фонарей, что однако осложняет конструкцию по- следних. Вообще необходимо признать, что треугольные по- перечные фонари более пригодны в настоящее время для небольшйх по объему производств с незначитель- ной площадью застройки. Поперечные фонари типа Буало устраиваются отно- сительно нечасто вследствие их малой светоотдачи и известной дороговизны, хотя они дают весьма рав- номерную кривую освещенности даже при расстоянии, считая в осях, до 16 м друг от друга и достаточно удобны в эксплоатации. При сравнении треугольных и вертикальных попе- речных фонарей с продольными (особенно трапеце- идального типа) приходится констатировать на сто- роне последних целый ряд серьезных преимуществ, благодаря чему продольные фонари заслуженно завое- вывают главенствующее место. Помимо зенитных и двухсторонних фонарей приме- няются односторонние фонари шед, устраивающиеся с вертикальным и наклонным остеклением. Достоинства вертикальных шедов заключаются в том, что они меньше страдают от атмосферных явлений и на них не может задерживаться снег и тем самым затемнять внутреннее освещение. Кроме того при их применении устраняется возможность капели воды от собираю- щейся влаги, недопустимой во многих производствах как приносящей значительное количество брака. Одновременно вертикальные шеды обладают целым рядом существенных недостатков, к основным из ко- торых следует отнести их худший световой эффект по сравнению с наклонными типами, что заставляет для увеличения интенсивности света прибегать к соот- ветствующему увеличению остекленных плоскостей. Однако это условие не всегда достижимо, так как допустимая высота шедов имеет свои пределы и кроме того увеличение остекленных площадей вызывает со- ответствующее повышение эксплоатационных расхо- дов на отопление, что может сделать нерентабельным их устройство. Поэтому при значительных нормах освещенности бо- лее целесообразно применение наклонного остекления шедов. Что касается комбинированных систем фонарей, то, как было указано выше, в настоящее время не пред- ставляется возможным дать их окончательную харак- теристику впредь до, получения соответствующих результатов производимых исследований. Однако все же до известной степени можно предсказать, что при требовании особенно усиленной аэрации наиболее под- ходящи крыши понд с М-образными фонарями. Последний тип фонарей круглой, формы с коническим направлением световой поверхности имеет чисто мест- ное назначение и применяется обычно' при устройстве освещения в сводчатых, а иногда в плоских покрытиях. Их распространение весьма невелико. 2. УСТРОЙСТВО ФОНАРЕЙ Конструкции отдельных видов фонарей будут изла- гаться с их разделением на три основные группы: односторонние фонари, комбинированные фонари и зе- нитные и двухсторонние фонари. А. Односторонние фонари Конструкция односторонних фонарей типа шед зави- сит главным образом от направления остекленных скатов — вертикального или наклонного — и от вы- бранных материалов — дерева, металла или железобе- тона; кроме того на их устройство влияет расстояние между колоннами. Наиболее рациональная конструкция деревянных шедов получается при сетке колонных осей в попереч- ном к фонарям направлении б—8—9 м, а в продольном 5—9, в крайнем случае 10 м. При меньших пролетах не всегда удается полностью использовать в стати- ческом отношении примененные материалы; при боль- ших — значительно усложняется конструкция. Целесообразность шеда, так же как любой конструк- ции, определяется простотой и экономичностью ре- шения с применением наименьшего количества дефи- цитных материалов. При такой установке поперечное измерение шедов является функцией длины досок, даю- щих возможность устраивать простые дощатые про- гоны, несущие кровлю; вместе с тем оно зависит от направления остекленной грани, допуская при на- клонном остеклении несколько большие пролеты. Та- ким образом при обычно принимаемой ширине жолоба в чистоте 1,2—1,5 м получаются приведенные выше размеры. При отступлении от этих указаний прихо- дится прибегать к более сложным конструкциям, удо- рожающим стоимость строительства. Так например, на Ленинаканской ткацкой фабрике поперечное изме- рение шеда было1 принято в 7,62 м, что заставило заменить экономичные подкровельные прогоны в виде досок на ребро сравнительно сложными двутавровыми гвоздевыми балками с перекрестными стенками. Один из типов деревянных шедов с пролетом между осями колонн в 7 м, осуществленный на кабельном заводе в Москве, показан на фиг. 505 и 506; нижними своими краями он упирается на бортовые стенки желе- зобетонного жолоба, устроенного поверх железобетон- ных колонн. Стропильные ноги из досок 5 X 22 см, поставленных на ребро и расположенных на расстоянии 49 см друг от друга, уложены своими верхними концами на верхний прогон-обвязку; обвязка состоит из двух досок, слегка врубленных с обеих сторон в передние стойки. С нижней стороны стропильца подшиваются 2,5-сантиметровыми досками, несущими изоляцию,
ФОНАРИ 399 Фиг. 505. Деревянный шед — поперечный разрез. принятую в данном случае в виде двух слоев шевелина, с верхней их стороны устраивается двои- у ной — рабочий и защитный — настил. Первый настил состоит, из досок толщиной в 2,5 см, при- шиваемых с некоторыми зазо- рами, а второй — из теса в 4,9 см, под косым углом к ниж- нему. Через известные проме- жутки друг от друга устраива- ются внутренние поперечные ог- незащитные диафрагмы. о Стойки из брусков 12 X 14 см, ° установленные через 1,96 м друг от друга, нижними своими кон- цами опираются на нижний про- гон, входя в него шипом; обвязка коробки лежит на кобылках, уло- женных на тот же нижний про- гон, укрепленный к бортовым стенкам железобетонного жоло- Г” ба посредством 12-миллиметро- у вых глухарей, поставленных че- рез 1 м. Под верхней обвязкой из пар- ных досок пришиты в горизон- тальном положении доски для образования верхней части ко- г—49 •49- робки. Загнутый вниз конец ше- ±5.' 1-30-4/”возди 12.5 сл с Прокладки | обеих сторон, через 1 м стыки делать | вразбеЖку Стойкц 14x1? 196 196 Глухари Ф 12 мм через 1л Кобылки из 5 см доски *'''$-~Скобы Ф 12 мм Деталь,' крепления переплетов Фиг. 506. Деревянный шед — продольный разрез. велина закрывается вертикаль- ной доской; кроме того такая же доска пришивается к верхним торцам стропилец, благодаря чему спереди остается сквозная щель для вентиляции. В более от- ветственных сооружениях, где не допускаются про- духи, утепленная кровля может быть выполнена из двойного настила с зажатыми между досками не- сколькими слоями войлока или из сплошного настила. Стропильные ноги в нижней части ложатся на гори- зонтальную доску и упираются в железобетонный вы- ступ. Для создания жесткости и сопротивления от- рыву под действием ветра каждая четвертая стро- пильная доска, расположенная над стойками, укре- плена внизу полосовым железом, заделанным в бетон при кладке. Расчет стропильных ног производился как балок на двух опорах, а стоек — на сжатие от вертикальной нагрузки и на смятие от обвязки и у основания. Железобетонные жолобовые балки могут быть заме-
400 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Сеч. |-| Сеч. II-K Фиг. 507. Наклонные деревянные шеды, установленные поверх ферм. нены двутавровыми гвоздевыми балками со сплошной перекрестной стенкой. Дно жолоба в этом случае вы- полняется из сплошного дощатого настила. Такое решение позволяет сократить количество необходимых дефицитных материалов. Вместе с тем в связи с опас- ностью загнивания дерева при нетщательном выпол- нении работ по устройству водоизолирующего’ ковра надо обращать особое внимание на это обстоятельство. Обычные типы шедов затрудняют проектировщиков, заставляя иногда уложить весьма сложные техноло- гические процессы в определенные сетки колонных осей. Выходом из этого положения может явиться устройство шедов в виде решотчатых ферм с двумя скатами: одним более длинным, покрытым кровлей, и другим —• коротким, несущим остекление. При такой конструкции все же необходимо хоть в одном напра- влении, но все же произвести довольно частую рас- становку колонн. В некоторых случаях однако технологические про- цессы требуют отсутствия колонн как в поперечном, так и в продольном направлении в пределах значи- тельных внутренних площадей. Соответствующий тип шедовой крыши показан на фиг. 507 и заключается в том, что отдельные шеды с чистым пролетом в 10,9 м установлены поверх деревянных решотчатых ферм пролетом 23,94 м, изображенных на фиг. 234. Узловые соединения в этих фермах запроектированы на кольцах Тухшерера, но могут быть выполнены иным более совре- менным способом. Недостатком таких шедовых покрытий является необходи- мость бесцельного увеличения внутренней кубатуры помещений с одновременным ухуд- шением светового эффекта остекленных поверхностей. Вид на эти шеды во время их постройки над мастерскими Союзтранса в Москве по- казан на фиг. 508. При значительных площадях застройки выполнение верхних покрытий целиком в дереве слишком опасно в пожарном отно- шении. В этом случае крыши разбиваются на отдельные участки, разделенные огне- стойкими зонами. Такая огнестойкая зона в виде железобетонного шеда изображена на фиг. 509 и 510. При расстоянии между колоннами в 7 м и выносе консолей наго- ловников в 0,9 м отверстие шеда в чистоте получается в 5,2 м. Основной несущей кон- струкцией являются железобетонные стой- ки и балки, расположенные подобно деревянным ше- дам согласно фиг. 505 через 1,96 м; поверх балок идет тонкая толщиной в 6 см железобетонная плита, уте- пленная сверху фибролитом и покрытая руберойдом по бетонной корке. Расчет плиты производился, принимая ее неразрез- ной, а балки считались как свободно лежащие на двух опорах. Стойки проверялись на сжатие и на переме- щение опорного узла в зависимости от возможного смещения капители колонны под действием моментов. Б. Комбинированные фонари Крыша понд в общем случае состоит из комбинации разновысотных фонарей. Основное сочетание заклю- чается в чередовании так называемых М-образных фо- нарей с А-образными. Предметом настоящего раздела является описание конструкции М-образных фонарей, так как А-образные фонари, применяющиеся в других покрытиях, не являются собственно конструкцией, свойственной только покрытию типа понд. В связи со значительной общностью условий эксплоатации и конструирования параллельно с описанием фонарей типа понд будут приведены фонари «баттерфляй»; та- Фиг. 508. Наклонные деревянные шеды, установленные по верх ферм.
Ji Фиг. 509. Железобетонный шед с вертикальным остеклением. Фиг. 510. Железобетонный шед с вертикальным остеклением. Цветаев. 51
Поп щечный пазрез Фасад Фиг. 511 Деревянный фонарь типа понд с четырьмя рядами переплетов и теплой кровлей из двух настилов.
ФОНАРИ 403 кое совместное изложение позволит избежать неиз- бежных при раздельном описании повторений. В соответствии с требуемой освещенностью, а осо- бенно в зависимости от объема естественной венти- ляции М-образные фонари типа понд устраиваются с тремя, четырьмя или большим количеством рядов переплетов. Материалами для их конструирования мо- гут являться дерево, железобетон и металл. Оптималь- ным решением на ближайший период времени следует- признать деревянную конструкцию с применением же- лезобетона для огнестойких зон. В дальнейшем после изжития недостатка дефицитных материалов фонари типа понд должны выполняться в металле. Каждый фонарь в общем случае состоит из несущей части — рамы -— и из оболочки в виде переплетов и кровли. В некоторых типах, как например в тре- угольных фонарях малых пролетов, функции ограждаю- щих поверхностей и несущих частей частично совме- щаются в одних элементах (горбыльки заменяют собой обвязки переплетов). В фонарях типа понд оболочка является раздельной от несущей ее рамы. Деревянный М-образный фонарь типа понд (трест Металлостройпроект) в части его оболочки изображен на фиг. 511 и имеет следующее устройство. К верхним частям вертикальных- стоек рамы, составляющей кар- кас фонаря, укрепляется на ребро продольный прогон из бруска толщиною 10 см и шириною в зависимости от конструкции крыши. На этот брусок своим наруж- ным краем ложится рабочий настил понда; кроме того к лицевой его части по кобылкам пришита вертикаль- ная доска толщиною 5 см; ширина доски также при- нимается в зависимости от конструкции крыши. Верхняя кромка закруглена и по ней загибается вниз рубероид, покрывающий крышу. Край руберойда при- жимается к нижнему краю доски 2,5-сантиметровой продольной полоской оцинкованного железа. К нижнему краю верхнего прогона привинчиваются верхние лопасти петель, на которых вращаются де- ревянные открывающиеся переплеты. Лопасти петель по фасаду прикрываются 2,5-см доской; последняя защищена снаружи полосой оцинкованного железа, нижний край которого свешивается вниз для предо- хранения щели створа и шарнира у петель от зате- кания влаги. В конце открывающихся звеньев на ширину прибитого к боковой обвязке переплета кол- пачка из оцинкованного железа (фиг. 533 — горизон- тальный разрез) зта полоса несколько отгибается на- ружу. Вертикальные стойки рамы фонаря врезаются на глубину в 5' см в два прогона из брусьев сечением не менее чем 10 X 15 см, являющиеся горизонталь- ными импостами и образующие два расположенные друг над другом проема для верхних почти вертикальных переплетов. Под нижним из этих прогонов помещается с таким же вырезом брусок 5X15 см, скошенный снизу в передней своей части для перехода к наклонно расположенным нижним рядам переплетов. В свою очередь два прогона, образующие проемы для наклон- ных переплетов, ложатся 5-сантиметровыми вырезами на подкосы, упирающиеся в стойки рамы фонаря. Верхний из них имеет такое же сечение, как и про- гоны вертикальной части, а нижний, образующий по- доконник, при той же ширине может быть принят более тонким, но не менее 6 см. С нижней стороны каждого прогона, ограничиваю- щего сверху проемы, прибиваются горизонтальные брусочки толщиною 2 см, образующие верхнюю четверть; для их поддержки вдоль каждой стойки в вертикальных проемах и вдоль подкосов в наклонных прбемах набиваются бруски толщиною 3,5 см. С наружного края каждого горизонтального импоста пришивается 2,5-сантиметровая доска, а поверх него наклонная доска, уложенная по кобылкам. К внутрен- ним кромкам наклонных досок в свою очередь примы- кают бруски 2,5 X 5 и 2,5 X 6 см; эти бруски, так же как и наклонные доски, сверху покрываются оцинко- ванным железом, образующим слив для конденсата. Отворяющиеся деревянные переплеты верхнего кре- пления выполнены согласно фиг. 533 и 534. Защитные (ветровые) панели (детали 1а, 2а,’За и 4а, фиг. 511), устраиваемые в непосредственном при- мыкании к глухим панелям сзади открывающихся пере- плетов, прикрепляются верхними своими обвязками к верхнему прогону и к горизонтальным импостам посредством металлических изогнутых накладок. В нижних обвязках вертикальных переплетов снизу выбраны четверти, примыкающие к задним брускам, расположенным у внутренних кромок наклонных сливных досок. Остальные детали ясны из указанной фигуры. В связи с тем, что оптимальной и наиболее часто применяемой утепленной кровлей в настоящее время является сплошной дощатый настил, на фиг. 512 дается вариант фонаря типа понд с таким настилом. В отли- чие от первого решения этот фонарь снабжен тремя рядами открывающихся переплетов — двумя верти- кальными и одним наклонным. Вынесенный вправо раз- рез произведен по защитной панели. Что касается рамы фонаря, то ее устройство пока- зано на фиг. 513. Эта рама устанавливается поверх двух сегментных ферм и состоит из ригелей, стоек и подкосов. В соответствии с формой фонаря ригеля сделаны наклонными в сторону ендовы. Они выполнены из двух досок сечением 4 X 24 см, сшитых гвоздями длиной по 80 мм и диаметром 3,5 мм. Каждая из двух наклонных частей ригеля поддерживается тремя стой- ками и одним подкосом. Крепление нижней части стоек производится двояким способом в зависимости от их расположения по отношению к решотке фермы. Для стойки, попадающей между раскосами (первая слева стойка), и для стойки, примыкающей к одному раскосу (третья слева стойка), при сборке ферйы между брус- чатыми пакетами верхнего пояса оставляют'я места, куда они просовываются при монтаже фонарной рамы; стойка, являющаяся непосредственным продолжением стойки решотки (вторая слева стойка), крепится к вы- пущенному ее концу посредством прокладки сечением 8X15 см и длиной 0,74 м. Выпуск стоек решотки производится на 0,5 м выше уровня верхнего пояса. Верхними своими концами стойки, составленные из двух досок сечением 5X15 см, обнимают с двух сто- рон дощатые ригеля, ложащиеся непосредственно на прокладки, соединяющие отдельные доски стоек в верх- ней их части. Передний подкос нижним концом упи- рается в продольный прогон, состоящий из трех досок сечением 8 X 24 см и одной доски сечением 8X14 см. В связи с тем, что подкос составлен из двух досок 5 X 24 см, расставленных на расстоянии 8 см друг от друга, верхний его конец обнимает с двух сторон ригель фонарной рамы. В средней части подкоса вставлена прокладка с вырезом; она служит опорой для добавочной передней стойки, несущей два верхних ряда переплетов. Соединение этой стойки, выполнен- ной из двух досок сечением 4X18 см, с ригелем осуществляется вполдерева. Таким образом мы видим, что проектирование рамы выполнено с установкой на последующий монтаж фонаря после установки ферм; этот прием является весьма рациональным, так как он упрощает производство работ. Для облегчения горизонтальных прогонов, служащих импостами для переплетов (фиг. 511 и 512), по сере- 51*
Фиг. 512. Деревянный фонарь типа понд с. тремя рядами переплетов и с теплой кровлей в виде сплошного дощатого настила. 1155
ФОНАРИ 405 Фиг. 513. Рама фонаря типа понд по сегментным фермам. дине расстояний между фермами, принятых в 6 и, устанавливаются промежуточные подкосы, упираю- щиеся нижними концами в продольные прогоны, а верх- ними— в сплошной настил кровли. Эта рама, так же как и фонарь, согласно фиг. 512, предназначена для литейной крупного литья Нижне- тагильского завода, описанной в отделе I «Производ- ственные здания». Деревянные фонари в пределах огнестойких зон за- меняются железобетонными. Один из типов железо- бетонного М-образного фонаря понд изображен на фиг. 514. В соответствии с предыдущим деревянным решением он имеет три ряда переплетов. Верхние два вертикальные ряда запроектированы в виде целых переплетов, а нижний наклонный состоит из железо- бетонных горбыльков. Для отвода стекающего с на- клонного остекления конденсата предусмотрены спе- циальные жолоба,' крытые оцинкованным железом; отдельные листы последнего должны тщательно соеди- няться друг с другом в замок. При отсутствии оцин- кованного железа оно может быть заменено простым с соответствующей окраской. В ближайшие годы после получения металла в до- статочном количестве фонари преимущественно будут выполняться металлическими. Такой фонарь типа понд изображен на фиг. 515 и 516. Он состоит — как обычно — из рамы и оболочки. В свою очередь рама состоит из ригелей и стоек. Ригеля рамы, расходя- щиеся под углом примерно 45° над фермами, состав- лены из двух соединенных стенками швеллеров № 22 В средней части нижние сходящиеся концы ригелей подперты колонной, а верхними краями они соединены с вертикальными стойками, укрепленными нижними своими концами к верхним поясам ферм. К этим стой- кам, в верхней их части, приклепан швеллер, направ- ленный горизонтально вдоль понда и служащий верхней обвязкой бокового остекления (фиг. 516, деталь 1). К верхней полке этого швеллера для удержания це- ментных плит укреплено равнобокое угловое железо, обращенное отверстием угла вверх и вправо, а к ниж- ней полке в том же направлении — неравнобокое угло- вое железо отверстием угла вниз. К узкой вертикаль- ной полке нижнего уголка с внутренней стороны при- клепана сплошная петля крючкообразной формы с за- гибом, обращенным внутрь и вверх. По ригелям рамы в поперечном к ним направлении уложены прогоны из швеллеров № 20, приклепанные посредством отрезков уголков в местах пересечения; эти прогоны служат обрешоткой для удержания кровли из цементных плит, отформованных с закраинами по одной из коротких сторон. Посредством закраин плиты навешиваются на прогон, причем нижними своими краями они ложатся на примыкающие к ним ниже- лежащие плиты, таким же образом зацепленные за другой прогон, расположенный ниже. По верхнему краю фонаря подвешивается вертикальный ряд спе- циальных цементных плиток, имеющих особую крючко- образную форму и прикрывающих верхнюю фронтовую часть остекленного ската. Передняя лицевая сторона фонаря заполнена че- тырьмя рядами расположенных друг над другом метал- лических открывающихся кверху переплетов; два верхних ряда имеют вертикальное направление, а ниж- ние ряды сделаны наклонными. Просветы для каждого ряда переплетов отделяются друг от друга неравнобоким угловым железом, при- клепанным в горизонтальном положении отверстием угла вниз к стойкам посредством отрезков равнобоких уголков (детали 2, 3 и 4, фиг. 516). На верхнюю полку этого углового железа наклепан сверху другой уголок, а к вертикально или наклонно расположенной узкой полке укреплены изнутри такие же крючкообразные
406 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ сплошные петли, как и у верхней об- вязки. Кроме того с наружной сторо- ны приклепаны отрезки неравнобокого углового железа для укрепления по- жарной лестницы. Сток для конденсата, стекающего с переплетов, образуется оцинкованным железом, загнутым своим краем за верхнюю полку уголка, накле- панного на угловое железо обвязки, на- правленной горизонтально и отделяющей один (просвет от другого. Верхняя об- вязка переплета сделана из швеллера, свободная полка которого, направленная вниз, зацепляется за сплошную петлю, благодаря чему переплет оказывается в подвешенном качающемся положении. Этот переплет.может открываться только наружу, для чего нижняя его обвязка сделана из собой формы фасонного же- леза, образующего закраину, ложащуюся сверху на угловое железо, отделяющее один просвет от другого. Более по- дробное описание открывающихся пе- реплетов верхнего крепления изложено ниже. Часть ската передней стенки фонаря, расположенная под нижним рядом пере- плетов (деталь 5, фиг. 516), покрыта це- ментными плитками, поверх которых уло- жен рубероид; верхний край последнего прижат рейкой, прибитой гвоздями к де- ревянному бруску, загнанному под угло- вое железо. Место соединения закрыто полосой оцинкованного железа с верхним краем, заходящим под нижний край сли- ва оконного просвета. Для перехода.по крыше через фонари служат пожарные железные лестницы, тетивы которых сделаны из полосового железа. Посредством консолей из нерав- нобокого углового железа лестница укреплена к широким полкам отрезков уголков, приклепанных в свою очередь к обвязкам из углового железа, разделяю- щим просветы для переплетов. Тетивы лестницы следуют направлению излома крыши, приче.м после загиба они опираются на цементные плитки при по- мощи лапок из уголков. В верхней части, при переходе через край крыши, лестница имеет поручень из углового же- леза. Помимо М-образных фонарей типа понд устраиваются фонари «.баттерфляй», т. е. бабочки, являющиеся с ними весьма схо- жими во многих конструктивных дета- лях. Остекленные поверхности выпол- няются наклонными, как например над кузницей Челябинского трактор- ного завода (фиг. 40). Такой фонарь «баттерфляй» изображен на фиг. 517 и 518. Металлические переплеты, откры- вающиеся кверху, расположены в три ряда один над другим; устройство переплетов и способ их подвешивания идентичны вышеописанным. Ввиду того что разрезы крыши (фиг. 517) произ- ведены не по пожарной лестнице, на горизонтальное угловое железо,
ФОНАРИ 407 окаймляющее в нижней части остекленные просветы, наклепан только один утолок сверху, вокруг кото рого загибается полоса оцинкованного железа, служа щая стоком для конденсата. В месте пересечения двух длинных скатов фонаря в ендове установлены чугунные воронки для внутрен него отвода воды (деталь 6, фиг. 518); такие же во ронки размещены в ендовах крыши над внутренним! рядами колонн (деталь 7 на той же фигуре). Устройство крыши показано в двух вариантах {фиг. 518): с цементными плитками и с деревянным двойным настилом — рабочим и защитным под углом в 45° к первому. При выполнении крыши по второму способу в швеллер, образующий верхнюю обвязку над открывающимися переплетами, закладываются прикрепленные болтами деревянные прокладные бруски, по которым производится обшивка досками (вариант детали 1, фиг. 518). Кроме того деревянные про- дольные бруски закладываются в угловое железо нижней обвязки под открывающимися переплетами; эти бруски (вариант детали 3 на фиг. 518) служат для прикрепления двойного настила. Двойной настил может быть заменен сплошным дощатым настилом, что не вносит изменений в основную конструкцию фонаря. Фонари «баттерфляй» устраиваются не только в ме- талле, но и в дереве и железобетоне. В связи со зна- чительной общностью их решений с идентичными М-образными фонарями отдельного их описания не требуется. В. Зенитные и двухсторонние фонари Конструкция фонаря зависит как от материала, из которого, сделан фонарь, так и от материала, из ко- торого выполнено покрытие. Поэтому ниже будут описаны разны конструкции зенитных и двухсторон- них фонарей: деревянных фонарей по деревянным и железобетонным покрытиям, металлических фонарей по железобетонным покрытиям и по металлическим фермам, железобетонных фонарей по железобетонным покрытиям и наконец световых люков. а. Деревянные фонари по деревянным покрытиям Как было указано в классификации, фонари могут быть поперечными или продольными, с одинарным или двойным остеклением и с наклонным, вертикальным или смешанным направлением световых поверхностей. В связи с тем, что деревянные фонари по деревянным покрытиям имеют в настоящее время наибольшее рас- пространение, нелишним является привести отдельные, достаточно рационально разработанные их типы. Треугольный фонарь с одинарным остеклением пролетом в 3 ж изображен на фиг. 519—522. Прогоны из досок на ребро, к которым пришиваются рабочий и защитный настилы, а также нижняя подшивка уте- пленной крыши выпускаются для удержания фонаря в виде консолей; эти доски толщиной обычно в 5 си располагаются -попарно, причем между ними поме- щаются стойки из брусков сечением 12X16 см. Для лучшего закрепления доски врезаются на глубину в 3 слг в нижние части стоек и пришиваются гвоздями; в концах самих досок делаются вырезы на толщину 2 см, чтобы поверхность досок была заподлицо со стойкой. Кроме того для удержания брусков в верти- кальном положении и придания соединению жесткости устанавливаются по два подкоса из досок 3 X 16 см, располагаемые по обеим сторонам под углом в 45° к стойке .и пришитые гвоздями как к стойке, так и к врезанным в последнюю доскам на ребро. Между досками вставляется прокладка , из доски 2X16 см, имеющая форму трапеции соответственно конфигура- ции подкосов, а между подкосами и этой прокладкой над досками, поставленными на ребро, ставятся две прокладки из досок 5X16 см, имеющие форму тре- угольника (фиг. 519 и 521). В случае, если дощатые прогоны поставлены не попарно, а в одиночку, то для удержания и обжатия стоек к концам этих досок добавочно нашиваются короткие доски с постановкой между ними прокладок. Стойки располагаются через каждые три-четыре промежутка между осями парных или одиночных с нашитыми досками прогонов с таким расчетом, чтобы расстояние между ними примерно было около 2 м. Каждая крайняя пара стоек, расположенных одна, про- тив другой по обе стороны пролета фонаря по концам его, стянута затяжкой, состоящей из двух досок 3X15 см, врезанных на всю свою толщину с обоих боков в верхнюю часть стойки и укрепленных к по- следней сквозными болтами диаметром 16 мм. Верхний конец стойки вырезан пилообразно в виде двух зубцов (деталь 2, фиг. 521). В средний вырез меж- ду зубцами со стойки на стойку укладывается доска 5 X 12 см, прибиваемая к каждой стойке сверху гвоз- дями. Поверх этой доски нашивается другая доска 5 X 24 см (деталь 1, фиг. 521), причем обе доски слу- жат для поддержания устанавливаемых на них горбыль- ков фонаря; поперечное сечение их имеёт наклон к го- ризонту, одинаковый с наклоном горбыльков, т. е. при- мерно 45—50°. В верхней доске сверху имеются вы- резы, служащие гнездами для нижних концов горбыль- ков, причем длина их равняется 5 см, глубина — на всю толщину доски, а ширина соответствует толщине гор- быльков. Горбыльки имеют несколько скошенное книзу се- чение (детали 3, 5 и 6, фиг. 522), с толщиной в верх- ней части в 3 см, а в нижней — 2,5 см при высоте в 7 см. На расстоянии 1 см от узкой стороны сече- ния горбылек с обеих сторон продорожен жолобками, служащими для стока конденсирующейся влаги к борту
Фиг, 516, Металлический фонарь типа ПОНД — детали 1, 2, 3, 4 и 5.
ФОНАРИ 409 Фиг. 517. Фонарь «баттерфляй» — поперечный разрез. фонаря, во избежание капания воды в пролете. В слу- чае устройства, поперечных наклонных фонарей про- дор ожение достаточно произвести только с одной сто- роны. Нижний конец горбылька имеет снизу на 5 см от края вырез на глубину 2 ст, которым он заходит в одно из описанных выше гнезд, вырезанных в верх- ней широкой поддерживающей доске. Выполнение до- рожек является желательным, но необязательным. Соединение горбыльков в коньке может быть про- изведено двояким образом. Первый способ (деталь 8, фиг. 522) заключается в том, что концы горбыльков входят в соответствующие поперечные пропилы на глубину 3 см в коньковом брусе, имеющем квадратное сечение 12 X 12 см и расположенном гранями под уг- лом 45° к горизонту. Нижнее ребро бруса срезано го- ризонтально, причем к этой плоскости снизу при- винчена шурупами или прибита гвоздями рейка толщи- ною в 2,5 см, имеющая трапецоидальное сечение; слу- жит она для поддержания снизу верхних концов гор- быльков. Поверх прогонов нашиваются две 3-санти- метровые доски шириной одна 20 см, другая 23 см, располагаемые таким образом, чтобы более широкая доска перекрывала верхнюю кромку более узкой. В нижних кромках обеих досок вынимаются на поло- вину их толщины обращенные вниз четверти шириной в 2 см; эти четверти служат для прикрытия верхней части остекления. Конек сверху покрывается чехлом из руберойда с загибом его по нижним кромкам конь- ковых досок, где он пришивается гвоздями; по этим кромкам поверх руберойда прибиваются узкие 3,5-сан- тиметровые полоски оцинкованного железа, изогнутые по ширине под прямым углом таким образом, что 1,5- сантиметровая ширина покрывает кромки досок, пре- дохраняя края руберойда от разрыва, а 2-сантиметро- вая образует слив над стеклами. После изжития де- фицита железа покрытие необходимо будет произво- дить более прочным оцинкованным железом. Второй вариант соединения горбыльков (деталь 9, фиг. 522) выполняется следующим образом: верхние концы горбыльков срезаются на ус и соединяются друг с другом впритык посредством набивки с обеих сторон треугольных накладок из 3-миллиметровой клееной фанеры. Сверху, так же как и в первом варианте, на- кладываются две коньковые доски и прибиваются к горбылькам, после чего конек кроется рубероидом с набивкой по кромкам досок полосок оцинкованного железа, как указано выше. Вместо обычно применяемых четвертей для укладки стекол у деревянных горбыльков нашит железный гре- бешок (деталь 4, фиг. 522), причем выполнение его производится следующим образом: берется полоска оцинкованного кровельного железа шириной в 3 см и длиной, превосходящей длину горбылька на 3 см; через каждые 10 см эта полоска прорезается с одной сто- роны на половину своей ширины. Части, находящиеся между прорезами, отгибаются поочереди под прямым углом то в одну, то в другую стороны, образуя лопасти, которые накладываются поверх тонкого слоя замазки на горбылек и прибиваются к последнему мелкими гвоздями. Неперерезанная часть железа получает при этом вид вертикального гребня, по обе стороны ко- торого образуются четверти, в которые на замазку укладываются стекла. Для укрепления стекол служат шпильки из 2—3-миллиметровой проволоки длиной в 4,5 см. Согнутая вдвое шпилька продевается концами сквозь два отверстия в железном гребне, расположен- ные на расстоянии 1,2 см друг от друга. По другую сторону гребня концы шпильки обжимаются таким образом, что образуется колечко ромбовидной формы, вследствие чего сама шпилька не может выскочить. У нижнего конца горбылька железный гребень подре- зан и отогнут горизонтально, причем вся полоска же- леза загибается кверху, образуя крючок, служащий для поддержания нижнего стекла. Каждое вышележа- щее стекло перекрывает своим краем нижележащее. Для удержания стекол против сползания применяются (деталь 7, фиг. 522) двухсторонние зигзагообразные клямеры в виде буквы S; сделаны они из полосок оцин- кованного кровельного железа шириной в 3 см. Длина клямеры равняется 4 см при длине отгибов по 2 см. Одним отгибом клямера навешивается на верхний край нижнего стекла, а в другой, обращенный кверху отгиб устанавливается нижним своим концом вышележащее стекло. Расстояние в осях между горбыльками равняется 53 см соответственно размерам стекол по ширине в 52,5 см. Швы стекол промазываются замазкой. По боковым стойкам (фиг. 521, деталь 1) произво- дится с двух сторон обшивка 2,5-сантиметровыми до- сками в четверть, причем между обшивками помеща- ется утепление из соломита, камышита и т. п., приле- гающее к внутренней обшивке. Со стороны наружной обшивки образуется воздушный прослоек, соединяемый с внешним воздухом путем прорезанных окошечек,, защищенных сверху опрокинутыми вниз колпачками- против попадания атмосферных осадков. В верхней части бортовая стенка фонаря прикрыта описанными выше досками, на которые опираются нижние концы горбыльков; образующаяся между этими досками и внутренней обшивкой стенки щель закрывается 2,5- сантиметровой доской. Отвод воды, скатывающейся с поверхности остекле- ния, производится следующим образом: полоса рубе- ройда, покрывающая верхнюю из досок, поддерживаю- Цветаев. 52
tfljp Qf-irt (J Фиг. 518. Фонарь «баттерфляй» — детали 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7, варианты деталей 1 и 3 и разрез по А—Б.
Разрез при верт. торце Разрез при накл. торце Фиг. 519. Треугольный фонарь с одинарным остеклением — поперечные разрезы: 1 — по середине фонаря и 2 — у края фонаря слева при вертикальном торце, справа — при наклонном торце. Фиг. 520. Треугольный фонарь с одинарным остеклением — продольные разрезы: 1—^при вертикальном торце и 2 — при наклонном торпе.
Фиг. 521. Треугольный фонарь с одинарным остеклением — детали: 1 — бортовой стенки, 2 — стойки бортовой стенки. Фиг. 522. Треугольный фонарь с одинарным остеклением—детали: 3 — поперечный разрез горбылька, 4 — желез- ного гребня, 5 — первого варианта горбылька, 6 — второго варианта горбылька, 7 — клямеры, 8 — первого варианта конькового соединения и 9 — второго варианта конькового соединения.
ФОНАРИ 413 щих горбыльки, загнута с наружной стороны внизу по кромке доски, где и прибивается гвоздями; поверх нее к этой кромке пришивается полоска оцинкованного железа шириной в 4 см, изогнутая по ширине таким образом, что на ширину 3 см она прибита к кромке доски поверх руберойда, предохраняя' край его от раз- рыва, а на 1 см отогнута вниз вертикально, образуя капельник (деталь 1, фиг. 521). Другим своим краем полоса руберойда загибается между горбыльками на внутреннюю сторону стенки фонаря и перекрывает внахлестку верхний край оцинкованного железа, при- битого к кромкам покрывающих стенку досок. Нижний край этого железа загнут в виде жолобка шириной в 4 см, имеющего уклон в 1 % при коньковом располо- жении фонаря; при поперечном направлении фонаря жолобок идет параллельно краю борта, благодаря чему уклон образуется сам собой в соответствии с уклоном крыши. Щели в прорезах досок, служащих опорами для горбыльков, тщательно прошпаклевываются на ма- сле, а края вырезов в рубероиде промазываются кле- бемассой. Поверх нижних концов горбыльков вдоль фонаря проложена полоса оцинкованного железа шириной в 17 см; внизу эта полоса железа перекрывает конец горбылька на 3 см, нахлестываясь на руберойд, покры- вающий боковую стенку фонаря сверху, а верхним краем покрывает деревянные горбыльки, проходя под оцинкованным железом, образующим гребешки-чет- верти для стекол. Самый край полосы отогнут под прямым углом на 2 см, причем этот загиб просовыва- ется в такой же глубины пропил, сделанный в Горбыль- ке, образуя капельник, с которого собирающийся со стекол конденсат падает в отводящий жолобок. Про- пил в горбыльке промазывается масляной замазкой (деталь 1, фиг. 521 и деталь 5, фиг. 522). Другой вариант сбора конденсата, предложенный инж. Б. И. Кузнецовым, состоит в тот, что край же- леза отгибается не на 2 см, а на 1 см, причем пропил в горбыльке, куда заходит этот отгиб, имеет форму полукруглой выемки с диаметром в 2 см (деталь 6, фиг. 522). При таком способе устройства отпадает необходимость в промазке пропила замазкой и значи- тельно упрощается выполнение работы. Конденсат с продороженных горбыльков стекает в тот же жолобок. Вообще необходимо указать, что на правильное устройство отвода конденсата должно быть обращено самое серьезное внимание, так как в противном случае вода, затекая в щели между горбыльками и досками бортовой стенки, будет вызывать прение и загнивание древесины. Конструкция торцовой стенки фонаря может быть выполнена по двум вариантам в зависимости от распо- ложения последнего — вдоль конька или в поперечном к нему направлении. В первом случае (деталь 1, фиг. 520 и деталь 2, фиг. 519) торцовая стенка делается вертикальной, пред- ставляя собой пару стропильных ног из брусьев сече- нием 12X14 см, соединенных . вверху в проушину, а нижними концами упирающихся в угловые стойки. Эти последние, имеющие сечение 16 X 16 см, связаны между собой затяжкой из пары досок 3 X 15 см. Между досками затяжки устанавливаются промежу- точные стойки. Угловые и промежуточные по торцовой стороне стойки укреплены подкосами из досок так же, как и боковые стойки. Треугольный просвет меЖду стропильными ногами разделен ригелем на две части; кроме того каждая часть вертикальными горбыльками такого же сечения и устройства, как и горбыльки боковых скатов, делит- ся на отдельные просветы для стекол из расчета ши- рины последних в 52,5 см. Подкосы из досок 4 X Ю см прибиты гвоздями — одним концом к верхней части стропильной ноги, а Фиг. 523. Треугольный поперечный деревянный фонарь с двойным остеклением пролетом 2,5 м по деревянному покрытию — детали бортовой стенки, нижнего остекления и горбыльков.
414 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ' АЭРАЦИЯ другим — к наклонно лежащей доске, покрывающей сверху боковую стенку фонаря. В том случае, когда фонарь расположен перпенди- кулярно к коньку, т. е. при поперечном его направле- нии, нижняя часть торцовой стенки, заключающаяся между стойками, делается нормальной к скату крыши, а верхняя треугольная часть — наклонной под углом в 45°. Торцовые стропила в этом случае устанавли- ваются наклонно под тем же углом, удерживаясь парой подкосов (деталь 2, фиг. 520 и деталь 2, фиг. 519). Эта пара подкосов делается таким же образом, как и при вертикальной торцовой стенке, т. е. одним кон- цом подкос соединен со стропильной ногой, а другим— с доской, покрывающей бортовую стенку фонаря. Нижняя часть торцовых стенок, заключенная меж- ду угловыми стойками, обшита с обеих сторон тесом в четверть с прокладкой со стороны внутренней об- шивки термоизоляционным материалом; верхняя тре- угольная часть застеклена. Крайние стекла одной сто- роной лежат на горбыльках в четвертях, образованных гребешками из оцинкованного железа, а другой сто- роной — в четвертях, вынутых в обрамляющих дере- вянных частях стропил. При перегибе поперечного фонаря на другой скат крыши над коньком в этом месте устанавливается до- полнительная пара стропильных ног, соединенная ри- гелем и удерживаемая в вертикальном положении с обеих сторон подкосами. Стекла, примыкающие к этим стропилам, имеют треугольную форму и лежат одной стороной на горбыльке, а другой в четверти, вы- нутой в стропильной ноге. Таким образом описанная выше конструкция допу- скает устройство фонаря в виде продольного конько- вого или поперечного; в последнем случае фонарь может быть расположен или по одному скату крыши или по обоим — с точкой перегиба в коньке. В некоторых случаях стойками фонаря могут слу- жить также концы стоек стропильных ферм, выпу- щенные кверху. Треугольный поперечный фонарь с двойным остекле- нием пролетом в 2,5 м изображен на фиг. 523, при- чем общий вид его представлен на фиг. 17 и 18. В ос- новной своей части он является -идентичным предыду- щему фонарю, отличаясь от него главным образом устройством добавочного нижнего света. Нижнее остекление выполнено следующим образом: на середине длины каждой затяжки между ее досками вставлена прокладка из отрезка доски размерами 6 X 15 X 30 см, укрепленная четырьмя гвоздями. Сверху к затяжке прибит перекрывающий ее посре- дине отрезок доски 2X15X12 см, причем размеры обоих отрезков соответствуют размерам затяжкй, со- стоящей из двух досок 3 X 15 см, расположенных на расстоянии 6 см между собой. Сверху, сквозь оба эти отрезка, пропущен между досками затяжки болт диаметром 12 мм и длиной 85 см. Ряд таких вертикально висяших болтов прохо- дит в нижней своей части сквозь поставленную на ребро доску сечением 6X13 см, поддерживая ее в под- вешенном состоянии посредством шайб и гаек с контр- гайками, навинченными на болт снизу. К обеим ще- кам подвешенной доски нашиты заподлицо с нижней кромкой доски 3 X Ю см, скошенные в нижней своей части. Таким образом вверху висящей доски с обеих сторон образуются четверти, куда укладываются ниж- ними своими концами горбыльки нижнего остекления. К горизонтальным полкам четвертей прибито оцин- кованное кровельное железо, отогнутое вниз по ще- кам досок и загнутое затем кверху, образуя жолоба по обе стороны. Между горбыльками для их обжатия пришиты в четвертях бруски 3 X 4 см, равные по дли- не расстоянию между наружными гранями горбыльков. Верхние грани этих брусков, а также верхняя кромка средней доски выстроганы в виде входящего угла, об- разующего- жолоб, покрытый оцинкованным железом, края которого отогнуты вниз в виде наклонных фар- туков. Конденсат, образующийся на верхней поверх- ности нижнего остекления, стекает в этот жолоб, а конденсат с нижней поверхности остекления -сбегает -вниз и по отогнутым краям фартука капает в боковые жолобки. Отвод воды из верхнего жолоба в боковые жолобки производится при помощи наклонных тру- бок, пропущенных на некотором расстоянии друг от друга сквозь доски нижнего узла. В свою очередь уда- ление воды из боковых желобков производится по- средством труб в водосточную сеть. Крайние верхние концы горбыльков врезаны в до- ски 5X12 см, прибитые к нижнему краю бортовой стенки фонаря. Что касается верхнего строения фо- наря, а именно конькового соединения, сопряжения бортовых стенок с горбыльками, горбыльков и пр., то они мало чем отличаются от соответствующих частей вышеописанного фонаря и вполне понятны без доба- вочного объяснения из чертежей. Торцовые стенки фонаря наклонены к скату крыши под углом в 60° и укреплены ветровыми связями; чтобы проникнуть внутрь фонаря для его очистки, в торцах устроены створные части. Внутреннее обслу- живание производится путем передвижки с затяжки на затяжку съемных досок. Продольный треугольный фонарь с двойным остекле- нием пролетом 5,5 м по деревянным балочным парабо- лическим фермам представлен на фиг. 524; значитель- ный его размер заставил спроектировать более солид- ную конструкцию с опорой горбыльков на отдельные висячие стропила. В прогоны, полбженные по верхнему поясу пара- болических ферм, врубаются стойки, на которые в свою очередь насаживаются верхние прогоны; по ним на расстоянии 2,725 м друг от друга (соответственно расстоянию между фермами в 5,5 м) устанавливаются висячие стропила из брусьев 12 X 18 см. В стропильные ноги на равных расстояниях в 1,45 м врублены про- дольные прогоны с сечением трех нижних по 9 X X 16 см, а верхнего—-9X17,5 см; в свою очередь в последние слегка врезаны на взаимном расстоянии в 0,545 м горбыльки, имеющие крестообразное сечение с верхней частью шириной 1,5 см, средней — 4 см и нижней — Зсм. Таким образом в этом случае четвер- ти для стекол вынуты в самом горбыльке, что конечно не является обязательным и -может быть заменено устройством железного гребня. Высота горбылька верхнего остекления принята в 7 см. Стекла кладутся на замазку и ею же обмазываются сверху с укрепле- нием стекольными шпильками; от сползания они удер- живаются такими же клямерами, как и в первых фона- рях. Кроме того для удержания стекол от сползания могут служить также короткие отрезки' катанки, про- детые сквозь верхний гребень горбылька, причем каж- дое стекло концами нижнего края опускается на два таких отрезка, а верхним концом подсунуто под та- кие же отрезки. Сверху по коньку пришиты две до- ски, покрытые чехлом из оцинкованного железа.. Нижнее остекление имеет уклоны не к середине, а к боковым стенкам. В верхней своей части горбыльки врезаны в брус, сечением 9X18 см, подвешенный болтами к затяжкам. Нижние концы горбыльков при- вернуты шурупами или прибиты гвоздями к согнутой под прямым углом полоске полосового железа, другой конец которой пришит к продольному бруску сече-
Фиг. 524. Треугольный продольный деревянный фонарь с двойным остеклением пролетом 5,5 м по деревянному покрытию — поперечный и продоль- ный разрезы, деталь бортовой стенки и горбыльки.
416 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 525. Фонарь типа Буало по деревянному покрытию — поперечный разрез. нием 7 X 7 см, укрепленному к основному прогону. Другим решением могло бы быть непосредственно опи- рание нижних концов горбыльков на долевой брусок. К этим же продольным брускам подвешен жолоб из оцинкованного железа, из которого вода спускается в воронки внутренних водосточных труб. Дощатая обшивка с обеих сторон стоек образует бортовую стенку фонаря; верхняя и внутренняя боко- вые части борта покрыты оцинкованным железом, за- гнутым внизу в виде жолобка, откуда могущий образо- ваться конденсат стекает через специальные трубки, поставленные на известном расстоянии друг от друга, в нижние жолоба. Для экономии оцинкованного же- леза фонарь может быть покрыт железом лишь в пре- делах верхней части борта. Горбыльки нижнего остекления при той же форме поперечного сечения, как и верхние, имеют несколько большую высоту — в 8 см. Ввиду того что нижняя плоскость остекления более полога, чем верхняя, во избежание капания воды вдоль горбыльков по обеим сторонам снизу прикреплены жолобки, не доходящие до их нижних концов; в этой части ввиду наличия угло- вого закрепления из полосового железа, препятствую- щего продолжению верхних жолобков, к горбыль- ку подвешены несколько ниже более широкие жолобки, принимающие воду из верхних и проводящие ее в об- щий продольный жолоб. В средней своей части ниж- ние горбыльки поддерживаются продольными брусками 8 X И см, опирающимися на верхний пояс фермы. Торцовая стенка заполнена глухими переплетами, в средней части которых оставлено отверстие 1,3 X X 1,2 м, закрывающееся двупольными дверями; в верх- ней филенке сделаны жалюзи для проветривания. Очи- стка может производиться с тележки, передвигаю- щейся по швеллерам, уложенным поверх затяжек вися- чих стропил. В случае необходимости устройства вертикального верхнего света фонарь может быть выполнен типа Буало (фиг. 525 и 526), у которого боковые про- дольные стенки заполнены остекленными переплетами; сверху он покрыт пологой крышей. Стойки у боковых стенок, расположенные на вза- имном расстоянии в 2 м, сделаны из деревянных брус- ков 7ХИ см за исключением тех, к которым укреп- лены ветровые связи; последние предусмотрены не- сколько большего сечения — 11 X И см. На нижних своих концах стойки имеют шипы 5 X 5 X 5 см, при помощи которых они укрепляются сверху к прогонам в виде двутавровых гвоздевых дощатых балок, для чего в последних выдалбливаются соответствующие гнезда (деталь 1, фиг. 526). По бокам каждой стойки для большей устойчивости к верхнему поясу прогона при- шиваются гвоздями короткие бруски 6 X 6 см и дли- ной И см; такими же гвоздями эти брусочки прибива- ются сбоку к самим стойкам. В случае наличия другого типа покрытия с попереч- ными дощатыми прогонами укрепление стоек может быть произведено соответственно описанным выше треугольным фонарям. На высоте 0,34 м от поверхности кровли по бокам стоек пришиты добавочные бруски, поддерживающие края подушек из досок 6 X 22 см, уложенных мёжду стойками. Сверху последних с обеих сторон выбраны четверти шириной 5,5 см и глубиной по 2 см, служащие для установки в них наружных и внутренних перепле- тов остекления. В верхнем своем конце стойки имеют с обоих боков вырезы в виде четвертей высотой 18 см и глубиной 1,5 см, куда укладываются в распор четвер- тями вниз верхние подушки; расстояние между подуш- ками в четвертях равняется 1,5 м (деталь 2). С наружной и внутренней стороны на узкие грани стоек вдоль их нашиваются посредине вертикальные
ФОНАРИ 417 бруски 5 X 5,4 см, имеющие с обоих боков четверти, в которые впритык входят соответствующие четвер- ти, выбранные с торцовой стороны переплетов (де- таль 4). Верхний конец стойки возвышается над верхними подушками на 12 см и облегается с обоих боков пар- ными дощатыми затяжками Течением 4 X 18 см, между которыми зажаты как конец стойки, так и пологая стропильная нога из доски 4 X 18 см (деталь 2); скре- пление производится гвоздями. Каждая пара стропильных ног висячих стропил (иначе называемых тавровыми балками) соединяется между собой впритык; нижние концы их выступают наружу за концы затяжек, прикрытых вертикальными карнизными досками, на 2,5 + 20,0 + 2,5 = 25,0 см (детали 2 и 3) и подшиваются 2,5-сантиметровыми досками для образования карниза. По стропилам укладываются два настила — нижний рабочий из брус- ков 5 X 5 см с зазорами также в 5 см и верхний за- щитный из 2,5-сантиметровых досок под косым углом к нижнему. Рубероидная кровля наклеивается по кле- бемассе на прибитый слой толя или пергамина. По низу затяжек в свою очередь производится подшивка из 2,5-сантиметровых дооок, поверх которой устраи- вается изоляция из сфагнума ПО' толю. Через каждые 10—12м боковые стойки фонаря укрепляются связями из диагонально расположенных тяжей, сделанных из 19-миллиметрового круглого же- леза; эти тяжи проходят сквозь стойки и укрепляются гайками (деталь 1). Переплеты состоят из двух частей — нижней глу- хой и верхней створной в виде обычного типа фрамуги; открывание производится посредством приборов, опи- санных в главе II «Окна». Продольный фонарь с вертикальным остеклением (фиг. 527), по внешнему виду напоминающий тип Буало, значительно отличается от него способом сво- его конструирования. Устройство его заключается в следующем. Из сегментных ферм выпущены вверх по три стойки, связанные наверху ригелем; боковые стойки служат для удержания остекленных стенок фонаря, а средние подпирают ригель в средней его части. Кроме того ригель по краям поддерживается подкосами. По ригелям уложены прогоны, располо- женные для устройства наружного отвода воды на раз- ных высотах; в свою очередь прогоны несут утеплен- ную кровлю из двух слоев досок с зажатым между ними войлоком. Остекленные переплеты с коробками обычного американского типа, описанными выше в главе II «Окна», пришиваются с наружного края к вы- пущенным стойкам, а с нижней' стороны подпираются короткими отрезками брусков, загнанных под нижние подушки. Оптимальными фонарями в настоящее время явля- ются трапецеидальные фонари, запроектированные Металлостройпроектом на основе американской техни- ческой помощи. Эти фонари состоят из двух отдель- ных частей — несущей части и ограждающей. В то время как оболочка до известной степени типизиро- валась в одном основном решении, конструкция несу- щих частей у трапецеидальных фонарей бывает раз- личной в зависимости от характера несущих частей производственного здания. Перед описанием оболочки фонаря целесообразно рассмотреть отдельные типы ее несущих частей. Несущие части выполняются в виде деревянных рам, конструкция которых разрешается двояким способом соответственно основным типам производственных зда- ний с трапецеидальными фонарями, с дальнейшим до- полнительным подразделением. Как было указано в отделе I «Производственные здания», наиболее часто применяемый вид многопролетных зданий с повторе- нием пролетов почти типизировался в .двух вари- антах в зависимости от величины пролетов. При про- летах шириной до 12 м внутренние опоры выполняются в виде Т-образных железобетонных колонн, а наруж- ные Г-образными. Фонари устанавливаются непо- средственно на концы колонных консолей (фиг. 81)-. При больших пролетах между фонарями и колоннами приходится вводить сегментные фермы (фиг. 84). Рама первого типа по1 Т- и Г-образным колоннам, осуществленная на Самарском карбюраторном заводе, изображена на фиг. 528. Ширина фонаря, считая между вертикальными гранями консолей, равняется 6,8 м; Фиг. 526. Фонарь типа Буало — детали: 1 — укрепление стойки к прогону, 2 — устройство оконных подушек и крыши, 3 — стропильная нога, 4 — примыкание переплетов к стойлам. Цветаев. 53
Фиг- 527- Продольны» деревянный фонарь с вертикальным остеклением по деревянному покрытию — слева общий вид, справа — деталь устройства остекленной стенки,
ФОНАРИ 419 Фиг. 528. Рама трапецеидального фонаря по Т- и Г-образным колоннам. ширина поверху сокращается до 4,8 м. Ригель и на- клонные стойки запроектированы брусчатыми сечением 12X18 см; соединение в углах произведено вполдерева (см. вид по стрелке Д). Помимо этого каждый угол укреплен двумя парами накладок из досок сечением 6X24 см, соединенных болтами; между нижними на- кладками помещены 12-сантиметровые прокладки. Рас- стояние между отдельными рамами-равняется 3 м со- ответственно 6-метровому продольному шагу колонн. Эти рамы нижними своими частями упираются в на- клонно поставленные бортовые жолобовые балки, вы- полненные в виде двутавровых гвоздевых балок со сплошной перекрестной стенкой; соединение их друг с другом производится посредством выпущенных ребер жесткости. Жолобовые балки крепятся к железобе- тонным консолям в двух местах — внизу посредством отрезков уголков 150 X 150 X 12 мм, а вверху при помощи полосового железа 6 X 30 мм, согнутого под тупым углом. Рамы по сегментным фермам выполняются иным образом; вместе с тем их конструкция постепенно усложняется по мере увеличения пролетов ферм. Если при малых пролетах, применяемых весьма редко и равных 10—И м (фиг. 529), является достаточным для поддержки ригеля выпуск трех стоек, то при средней величине пролетов — от 12 до 20 м — приходится добавлять раскосы, а при больших пролетах — увели- чивать число стоек. В свою очередь решение этих рам дополнительно зависит от типа сегментных ферм — двухпоясных или трехпоясных. Рама для трапецоидального фонаря при двухпоясной ферме показана на фиг. 530. Она состоит из двускат- ного ригеля и двух наклонных ног. Ригель выполнен из двух досок сечением 4 X 15 см, расставленных на рас- стоянии 5 см друг от друга для пропуска поддерживаю- щих их стоек. Наклонные ноги также предположены двойными из досок сечением 4X12 см. Соединение ригелей с наклонными ногами производится как бы вполдерева, т. е. одна доска ригеля пропускается до конца, а другая обрезается по направлению внутрен- него края ноги; доски, образующие ноги, также под- резаются соответствующим образом. Между досками оставляется прокладка из доски сечением 5 X 12 см. Нижние концы наклонных ног упираются в составной из четырех досок прогон. Промежуточные стойки, поддерживающие ригель, состоят из трех досок — сред- ней сечением 5 X 15 см и двух боковых 4 X 15 см- Соединение их с ригелем видно из разреза рамы по А — Б: средние доски пропущены между досками риге- лей, а боковые нашивки у стоек доведены до нижних кромок ригельных досок. Сопряжение стоек с ригелем выполнено на гвоздях с добавочной постановкой на- 53*
Железные сбязи С£) План расположения сЬязеи Сплошной настил 2 Схемы ферм с фонарями Фиг. 529. План расположения горизонтальных связей по верхнему поясу ферм с фонарями (вверху) и схемы ферм с фонарями (внизу). Фиг. 530. Рама трапецеидального фонаря! при двухпоясной сегментной ферме.
ФОНАРИ 421 кладок и прокладок в коньковой части ригеля, где стыкаются образующие его доски. Нижние концы стоек крепятся к ферме двояким способом. Для сред- ней стойки между двумя пакетами брусков верхнего пояса при сборке фермы закрепляется короткая доска длиной 70 см и сечением 5 X 15 см; для двух крайних стоек выпускаются стойки решотки выше верхнего пояса. К этим выпущенным доскам производится кре- пление стоек рамы фонаря. Для большей жесткости конструкции фонарной рамы стойки расшиваются между собой раскосами из досок сечением 5X15 см. Фонарные рамы при трехпоясных сегментных фер- мах отличаются от предыдущего типа рядом деталей. Ферма с такой рамой была приведена в главе II «Дере- вянные покрытия» на фиг. 276; отдельные детали рамы соответственно обозначениям на схеме фонаря пока- заны на деталях 1, 2, 3 и 4 фиг. 531. Ригель рамы со- ставлен из двух досок сечением 4 X 20 см, а наклон- ные ноги — из двух досок сечением 4 X 14 см. Сое- динение ног с ригелем выполнено вполдерева согласно детали 1 фиг. 531. Нижние концы наклонных ног упираются в составной прогон. Соединение промежу- точных ног с поддерживаемым ими ригелем показано на деталях 2 и 3, из которых видно, что стойки, со- стоящие из трех досок — двух крайних 5 X 12 см и одной средней 8 X 12 см — обхватывают с обеих сто- рон доски ригеля. Крепление нижних концов стоек выполнено посредством выпуска стоек решотки (для крайних стоек) или при помощи специально заложен- ных между брусчатыми пакетами верхнего пояса корот- ких досок (для средней стойки — согласно детали 4). Доски выпускаются на 50 см выше уровня верхнего пояса, что допускает последующий монтаж фонарной рамы после установки ферм на место. Стойки расши- ваются дощатыми раскосами сечением 5X18 см. В связи со значительным расстоянием ферм друг от друга, принимаемым обычно 5 или 6 м, приходится добавочно вводить по одной промежуточной ноге, рас- полагаемой по середине между фермами; в противном случае горизонтальные прогоны, служащие импостами для переплетов, получаются весьма тяжелыми. Схема крепления такой промежуточной ноги фонаря дана на детали 5 фиг. 531; кроме того на детали б показано, каким образом нижний конец этой ноги опирается -в прогон, укладываемый по краю фонаря. Что касается верхнего конца промежуточной ноги, то при двойном настиле он опирается на добавочный верхний прогон, состоящий обычно из двух досок; при сплошном на- стиле устройства верхнего прогона не требуется, так как жесткость этого настила настолько велика, что допускает непосредственное на него опирание ноги с дополнительной постановкой опорного бруса, подши- того с нижней стороны настила перпендикулярно к на- правлению досок. Для завязки узлов ферм по верхним их поясам в пре- делах расположения фонаря устанавливаются горизон- тальные связи. Эти связи устраиваются двух типов.— в виде дощатых продольных прогонов и в виде пере- крестных тяжей. Количество прогонов зависит от про- лета ферм и указано на схемах ферм с фонарями на фиг. 529. Как видно из этой фигуры, количество про- гонов колеблется от 3 до 5. Перекрестные тяжи дела- ются из круглого железа. Диаметр железа является функцией пролета и конструкции ферм: при двух- поясном решении и пролетах ферм, не превышаю- щих 25 м, диаметр равняется 19 мм, а при большей величине пролетов диаметр увеличивается до 22 мм; при трехпоясной ферме диаметры соответственно принимаются 22 и 25 мм. Перекрестные тяжи ставятся в каждом пятом пролете. В крайних про- летах связи ставятся при условии, что торцовые стены не являются несущими, а фонарь доведен до края крыши. При наличии железобетонных поперечных зон здание следует считать как бы разделенным на не- сколько корпусов, с самостоятельным назначением для каждого из последних расположения связей в пятых пролетах (план расположения связей на фиг. 529). Таким образом мы видим, что имеются два основные решения рам для трапецеидального фонаря — для не- посредственной их установки по Т- и Г-образным колоннам и при устройстве их по сегментным фермам. В последнем случае конструкция рамы добавочно за- висит от конструкции фермы — двухпоясной или трех- поясной. Заканчивая на этом описание фонарных рам, следует перейти к рассмотрению оболочки фонаря. Трапецоидальный деревянный фонарь, изображенный в части оболочки на фиг. 532 и 533, представляет со- бой видоизменение треугольных фонарей, у которых наклонные световые плоскости раздвинуты на неко- торое расстояние друг от друга. Таким образом в верхней части он кончается не коньком, а участком крыши, имеющим небольшой скат в обе стороны. Несущая конструкция фонаря выполнена по преды- дущему в виде деревянных дощатых или брусчатых рам, состоящих каждая из ригелей и наклонных ног. Фиг. 531. Устройство рамы трапецеидального фонаря при трехпоясной сегментной ферме — детали: 1 — соеди- нение наклонной стойки с ригелем, 2 — соединение сред- ней стойки с ригелем, 3 — соединение промежуточнрй стойки с ригелем, 4 — крепление нижней части средней стойки к верхнему поясу фермы, 5 — крепление проме- жуточной ноги фонаря, 6 — соединение нижнего конца промежуточной ноги с прогоном.
Рубероид Дереб. переплеты Дереб. переплеты стал 50х90 *60 /Доска 25*60 Доска 30*130 v /Доска 50*150 /доска 35*100 Фиг. 532. Трапецеидальный деревянный фонарь — поперечный разрез.
ФОЙкРИ 423 Фасад Фиг. 533. Трапецеидальный деревянный фонарь с открывающимися переплетами верхнего крепления — горизонтальный разрез и фасад. Поверх ригелей уложен сплошной дощатый настил обычного типа. Средняя часть настила — по оси фонаря — несколько приподнята, благодаря чему к бокам фонаря образуются скаты. С обоих боков фонаря по самым краям на сплошной настил набиты трапецеидальные кобылки, поверх кото- рых пришиты три доски. Одна из них имеет по своей ширине уклон к середине крыши фонаря и своим верх- ним краем подходит под доску, имеющую уклон во внешнюю сторону. Третья доска покрывает кобылку по наружному краю. Эти доски образуют по обоим бокам крыши фонаря несколько возвышающиеся над ней бортики для предохранения от стекания воды с крыши непосредственно на открывающиеся части переплетов, а особенно для предотвращения образова- ния над ними наледи в осеннее и весеннее время при постоянном чередовании оттепелей и заморозков. Крыша фонаря и бортики покрываются рубероидом по пергамину, края которого прибиваются к нижнему краю наружной бортовой доски. Во избежание отрыва поверх конца руберойда набивается полоса оцинкован- ного железа шириной 25 мм. Нижними своими частями наклонные ноги рамы упи- раются в составные прогоны, идущие по бокам отвер- стия фонаря. Боковая стенка фонаря на 0,7 т от ее основания об- шита защитным настилом из досок 2,5 ст, прибитым поверх рабочего настила из 3,5-сантиметровых досок. Рабочий настил в свою очередь пришит к прибоинам, обшитым с внутренней стороны шпунтованными 2,5-сантиметровыми досками. Защитный настил своим верхним краем лежит на прогоне 6 X 15 ст, идущем вдоль фонаря. В этот про- гон врезана на глубину в 5 ст наклонная нога рамы. На прогоне вдоль фонаря по кобылкам укреплена в наклонном положении доска сечением 3 X 1'3 ст. К внутренним кромкам наклонных досок в свою оче- редь примыкают бруски сечением 2,5 X 6 ст. Вверх по ноге рамы через промежуток в 1195 тт повторяется еще один прямоугольный прогон сечением 10 X 15 см, а на расстоянии в 1195 тт от него лежит второй про- гон такого же сечения. В эти прогоны врезается на глубину в 5 см наклонная нога рамы. Все продольные прогоны, являющиеся горизонтальными импостами, делят боковую стенку фонаря на два горизонтальных просвета — нижний и верхний — высотой по 1195 мм. Эти размеры приняты в зависимости от количества рядов стекол в переплетах — в нижнем и верхнем про- светах по два ряда (при размере стекол в ширину 350 мм и в длину 525 тт)..Количество рядов переплетов (два или три ряда), а также количество стекол в каж- дот переплете (два или три стекла) зависят от световых требований и в каждот индивидуальнот случае тогут теняться. К левым кромкам верхнего и среднего прогонов при- шиты 2,5-сантиметровые доски. Эти доски, так же как наклонные доски с примыкающими к их кромкам брусками, покрываются для образования слива для конденсата оцинкованным железом с загибом верхнего края за бруски. Верхние обвязки оконных переплетов подвеши- ваются на петлях к прогонам прямоугольного сечения и ложатся на бруски, прибитые к прогонам с нижней стороны для образования верхних четвертей, выполнен- ных в виде наклонной плоскости. Такой способ устрой- ства притвора гарантирует свободу открывания и закрывания переплетов, чего нельзя было бы добиться при обычных четвертях. Нижние обвязки переплетов опираются сверху внахлестку на наклонные доски, образующие нижние стороны притвора. Это касание
424 УН. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ по одной линии дополнительно обеспечивает правиль- ность работы переплетов. Основным отличием описываемого фонаря от всех до сих пор осуществленных не только у нас, но и в Америке конструкций является устройство запроекти- рованных Металлостройпроектом открывающихся дере- вянных переплетов значительной длины — вместо обыч- ных 1,5—2 м длина в них принимается до 11м. Во избежание коробления переплеты делаются составными с максимальным количеством отдельных частей 9, что примерно дает общую длину их около И м; каждая часть имеет ширину в 1226 мм, за исключением сред- ней, принимаемой иногда шириной 852 мм (фиг. 533). Внизу боковые обвязки каждых двух соседних частей соединяются изнутри накладкой из уголка 50 X 50 X X 5 мм длиной 200 мм; вверху же они соединены об- щими для каждых двух частей петлями. Петли устроены таким образом, что их верхняя лопасть привинчивается к прогону, обрамляющему оконный просвет, а другая — нижняя лопасть—состоит из двух частей, вращающихся отдельно и приболченНых к боковым обвязкам двух примыкающих составных частей переплета. Это сде- лано с целью, чтобы отдельные части переплета были несколько подвижны относительно друг друга, так как в противном случае переплет, составленный из несколь- ких частей и имеющий в длину около Им, при откры- вании дал бы общий коробящий прогиб, вследствие чего происходило бы лопанье стекол. Более подробно устройство переплетов показано на фиг. 534. На детали 1 даны фасад и вид сверху угла примыка- ния горбылька к верхней обвязке, а также вертикаль- ный разрез самой обвязки; деталь 2 изображает собою примыкание горбылька к нижней обвязке, вертикаль- ный разрез последней, а также горизонтальный разрез А — Б по горбыльку. Из этих деталей видно, что при- мыкание выполняется прорезным шипом с закрепле- нием нагелем из дерева твердой породы. Для удержа- ния стекол в брусках верхней обвязки с нижней сто- роны выбран прямоугольный паз, окаймленный с двух сторон бортйками, один сечением 25 X 20 мм, а другой 10X10 мм. Соответственно форме обвязки горбылек в поперечнике представляет собою двутавр. Стекло укладывается по замазке на широкий выступ, после чего края его обмазываются толстым слоем замазки сверху. Между этим слоем замазки и узкими высту- пами обвязки или горбылька вставляется штапик, слу- жащий для прижатия стекла к широкому выступу; таким образом, если стекло разобьется, штапик до известной степени предохранит стекло от падения- Эта предохранительная мера является особенно необ- ходимой благодаря применению двойного бемского стекла вместо литого стекла с сеткой, так как произ- водство последнего не получило еще достаточного развития. Для образования слива для стока атмосферной воды брусок нижней обвязки переплета снаружи скошен в верхней части. Устройство скоса однако, как пока- зала практика, недостаточно для правильной эксплоа- тации переплетов, так как эта мера не всегда устра- няет возможность налипания падающего снега. В ре- зультате намерзший снег ухудшает световую работу фонарей. В дальнейшем поэтому необходимо будет эту деталь перепроектировать с расчетом наименьшей задержки на ней снега. Отрицательная сторона этих переплетов заключается также в разных коэфициентах теплопередачи деревянных обвязок и стекол (первые превышают вторые почти в три раза), что способствует некоторому намерзанию на деревянных частях рас- таявшей на стекле воды. Соединение верхней обвязки с боковой показано на детали 4, на которой даны фасад, вид сверху и вид с торца этого примыкания; на детали 5 изображено соединение нижней обвязки с боковой — в фасаде, виде с торца и в разрезе по В—Г. Кроме того на детали 3 все узлы показаны в аксонометрии. Для предохранения от продувания в щелях между двумя соседними частями переплета в боковых обвязках во всю высоту открывающейся створки выбираются пазы шириною 8 и и глубиною 16 мм, куда вста- вляется руберойд в 2 слоя или узкая рейка из фанеры, толщиною 7 мм и шириною 30 мм, покрытая слоем же- лезного сурика. Волокна наружных слоев рейки должны итти по ее ширине. Торцовые части соединяемых элементов окрашиваются до установки переплетов. Крайними боковыми обвязками открывающийся пе- реплет примыкает с обеих сторон к глухим панелям. В месте примыкания устанавливается на ребро доска, несколько выступающая за плоскость переплета. Для предохранения от бокового затекания воды она при- крывается сверху колпачком из оцинкованного железа, прибитым к боковой обвязке открывающегося пере- плета (фиг. 533). Между каждыми двумя глухими панелями идет жо- лоб, крытый сверху оцинкованным железом; жолоб этот отводит воду с крыши фонаря через обрывы, устроенные в верхних боковых бортиках. По обеим сторонам открывающихся переплетов сзади них устанавливаются узкие внутренние панели второго остекления шириною только в два стекла; последние являются защитными от попадания атмо- сферных осадков внутрь фонаря (фиг. 533 — горизон- тальный разрез) и поэтому называются защитными или ветровыми. Деревянный трапецеидальный фонапь несколько другого типа изображен на фиг. 535. Основное отличие от предыдущего варианта заключается в устройстве уклона верхнего участка крыши фонаря в одну сто- рону, что позволяет ограничиться желобами только в одном скате. В соответствии с этим возвышающийся над уровнем кровли бортик делается только с той стороны, где имеется жолоб. С противоположной сто- роны вместо жолоба и двух примыкающих к нему глухих панелей между открывающимися переплетами вводится одна широкая глухая панель. Таким образом представленный на фиг. 535 поперечный разрез сделан по высокой части с отсутствием бортика. Утепленная кровля принята в виде двух настилов с зажатым между ними слоем войлока. Остальные детали ясны из чертежа. Односкатное направление крыши фонаря допустимо при ширине ее примерно до 3 м; при большей ширине скат делается в обе стороны по предыдущему типу. Деревянный продольный фонарь смешанного типа, запроектированный также Металлостройпроектом, изображен на фиг. 536. Согласно схеме, помещенной налево в углу указанной фигуры, видно, что ригель рамы фонаря поддерживается 5 стойками из парных 5-сантиметровых досок. К крайним боковым стойкам примыкают подкосы из досок 5 X 20 см, которые на глубину 2,5 см врублены в продольные прогоны из брусьев сечением 10 X 15 см. Полученные таким обра- зом два просвета заполнены переплетами, выполнен- ными по предыдущему согласно фиг. 533 и 534. Третий верхний ряд переплетов расположен почти вертикально, образуя с плоскостью нижележащих переплетов тупой угол. В остальном устройство фонаря подобно выше- описанному. При наличии в зданиях светлых наружных торцовых стен фонари обычно не доводятся до конца, а преры- ваются на крайних фермах. В этом случае торцы фо-
Цветам фиг- 534. Деревянные открывающиеся переплеты верхнего крепления — детали,
РАЗРЕЗ У ЛЕСТНИЦЫ 50X10 'Линия кровли ВЕРХНЯЯ ЧАСТЬ Защитный настил 80X6 ФАСАД У ЛЕСТНИЦЫ / 30X130 Подоконник '''Открыв. переплеты Гпугая панель ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ ^Гетровая панель Линия лицевой стороны рамы фонаря Открыв. переплете Открыв. переплеты Полоска из оцинк. Железа Оцинк. Железо 50X6 ЯМПЕ Линия рамы Разрез по ветровой панели Горизонт. импост Оцинк. Желе Разрез по ветровой панели 50X10 50X6 Руберои Гпухая панель —358 122: Коллачек из оцинк. Желез. 852 Открыв.переплеты Уголок для соедин. переплетов 200-------------- Фиг. 535. Трапецеидальный деревянный фонарь с односкатным направлением крыши — поперечный разрез.
51* -841- Фиг. 536. Деревянный продольный фонарь смешанного типа.
Фиг. 537. Устройство торцовой стенки у трапецеидальных фонарей — детали: 1 — аксонометрия основания торна, 2 — то же его верхней части. Фиг. 538. Треугольный деревянный фонарь с двойным остеклением пролетом 4,5 м по железобетонной крыше.
1-50‘ Горбылек ниЖнего света [ Пачечное Железо через0.5м Горбылек Толь Стекло Оцинков.'Железо Толь Доски 5X18 сп под горбыльки Штукатурка, по рабитиу Гребень из оиинков. Же- леза Горбылек ниЖне го света Трубочки Деталь бортовой стенки Стекло ' “20- остеклением пролетом 4,5 м по железобетонной крыше — Деталь конька D & Замазка Коротыш 2,5х3.5 Стекло Горбылек Коротыши меЖду горбылями 4X6 сл Желобки из оиинков. Железа с уклоном 0.01 Гвозди через 10 X1Q см С 'емные доски 450 Оиинков. Же - лезолз Дерев, проб- ка Треугольные^, дерев, бруску для приЖатия рубероида Дерев.брус-i ки Рубероид Толь Соломит Горбылек Отгиб для отвода конденсата Коротыш 3 х 5см Жалоб из оцинков. Железа Деталь ниЖнего узла Подкос IQXTO см Парные схватки из досок ЖГЛсм Коньковый брус Сцинков. Железо Полоски Железа2*2ТМССмм на шурупах через \ 3 горбылька Фиг. 539. „Треугольный деревянный фонарь с двойным < _____ ________ _________ ______3_______" ____ поперечный разрез и детали:, 1 — бортовой стенки, 2—конька, 3 — нижнего узла н 4 — горбыльков нижнего и верхнего света. -5 Он Горбылек верхнего света
430 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ нарей приходится защищать специальной обшивкой. Устройство таких торцов у фонарей показано на фиг. 537; на детали 1 дана аксонометрия основания торца, а на детали 2 — аксонометрия его верхней части. Жолоб устроен по краю фонаря. б. Деревянные фонари по железобетонным покрытиям Для снижения стоимости строительства иногда бывает целесообразным поименить при железобетонных покрытиях деревянные фонари, обычно устраиваемые в этом случае с наклонным остеклением. Конструкция треугольного деревянного фонаря с про- летом в 4,5 м по железобетонной крыше изображена на фиг. 538. Заключается она в нижеследующем: в продольные железобетонные бортики на расстоянии около 2 м друг от друга заделаны штыри из разъяко- ренного в конце своем полосового железа, к которым прикреплены короткие отрезки углового железа, сбол- ченные с деревянной затяжкой из бруска сечением 10 X 16 см; в концы этих затяжек врублены стропиль- ные ноги из прямоугольных брусков сечением 10 X X 16 см. По каждому скату фонаря перпендикулярно к стропильным ногам врублены по три прогона сече- нием 7 X 14 см, на которые укладываются горбыльки с четвертями для стекол, обращенными кверху; про- гоны поддерживаются отрезками уголков. Верхними концами эти горбыльки врублены в верхний прогон, а нижние концы их упираются в скошенный внутрь верхний торец бортика. По коньку уложены отливы из 5-сантиметровых досок. Второе остекление устроено Фиг. 540. Металлический фонарь по железобетонному по- крытию из стандартных сборных рамок. Поперечный раз- рез и детали: 1 — рамы в плане, 2 — соединение рамок в коньковых стыках верхнего света и 3 — соединение рамок в коньковых стыках нижнего остекления. по горбылькам, в нижней своей части прикрепленным при помощи угольников из полосового железа к брус- кам 8X8 см, уложенным по внутренним консолям в нижней части бортиков, а в верхней — к прогону сечением 7 X 14 см, приболченному к затяжкам. Очистка может производиться с тележки, двигающейся по швеллерам, уложенным поверх затяжки. Другой тип деревянного треугольного фонаря (фиг. 539) также имеет вертикальные железобетонные бор- товые стенки, кончающиеся сверху наружным откосом в виде карниза. Утепление для предохранения от про- мерзания предположено соломитом и толем с ошту- катуркой по сетке Рабитца. В верхней части бортика (деталь 1, фигь 539) при бетонировании оставлена наклонно расположенная четверть, в которую укла- дывается продольный деревянный брусок 5X5 см, укрепленный гвоздями к полоскам пачечного железа,, заделанным своими концами в железобетонную кладку. На этот брусок опираются своими нижними торцами деревянные горбыльки, а между ними после их укладки заводятся распирающие их отрезки брусков 5 X 3 см. Устройство горбыльков тождественно их устройству в фонаре, изображенном на фиг. 519. Для предохра- нения от загнивания древесины под продольным брус- ком прокладывается толь,, а по краю бортовой стенки— оцинкованное железо, спускающееся наружу и обра- зующее слив; верхняя часть этого железа поднимается по горбылькам на 50 мм от их конца и отгибается внутрь и вниз в виде капельника для отвода конден- сата с верхнего-остекления в продольный жолоб. Жо- лоб устроен следующим образом: изнутри под концами горбыльков проложено оцинкованное листовое железо, отогнутое по внутренней поверхности бортика фонаря и загнутое на конце своем вверх, образуя таким обра- зом жолоб для конденсата. В конце фонаря (деталь 2, фиг. 539) проложен брус квадратного сечения, направленный верхними гранями параллельно остекленному скату; в нижних его частях вынуты продольные пазы шириной 4,5 см и глубиной 2,5 см, в которые входят верхние концы горбыльков. Между концами горбыльков в пазы закладываются брусочки-коротыши в виде распорок. Нижнее ребро .бруса через два-три горбылька скашивается на фаску, причем горбыльки в этих местах соединяются друг с другом, а также с брусом при помощи полосок же- леза 20 X 2 мм длиной 100 мм, укрепляемых посред- ством шурупов. Сверху конек кроется оцинкованным железом, края которого образуют слив на остекление. На ближайшее время оцинкованное железо может быть заменено рубероидом. В средней своей части горбыльки лежат на прогонах из брусков 10X10 см; для большей устойчивости в местах соединений поставлены на шурупах уголки из загнутого полосового железа. Через три горбылька на четвертый прогоны поддерживаются подкосами, к торцовой части которых они пришиваются гвоздями. Подкосы сечением 10X10 см опираются нижними концами на деревянный (брус, уложенный поверх про- дольной железобетонной балки (деталь 3, фиг. 539); для поперечной устойчивости нижние части,их соеди- нены друг с другом двумя рядами парных дощатых схваток. Верхние схватки кроме того служат для про- тирки фонаря, для чего по ним укладываются съемные доски. Горбыльки нижнего остекления (деталь 4, фиг. 539) со скатом, направленным к середине фонаря, верхними своими концами упираются на бруски, уложенные по выступам бортовой стенки: эти бруски пришиваются гвоздями к отрезкам пачечного железа, заложенным через 0,5 м в бетонную кладку. Между горбыльками 1798
ФОНАРИ 431 заводятся распирающие их коротыши из брусков (де- таль 1). Нижние концы горбыльков врезаны в доски 18X5 см, укрепленные с обеих сторон к железобе- тонной продольной балке посредством болтов, заде- ланных в нее при бетонировании. Около концов гор- быльков по бокам продольного бруса, лежащего на железобетонной балке, а также под их концами вдоль досок, в которые они опираются, идут жолобки из оцинкованного железа, имеющие уклон к колоннам; у этих последних вода из жолобков стекает в трубочки из оцинкованного железа диаметром 20 мм. Торцовые стенки фонаря устроены вертикальными и заполнены глухими переплетами из стандартных элементов с открывающейся средней частью. в. Металлические фонари по железобетонным покрытиям В случае невозможности по каким-либо соображе- ниям устраивать при железобетонных покрытиях фо- нари из железобетона последние могут выполняться из металла. Весьма интересным решением металлического фо- наря, состоящего из сборных стандартных рамок, является фонарь пролетом примерно 2,5—3 м, за- проектированный инж. А. Н. Григорьевым и изобра- женный на фиг. 540. Каждая рамка состоит из двух уголкОв — верхнего и нижнего, к которым при помощи заклепок приклепываются четыре горбылька, с рас- стоянием в 0,54 м друг от друга для свободной укладки стекла шириной 52,5 см. Длина уголков принимается в 0,54X4 = 2,16 м, вследствие чего они выдаются за крайние горбыльки на 0,27 м в каждую сторону. Горбыльки приняты в виде тавриков, но в случае от- сутствия последних могут быть выполнены или путем склепки уголка с полосовым железом или посредством склепки двух уголков вместе. Конечно такая конструк- ция удорожает стоимость устройства фонаря, поэтому она должна применяться лишь в самых крайних слу- чаях. Заготовленные на строительном дворе отдельные рамы с четырьмя тавровыми горбыльками после до- ставки их на постройку собираются и устанавливаются на место в шахматном порядке с чередующимися сты- ками через 2,16 м; таким образом стыки верхних уголков одного ската фонаря примыкают к середине верхних уголков другого ската (деталь 1). Сами стыки выполняются при помощи круглых 20-миллиметровых вкладышей с двумя отверстиями, куда вставляются болты, причем последние подтягивают стыкаемые уголки к цельному угольнику, что позволяет получить жесткое соединение в коньковом узле (деталь 2). Нижнее укрепление горбыльков производится при по- мощи сбалчивания нижнего уголка, к которому при- клепаны таврики, с заделанными в бортовую стенку анкерами, имеющими на верхних концах соответ- ствующую резьбу, а в нижних концах разведенными якореобразно. Нижнее остекление производится таким же обра- зом при помощи рамок, причем его конек также состоит из двух уголков со стыками в шахматном порядке. Стычные соединения производятся при по- мощи болтов и нижних корытообразных накладок длиной 8—10 см, выгнутых по шаблону из полосового железа параллельно полкам уголков (деталь 3). Болты, для которых просверливаются отверстия в цельном уголке одного ската и в двух стыкаемых уголках дру- гого, подтягивают и жестко закрепляют их друг к другу. Фиг. 541. Металлический треугольный фонарь пролетом б и по железобетонному покрытию.
Пол. Ж-зо 60x5 L 45x45x6 С N 8 Желоб Стекло Пол. Ж-зо 60x5 Коротыш L60x60x6 /=45 L'60x60x6 С N 6.5 ТяЖ Ф 12лл L 60x60x6 CN 6.5 L 60x60x6 2L 100x100x10 L 100x100x10 60x5 Подливка -50--I—100—1-50- 55-г55-| Анкера Ф 12 мм L 45x45x6 200 1 Ш Полос. Ж-зо 60x5 Коротыш\ 60x60x6 Фиг. 542. Металлический треугольный фонарь пролетом 6 м по железобетонному покрытию — детали: 1 — верха бортовой стенки, 2 — конькового узла, 3 — сое- динения подкоса с прогоном, 4 — соединения нижних частей подкосов с опорной частью, 5 — устройство рельсов для тележки. Оцинк. Колпак из оцинк. Ж-за L 60x60x6 1_ 45x45x6 1-45x45x6 Коротыш L 45x45x6 /-80 коротыш L 60x60x6 L 100x100x10 Пол. Ж-зо , 60x5 ТяЖ Ф 12лл ж ам -50- L 45x45x6 Желоб у конденсац. трубки L 45x45x6 L 45x45x6 L N 8 L 60x60x6 t'+. 1_60х60х6 OI q I/L 60x60x6
ФОНАРИ 433 Верхний край борта кроется оцинкованным желе- зом, а снаружи рубероидом. Конденсат отводится при помощи двух жолобков — верхнего и нижнего, при- чем через известные промежутки верхний жолоб соеди- няется с нижним при помощи трубок. Конструкция треугольного металлического фонаря значительного пролета — в 6 м — изображена на фиг. 541 и 542. Бортовая стенка фонаря высотой 1,174 м сделана из железобетона и имеет толщину в 120 мм; с наружной стороны она утепляется соответствующей изоляцией, перекрываемой сверху карнизом с относом в 150 мм (деталь 1, фиг. 542). Верхний край стенки скошен в виде двух граней под углом 45° к горизонту; одна из граней образует наружный слив, а другая внутренний, причем обе по- крыты сверху оцинкованным кровельным железом. Левый наружный край последнего загнут в виде ка- пельника, а правый кончается по внутренней стороне бортика фонаря жолобом, имеющим уклон в 1 % в сторону-отводящих трубок. Ребро, образуемое гра- нями сливов, прикрыто угловым железом 100 X 100 X ХЮ мм, объемлющим его поверх оцинкованного железа и укрепленным к железобетону заделанными в кладку анкерами из круглого 10-миллиметрового железа. К полке углового железа, покрывающей внутренний слив, наклепано отверстием вправо угловое железо 45 X 45 X 6 мм в виде коротышей по 80 мм длиной, к которым в свою очередь приклепаны нижними кон- цами горбыльки. Эти последние в связи с дефицитом за последнее время таврового железа предположены из углового железа 45 X 45 X 6 мм, к одной из полок которого приклепано вдоль полосовое железо 60 X Х5 мм таким образом, что один край его выступает за ребро уголка на 25 мм (фиг. 541 — сечение гор- былька). Конечно такое решение, позволяющее полу- чить подобие таврика, должно рассматриваться как временный выход из положения, так как вследствие своей трудоемкости и лишнего количества металла оно удорожает строительство. Для получения постелей остекления в пределах каж- дого просвета на одном горизонте горбыльки распо- лагаются поочередно таким образом, что стекло в одном промежутке лежит на полках углового же- леза, а в соседних — на выступающих в виде полок краях полосового железа. Полосовое железо в нижней части горбыльков принято несколько короче углового железа горбыльков и при укладке последних на место упирается в угловое железо, покрывающее сверху бор- товую стенку. Угловое железо горбыльков в нижней части раз- рублено на протяжении в 30 мм от края, причем обе стенки загибаются под прямым углом — горизонталь- ная кверху, а вертикальная вбок; эти отгибы служат для упора в них стекол. Верхние концы горбыльков наклепываются сверху на полку углового железа 100 X 100 X 10 мм, обра- зующего конек и обращенного отверстием угла вниз. Полосовое железо горбылька в этом случае также не доходит до, его конца и упирается в полку углового железа конька (деталь 2, фиг. 542). Коньковое соеди- нение сверху покрыто колпаком из оцинкованного же- леза. Под горбыльками, по середине их длины, вдоль фо- наря проходит прогон из швеллерного железа № 8, обращенный отверстием в сторону конька; укрепление горбыльков к верхней его полке производится при помощи заклепок. Прогон через шесть просветов, т. е. через 3,24 м, поддерживается подкосами из угло- вого железа 60 X 60 X 6. мм, концы которых прикле- пываются к стенке швеллера. Для большей жесткости Цветаев. соединений добавочно наклепаны коротыши из та- кого же углового железа, длиной равные высоте стенки швеллера; эти коротыши одной своей полкой прикле- паны к стенке швеллера, а другой — к полке подкоса (деталь 3, фиг. 542). Нижние концы подкосов укреплены к вертикальной полке опорной части, склепанной из двух отрезков углового железа 100 X 100 X 10 мм. Свободные гори- зонтальные полки последних образуют, широкую плос- кую поверхность, лежащую на железобетонной балке и укрепленную к кладке анкерами из 12-миллиметро- вого круглого железа. Для получения уровня всех опор на одном горизонте во время установки уголков про- изводится их подливка цементным раствором соответ- ствующей толщины (деталь 4, фиг. 542). На высоте 59,4 см над опорой к направленным вниз полкам углового железа подкосов приклепывается в горизонтальном положении отрезок уголка 45Х45Х X 6 мм, соединяющий каждую пару подкосов между со- бой и направленный отверстием угла вниз; для лучшего укрепления служит косынка. На верхнюю горизонталь- ную полку этого углового железа по концам наклепаны уголки-коротыши 60 X 60 X 6 мм длиной по 45 см с отверстием, обращенным наружу. В свою очередь к вертикальным полкам коротышей приклепаны своими Фиг. 543. Круглый (в плане) металлический фонарь конической формы в железобетонном сводчатом покрытии. 55
434 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ стенками прогоны из швеллеров № 6,5, поставленные отверстиями друг к другу. Швеллера лежат нижними своими полками на угловом железе, соединяющем каждую пару подкосов, и приклепаны к его верхней горизонтальной полке. В стенках швеллеров сделаны отверстия, сквозь которые пропущены стяжные тяжи из круглого 12-миллиметрового железа. Для зажима служат по две гайки, навинчиваемые на тяж С каждой стороны (деталь 5, фиг. 542). Наружные плоскости стенок швеллеров находятся на взаимном расстоянии в 75 см; эти швеллера слу- жат рельсами для тележки, с которой производится протирка фонаря. Конструкция круглого в плане фонаря, устройство Фиг. 544. Круглый (в плане) металлический фонарь в железобетонном сводчатом покрытии — детали: 1 — верха бортовой стенки, 2 — конькового узла, 3 — примыкания верхних концов нижних горбыльков к опорному узлу и 4 — соединения нижних горбыльков ,с испарителем. Фиг. 545. Двускатный металлический фонарь по металлическим стропилам в виде трехшарнирной арки проле- том 6,27 м.
ФОНАРИ 435 Фиг 546. Вид на фонарь мансардного типа в зимнее время. которого предположено в сводчатом железобетонном покрытии, изображена на фиг. 543 и 544. Круглое отверстие диаметром 2 м окаймлено сверху железо- бетонной бортовой стенкой, имеющей по предыдущему в верхней своей части с наружной стороны карниз, под которым устраивается отепление. Две верхних грани под прямым углом друг к другу образуют два слива: один внутрь фонаря, а другой наружу. Внутренний скат обрамлен угловым железом, укреп- ленным при помощи штырей к железобетонной кладке; этот уголок обращен своим отверстием внутрь фо- наря, благодаря чему свободная его полка наружной поверхностью направлена по образующей конуса (де- таль 1, фиг. 544). К полке укреплены горбыльки из тавриков 40 X 40 X 5 мм, сходящиеся кверху и укрепленные верхними концами к краю конусо- видного колпака из 5-миллиметрового листового же- леза, обращенного вершиной вверх. Сверху соединение покрыто конусовидным рифленым колпаком из оцин- кованного железа, огибающим вертикальную стенку каждого горбылька (деталь 2, фиг. 544). • Стекло, уложенное по полочкам тавриков, удержи- вается отогнутыми концами клямер из 2-миллиметро- вого оцинкованного железа, надетых в виде седла на стенки тавриков и укрепленных к ней сквозными бол- тами (деталь 1, фиг. 544). Бортик фонаря покрыт Фиг. 547. Вид на льдины, упавшие с крыши. Фиг. 548. Поперечная рама металлического трапе- цеидального' фонаря: 1 — схема фермы с фонарем, 2 -— конструкция рамы. оцинкованным железом, образующим слив как внутрь, так и наружу. Нижнее остекление устроено подобно верхнему и представляет собой опрокинутый конус, обращенный вершиной вниз. Верхние концы горбыльков нижнего света наклепаны на свободную полку углового железа, окаймляющего нижний край отверстия фонаря и обра- щенного отверстием угла вверх; это угловое железо образует опорное кольцо (деталь 3, фиг. 544). Нижние концы горбыльков, сходясь внизу, прикле- паны к широкому краю конусовидного колпака из 5-миллиметрового листового железа, имеющего вид опрокинутого абажура, обращенного узким отверстием вниз. Стекающий конденсат через это отверстие попа- дает в круглый поддон-испаритель, следанный из тол- стого оцинкованного железа и подвешенный на крючках, приклепанных к полкам горбыльков снизу (деталь 4, фиг. 544). Устройство сводчатого покрытия с бетонированием стенок этих фонарей показано на фиг. 333. г. Металлические фонари по металлическим стропилам При покрытиях по металлическим стропилам фонари устраиваются обычно металлическими, причем форма их, зависящая от направления и расстояния между световыми плоскостями, бывает весьма разнообразной. Конструкция двускатного металлического фонаря по металлическим стропилам пролетом 6,27 м показана на фиг. 545. Ее несущая часть запроектирована в виде трехшарнирной арки двутаврового сечения, что дает значительные преимущества перед конструкцией в виде сквозных ферм, так как меньше затемняет освещение, дает свободный проход внутри фонаря и значительно легче по весу. По коньку фонаря уложен прогон из двутавровой балки № 18, к вертикальной стенке ко- торой приклепаны горбыльки из таврового железа 40 X 40 X 5 мм, поддерживающие остекление. Вслед- 55*
Доска 35 л л Лоска 19 мл Рубероид Доска 30 л л Кровельное оцинкоб. Железо Болт 12 мл | 100-65-8 Болт 12 л<м Сплошная петля CN22 L100-100-10" Ступени Рубероид Металлич. переплет ( [N22 Сплошные дереВян рейки .Прокладной дереВ. брус Сплошная дер рейка 40-Юл Металлич переплет Сток для конденсата L130-90-10 Рубероид Фиг. 549. Металлический А-образный фонарь для ней боковой части фонаря, 2 — нижнего притвора, 3 — вариант верхней боковой части фонаря при необходимости устройства пожарной лестницы, 4__вариант детали 2, 5 — вариант детали 2 с утепленными цементными плитками, 6 — деталь устройства среднего притвора при нескольких рядах переплетов и 7 —• вариант детали 1 с утепленными цементными плитками. Деребянный проклад/ брус Метал лич наклонная стойка фонари рамы L75-7HL. J Болгп 12 лл <$- L75-50-6 еребян брус болт 12 мм L1Q0 *65-10 Прокладка Сплошная петля Оцинкоб Жел Цемент, плитки 175-75-6 > Метал пере- плет с Верх- \ниМ креплен. По/курная лестница Метал переплеты Аржиробан стекло КроВельн оцинк Железо через 600 Оцинк Аел Целентн. плитки L 100*100*10 Зластичный цемент Метал, рала фонаря Метал переплеты Армробан, стекло Це.лентч плитки L100-75-10 Мет, шайба Рцбероидн прокладка Сплошные дер рейки Оцинк. ж ел УголкоВая накладка Метал рала фонаря плотные дер рейки Рубероид, прокладка Мет шайба ^болты, 600 по централ Цеяентн корка Таисий шлакобетон Метал, переплеты Армиробан стекло Оцинк Жел. болты, пр центрам Оцинк зкел Эластичный целент Метал рала фонаря Целент плитки ^Рболты* 600 по центрам / Сплошные дер рейки Рубероид Армиробан стекло Полоска i оцинк Жел Мет, переплеты '09-75-10 Оцинк Жел. Вкладыш через 600 по цент. прикрепл болтом / Метол.рама фонаря литейной с рубероидной кровлей по цементным плиткам — поперечный разрез и детали: 1—верх-
[рризонтапЬн. разрез Omkpbi6aiou^. переплет 30*30*3 45*30*4 600 изогнутое 2мм Дел Замазка Скобка лай переплет для укрепления ветровой панели । ис on л Защитная _понел_Ь L45*30x4 45*30x4 ----- 600 - 45*30*4 Попасовое Железо 70*4, * о X чНе (риксиру ется-ЕХ. ЗС 600 - 15x15*2 Скоба для укрепления ветровой панели СЖимЫ 4. !8мм болтЬ/ на расстоян 600 мм. — 600“ петля L/V5 К 130x30*3 Фиг. 550. Металлические открывающиеся переплеты с верхним креплением — горизонтальный разрез и детали: 1 — верхней части переплета, 2 при- твора, 3 — соединения бокового уголка с верхним швеллером и нижним уголком, 4 — устройство упора для стекла у нижнего уголка, 5 соеди- нения таврика с верхним щвеллером и нижним уголком И 6 — деталь прикрепления к таврику пластинки, противодействующей соскакиванию щвеллера со сплошной петли.
438 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 551. Устройство торцовой стенки у металлического фонаря с металлическими переплетами и с цементными плитками. ствие этого прогоны фонаря из швеллеров № 10, скле- панные с горбыльками, рассчитывались лишь на верти- кальную нагрузку, без учета косого изгиба их в плос- кости остекления. Нижний свет выполнен следующим образом: по верхнему поясу основных ферм уложены швеллера № 10, к которым приклепаны таврики для удержания остекления; конденсирующаяся влага соби- рается в жолобки и отводится при помощи труб в канализацию. Несколько необычная конструкция фонаря мансард- ного типа показана на фиг. 546, при которой для освещения внутреннего помещения произведено осте- кление крайних панелей ферм. Такая конструкция в климатических условиях средней части Советского союза не может быть признана удовлетворительной, так как в зимнее время теплая вода, попадая на охла- жденное остекление, застывает и образует сплошные ледяные корки по всей стеклянной поверхности фо- наря; удаление льда, естественно, сопровождается повреждением фальцев и массовым разбитием стекла. Надстенные жолоба, устраиваемые вдоль карниза, не могут в достаточной мере защитить остекление от расстраивания вследствие расположения их по свесу над наиболее охлажденной частью кровли, вне пределов действия внутреннего тепла. Поэтому во время отте- пелей и заморозков они заполняются льдом, образую- щим по карнизу ледяные валуны и сосульки, которые при оттаивании падают на остекленную поверхность и разбивают стекла. Устройство такого фонаря ни в коем случае не может быть рекомендовано, что вполне ясно усматривается из фиг. 546, на которой изображен вид на фонарь в зимнее время, и из фиг. 547, на которой показаны льдины, упавшие с крыши в период постройки. Трапецеидальные фонари, как было указано выше, могут устраиваться с относительно близкой расста- новкой наклонных остеклений в виде А-образных фо нарей и с широкой расстановкой световых плоскостей, являющихся собственно трапецеидальными фонарями. Несущими частями металлических трапецеидальных фонарей служат поперечные рамы, устраиваемые по фермам в виде самостоятельных надстроек; такое дифференцирование конструкции ферм от фонарей позволяет уменьшить трудоемкость операций по их изготовлению и вместе с тем ускорить отдельные тру- довые процессы проектного и производственного характера. Для выключения в статическом отношении рам фонарей от стропил схема фонаря должна выби- раться согласно детали 1 фиг. 548, при которой действующая на ферму нагрузка оказывает весьма малое влияние на фонарную конструкцию. Поперечные рамы фонарей выполняются обычно из уголков; кре- пление их к фермам производится при помощи фасо- нок, пропущенных между уголками верхнего пояса (деталь 2, фиг. 548). Наклонные ноги фонарной кон- струкции несут на себе горизонтальные импосты из уголков; расстояния между последними диктуются размерами открывающихся переплетов. К верхним концам ног укреплены идущие в продольном направ- лении швеллера, соединяющие друг с другом отдельные рамы. К этим швеллерам крепятся также промежуточ- ные ноги, располагаемые при 5—6-метровом расстоя- нии между фермами в полупролете. Для неизменяемости системы должны быть предусмотрены специальные связи в плоскостях кровли фермы и кровли фонаря, выполняемые обычно из 16—22-миллиметрового круг- лого железа. Металлический А-образный фонарь, запроектирован- ный Металлостройпроектом и осуществленный с неко- торыми изменениями над литейным цехом Харьков- ского тракторного завода, изображен, в общем виде на фиг. 97 и в деталях на фиг. 549. Несущая рама фонаря состоит из двух наклоненных друг к другу стоек, соединенных поверху ригелем. Окаймление нижней стороны просвета, служащего для помещения металлического открывающегося пере- плета, может быть выполнено для образования при- твора и стока конденсата двояким образом. Согласно первому варианту, изображенному на фиг. 549, де- тали 2, к верхним полкам углового железа боковых стоек рамы укрепляется при помощи 12-миллиметро- вых болтов прогон из углового железа 100 X 100 X ХЮ мм, обращенный отверстием угла влево и вниз. К верхней полке его, на равном расстоянии от краев, с верхней стороны прикреплено такими же болтами узкой своей полкой неравно- Фиг. 552. Металлический трапецеидальный фонарь — поперечный разрез. бокое угловое железо 75 X X 50 X 6 мм отверстием угла влево и вверх. Болты, при- крепляющие верхний уголок, прихватывают снизу деревян- ный брус, вложенный в нижнее угловое железо. С нижней сто- роны, к левому краю этого деревянного бруса, пришивает- ся брусок треугольного сече- ния, служащий для плавного перехода к кровельному по- крытию. Цементные кровель-
ФОНАРИ 439 О цинков. Ж ел. Рубероид Металич. переплет- Оц инков. Ж ел 4 Верхн. пояс Фермы Фиг. 553. Металлический трапецеидальный фонарь — детали: 1 — верхней боковой части фонаря, 2 — нижней боковой части фонаря, 3 — конька фо- наря и 4 — внутреннего отвода воды. ные плитки, опирающиеся нижними краями в двутавро- вый прогон крыши, верхними концами ложатся на ниж- нюю полку прогона из углового железа. Рубероидная кровля, покрывающая цементные плитки, отгибается верхним краем и прижимается к треугольному бруску деревянной рейкой. Для стока конденсата служит оцинкованное кровельное железо, огибающее угловое железо притвора, а также деревянный брус, и при- шитое гвоздями сквозь рейки, прижимающие рубероид к треугольным брускам. Второй вариант образования притвора и стока конденсата (деталь 4) заключается в том, что вместо верхнего уголка 75 X 50 X 6 мм к нижнему уголку прибалчивается деревянный трапе- цоидальный брусок с прикрепленной к нему рейкой 2X5 см, крытые поверху листом оцинкованного же- леза. К верхним концам наклонных стоек фонарной рамы укреплены продольные прогоны из швеллерного железа № 22, обращенные своим отверстием наружу. В них закладываются прокладные де- ревянные брусья (вкладыши), укреплен- ные к стенкам швеллеров при помощи 12-миллиметровых болтов, располо- женных на расстоянии центр от центра в 600 мм (деталь 1, фиг. 549). К нижней полке швеллера с наруж- ной стороны прикреплено отверстием угла вниз угловое железо 75 X 75 X X 6 мм. К свободной полке этого же- леза с нижней внутренней ее стороны приболчено полосовое железо, нижний край которого загнут крючкообразно внутрь. Крючкообразный ' загиб слу- жит сплошной петлей для подвешива- ния открывающихся металлических переплетов. К верхней части стенки бокового швеллера укреплено неравнобокое угловое железо 100 X 65 X 8 мм, ко- торое широкой полкой примыкает к стенке швеллера, а узкой выдается над верхней полкой последнего. На это угловое железо ложатся своими краями пере- крывающие сверху фонарь цементные плитки, другие концы которых ложатся на двутавровый прогон, уло- женный по направлению оси фонаря по середине ри- гелей. Цементные плитки имеют небольшой уклон от конька фонаря к его краям. К деревянным прокладным брускам, заложенным в швеллера, пришиваются перекрывающие их сверху 30-миллиметровые доски, а к верхним кромкам этих досок прибиваются 19-миллиметровые доски, пригнан- ные заподлицо с цементными плитками. Поверх этих Воронка Фиг. 554. Металлический трапецеидальный фонарь — Поперечный разрез. досок, по краям покрытия фонаря, набиваются плашмя 35-миллиметровые доски со скошенными сверху кром- ками, образующие бортики. Боковые доски могут быть также продолжены доверху без укладки 19-мил- лиметровых досок. Руберойд, наклеенный поверх цементных плиток, покрывает также сверху и с внутренней стороны бо- ковые бортики. Под рубероидным ковром бортик сверху покрыт оцинкованным железом, причем послед- нее, загибаясь наружу, покрывает верхнюю часть бо- ковой стенки фонаря, а также полку углового железа, к которой укреплена сплош- ная петля для навеоки откры- вающихся переплетов. В этом месте оцинкованное железо подходит под головки болтов <и юбжимается при помощи войлочных прокладок и ме- таллических шайб. При необ- ходимости укрепления пожар- ной лестницы деталь 1, изобра- женная на фиг. 549, выпол- няется несколько иначе со- гласно детали 3. К полке угло- вого железа, у которой болта- ми укреплена сплошная петля для навески открывающихся
S. А Фиг. 555. Металлический трапецеидальный фонарь—детали: 1 — верхней боковой части фонаря, 2 — притвора, 3 — нижней боковой части, 4 — внутреннего отвода воды с крыши фонаря и 5 — внутреннего отвода воды с покрытия. В --L. А Ж ГН г § 1. U I И--1 1 И I Узел конька иное Ьнг. Железъ 55сл Отверстие для прута сАОльи /Скобы из полосового Фиг. 556. Железобетонный фонарь со стандартными сборными горбыльками. 'Отверстие для болта Отверстие для прикрепления конькового колпака оцинкдв. проволокой ______________। Гч конец горбылька в части А-Б-О-Г формуется без фальца Разрез по Б~Г соед. горбылька Болт 70
ФОНАРИ 441 переплетов, с наружной стороны теми же болтами прихвачены узкими своими пол- ками и отверстием угла вверх отрезки неравнобокого углового железа 100 X X 65 X Ю мм; к ним при помощи за- клепок в свою очередь укреплены отрез- ки углового железа 130 X 90 X 10 мм, приклепанные в перпендикулярном напра- влений к тетивам лестницы, сделанным из полосового железа. Загнутые в верхней части тетивы служат наверху перилами, причем нижними своими загибами, выполненными в виде башмаков с при- клепанными к ним отрезками углового и полосового железа, они упираются не- посредственно на кровлю фонаря. Ниж- ние . концы тетив, поддерживающиеся другим отрезком углового или полосо- вого железа, укрепленного к фонарю ниже притвора переплета, остаются в воздухе. Устройство кровли в виде холодных це- ментных плиток особенно на крыше фонаря в общем случае является недо- пустимым. В I и II климатических райо- нах, а частично в III в большинстве производственных зданий приходится выполнять утепленные кровли. Впредь до получения более подходящих термоизоля- ционных материалов поверх цементных плиток можно производить отсыпку слоя шлака с верхней цементной корочкой. В наклонных местах во избежание сползания шлака последний заменяется тощим шлакобетоном. Устройство та- кого отепления в нижней части фонаря показано на детали 5, а в верхней части — на детали 7. В связи с тем, что фонари могут иметь не Только один, но и большее количество рядов переплетов, на детали 6 показано устройство горизонтального среднего импоста с примыканием к нему низа верхнего ряда переплетов и верха нижнего ряда. Металлические открывающиеся пере- плеты с верхним креплением, осуществ- ленные за последнее время по проекту Металлостройпроекта на некоторых круп- ных строительствах, изображены на фиг. 550. При размере армированных стекол в 600 X 1120 мм эти переплеты делятся вертикальными горбыльками на панели шири- ной в 618 мм, при общей высоте в 1200 мм, а при высоте стекол в 1450 мм высота переплетов получается в 1530 мм. Количество панелей в одном переплете при ручном открывании может колебаться от одной до 32 из расчета общей длины переплета не свыше 20 м, причем при количестве панелей свыше 9 переплеты составляются из нескольких частей, соединенных сжимами в виде коробок из полосового железа; в каж- дой такой части количество панелей не должно пре- вышать 9. В Америке максимальная длина открываю- щихся переплетов принимается большей, до 30 м — при ручном открывании, а при механическом с по- мощью моторов — обычно не свыше 90 м. Обвязка переплета запроектирована следующим образом: верхняя сторона выполняется из швеллерного железа № 5, обращенного отверстием вниз; нижняя часть обвязки изготовляется из неравнобокого углового Вид на верхнюю обвязку снизу (b)Buq на верхнюю обвязку сВе/ксу Фиг. 557. Железобетонный фонарь из сборных элементов — детали: 1 — горбылька верхнего света, 2—• горбылька нижнего света, 3 — фа- сад горбылька с прорезью в железном гребне для клямеры, 4 —вид на верхнюю обвязку снизу, 5 — вид на верхнюю обвязку сверху, 6 — поперечный разрез верхней обвязки и 7 — разрез верхней обвязки по А—Б. железа 80 X 40 X 6 мм, обращенного отверстием угла вниз и вправо, а боковые стороны — из неравно- бокого углового железа 45 X 30 X 4 мм. Верхние концы боковых обвязок привариваются- к верхнему швеллеру, для чего в последнем на концах делаются соответствующие вырезы согласно детали 3 фиг. 550. При таком устройстве угловых соединений нижняя правая плоскость уголка боковой обвязки совпадает с наружной правой поверхностью полки у швеллера. Нижние концы боковых обвязок, наоборот, имеют вырезы в полках своих уголков, причем при- варка их к широкой полке уголка нижней обвязки выполняется по нижней части детали 3. Таким образом наружная левая поверхность уголка нижней обвязки получается заподлицо с внутренней плоскостью уголка боковой обвязки. Горбыльки делаются из таврового железа 30 X 30 X X 3 мм, причем в случае отсутствия импортного железа Цветаев. 56
412 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ может быть применен ближайший номер нашего сорта- мента. Эти горбыльки привариваются к верхнему швеллеру в соответствующие в нем вырезы, причем наружная поверхность полок у гавриков устанавли- вается заподлицо с наружной поверхностью правой полки швеллера (деталь 5). На нижнем конце полка горбылька срезана и последний приваривается к угло- вому железу нижней обвязки; выступающая стенка гаврика имеет на конце скос. На 20 мм от верха нижней обвязки вдоль нее между горбыльками прива- ривается полосовое железо 20 X 10 мм, служащее упором для нижнего края стекла (деталь 4). Стекла кладутся на замазку и удерживаются при помощи со- гнутых в виде уголков отрезков полосового железа 15 X 2 мм, имеющих ширину полок также по 15мм; эти отрезки после укладки стекол прибалчиваются через 350 мм к стенкам горбыльков и полкам боковых уголков обвязки. Около верхних концов горбыльков к их стенкам укреплены болтиками пластинки из 4-миллиметрового Фиг. 558. Железобетонный фонарь из сборных элементов — детали: 8 —> план соединения горбыльков нижнего света с нижней обвязоч- ной балкой по середине фонаря, 9 — разрез того же соединения по А—Б, 10 — разрез того же соединения по В—Г, 11—соединение гор- былька нижнего света с бортовой балкой и 12 — план соединения прутков, выпущенных из бортовой балки, с прутками горбыльков. железа, служащие для противодействия соскакиванию со сплошной петли подвешенного к ней верхнего швел- лера обвязки (детали 1 и 6). Между открывающимися переплетами помещаются глухие панели, переплеты которых не открываются (см. горизонтальный разрез фиг. 550); обвязка этих переплетов делается со всех сторон из тех же уголков 45 X 30 X 4 мм, из которых выполняются боковые обвязки открывающихся переплетов. К каждой наружной полке боковых обвязок глухих переплетов прикрепляется при помощи болтов полосо- вое железо шириной 70 мм, толщиной 4 мм и длиной, равной примерно высоте переплета; это железо на- правлено вдоль боков переплета внутрь фонаря, пер- пендикулярно к плоскости остекления. К другому концу этого полосового железа приболчено угловое железо боковой обвязки добавочного глухого пере- плета, расположенного внутри фонаря на некотором расстоянии от переднего открывающегося переплета. Эти переплеты, устанавливаемые по обеим сторонам глухих панелей, образуют так называемые защитные (ветровые) панели, назначение ко- торых заключается в прикрытии с краев открывающихся переплетов во избежание попадания внутрь помещения атмосферных осадков. Защитные панели сверху и снизу добавочно укрепляются при помощи скобо- чек из изогнутого полосового железа тол- щиной 4 мм и шириной 50 мм (детали 1 и 2). Прозор между глухой панелью и отры- вающимся переплетом прикрывается сверху листом 2-миллиметрового железа, изогну- тым в виде уширенной буквы П и прибол- ченным одним краем к полке бокового уголка открывающегося переплета; длина этого листа по фасаду равняется 70 мм. Открывающиеся переплеты значительных размеров с количеством панелей свыше 9, как было указано выше, составляются из нескольких частей; это соединение произ- водится посредством специальных сжимов в виде коробки, состоящей из двух полос 4-миллиметрового полосового железа, оО- хватывающих с обеих сторон боковые уголки соединяемых переплетов. Верхняя наружная полоса имеет загнутые края, оги- бающие полки углового железа боковых обвязок, а внутренняя полоса — прямая, причем обе они стягиваются между собой 8-миллиметровыми болтами, поставленными по высоте на расстоянии 600 мм центр от центра. Под шайбы, надетые под го- ловки болтов, кладутся прокладки из перга- мина и войлока, пропитанного битумом (см. правую часть горизонтального разреза фиг. 550). Расстояние между соединяемыми частями точно не фиксируется и может быть в известных пределах изменено для более тщательной пригонки переплета к проему. При устройстве наружного отвода воды с верхней части фонаря отдельные от- крывающиеся переплеты разбиваются глу- хими наклонными участками, обшитыми досками и крытыми оцинкованными желе- зом. В местах примыкания верхней части этих наружных жолобов к крыше фонаря бортовые стенки у последнего прерываются на необходимую ширину.
Фиг. 559. Железобетонный трапецоидальный фонарь с железобетонными горбыльками. 56*
444 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ В зданиях, у которых торцовые стены имеют окна, фонари обычно не доводятся до конца пролетов; в этом случае торцовые стенки фонарей могут устраиваться согласно фиг. 551. Другой тип трапецеидального фонаря, изображенный в общем виде на фиг. 552 и в деталях на фиг. 553, яв- ляется видоизменением предыдущего. Несущая рама фонаря также состоит из двух наклоненных друг к другу стоек, соединенных поверху ригелем, но только в данном случае средняя часть последнего поддержи- вается добавочной колонной, установленной по оси фонаря. Окаймление нижней стороны просвета, в которой помещается металлический открывающийся переплет, выполнено следующим образом: к полке углового же- леза, составляющего наклонную стойку рамы, прибол- чены два деревянные бруска, образующие продольные прогоны. Верхний брусок несколько уже нижнего, благодаоя чему получается четверть, в которую укла- дываются своими верхними концами рабочий и защит- ный настилы. К верхней кромке этих брусков в свою очередь укреплен треугольный брусок, крытый оцин- кованным листовым железом для стока конденсата, причем железо снаружи спускается вниз, прикрывая таким образом верхний конец рубероидного ковра (де- таль 2, фиг. 553). К верхней части наклонных стоек рамы приболчен деревянный прогон, к нижней грани которого примы- кает уголок с отверстием, обращенным вниз. К свобод- ной полке этого углового железа приклепана сплош- ная петля, на которую производится навешивание от- крывающихся металлических переплетов (деталь 1). В отличие от предыдущей конструкции рубероидная кровля наклеивается не на цементные плитки, покры- вающие сверху фонарь, а укладывается по деревянному настилу, выполненному двойным в виде нижнего рабо- чего и верхнего защитного с зажатым между ними слоем войлока. Двойной настил без изменения конструкции фонаря может быть заменен сплошным дощатым настилом. Фиг. 560. Устройство торцовой стенки у железобетонного фонаря с железобетонными горбыльками. Во избежание стекания воды с верхней части фонаря непосредственно на остекление и для отвода ее к со- ответствующим жолобам по краям настила пришиты скошенные внутрь деревянные бруски, образующие бо- ковые бортики. Сверху они покрыты оцинкованным железом, загнутым с наружной стороны вниз, для пре- дохранения от попадания атмосферных осадков на верхний деревянный прогон, а также в щель между ним и верхней полкой углового железа, служащего для при- крепления сплошной петли. Рубероидный ковер своим краем наклеивается на верхний конец оцинкованного железа. Коньковые трапецеидальные фонари с широко рас- ставленными световыми плоскостями являются, как было указано выше, значительно улучшенным типом двускатных фонарей, у которых наклонные грани разведены в стороны, а ,в верхней части вставлен участок крыши. Общий вид такого фонаря в попереч- ном разрезе показан на фиг. 554, а детали — на фиг. 555. Конструкция его является видоизменением двух предыдущих типов фонарей и настолько ясно изображена на деталях 1, 2, 3, 4 и 5, что в добавочном описании не 'нуждается. д. Железобетонные фонари При железобетонных крышах возможно остов фо- нарей сделать из железобетона, а в качестве горбыль- ков применять специальные железные пустотелые про- филя, почти не потеющие и отводящие конденсирую- щуюся влагу; можно также весь фонарь сделать из железобетона. Вполне удачная конструкция треугольного железо- бетонного фонаря пролетом 2,5—3,5 м, со стандарт- ными горбыльками через 0,55 м, разработанная инж. А. Н. Григорьевым, изображена на фиг. 556. Заклю- чается она в том, что отдельные, заготовленные зара- нее железобетонные горбыльки соединяются на месте работы друг с другом в верхних своих частях, отфор- мованных без фальца, при помощи болтов, продетых сквозь них и через вертикальные полки скоб из поло- сового железа, служащих для жесткого закрепления между собой отдельных парных горбыльков; с целью получить отверстия для болтов в горбыльки вставля- ются во время бетонирования трубки из кровельного железа. Нижними своими частями горбыльки устана- вливаются на четверть, оставляемую в верхней грани бортовой стенки, и соединяются друг с другом при по- мощи продетых сквозь отверстия прутьев диаметром 10 мм, после чего эта четверть бетонируется, закре- пляя тем самым горбыльки между собой. Конек покры- вается чехлом из оцинкованного железа с отогнутыми прорезанными полосками над горбыльками, при помо- щи которых он шпильками укрепляется к последним. Нижний свет образуется также при помощи железо- бетонных горбыльков, укладываемых в четверти, оста- вленные в нижней части бортовой стенки и в продоль- ной по оси фонаря балке. Описанная выше конструкция железобетонного фо- наря вполне пригодна при применении ее по сплошному железобетонному покрытию как простая по своему изготовлению и установке и достаточно экономичная. Однако при устройстве железобетонных покрытий только в пределах огнестойких зон, как это принято в последнее время в связи с дефицитом железа и це- мента, более пригодна конструкция, целиком выпол- ненная в железобетоне и не имеющая незащищенных металлических частей. На фиг. 557 и 558 изображен фонарь, весь запроектированный (инж. А. Н. Григорь- евым) из сборных железобетонных элементов и состоя- щий из отдельных горбыльков для верхнего и нижнего
Фиг. 561. Железобетонный трапецеидальный фондрь с металлическими переплетами — поперечный разрез и де- тали: 1 — верхней части, 2 — промежуточного импоста и 3 — нижней части фонаря.
446 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ Фиг. 562. Производство работ по устройству фонарей из стекол Кепплера. Фиг. 563. Вид изнутри на световой люк из стекол Кепплера. света и соответственно этому из двух обвязочных ба- лок разного типа. Горбыльки обоих остеклений выпол- нены примерно одинаково, отличаясь лишь деталями соединений. Верхний горбылек при ширине около 2 см и высоте б см армируется двумя прутками из 4—6-мил- лиметровой проволоки в зависимости от принятого пролета фонаря (детали 1 и 3, фиг. 557). По верхней грани горбылька устанавливается гребень таврового сечения, выполненный из трижды согнутой полоски оцинкованного железа и таким образом образующий четверти для укладки стекол. Прикрепление гребня к железобетонному горбыльку производится при по- мощи выпущенных через 0,5 м клямер из оцинкован- ного железа шириной 1,5 см. Эти клямеры в виде двух торчащих кверху полосок закладываются в бетон во время изготовления горбыльков, причем в нижней сво- ей изогнутой скобкой части они оборачиваются вокруг верхней арматуры. В железных гребнях соответствен- но расстоянию между клямерами сделаны прорезы, куда.при установке продеваются торчащие концы кля- мер; после укладки стекол по первому слою замазки, однако еще до обмазки вторым слоем замазки, концы клямер отгибаются вниз, скрепляя тем самым желез- ный гребень с железобетонным горбыльком и одновре- менно с этим прижимая плотно стекло. Коньковая обвязка (детали 4, 5, 6 и 7, фиг. 557) вы- полнена в виде балки с верхним криволинейным очер- танием для свободного стока воды. На расстоянии при- мерно 0,53 м друг от друга в ней оставлены гнезда с целью заведения в них торчащей из тела горбыльков арматуры, несколько отогнутой вбок для возможности попарного соединения горбыльков. Связанные прово- локой концы прутков привязываются к проходящему в верхней части обвязки стержню, после чего гнездо заливается раствором. Для большей устойчивости горбыльков в поперечном направлении в обоих попе- речных краях гнезд в нижней части обвязки отформо- ваны приливы треугольного очертания. Остальные детали ясны из фиг. 557. Нижние части горбыльков закрепляются по предыдущему, путем уста- новки их на оставленные в бортовой стенке четверти. После соединения их друг с другом при помощи про- детых сквозь них прутков четверти бетонируются, чем достигается прочная заделка горбыльков Фиг. 564. Тележка для очистки стекол фонаря. сп 1796
ФОНАРИ 447 Фиг. 565. Тележка для очистки стекол американского типа — боковой вид и де- таль 1 — верхних роликов, обжимающих направляющий рельс из двутавровой балки. Для возможности закрепления нижних горбыльков концы торчащей из бетона арматуры загибаются не- сколько своеобразно, а именно следующим образом: у половины горбыльков прутки в нижней своей части представляют собой сквозные крючки, а у другой по- ловины каждый конец прутка загнут самостоятельно в виде петли» с отгибом в последнем случае одного пет- леобразного конца в одну сторону, а другого-—в дру- гую. Делается это, как видно из деталей соединения горбыльков нижнего света в средней части фонаря (детали 8, 9 и 10, фиг. 558), для возможности соеди- нения их с нижней обвязочной балкой. В последней на том же расстоянии, как в коньковой обвязке, т. е. че- рез 0,53 м, оставлены гнезда с обнаженной в этой ча- сти продольной арматурой, на которой надеты два кольца в виде петель, сделанные из той же проволоки, как и арматура обвязок. оСединение горбыльков с об- вязочной балкой выполняется следующим образом: крючкообразный конец арматуры одного горбылька, поставленного с краю гнезда, входит в раздвинутые петлеобразные концы прутков другого горбылька, по- сле чего сквозь них продевается короткий отрезок же- леза. Затем находящиеся в свободном состоянии кольца, надетые на обнаженный участок арматуры об- вязки, надеваются на концы вставленного коротыша. Таким образом обвязочная балка оказывается подве- шенной при помощи этих кольцевых сережек к ниж- ним концам горбыльков. После установки всех гор- быльков производится заливка гнезд раствором. По- верх обвязочной балки вдоль края нижнего остекления уложен корытообразный жолобок, куда отводится кон- денсирующаяся вода как с верхней поверхности стекла, так и с нижней, для чего гребень у нижнего горбылька сделан более широким, чем у верхних, с загибом кон- цов в виде двух продольных жолобков (деталь 2, фиг. 557). Закрепление верхних концов нижних горбыльков к бортовой балке (детали И и 12, фиг. 558) произво- дится в зависимости от того, каким образом обрабо- таны концы торчащей из горбыльков арматуры: в слу- чае, если арматура нижнего конца горбылька имеет две петли, и следовательно в верхнем конце арматура образует одну петлю, из бортовой балки выпускается двойная петля; если же нижний конец горбылька имеет
448 VII. ОСВЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ ЕСТЕСТВЕННЫМ СВЕТОМ И ИХ АЭРАЦИЯ сквозной крючок, а верхний соответственно двойной, то из бортовой стенки выпускается крючок в виде оди- ночной петли. Соединение выполняется по предыду- щему при помощи проволочных коротышей, после чего четверти между горбыльками заливаются раствором. В случае необходимости нижняя обвязочная балка мо- жет быть выполнена также литой с подвеской опалубки к концам собранных нижних горбыльков. Треугольный фонарь, как было указано выше, в на- стоящее время является более пригодным для сравни- тельно незначительных промышленных корпусов; в больших производственных зданиях преимущественно применяется трапецеидальный фонарь, осуществляемый в пределах огнестойких зон в железобетоне. Такой железобетонный трапецеидальный фонарь (Металло- стройпроект) показан в поперечном разрезе на фиг. 559). Остекление укладывается по железобетонным гор- былькам; длина последних зависит от требуемой осве- щенности, а также от размеров стекол и равняется 1110, 1620, 2405, 2915 и 3425 мм. При стандартной ширине в 60 мм высота горбыльков принимается соот- ветственно 75, 85, 95, 105 и 115 мм. Ширина фальца делается 15 мм, а глубина 25 мм. Горбыльки армиру- ются двумя прутками круглого железа диаметром 7 мм для горбыльков длиной до 1620 и и 8 и при большей длине. Для отвода конденсата к промежуточному и нижнему импостам укрепляются посредством согнутых углом железных полос доски сечением 2,5 X 8 см. Эти доски, а также импост покрываются оцинкованным или хорошо прокрашенным кровельным железом. Огнестойкие зоны устраиваются не только в попе- речном к зданию направлении, но и в продольном; при этом фонари обычно не доводятся до конца пролета, а обрываются у последнего ряда колонн. Устройство торцовой стенки у таких фонарей показано на фиг. 560. В некоторых случаях железобетонные трапецеидаль- ные фонари выполняются с металлическими перепле- тами верхнего крепления. Поперечный разрез такого фонаря изображен на фиг. 561, причем на детали 1 по- казано устройство верхней части, на детали 2 — про- межуточного импоста и на детали 3 — нижней части фонаря. В связи с известной общностью конструкции этого фонаря с металлическими фонарями дополни- тельного описания не требуется. Г. Световые люки В некоторых случаях фонари нормального типа мо- гут осложнить устройство вытяжной вентиляции, так как при размещении дефлекторов ниже конька фонаря ухудшается их работа; увеличение же высоты вытяжек требует более сложной для них конструкции. В этих случаях иногда для получения верхнего света устраи- ваются световые люки, применяемые также при необ- ходимости осветить поддворовые помещения. Заполнение световых люков производится литыми стеклами специальной формы — Кепплера — или приз- мами Люксфер, описанными выше. Первый вид стекол укладывается по тесовой опалубке, устроенной в пре- делах проемов, причем сверху в пазы между стеклами заводится арматура, укрепляемая своими концами к основному несущему покрытию; далее швы залива- ются цементным раствором-, причем верхнюю часть по- следних во избежание появления температурных тре- щин лучше выполнять из гудрона. Производство работ по устройству фонарей из стекол Кепплера показано на фиг. 562, а вид изнутри на такой световой люк изо- бражен на фиг. 563. При необходимости направления лучей света в опре- деленную сторону могут применяться призмы Люксфер, набираемые в .металлические рамы с горбыльками спе- циальной формы. Устройство световых люков должно допускаться лишь при условии, что естественное освещение не мо- @жет быть получено другим спосо- бом. Фиг. 566. Тележка для очистки стекол американского типа — фасад и де- тали: 2 и 3 — нижиих валиков, катящихся по рельсу из двутавровой балки. 3. ОЧИСТКА ФОНАРЕЙ Ввиду воздухопроницаемости кон- струкции двойных остеклений как наружная, так и внутренняя пыль и копоть проникают в их внутренние пространства и оседают на поверх- ности стекол, что значительно уменьшает количество проходящего света. При устройстве одинарного осте- кления эти явления еще более усу- губляются, причем согласно амери- канским данным на некоторых за- водах загрязненность через 6 мес. после прочистки равняется 40% при вертикальном расположении световых плоскостей и до 60—65% при наклоне в 45°. По нашим данным, полученным харьковским отделением Металло- стройпроекта, загрязнение стекол в литейной Харьковского тракторно- го завода через 6 мес. после про- чистки оказалось еще более значи- тельным. Пропускание света образ- цами фонарных стекол, взятыми в разливочной, равнялось 2%, в фор- мовочной — 6,3%, в литейной.ков- кого чугуна — 7%, в складе
ФОНАРИ 449 песка — 4,3% и в обрубной — 4%. Стекла из окна наружной стены обрубной пропускали 16%. Естественно поэтому, что из экономических сообра- жений приходится считаться с необходимостью перио- дическом очистки от пыли наружных и внутренних по- верхностей стекол. Очистка наружных плоскостей остекления обычно особого труда не представляет и производится со специальных передвижных стремянок. Что касается внутренних поверхностей стекол, то спо- соб их очистки зависит от конструкции отдельных ви- дов фонарей, а также от высоты, на которой они рас- полагаются. При шедовых покрытиях, устраиваемых обычно на сравнительно незначительной высоте, допу- стимо производить внутреннюю очистку стекол с пере- движных лесенок. Очистка фонарей небольших про- летов может выполняться со специальных съемных до- сок, перекладываемых по длине фонаря по мере его очистки. Укладка досок производится по затяжкам или по схваткам, как это указано на фиг. 539. Весьма целесообразно также уложить по затяжкам или иным образом рельсовые пути (фиг. 538 и 541), по которым могут передвигаться небольшие тележки (фиг. 564); находящийся на такой вагонетке человек, двигаясь вдоль фонаря, производит очистку внутренней поверх- ности стекол верхнего и нижнего остеклений. При необходимости очистки световых поверхностей значительных размеров приходится прибегать к уст- ройству специальных- приспособлений. Тележка для очистки американского типа, приспособленная для фо- наря типа понд (фиг. 565 и 566), при некоторой пере- работке своей конструкции может быть применена для любого вида фонаря с высоким остеклением. Она со- стоит из наклонного подвижного мостика с лесенкой для подъема на соответствующие площадки; в нижней части посредством выпущенных консолей она упира- ется на два валика (детали 2 и 3, фиг. 566), катящиеся по рельсу из двутавровой балки, укрепленной к верх- нему поясу фермы. Верхняя часть мостика поддержи- вается при помощи двух пар роликов, обжимающих с двух сторон направляющий рельс, принятый также в виде двутавровой балки (деталь 1, фиг. 565). По мере очистки отдельных участков световых плоскостей этот мостик постепенно передвигается с одного конца фонаря на другой. Как правило, следует признать, что очистка стекол должна производиться периодически не реже двух раз в год, причем одна из этих очисток обязательна в осен- нее время — перед началом наименее освещенного зим- него периода. Окончательное количество очисток за- висит от особенностей производства. Вместе с тем приходится констатировать, что мы недостаточно умеем эксплоатировать отдельные виды верхнего света, так как многие из вновь построенных заводов ни разу не произвели очистку фонарей. В результате через неко- торое время после пускового периода качество произ- водственного здания как рациональной оболочки, со- ответствующей технологическим и трудовым процес- сам, сводится на-нет. Форд, учитывая важность правильной эксплоатации фонарей, производит на своих заводах перманентную очистку стекол. Харьковский тракторный завод также взял совер- шенно правильную установку в этом деле: у него имеется специальная бригада рабочих, производящая постоянную очистку фонарных стекол в литейной. Ко- личество рабочих принято из расчета примерно двух- недельных периодов между отдельными очистками, что значительно улучшило условия трудового режима. Цветаев. 57
VIII. ЛЕСТНИЦЫ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ Во всех многоэтажных фабрично-заводских зда- ниях, а также во многих одноэтажных приходится устраивать лестницы, имеющие большое значение как для правильной эксплоатации зданий, так и для спа- сения людей в случае возникновения пожара. Для луч- шего уяснения характера устройства лестниц и проек- тирования отдельных их элементов вполне целесооб- разным является произвести описание требований, предъявляемых к ним с точки зрения пожарной бе- зопасности и производственной необходимости, а так- же классифицировать их по ряду основных, свойствен- ных им признаков. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЛЕСТНИЦАМ Основные требования, предъявляемые к лестницам на основе «Единых норм», заключаются в следующем. А. В зданиях огнестойких, несгораемых и смешан- ных лестницы должны быть заключены в огнестойкие лестничные клетки. В сгораемых и защищенных от возгорания зданиях лестницы могут быть устраиваемы в лестничных клетках, окруженных огнестойкими, не- сгораемыми или с обеих сторон защищенными от воз- горания капитальными стенами. Б. Лестничные клетки и лестницы должны быть до- ведены до чердака, если последний имеется в. здании, или до крыши, причем в зданиях, имеющих высоту бо- лее 7,5 м, выходы на крышу должны быть устроены пу- тем продолжения по крайней мере двух лестниц, за- ключенных в лестничных клетках, конечно при усло- вии, что последние имеются в здании. В. Ширина лестничных маршей определяется по максимальному числу людей, которые могут спускаться по лестнице, причем ширина маршей должна быть не менее 1,2 м. Означенная минимальная ширина маршей соответствует предельному числу одновременно спу- скающихся людей в 150 чел.; для 300 чел. лестница должна иметь ширину 1,8 м, для 500 — 2,4 м. Для промежуточного между указанными пределами количе- ства людей ширина маршей определяется интерполи- рованием. Г. Устройство внутренних вспомогательных лестниц, не заключенных в лестничные клетки и служащих для сообщения между помещениями, расположенными в разных этажах, разрешается лишь в следующих слу- чаях и при условии, что ширина лестницы будет не менее 0,75 м: а) в двухэтажных зданиях — для сообщения между первым и вторым этажами, если междуэтажное пере- крытие является огнестойким и если соединяемое ле- стницей помещение второго этажа не включает в себя рабочих помещений; б) между двумя смежными этажами многоэтажных ЧАСТЬ несгораемых и огнестойких зданий, если междуэтаж- ные перекрытия, ограждающие эти два этажа, явля- ются огнестойкими и если вышележащее соединяемое помещение не включает в себя рабочих помещений; в) в зданиях специального технического характера, не содержащих рабочих и складочных помещений и имеющих при незначительной площади значительную высоту (например вышки, башни и пр.). Д. В каждом марше лестницы должно быть устраи- ваемо не менее 5 и не более 18 ступеней, причем от- ношение заложения марша к подъему должно быть не менее 1,5, а высота подступенка не должна превы- шать 0,18 м. Устройство забежных ступеней и ступе- ней на площадках воспрещается. Ширина площадок- должна быть не менее ширины маршей. Е. Всякая лестница в целом и каждый марш в от- дельности должны быть достаточно освещены непо- средственным естественным светом, причем свет дол- жен падать по возможности вдоль маршей. Ж. Каждый марш лестницы должен быть огражден перилами (при несгораемой или огнестойкой лест- нице — несгораемыми) с металлическими или деревян- ными поручнями. Если марш или площадки лестницы прилегают к остеклённым поверхностям, последние должны быть ограждены такими же перилами, как и лестницы. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕСТНИЦ Классификация лестниц может быть произведена на основе нижеследующих данных: по типу в отношении пожарной безопасности, по назначению, по материалу, по своему расположению в отношении контура обслу- живаемого здания, по. конфигурации, по роду своего устройства, по характеру работы ступеней. А. По типу в отношении пожарной безопасности лестницы распадаются на огнестойкие, несгораемые, за- щищенные от возгорания и сгораемые. Огнестойкими лестницами называются железобетонные лестницы, а также лестницы, устроенные по каменным сводам; к этому же типу относятся лестницы с бетонными, же- лезобетонными или каменными ступенями и площад- ками, уложенными по металлическим косоурам и бал- кам, защищенным слоем бетона соответствующей тол- щины. Несгораемыми лестницами считаются чугунные и железные лестницы, а защищенными от возгорания на- зываются деревянные лестницы, оштукатуренные с ниж- ней стороны по войлоку или обитые кровельным желе- зом по войлоку или асбестовому картону. К- сгораемым относятся лестницы, сделанные из де- рева, не защищенного с внешней стороны изолирую- щим слоем. Б. По назначению лестницы подразделяются на
ОБЩАЯ ЧАСТЬ 451 главные, вспомогательные и пожарные. Главными на- зываются лестницы, заключенные в отдельные лестнич- ные клетки и служащие основным средством сообще- ния между этажами и выходом наружу; вспомогатель- ными считаются лестницы местного значения, напри- мер в котельных, вентиляционных камерах, для сооб- щения между отдельными помещениями или с антре- солями, т. е. лестницы, не заключенные в отдельные клетки и не могущие поэтому служить для противо- пожарных целей. Наконец к пожарным обычно отно- сятся наружные лестницы, используемые для спасения людей в случае, если почему-либо во время пожара не удастся воспользоваться главными лестницами. Такие лестницы служат также для подъема пожарных на кры- ши зданий. В. По материалу лестницы подразделяются на дере- вянные, каменные, железобетонные и металлические. Деревянные лестницы делаются обычно из сосны с бо- лее редким, использованием дуба и других твердых по- род. Применение лестниц такого типа без защиты шту- катуркой вследствие их значительной огнеопасности весьма ограничено в промышленном' строительстве. Каменные лестницы устраиваются со ступенями и пло- щадками из естественного камня, например известня- ка, гранита и из искусственного камня или бетона, причем целесообразность и экономичность' изготовле- ния этих элементов из того или другого типа камня определяется на основе местных условий. Железобе- тонные лестницы, устраиваемые целиком из железо- бетона или по металлическим косоурам, являются наи- более употребительными, особенно первые, обладаю- щие целым рядом существенных достоинств, главным образом огнестойкостью и прочностью. Наконец ме- таллические лестницы, применяемые преимущественно для противопожарных целей, а также при чисто ме- стном их назначении, делаются из железа или чугуна. Последний род материала в связи с успехами метал- лургического производства вышел из употребления; что же касается 'железа, то его применение в ближай- шие годы должно по возможности ограничиваться устройством из него только наружных пожарных ле- стниц. Г. По своему расположению в отношении контура обслуживаемого здания лестницы распадаются на вну- тренние и наружные. Первый тип может применяться для всех трех видов лестниц, т. е. для главных, вспомо- гательных и пожарных. Второй же тип обычно исполь- зуется для устройства пожарных лестниц. Кроме того устройство открытых наружных лестниц, признающих- ся за наружный выход, разрешается в тех случаях, когда уровень пола первого этажа возвышается над поверхностью земли не более, чем на 1,25 м. В южных местностях Советского союза наружные открытые ле- стницы могут устраиваться при условии, что они ве- дут не выше чем из второго этажа вниз. Д. По конфигурации лестницы делятся на прямо- угольные, косоугольные и винтовые. Самой выгодной формой несомненно является прямоугольная как поз- воляющая в значительном числе случаев дать наиболее целесообразное и экономичное решение. В зависимо- сти от отведенной для лестницы площади, а также вы- соты этажей, такие лестницы устраиваются в два, три, а иногда даже в четыре марша. Ломаное расположение лестницы в плане должно по возможности избегаться, как нерациональное и менее использующее площадь; оно должно допускаться лишь в самых крайних слу- чаях, диктуемых' криволинейным контуром участка. Наконец устройство винтовых лестниц вызывается не- обходимостью экономии площади, причем такого рода лестницы обычно применяются для подъема к высоко расположенным крановым устройствам и вентиляцион- ным площадкам одиночных рабочих, а также для подъ- ема на антресоли, балконы, вышки, башни. Е. По роду своего устройства лестницы распадаются на два вида: на лестницы с одиночными маршами и на лестницы с перекрестными маршами. Обычно приме- няются лестницы первого’ типа, однако устройство вто- рого типа лестниц является вполне целесообразным, так как позволяет при одной и той же ширине основ- ной клетки удвоить ее пропускную способность. Ж. По характеру работы ступеней лестницы устраи- ваются или со ступенями, опирающимися всей своей нижней плоскостью, или со ступенями, работающими на изгиб, причем в последнем случае может быть два решения— при одном или двух косоурах ступени ра- ботают как балки на двух опорах, а при заделке их в стену и устройстве висячими — как консольные балки. 3. НОМЕНКЛАТУРА ЭЛЕМЕНТОВ СТУПЕНИ И ЛЕСТНИЧНОЙ КЛЕТКИ По проекту ОСТ установлена нижеследующая номен- клатура, иллюстрируемая фиг. 567. а — высота ступени или подступенок с максималь- ным размером 18 см; согласно предложенному Иннор- сом типовому решению огнестойких лестниц для про- мышленного строительства высота подступенка прини- мается равной м, т. е. 16,67 см, что дает 3 ступени на каждые 0,5 м. Таким образом чистая высота сту- пени за вычетом 2,7 мм на подмазку получается рав- ной 16,4. см; b — ширина ступени или проступь, определяемая на основе шага лестницы; величина этого шага — услов- Фиг. 567. План и разрез лестницы и разрез ступени с обо- значениями согласно номенклатуре элементов, принятых в проекте ОСТ.
452 VIII. ЛЕСТНИЦЫ ная и обычно принимается на основе формулы, опре- деляющей величину шага лестницы как эквивалентную нормальному шагу на плоскости, из расчета равно- значности усилий, затрачиваемых человеком, поды- мающимся по лестнице и идущим на плоскости; ввиду того что величина нормального шага взрослого чело- века на плоскости равняется 60—63 ст, то предпола- гается, что 2а + Ъ = от 60 до 63 ст. Обычно прини- маемая ширина ступени колеблется от 27 до 31 ст; согласно типовому решению Иннорса b = 29 ст; с — ширина примыкания вышележащей ступени к нижележащей; обычно она равняется 3—3,5 см с уве- личением в висячих ступенях до 5 ст; е — относ валика в ступенях с наличием валика, при- нимаемый в 2 ст; в ступенях без валика е обозначает горизонтальную проекцию наклона передней грани сту- пени и принимается от 2 до 4 ст; по типовому решению Иннорса е = 2 ст; d — общая ширина ступени, равная b + с + е; bt— ширина фризовой ступени; ф1 — длина фризовой ступени восходящего марша; ф2 — длина фризовой ступени нисходя.-его марша; f — толщина штукатурки, принимаемая в 2 ст; g — расстояние от перил до края ступени, измеряе- мое по длине ступени, или иначе — расстояние от оси перил до края просвета между маршами, .принимаемое обычно равным 7—8 ст; I — ширина марша, т. е. расстояние от штукатурки стены до оси перил, равное от 1,2 до 2,4 т; L — длина ступени, зависящая от способа укладки: на сплошной плите, при двух косоурах или при одном косоуре и выпуске кирпича L — I + 7 + 2 =: 1 + 9 ст; при одном косоуре и заделке в стену L — 1 + 7 + 2 + + 10 = 7 + 19 ст, где 10 см — глубина заделки; при висячих ступенях L = I + 7 + 2 + 25 = 1 + 34 см, где 25 см — глубина заделки ступени; В — ширина лестничной клетки, т. е. расстояние между внутренними поверхностями лестничных стен в кладке без оштукатурки; таким образом В = 2 (14- + g + 2) + 5 = 2 (/ + g) + 9 ст, где 5 cm — величина просвета между маршами; D — ширина лестничной площадки, измеряемая от кладки до ступени без валика; она должна быть не ме- нее ширины марша; С — заложение марша, равное ширине проступи ступени, помноженной на количество ступеней в марше за вычетом одной ступени. В свою очередь длина мар- шей помимо высоты этажей зависит от уклона лестниц. Согласно типовому решению Иннорса уклон лестниц рекомендуется принимать 1 : 1,74, т. е. около 30°, как вполне удобный и достаточно экономичный. Более крутые уклоны, чем 1 : 1,74, допускаются только для лестниц внутреннего сообщения, а пологие уклоны 1 :2 исключаются как удорожающие строительство. ГЛАВА ВТОРАЯ УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 1. КАМЕННЫЕ ЛЕСТНИЦЫ Каменными называются лестницы со ступенями и площадками, сделанными из естественного или искус- ственного камня, причем ступени могут поддержи- ваться при помощи сводов или косоуров; кроме того ступени могут быть висячими с заделанными в стену концами. Применение сводов для удержания ступеней в настоящее время оставлено вследствие дороговизны и нецелесообразности их устройства; значительная ширина маршей с относительно большой расчетной нагрузкой в фабрично-заводских предприятиях не до- пускает также устройства каменных лестниц висячими. Обычный тип каменных лестниц поэтому — это лест- ницы с металлическими косоурами; составными элемен- тами их являются ступени, косоуры, площадочные балки и площадочные своды или плиты. Для боль- шей ясности необходимо вкратце остановиться на ха- рактеристике основных свойств отдельных элементов. Одновременно следует указать, что применение лестниц с железными косоурами на ближайшее время ограни- чивается дефицитом металла. Ступени изготовляются из естественного камня — гранита, известняка и из искусственного камня — бетона. Первый вид ступеней применяется сравнительно редко и лишь в тех случаях, когда это бывает экономи- чески выгодным по местным условиям. Поэтому чаще изготовляются ступени второго типа в виде массивных ступеней с армировкой монтажными прутками. Сами ступени устраиваются двух типов — с валиками и без валиков, причем в последнем случае подступенок скаши- вается внутрь, а верхняя грань в месте примыкания подступенка и проступи закругляется. В зависимости от их расположения — в пределах марша или в месте примыкания к площадке—они носят название марше- вых или фризовых. Маршевые ступени обычно делаются однотипными для всей лестницы, чтобы не менять шага; одновременно с этим для снижения до максимального предела строительных объемов зданий рекомендуется доводить высоты ступеней до наибольших допустимых размеров, однако не в ущерб удобству подъема. Что же касается фризовых ступеней, то тип их меняет- ся в зависимости от расположения у восходящего или нисходящего марша. Бетонные ступени с валиком и без валика, а также каменные ступени обоих видов — маршевые и фризовые — изображены (согласно проекту стандарта) на фиг. 568. Косоуры и площадочные балки у каменных лестниц обычно делаются из двутавровых балок, причем при отсутствии последних могут применяться старые рельсы преимущественно типа Ш-а. При облегченных стенах лестничной клетки, а также при наличии в них дымовых и вентиляционных каналов ступени уклады- ваются на два косоура без заделки в стены; более про- стым решением1 при' стенах достаточной толщины и не- значительной ширине марша является укладка ступе- ней одним концом на косоур, а другим — на выпущен- ные ряды кирпича, причем для выполнения этого вы- пуска рекомендуется пользоваться трехчетвертным кирпичом. При дефицитности железа и значительной ширине марша возможно укладку пристенного косоура заменить заделкой концов ступеней в стену. Сопряжение косоура с площадочной балкой должно быть выполнено таким образом, чтобы был обеспечен зазор между ним и нижней полкой балки. При соблю- дении этого условия нижняя полка не участвует в ра- боте, и усилие от косоура передается непосредственно площадочной балке при помощи болтов. Соединение косоура с площадочной балкой при изготовлении их из двутавровых балок, а также из рельсов типа Ш-а пока- зано на фиг. 569. Устройство гнутого косоура произ- водится следующим образом: в месте сгиба балка раз-
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 453 резается до верхней полки с вырезкой из нее треугольника, имеющего нижнее осно- вание в зависимости от угла наклона ко- соура; после этого косоур сгибается и вслед за кузнечной обработкой усиливается на- кладками из листового 6-миллиметрового железа. Такой гнутый косоур ico всеми необходимыми деталями изображен на фиг. 569. Площадки между маршами в каменных лестницах устраиваются обычно по бетон- ным сводикам с более редким применением плит из естественного камня. Разрез такой лестничной площадки по бетонному своду изображен на фиг. 570. Заканчивая на этом краткое описание каменных лестниц, выполняемых в чистом виде в промышленном зодчестве за послед- нее время относительно редко, приходится указать, что более часто каменные лестницы применяются в смешанном виде — с железо- бетонными ступенями и бетонными площа- дочными сводами по косоурам1 и балкам. Кроме обычного типа лестниц весьма целесообразным в некоторых случаях является устройство лестниц с перекрест- ными маршами (фиг. 571), основное их до- стоинство заключается в том, что они дают двойную пропускную способность и тем са- мым уменьшают в два раза необходимую для их постройки площадь; применение этого типа лестниц ограничено требованием иметь высоту этажа здания не менее 5 м, чтобы получить необходимую для прохода высоту между площадками. 2. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЛЕСТНИЦЫ Железобетонные лестницы могут устраи- ваться в виде железобетонных плит, опертых на площадочные балки или на косоуры. В этом случае ступени при выполнении их на- кладными ввиду соприкосновения всей своей нижней плоскости с поверхностью плиты делаются бетонными. Вполне возможным при таком типе лестниц является изготовление ступеней набивным способом на месте работ, что однако менее желательно вследствие того, что заготовка ступеней в мастерской является работой более тщательной и позволяет индустриализировать строительство. Железобетонные лестницы могут устраиваться также без плит с косоурами, опирающимися своими концами на площадочные балки, или в виде висячих лестниц с заделкой концов ступеней в стену. Ступени в зависимости от характера своей работы в железобетонных лестницах применяются как бетон- ные, так и железобетонные. Бетонные ступени обычно укладываются, имея опору по всей длине основания в виде плиты маршей, а железобетонные используются полностью в статическом отношении. Последний тип может изготовляться в виде массивных или пустотелых ступеней. Более экономичными являются пустотелые ступени, особенно при заготовке их заводским спосо- бом, вследствие чего необходимо всегда, при возмож- ности соответствующей организации работы, стре- миться к выполнению ступеней с пустотами. Различ- ные типы как массивных, так и пустотелых ступеней изображены на фиг. 572; при большой ширине марша предпочтительнее устраивать пустотелые ступени без валика, а при меньшей, примерно до 1,8—2 м, вполне пригодными являются пустотелые ступени с валиком. Бетонная ступень без валики восходящего марша Каменная ступень с валиком Маршевые и фризовые, бетонные и каменные ступени. Железобетонная лестница с прямыми маршами, у которых плита, поддерживающая ступени, непосред- ственно лежит на площадочных .балках, изображена на фиг. 573. В таких лестницах собственный вес марша совместно с полезной нагрузкой передается в равных долях на верхнюю и нижнюю площадочные балки. Изгибающий момент маршевой плиты опре- деляется из расчета только нормальной составляющей ее вертикальной нагрузки; что же касается действую- щей в направлении марша составляющей, то при рас- чете плиты она может не учитываться. В этом случае за расчетный пролет берется расстояние между площа- дочными балками, измеренное по уклону марша. Если нагрузка принимается полностью, то за расчетный про- лет берется расстояние между площадочными балками в плане. Нижний марш и лестничная площадка со- ставляют неразрезную двухпролетную плиту с нерав- ными пролетами; из этого условия определяются вели- чины изгибающих моментов. Устройство таких лестниц может быть допущено лишь при небольшой длине маршей, так как в против- ном случае толщина плиты значительно возрастает, что делает эту конструкцию неэкономичной. Поэтому в длинных лестницах приходится основной вес маршей и полезной нагрузки передавать на косоуры, а плиту класть в поперечном направлении. Лестница такого
454 УШ. ЛЕСТНИЦЫ |_90x90x10 Фиг. 569. Соединение косоура с площадочной балкой при их изготовлении из двутавровых балок и из рельсов типа Ш-а, а также устройство гнутого косоура в месте сгиба. Фиг. 570. Разрез лестничной площадки по бетонному своду. типа изображена на фиг. 574; расчет косоура ведется как тавровой балки. Плита вторым своим концом опирается на кирпичную кладку лестничной клетки или на второй косоур при каркасной конструкции здания с легким заполнением. Ступени могут быть' сделаны накладными или, как в данном случае, набивными на месте. В расчет они не вводятся, а учитываются лишь как постоянная нагрузка. В соответствии со способом сопряжения плиты с прогоном плита марша, армиро- ванная перпендикулярно косоуру, при примыкании к площадочным балкам должна снабжаться верхней арматурой. В связи с возможностью возникновения отрицательных моментов в площадочных плитах долж- на ставиться двойная арматура. Ра зрез А -Б Фиг. 571. Лестница с перекрестными маршами.
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 455 Массивнар Железобет ступень с валиком Фиг. 572. Железобетонные ступени — массив- ная с валиком, пустотелая без валика и пусто- телая с валиком. Фиг. 573. Железобетонная лестница с плитой, опертой на площадочные балки. Фиг. 574. Железобетонная лестница с плитой и косоурами и набивными на месте ступенями. ступени работают на изгиб. Ступени могут изготов- ляться монолитным способом одновременно с косоу- рами или же накладываться в последующем порядке на готовые косоуры. Конструкция трехмаршевой лест- ницы с первым типом ступеней, разработанная трестом Стальстрой, изображена на фиг. 575. В этой лестнице 4-сантиметровая ломаная плита, образующая ступени, сопрягается с косоурами. Армирование ступеней про- изведено стержнями разных диаметров, но однообраз- ной формы. Для лучшей связи всей конструкции рас- пределительная арматура поставлена более часто— через 10 см. При устройстве лестниц в многоэтажных зданиях железобетонные косоуры составляют сложную стати- чески неопределимую систему с количеством неизвест- ных, зависящим от числа этажей. В случае очень близ- кого примыкания на площадочных балках косоуров восходящих и нисходящих маршей друг к другу такая система может рассматриваться как ломаная неразрез- ная балка. Согласно указаниям проф. Э. Мёрш («Железобетонные сооружения», М. 1930 г., стр. 149) Фиг. 575. Железобетонная лестница с косоурами, но без плиты. В некоторых случаях для упрощения работы устраи- ваются лестницы с косоурами без плит, т. е. с непо- средственным опиранием ступеней на косоуры; такие может быть применен упрощенный способ расчета ко- соуров, дающий достаточно точные результаты в связи с тем, что постоянная нагрузка, составляющая около
456 VIII. ЛЕСТНИЦЫ Фиг. 576. Железобетонная лестница с консольной плитой. 60% от полной нагрузки, не вызывает в системе угло- вых моментов. Иногда лестницы выполняются висячи ши без косоуров с заделкой одним концом в стену железобетонных сту- пеней. В этом случае ступени рассчитываются как консоли, причем теоретически можно было бы ограни- читься постановкой одной верхней арматуры; по кон- структивным соображениям однако целесообразно до- полнительно ставить нижнюю арматуру. В связи с воз- можностью передачи давления от марша на площадку из-за недостаточно тщательной заделки ступеней при расчете площадочных балок необходимо учесть на- грузку, передающуюся на них от маршей. Величина этой нагрузки может быть принята равной половине постоянной и временной нагрузок восходящего марша из расчета, что вторая половина нагрузки восприни- мается стеной. При незначительном выносе ступеней, примерно до 1,4—1,5 м, ступени заделываются в стену на глубину в 25 см; при большей длине ступеней глу- бина заделки обычно увеличивается до 30 см и более. Прочность заделки проверяется расчетом. Для удобства выполнения работ по заделке концам ступеней реко- мендуется придавать прямоугольную форму; вместе с тем, более целесообразно производить работу по заделке ступеней одновременно с кладкой стен, что не всегда является возможным. В последнем случае — при заделке ступеней в готовую кладку— работа долж- на выполняться особенно тщательно с заливкой до- статочно жирным цементным раствором. В промыш- ленном строительстве висячие лестницы могут найти себе применение в зданиях подсобного характера. Иногда по чисто местным условиям может встре- титься необходимость в устройстве железобетонной лестницы с консольной плитой. Такая лестница, за- проектированная для сообщения между первым этажом производственного корпуса и вспомогательными поме- щениями, расположенными во втором этаже огнестой- кого коридора, изображена на' фиг. 576. Основной несущей конструкцией в данном случае является косоур; расчет его может быть произведен как балки таврового сечения с частичным защемлением на опорах. Вследствие асимметричности таврового сечения, а так- же возможности односторонней временной нагрузки, косоур должен быть добавочно проверен на крутящий момент. Площадка рассчитывается как консольная плита. Для предохранения проходящего под лестницей персонала от возможности падения на него сверху каких-либо предметов перила устроены в виде сплош- ного армированного бетонного- барьера. Ступени более удобно производить набивным способом на месте; в расчет они по предыдущему не вводятся. Выбор наиболее подходящего типа монолитных железобетонных лестниц должен производиться на основе общего комплекса местных условий с обяза- тельной установкой на максимальную индустриализа- цию строительства. 3. СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЛЕСТНИЦЫ Устройство сборных железобетонных лестниц, как ускоряющих строительство и позволяющих произво- дить заблаговременную заготовку отдельных элементов заводским способом, должно быть признано вполне рациональным и подлежащим особенно широкому рас- пространению. Для лучшего уяснения методов их кон- струирования и способов их выполнения ниже приво-
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 457 дится ряд отдельных вариантов лестниц, разработанных Мос- проектом. Сборная железобетонная лест- ница, изображенная на фиг. 577, состоит из следующих элементов: площадочных плит и ступеней. Обозначение букв здесь сле- дующее: /, g, f, L, a, b, d, В, D, A, H — обозначают величины согласно вышеприведенной номенклатуре; L — длина ступени равняется 1 + 10 + g + f, где 10 см глу- бина заделки в стену; таким образом L = 1 + 10 + 7 + 2 — = 1 19 см. В случае укладки на выпуск кирпича длина ступени равняется / + 7 + 2 = 1 + 9 см; «— угол, составляемый на- правлением марша с вертикалью, tg а = —согласно «Единым нор- мам» должно быть не менее 1,5; С — длина или заложение мар- ша, равное 0,5 (Н — 2а) tg а; г — ширина горизонтальной полки у косоура, равная 10— 12 см; К. — длина косоура, равная С — г — 0,5 см ------:-------, где 0,5 см— за- sin а Се*. । -1 зор между вертикальным торцом косоура и боковой стенкой пло- щадочной балки, оставленный для удобства заведения косоура на место; fti — высота площадочной бал- ки равна 2 и — 7\ . tg (90—а) + + 5 см, где 5 см — высота ва- лика; Ь2 — высота косоура; и — высота вертикального тор- ft, — т • cos а ца косоура, равная—'—--------- sin а тп —расстояние от нижней плоскости площадочной балки План ^2 + Деталь сереЖки т Деталь штыря разрез, площадочная деталь сережки и деталь штыря. Фиг. 577. Сборная железобетонная лестница: поперечный балка, косоур, устройство опорного узла, Шею I' Ю Устройство^ опорного узла до низа консольных уголков, под- держивающих нижний конец ко- соура восходящего марша; оно равняется ftj — и — 5 — 1 = = fti — и — 6 см, где 5 см высота валика, a 1 см тол- щина уголка; п — расстояние от нижней плоскости площадочной балки до низа сережки, служащей для поддержки верх- стены, если нет штукатурки, до оси косоура, равное / + 7-у-5 = /-у + 2см; s —• относ консоли у площадочной балки, служащей него конца косоура нисходящего марша; оно равняется 0 1 + 0 2 + 1 см, где 0 1 — диаметр прута сережки, 0 2 — диаметры выступающих из верхнего конца косо- ура штырей, a 1 см — зазор между нижней плоскостью площадочной балки и штырями, оставляемый для удоб- ства заведения в сережку штырей; 71 — ширина площадочной балки; Т2— ширина косоура; о — ширина по наружному измерению консольных уголков, заделанных в площадочную балку для удержа- ния нижнего конца косоура восходящего марша; она равняется Т2+ 2 см, где 2 см толщина вертикальных полок двух уголков; р — расстояние от поверхности штукатурки или от для удержания площадочных плит; он принимается в зависимости от пролета 7—10 см; ft0 — толщина площадочной плиты, определяемая по расчету и равная примерно 7 см; t — расстояние от нижнего края верхнего конца косоура нисходящего марша до штыря равняется 7Х • tg (90 — а) —0 2 — 1 см; Т3 — ширина сережки по наружному измерению рав- няется 4 01 +5 02, что сделано для возможности укладки штырей на горизонтальной части сережки, минуя боковые ее закругления. Таким образом становится вполне понятен метод расчета и определения необходимых размеров всех элементов: на основе заданной ширины марша и высот Цветаев. 58
458 УШ. ЛЕСТНИЦЫ этажей вычисляются основные размеры ступеней, после чего рассчитывается косоур; далее производится рас- чет площадочной балки и площадочных плит, принимае- мых обычно с шириной звеньев от 40 до 50 см. Осталь- ные необходимые размеры получаются на основе выше- указанных данных. Сборка таких лестниц особого труда не представ- ляет и заключается в укладке площадочных балок с заделкой их в стену; затем в уголковые консоли уста- навливается нижний конец косоура, а верхний конец своими торчащими штырями продевается сквозь выпу- щенную вниз сережку из круглого железа, сваренную в верхней части. Концы штырей и сережки заливаются раствором. Площадочные плиты укладываются с задел- кой одной стороны в стену, а другой стороной опира- ются на выпущенную из балки консоль. В нижнем эта- же конец косоура опирается на небольшой бетонный башмачок. Конструкция этой лестницы была разрабо- тана инж. А. Н. Дороховым. Сборная железобетонная лестница несколько иного типа изображена на фиг. 578 и 579; она также сортоит из четырех отдельных элементов: площадочных балок, косоуров, площадочных плит и ступеней. Буквы имеют следующие обозначения: a, b, d, В, D, А, Н, й,, й2 остаются прежние; 7t — ширина ребра площадочной балки; Т2— ширина верхней полки площадочной балки; 7/— относ консольного прилива у площадочной балки для удержания верхнего конца косоура или иначе — глубина гнезда; 7/ может быть принято б—8 см; Ts—ширина ребра косоура; 74 — ширина верхней полки косоура; 75 — ширина торца косоура, отформованного на конце в виде ласточкиного хвоста, для образования соединения косоура с площадочной балкой в месте консольного прилива; Тз — ширина гнезда по наружному измерению у консольного прилива площадочной балки, равная Тз + 0,5 см для удобства заведения конца косоура; 7/ — ширина того же гнезда по внутреннему изме- рению, равная Тз + 0,5 см. Площадочная балка принята Г-образной формы с шириной ребра 7Т и верхней полки 72; на опоре она имеет утолщение, в результате чего опорное сечение получается прямоугольной формы с одинаковой шири- ной, равной 72. Косоур для лучшего использования бетона и железа выполнен в виде тавра, с шириной ребра 73 и шириной тавра 74. Конец его, на длине 7/, равной глубине гнезда у прилива площадочной балки, отлит в виде ласточкиного хвоста с шириной торца 7Г„ как это видно из сечения //—//у косоура на фиг. 578. Ступени для данного случая приняты пустотелыми железобетонными, но могут быть из другого матери- ала. Площадочные плиты, шириной примерно в1 40— 50 см, подробно описаны и иллюстрированы черте- жами в следующем типе сборной висячей лестницы. Сборка таких лестниц заключается в укладке заранее изготовленных площадочных балок и в заведении в гнезда приливов ласточкиных хвостов косоуров, для чего гнезда делаются с зазором около 0,5 см, после чего укладываются ступени и площадочные плиты. Совершенно другим типом сборной железобетонной лестницы является лестница, изображенная на фиг. 580, 581, 582 и 583. В то время как ранее описанные типы предусматривают укладку ступеней по косоурам, в дан- ном случае принята заделка самих ступеней в кладку стен; таким образом конструкция является висячей,
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 459 вследствие чего ширина маршей особенно при выбран- ном облегченном профиле ступеней не может быть значительной — примерно в пределах 1,2—1,5 м. Такой тип лестниц поэтому более пригоден для зданий заводо- управлений, медицинских пунктов, вспомогательных помещений и т. п. Обозначения букв здесь следующие: ], g, f, а, b и Ьг остаются прежние; L — длина ступени, равная / + 25 + g + f = 1 + 25 + 7 + 2 = 1 + 34 см; d — общая ширина ступени, равная Ь + 2 + 5 = = b + 7 см, где 2 см — вынос валика, а 5 см — тол- щина подступенка; й, — высота площадочной балки, определяемая по расчету; й2 — высота площадочной балки вместе с прили- тым сверху ребром, причем высота этого ребра й2 — Йх==: Йо Й о/ й0 — толщина площадочной плиты, определяемая по расчету и равная примерно 6,5—8 см; h'o — толщина проступи у ступеней, равная при- мерно 4—5 см; 7\ — ширина ребра площадочной балки; опреде- ляемая по расчету; То — ширина тавра площадочной балки, прини- маемая примерно 14—16 см. Лестница состоит из следующих сборных элементов: площадочных балок, площадочных плит и простых и фризовых ступеней. Площадочная балка (фиг. 583) принята тавровой формы с прилитым сверху ребром, служащим для образования четверти для укладки фризо- вой ступени, выполненной у нисходящего марша в виде плиты толщиной й'о, равной примерно 4—5 см, с от- формованным спереди утолщением для образования валика высотою й'о + 0,5 см (фиг. 582). На опоре площадочная балка имеет утолщение, равное ширине тавровой полки, т. е. Т2; глубина заделки принимается в 18 см. Ступени выполнены Г-образной формы, при- чем ввиду того что они работают как консоли глубина заделки должна быть не менее 25 см. Рабочая арма- тура, принимаемая обычно в виде двух прутков, укла- дывается в верхней части ребра (фиг. 581). Площадоч- ные плиты формуются шириной примерно 40—50 см, причем в продольных вертикальных гранях оставляются круглые пазы, заливаемые после укладки плит цемент- ным раствором. Для облегчения веса плит из средней их части удаляется излишний бетон, вследствие чего нижняя их грань имеет вогнутую поверхность (фиг. 582 и 583). Сборка такой висячей железобетонной лестницы производится следующим образом: одновременно с кладкой стен укладываются в оставляемые гнезда площадочные балки подмостей, выравниваемые клинья- ми; поверх этих балок устанавливаются временные деревянные косоуры, состоящие из поставленных на ребро трех досок: средней с вырезами для укладки на них ступеней и двух крайних, причем средняя доска несколько возвышается над крайними и скре- пляется с ними при помощи болтов диаметром 12 мм. Такое устройство вызывается необходимостью после- дующего удаления этих временных косоуров после окончания срока выдерживания маршей на подмостях, принимаемого равным 14 дням. Действительно, после разбалчивания косоура средняя доска свободно опу- скается книзу, вследствие чего весь косоур может быть легко вынут из-под готового марша и установлен для кладки следующих этажей. Перед кладкой ступеней устанавливается нижняя площадочная балка, а по ней выстилаются площадочные плиты. Заделка ступеней Фиг. 579. Сборная железобетонная лестница — деталь за- делки косоура в площадочную балку: аксонометрия, план и сечения. в стену должна производиться на цементном растворе 1 : 3 одновременно с кладкой самой стены. 4. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЛЕСТНИЦЫ Металлические лестницы применяются обычно при чисто местном их назначении, а также для противо- пожарных целей. В первом случае они выполняются при необходимости соединения отдельных этажей друг с другом для прохода на антресоли и к вентиляцион- ным камерам, в котельных и т. п. Второй тип лест- ниц — это обычно наружные пожарные лестницы, устраиваемые для спасения людей во время пожара; они дают также возможность пожарным командам подниматься на крышу. В ближайшие годы в связи 58*
46J УПКЛЕСТНИЦЫ Фиг. 581. Сборная железобетонная висячая лестница — детали ступени: фасад, план, разрезы по А—Б и В—Г и сечения. средством уголков к стенке швеллера, обрамляющего отверстие в полу верхнего этажа, причем общий вид крепления верхних тетив изображен на фиг. 584, де- таль 3, а детали крепления — на фиг. 585, деталь 4. Ступени устроены следующим образом: к внутренней стороне тетив приклепаны в горизонтальном положе- нии, отверстием угла вниз, отрезки углового железа 30 X 30 X 4 мм. На горизонтальные полочки этих уголков кладется своими концами проступь ступеньки шириной 28,5 см из рифленого железа толщиной 5 мм и приклепывается сверху впотай. Подступенок высотой 18 см сделан из 2-миллиметрового железа и прикле- пывается к проступи посредством углового железа 35 X 35 X 4 мм, причем в соединении с верхней про- ступью угловое железо входит в угол соединения, обра- зуя напуск над проступью, а в соединении с нижней проступью угловое железо обнимает угол соединения. С наружной стороны тетив укреплены вертикально против торца каждого второго подступенка стойки для перил из квадратного 30 X 30 мм железа, подре- занные на толщину тетивы в месте приклепки. Сверху стойки соединены с полосовым железом, на котором лежит деревянный поручень. Для образования решотки стойки перил, несколько отступя снизу и сверху, за- щемлены между двумя полосками железа. Такая же решотка ограждает отверстие над лестницей в полу верхнего этажа. Кроме лестниц с прямыми маршами иногда прихо- дится проектировать при недостаточности места вин- окаймляющее левый край» площадки; с правого края' площадки такое же железо прикреплено только от кон- цов площадки до швел- леров консоли, что дает их длину в 44,7 и 21,8 см (де- таль 6—соединения правых верхней и нижней тетив с переходной площадкой на фиг. 585). К этому поло- совому железу, ограничи- вающему площадку, при- креплены впритык посред- ством накладок (косынок) с одной стороны верхние концы тетив нижнего мар- ша, с другой — нижние кон- цы тетив верхнего марша. Сама площадка предста- вляет собой лист рифле- ного 5-миллиметрового же- леза, лежащего серединой на швеллерной консоли, а концами — на уголках подступенков, к которым приклепана сверху впо- тай. Тетивы сделаны из поло- сового железа 200 X 9 /илт и укреплены к полу по- средством углового железа 120 X 80 X 10 мм болтами диаметром 19 мм, заделан- ными в бетонное основание утолщенное в этих местах книзу, в виде постаментов (деталь 5—крепления ниж- ней левой тетивы на фиг. 585). Вверху верх-, ние тетивы приклепаны по- с дефицитностью железа круг применения металличе- ских лестниц должен ограничиваться преимущественно противопожарным их назначением. Вспомогательные металлические лестницы могут быть с прямыми маршами или винтовые. Первый тип, как вполне удобный, позволяющий не только проходить работающему персоналу, но и свободно проносить тя- жести, является более распространенным, чем второй; однако при недостаточности отведенной площади или при необходимости ее экономии допустимы также вин- товые лестницы. Лестница для внутреннего сообщения между этажами с прямыми маршами и промежуточной площадкой по- казана на фиг. 584 и 585. Общая высота лестницы принята в данном случае 4,86 м, что при высоте сту- пеней в 18 см дает 27 подъемов. Промежуточная пло- щадка поддерживается в средней своей части кон- солью, устроенной следующим образом: из середины колонны, сделанной из швеллеров, находящихся на взаимном расстоянии в 270 мм, выпущены два швел- лера, обращенные отверстиями друг к другу и прикле- панные вертикально своими стенками к стенкам швел- леров колонны. Эти швеллера в свою очередь поддер- живаются снизу подкосами, склепанными из двух отрезков углового железа и укрепленными вверху к швеллеру консоли, а внизу к швеллерам колонны (деталь 2, фиг. 584); К концам консольных швеллеров, перпендикулярно к ним, приклепано посредством угол- ков полосовое железо 200 X 9 м, длиной 93,5 см,
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 461 товые лестницы; при выполнении их из металла они получаются весьма легкими. Расчет их про- изводится следующим образом. Допустим, что желательный диа- метр лестницы равняется 1,6 м. При толщине колонки с надетой на ней распоркой из газовой трубы в 10 см получим ширину марша / = 0,75 м. Таким обра- зом радиус окружности, предста- вляющий линию всхода, равняется 0 75 0,05 -L = 0,425 м. Из центра О описываем этим радиусом окружность и делим ее на некоторое количество равных частей, — предположим 12, и через полученные точки прово- дим из центра О прямые до пере- сечения с окружностью радиу- сом, равным 0,80 м. Эти радиаль- но проведенные прямые опре- деляют вид ступенек. Для про- верки достаточности ширины ступеней по линии всхода необ- ходимо длину проекции линии всхода, равную 2 . ~ . 0,425 = = 2,67 м, разделить на 12 частей, что дает 22,2 см; эта величина для винтовых лестниц является вполне достаточной, так как Фризовая ступень Разрез по А~Б Ло' + 0.5 План Б Сечение | I | Л?' 10 Г-п Площадочная плита Разрез ПО А — Б Сечение I ~ I шшжпжшшш Разрез по В- Г Сечение || ~|| Ло Фиг. 582. Сборная железобетонная висячая лестница: фризовая ступень — план, разрез по А—Б и сечение /—/; площадочная. плита — разрезы по А—Б и В—Г и сечения /—/ и 11—11. проступь добавочно регулируется устройством большого свеса в ступенях, принимае- мого от 3,5 до 5 см. Высота ступеней получается из следующих соображений. Максимальный нормальный рост человека равняется 1,94 м. К этой величине должна быть прибавлена высота ступени, так как при спуске с лестницы человек невольно наклоняется впе- ред, причем голова его, отклоняясь от вертикали, будет находиться не под верхней ступенью отвечающей сту- пени, на которой он стоит, а под следующей ниже- лежащей ступенью. К полученной величине следует прибавить толщину ступени, однако для данного случая ввиду незначительности ее размеров можно ею пренебречь. Таким образом высота ступеней 194 а = тт;---- =17,7 см, а превышение вышележащей 1 1 По перечный разрез Продольный разрез ступени над отвечающей ей нижележащей ступенью равняется 1,94 4- 0,177 = 2,117 —2,12 м. Пример устройства винтовой лестницы показан на фиг. 586 и 587. Ось, вокруг которой обвивается лест- ница, представляет колонку, сделанную из газовой 75-миллиметровой трубы и поставленную на железную подкладку, укрепленную к полу длинными болтами, заделанными в бетон; к подкладке колонка прикре- плена посредством фланца. Проступи ступенек сделаны из котельного 4,5-миллиметрового железа и имеют форму сектора, усеченного около острого угла пер- пендикулярно биссектрисе; к этой усеченной стороне приклепано ушко из котельного 8-миллиметрового же- леза с круглым отверстием диаметром 90 мм (деталь 5, фиг. 587). По прямолинейному краю ступени, на кото- рый будет становиться нота, приклепано для жесткости снизу угловое железо 35 X 35 X 4 мм, отверстием уголка наружу (деталь 3, фиг. 587). Винтообразная Фиг. 583. Сборная железобетонная висячая лестница: де- таль лестничной площадки — продольный и поперечный разрезы; площадочная балка и сечения /—/ и II—11. тетива лестницы сделана из котельного железа шири- ной 170 мм и толщиной 5 мм; к ней приклепаны для поддержания ступенек горизонтально изшчутые от-
Фиг. 584. Металлическая лестница для внутреннего сообщения между этажами — боковой вид, фасад 1, общий вид креплений переходной площадки 2 и крепление веохних тетив 3. Фиг. 585. Металлическая лестница для внутреннего сообщ ения между этажами — деталь крепления верхней тетивы к междуэтажному перекрытию 4, деталь крепления нижней левой тетивы 5 и деталь соединения правых верхней и нижней тетив с переходной площадкой 6. о
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 463 резки углового железа 35 X 35 X 4 м,и. Сборка лест- ницы производится следующим образом. Сначала на осевую колонку надевается отрезок газовой 88-милли- метровой трубы длиной, равной высоте подступенка, уменьшенной на толщину ушка, т. е. на 8 мм, а затем одевается ушком проступь (деталь 2, фиг. 587). Эта последняя одной стороной опирается ушком на отрезок 88-миллиметровой трубы, а другой дугообразной сто- роной приклепывается к горизонтальной полочке отрезка углового железа, прикрепленного к тетиве с внутренней ее стороны. Затем надевается на осевую колонку другой отрезок 88-миллиметровой трубы, а поверх его проступь второй ступеньки и т. д. Под- ступенки сделаны не у всех ступеней, причем в данном случае они предусмотрены для каждой девятой сту- пени, считая снизу, и у самой верхней. Проступь верхней ступени имеет вид не сектора, а неправильного четырехугольника, передняя сторона которого лежит на подступенке (деталь 4, фиг. 587). К левой стороне ее приклепано ушко, надетое на осе- вую колонку, а правая сторона прикреплена к верхней полке швеллера, идущего параллельно краю площадки, на которую ведет лестница и к которому прикреплена также верхним своим1 концом тетива лестницы. Четвер- тая сторона верхней проступи укреплена при помощи отрезка углового железа, приклепанного одним концом к тому же швеллеру при помощи изогнутой накладки. Осевая колонка укреплена вверху двумя отрезками углового железа, приклепанными к фасонке толщиною 8 мм (деталь б, фиг. 587), сбалчиваемой в дальнейшем с фланцем, охватывающим колонку в самой верхней части. Концы этого углового железа заделываются в кладку стены с укреплением их при помощи прикле- панных в перпендикулярном направлении коротких отрезков углового железа. Перила лестницы состоят из стоек, сделанных из- углового железа 35 X 35 X 4 мм и приклепанных сна- ружи к тетиве, и двух рядов полосового железа, приклепанных к стойкам. Для ограждения перехода с винтовой лестницы на площадку с левой стороны верхней ступеньки добавлены перила из углового же- леза 35 X 35 X 4 мм, укрепленного с одной стороны к перилам площадки, а с другой — при помощи хомута из полосового железа, охватывающего осевую колонку лестницы; хомут этот приклепан к вертикальной полке уголка. Наконец последним типом металлических лестниц являются наружные пожарные лестницы, выполняемые обычно из железа вследствие достигаемой этим лег- кости их конструкции и относительной дешевизны; малая их огнестойкость имеет в данном случае мень- шее значение, так как, находясь вне здания, они менее нагреваются. Согласно «Единым нормам» в несгораемых и огне- стойких зданиях, имеющих три и более этажей (кроме подвального или полуподвального) или вообще высоту более 15 м и содержащих рабочие и складочные поме- щения, должны быть устроены от поверхности земли до крыши наружные железные пожарные лестницы, расположенные таким образом, чтобы расстояние в плане от любой точки периметра горизонтальной проекции здания до пожарной лестницы не превышало в любом направлении 100 м. Во всяком случае каждое здание, независимо от длины и очертания его периметра, должно' быть снабжено по крайней мере одной пожарной лестницей. Пожарные лестницы дол- жны иметь ширину не менее 0,6 м, отношение зало- жения марша к подъему марша не менее 0,4 и число ступеней в одном марше не более 20, при расстоянии между ступенями не более 0,4 м. Ширина площадок Фиг. 586. Винтовая металлическая лест- ница — общий вид. должна соответствовать ширине выходящих на них дверных или оконных полотнищ. Из помещений каж- дого этажа должен быть устроен выход на пожарную лестницу через окно или дверь шириной не менее 0,7 м, открывающуюся наружу и устроенную таким образом, чтобы при открывании двери не было стесняемо движение по лестнице. Как площадки, так и марши пожарных лестниц должны быть ограждены несгораемыми перилами.
464 VIII. ЛЕСТНИЦЫ 35*35x4 5 Т~^Г 1-35*35*4 Укрепление верха лестницы к стене (2, Боковой вид лестницы 0“8мм 0^ 4.5 мм L35*35*4 Хомутик r=800 °0п Ушко L 35*35*4- Фиг. 587. Винтовая металлическая лестница—детали. Распорка из газ. трубы 88 мм ступеньки >\V Тетива 151170*5 мм ^План перехода с винтовой лестницы на площадку МКШ1 План ступеней L35*35*4 (5=4, Л3“5л.« □ Такие пожарные лестницы конструируются двух типов: при значительной длине стены и правильном чередовании оконных проемов марши устраиваются по направлению как бы одной диагонали, разделенной лишь промежуточными площадками; при недостаточ- ной площади стены лестница выполняется с маршами, идущими .один над другим в том же направлении, вслед- ствие чего приходится уширять площадку для возмож- ности обхода лестничного проема. Противопожарная лестница последнего типа пока- зана на фиг. 588. Как видно из чертежа, такая лест- ница весьма удобна для пользования ею и дает полную возможность спасения людей в случае, если вследствие пожара прекращен доступ к главным внутренним лест- ницам, а также позволяет пожарным командам под- ниматься на крышу. Проступи таких лестниц лучше делать из двух-трех прутьев круглого железа, рас- ставленных на некотором расстоянии друг от друга, чтобы не задерживать воду и снег; что касается под- ступенков, то они обычно не делаются. Площадки ра- циональнее располагать не на уровне подоконников, а на уровне пола с устройством выходов через спе- циальные двери. Однако устройство таких лестниц обходится сравни- тельно дорого; поэтому согласно «Единым нормам» в несгораемых и огнестойких зданиях, имеющих менее трех этажей или вообще высоту до 15 м, пожарные лестницы могут быть устраиваемы в виде хорошо укре- пленных приставных стационарных лестниц шириной не менее 0,6 м, при расстоянии между ступенями не более 0,4 м. Угол наклона таких лестниц к горизонту не должен превышать 75°, а число лестниц опреде- ляется по предыдущему. Из каждого этажа должен быть устроен выход на прилегающую к лестнице пло- щадку. Такая простая пожарная лестница изображена на фиг. 589; она состоит из двух тетив из полосового железа 50 X 12 мм и проступей из круглого железа диаметром 20—25 мм. Тетивы нижними своими концами заделываются в бетонную опорную подушку, а по высоте поддержи- ваются кронштейнами из углового железа 50 X 50 X б мм из расчета одной или двух пар на каждый этаж. 5. ПЕРИЛА Устройство перил на лестницах является обязатель- ным для предупреждения могущих быть несчастных случаев при прохождении людей. В некоторых случаях, чтобы предупредить возможность падения каких-либо
УСТРОЙСТВО ЛЕСТНИЦ 465 случайных предметов вниз, приходится перила выпол- нять глухими, на всю высоту или только на часть высоты, примерно на 20—25 см. Перила обычно Фиг. 588. Наружная пожарная лестница для зданий свыше 15 м высотой. Фиг. 590. Устройство железных и смешанного типа перил. Цветаев, 5Э
466 VIII. ЛЕСТНИЦЫ устраиваются металлическими с деревянными поруч- нями, хотя не исключена возможность устройства их в некоторых случаях из железобетона. При дефицит- ности железа в менее ответственных зданиях можно делать их смешанными: из железа—:для несущей кон- струкции и дерева — для ограждающей. Способ укрепления железных перил к ступеням бы- вает двояким: при каменных или железобетонных сту- пенях стойки перил обычно заделываются в них сверху в оставленные на расстоянии около 7 ст от края гнезда; в металлических же лестницах перила укре- пляются к наружной стороне тетив. Боковой способ укрепления дает преимущество, так как при его при- менении увеличивается полезная ширина ступеней; при бетонных и каменных ступенях однако он трудно выполним, так как обычно без значительных дополни- тельных затрат не дает достаточной жесткости и устойчивости перилам. Одновременно с этим более целесообразным является заделка стоек перил в каждую ступень, так как при этом упрощаются изготовление и укладка ступеней вследствие отсутствия необходи- мости чередования ступеней с гнездами и без гнезд. Для большей наглядности на фиг. 590 изображены три типа металлических перил, два первых (детали 1 и 2)— с квадратными стойками из 18X18 тт железа, за- деланными в каждую ступень, и третий тип (деталь 3)— со стойками через ступень. Стойки поверху соединя- ются полосовым железом 25 X 5 тт, к которому на шурупах укрепляется поручень, как это показано на детали укрепления поручня. Кроме того на той же фигуре дан четвертый тип перил (деталь 4), выполнен- ный смешанным с применением железа для основных элементов ограждения и дерева для второстепенных. Стойки приняты из квадратного 25 X 25 тт железа и наклонные пояски из полосового железа 20 X 4 тт, а вертикальное ограждение из деревянных брусков се- чением 25 X 33 тт. В местах пересечения полосового железа с брусками последние подрезаются на толщину железа, причем укрепление их друг к другу произво- дится при помощи шурупов.
IX. ПЕРЕГОРОДКИ ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ Перегородками или переборками называются вну- тренние стенки небольшой толщины, служащие для отделения помещений друг от друга. В то время как в гражданском строительстве внутренняя площадь бывает обычно чрезвычайно насыщена пепеборками, в фабрично-заводском строительстве, за исключением зданий подсобного назначения, количество их сводится до минимума, что вызывается целым рядом весьма серьезных соображений. Действительно, рационализация производства тре- бует, чтобы технологический процесс протекал непре- рывно, вследствие чего при планировке промышленных помещений необходимо избегать деления полезного пространства на отдельные площади, так как в про- тивном случае устроенные перегородки будут мешать поточности производственных операций; кроме того вдоль них создаются излишние, мертвые для техноло- гических процессов зоны, используемые обычно лишь для проходов. В некоторых случаях однако устройство перегородок диктуется условиями самого производства, например для отделения помещений, в которых про- ходят отдельные фазы технологических процессов, отличающиеся особыми свойствами и требующие спе- цифических условий. Весьма целесообразным иногда бывает выделение при помощи переборок отдельных небольших поме- щений в общих цехах для мастера и технического персонала,- так как это позволяет последним работать в более спокойной обстановке и одновременно не от- рывает их от производства. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЕРЕГОРОДКАМ Требования, предъявляемые к перегородкам в про- мышленном зодчестве, весьма отличны от требований в гражданском строительстве. Перегородки в жилых, а также общественных зданиях устраиваются преиму- щественно с целью разделения общих площадей на отдельные участки для возможности их использования по своему назначению. Поэтому нормальные требова- ния в этом случае ограничиваются отсутствием звуко- проводности и наличием гвоздимости; в некоторых случаях перегородки должны быть также нетеплопро- водными. Что же касается требований, предъявляемых к перегородкам в фабрично-заводском строительстве, то в известной своей части они совпадают с требова- ниями к переборкам в гражданском зодчестве, но в значительной степени они различны и заключаются в следующем. А. Перегородки должны быть по возможности огне- стойкими, чтобы позволить при возникновении пожара локализовать его в пределах наименьшей территории; ЧАСТЬ одновременно это даст возможность свести количество брандмауеров до минимума. Б. Переборки должны быть в достаточной степени газо- и теплонепроницаемы; последнее условие осо- бенно важно при отделении теплых помещений от хо- лодных. Что касается незвукопроводности, то в боль- шинстве случаев это требование не является обяза- тельным. В. Конструкция перегородок, а также прочность принятых для их изготовления материалов должны со- ответствовать внутреннему назначению помещений во избежание их повреждения проносимыми предметами или подвижными устройствами. Г. Толщина переборок должна быть минимальной для сокращения потери полезной площади. Д. Вес перегородок в случае устройства их на между- этажных перекрытиях или при подвешивании их к столбам или стенным опорам должен быть наимень- шим, однако не в ущерб прочности. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕГОРОДОК Классификация перегородок может. быть произве- дена по целому ряду признаков: по степени сопро- тивления действию огня, по назначению, по характеру их работы, по роду '.материалов, по способу произ- воства работ для их устройств и по виду их кон- струкции. А. По степени сопротивления действию огня пере- городки распадаются на огнестойкие, несгораемые, защищенные от возгорания и сгораемые. Огнестойкими называются переборки, которые в состоянии длительно сопротивляться действию огня; к такого рода перего- родкам могут быть отнесены кирпичные, вне зависи- мости от того, из какого кирпича они сделаны — из обыкновенного, силикатного, пористого, пустотелого и шлакового1. К огнестойким перегородкам должны быть отнесены также набивные бетонные и железо- бетонные перегородки. Несгораемыми считаются переборки, сделанные из волнистого или листового железа, фибролита, гипсо- лита, диферента, асбофанеры и т. п. К категории защищенных от возгорания относятся переборки, сделанные из сгораемых материалов, защи- щенных с внешней стороны огнестойкой одеждой или огнеупорным составом, под которым происходит только несовершенное горение основного материала без появления открытого пламени; к этому типу пере- городок должны быть отнесены деревянные, оштукату- ренные перегородки или обитые железом по войлоку или асбестовому картону, а также торфо-фанерные перегородки, покрытые огнеупорным составом. Наконец сгораемыми называются переборки, сделан- ные из дерева с открытой внешней поверхностью. 59*
468 IX. ПЕРЕГОРОДКИ Б. По назначению перегородки делятся на главные и второстепенные. К главным перегородкам капиталь- ного характера относятся внутренние стены, имеющие назначение отделить одни помещения от других как с точки зрения пожарной безопасности размещенных в них производств, так и благодаря специфическим условиям отдельных технологических процессов. Второстепенными называются перегородки, назна чение которых обычно заключается в ослаблении пе- редачи звука и таким образом в предоставлении воз- можности работать в более спокойной обстановке; такого рода перегородки выполняются также для отде- ления более холодных помещений от теплых, для огра- ждения площади, предназначенной для складов и т. п. В. По характеру своей работы переборки делятся на обыкновенные, висячие и несущие. Обыкновенными называются переборки, расположенные непосредственно на полу или на балках, лагах или переводах, на ко- торые передается равномерно распределенный вес переборок. Таким образО1М сами перегородки являются нагруженными только собственным весом. К висячим относятся перегородки, вся тяжесть ко- торых передается на опоры в виде столбов или стен; применение их обычно вызывается невозможностью передачи их веса непосредственно на перекрытие. При выполнении висячих (шпренгельных) переборок из де- рева они представляют собой фермы, лежащие на опорах, просветы которых заполнены какими-либо материалами; при устройстве их из железобетона го- ризонтальная, а иногда и диагональная рабочая арма- тура жестко закрепляется по опорной плоскости. Несущими называются перегородки, воспринимаю- щие на себя тяжесть вышележащих междуэтажных перекрытий. Г. По роду материалов перегородки подразделяются на деревянные, каменные, кирпичные, бетонные, желе- зобетонные, металлические, алебастровые, фиброли- товые, торфоплитные, асбофанерные и др. Деревянные переборки обычно применяются в про- мышленных зданиях подсобного назначения. Каменные перегородки устраиваются из естествен- ных камней, в виде известняка или песчаника, причем пределы их применения ограничиваются наличием по соседству с постройкой фабричного предприятия деше- вого местного камня. Применение кирпичных перебо- рок из простого, силикатного, пористого, пустотелого, трепельного или шлакового кирпича вызывается обычно соображениями пожарной безопасности или необходи- мостью принятия соответствующих мер предосторож- ности. Вместо кирпичных перегородок могут устраи- ваться бетонные и железобетонные, причем вторые в некоторых случаях являются предпочтительными ввиду меньшей их толщины и следовательно меньшей потери полезной площади. Применение каменных, кирпичных из обыкновенного кирпича и бетонных переборок вследствие их значи- тельной тяжести обычно ограничивается пределами первого этажа. Металлические переборки, выполняемые из листо- вого или волнистого железа, в связи с дефицитностью металла в настоящее время почти не применяются. Единственно целесообразным является, конечно при наличии проволочной сетки, устройство сетчатых пе- регородок для отделения складочных помещений от производственных цехов, так как, предохраняя склады от хищений, они одновременно с этим не затемняют света, а также не меняют внутреннего режима поме- щений благодаря свободной циркуляции сквозь них воздуха. Алебастровые перегородки распадаются на але- бастро-камышевые, называемые диферент, на але- бастро-шлаковые, называемые гипсолитовыми, и на алебастро-стружечные. Фибролитовые переборки приготовляются на магне- зиальных цементах или на известково-трепельных растворах с отощающей добавкой древесных стружек и шерсти, костры кенафа и т. п. Применение как алебастровых, так и фибролитовых перегородок яв- ляется весьма часто вполне рациональным ввиду их положительных качеств в отношении нетеплопровод- ности; однако в связи с их значительной гигроскопич- ностью следует избегать их устройства при наличии в помещениях сырости. Торфо-фанерные и асбофанер- ные перегородки хотя и удовлетворяют задаче наи- большего облегчения собственного веса при увеличении незвукопроводности, однако вследствие своей слишком большой легкости они требуют введения деревянного каркаса. Д. По способу производства работ для своего изго- товления перегородки делятся на три типа: на пере- борки, выкладываемые обычным способом из штучных камней или кирпичей, на перегородки набивные на месте и на переборки, устраиваемые из отдельных частей, как деревянные, или из отдельных плит, как например гипсолитовые, фибролитовые и т. п. Способ производства работ обычно предопределяется выбран- ным для устройства перегородок материалом. Е. По виду своей конструкции перегородки подраз- деляются на фахверковые, состоящие из скелета, об- шитого с одной или двух сторон каким-либо материа- лом или заполненного соответствующим тепло- или звукоизолятором, и на монолитные, в которых функции несущей конструкции и ограждающих поверхностей не разделены между собой. ГЛАВА ВТОРАЯ УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК 1. ДЕРЕВЯННЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Деревянные перегородки обычного типа, состоящие из досок или пластин, забранных в обвязку стоймя (деталь 1, фиг. 591), обшивные с двух сторон и сто- лярные филенчатые, достаточно известны из граждан- ской архитектуры и в добавочном описании не нужда- ются. Поэтому можно ограничиться характеристикой только некоторых каркасных деревянных перегородок, достаточно рациональных по своим экономическим показателям (нижепомещенный набор конструкций перегородок различных типов разработан трестом Моспроект). Каркасные перегородки могут выполняться решот- чатыми из досок, причем устройство их заключается в следующем: внизу к лаге, положенной по направле- нию перегородки, пришивается деревянный брусок се- чением 5 X 5 см или 5 X 7,5 см, в зависимости от высоты помещений; вверху над ним к накату приби- вается отвечающий ему такой же брусок. Другие дере- вянные бруски проходят горизонтально, деля высоту перегородки на несколько частей, примерно по высоте
\2>Q Штукатурка 2 см Пачечное Железо 2 см Плинтус Американская рейка ^Д]еЖень ]£/?с.м Доскй"^ 2.5 х 10 см 1_ДЩ7«6 Штукатурка 2 см Войлок или рогоЖа Доски 5 х 22 см Бруски 4 X 4 см< Войлок Плинтус 2.2 X10 см Бруски 5 х5 см ЛеЖень '</2 см линтус 2.2 х 10 см Тес 2.5 х 13 см на расст. 13 см Стойка 5 х 5 см через 0.5 м Дрань пс войлоку или рогоЖе Плинтус 2.2 х ю см Штукатурка 2 см Задеено к t штукатурки"^ ЛеЖень Стойка 5х 7.5 г. и Плинтус 2.2 X 10 см Проволочная Бруски каркаса 5 х 6 см через 0.5 м ЛеЖень ^/2 см памышеЯые маты Фиг. 591. ... .... . шотчатого типа с вертикальной обшивкой досок, 3 — то же с 4 — каркасная с американской Деревянные перегородки: 1 — из досок, забранных стоймя в обвязку, типа 2 — каркасная ре- г.оризонтальной обшивкой досок, рейкой, 5 — каркасная с Камышевыми матами, 6 — каркасная с сеткой Рабитца.
470 IX. ПЕРЕГОРОДКИ через 0,7—0,9 т. По брускам производится обшивка с обеих сторон шелевкой толщиной 1,3—1,9 ст и ши- риной в среднем 13—15 ст. Эта шелевка прибивается с промежутками, равными ширине самой доски, причем доски одной стороны располагаются вразбежку с дос- ками другой (деталь 2, фиг. 591); таким образом, если совместить в общую плоскость обшивки обеих сторон, получится как бы сплошной ряд досок. Вместо гори- зонтального расположения обшиваемых брусков их можно также установить на лагу в виде стоек при- мерно через 0,5 т. В этом случае нижние концы стоек зажимаются между двумя досками, поставленными на ребро вдоль лаги. Дальнейшая обшивка ведется тесом шириной 13—15 ст и толщиной 1,3—2,5 ст по тому же принципу, как и в первом случае, т. е. вразбежку одной стороны против другой, но в горизонтальном напра- влении (деталь 3, фиг. 591). Тесовая обшивка оби- вается рогожами или войлоками (в настоящее время войлока должны избегаться), с тщательным их натя- гиванием, после чего производится оштукатурка с предварительной подбивкой драни. Конструкция этих перегородок предложена инж. А. И. Кучеровым и П. И. Столповским. Устроенные таким образом переборки обладают до- статочной жесткостью и устойчивостью, что допускает Решеточные перегородки могут устраиваться также путем обшивки каркаса атериканской рейкой, пред- ставляющей собой дощечки сечением 0,8 X 4 ст (де- таль 4, фиг. 591). В этом случае бруски каркаса, рас- полагаемые также на расстоянии около 0,5 т друг от друга, приходится брать несколько толще — при- мерно 5 X 7,5 ст с определением окончательного их сечения в зависимости от линейных размеров перего- родки в высоту и ширину, а также назначения поме- щений. Рейки нашиваются горизонтальными рядами с некоторым зазором, благодаря чему накидываемая штукатурка, проходя между рейками и образовывая внутри перегородки заусенки, достаточно прочно со- единяется с обшивкой. Кроме решотчатых дощатых или реечных перегоро- док в местностях, где имеется в изобилии тростник, могут применяться каркасно-катышевые перегородки •(деталь 5, фиг. 591). Каркас для этих переборок пред- ставляет собой также ряд стоек на взаимном расстоя- нии 0,5 т из брусков 5 X 6 ст или 5 X 7,5 ст, при- битых внизу гвоздями к лаге или балке, а вверху укрепленных любым из способов, употребляемых при обшивных переборках. По этим стойкам натягива- ются камышевые маты, переплетенные шпагатом; для более плотного прикрепления они прижимаются к стой- их применение во второстепенных зданиях заводского типа, конечно при сравнительно незначительной их высоте. Заполнение .Дифферент 3-4 зт. </=160 Сечение |-| 2 зт. 3- 4 зт Заполнение .Дифферент Прогон Дуб нагель/ d = 180..ИЛ!/ Досч. прогоны 2 зт „1 140 </=180.ил Дуб, нагель Кирпичи, заполн. толщ. V? Заполнение Кирпичом •100 л. 1 зт. I зт. </=180 </=180 Сечение |1-|| </-180 лл 120 , Заполнение кирпичом___/ толщ. В \/2 у Детали Штукатурка </=180 Кирпич Внутрен. заполнения Штукатурка ''Шлако.-бетон кам посредством полосок пачечного железа, прошитых гвоздями через каждые 10 ст. Поверх матов произво- дится оштукатурка известково-алебастровым раство- ром. Для образования дверных проемов уста- навливаются в необхо- димых местах допол- нительные стойки. Каркасные перегород- ки могут устраиваться также с сеткой Рабитца. В отличие от предыду- щих типов каркас для них делается не из брус- ков, а из обрезков до- сок толщиной не менее 2,5 ст и шириной от 5 до 10 см. Доски распо- лагаются ребрами нор- мально к плоскости пере- городки, образуя клетки по 0,5 т в стороне (де- таль б, фиг. 591). Ниж- няя горизонтальная дос- ка прибивается плашмя к полу, а верхняя к по- толку. С обеих сторон этого каркаса натяги- вается сетка Рабитца с ячейками 1X1 ст, с укреплением ее завер- шенными проволочными скобочками. Уменьшен- ный размер ячеек сетки принят для того, чтобы предохранить раствор or проваливания внутрь пе- регородок, так как шту- катурка толщиной при- мерно 2 ст произво- дится непосредственно по сетке. </=Гбб tf=180 Плита Дифферент Фиг. 592. Несущая перегородка из круглого леса — фасад, разрез и детали заполнений кирпичом, шлакобетоном и диферентом.
УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК 471 2. НЕСУЩИЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Недостаток в настоящее время некоторых строительных мате- риалов (кирпича и цемента) по- мимо других соображений заста- вляет наше строительство пере- ходить на кладку облегченных кирпичных стен в2и Г/2 кир- пича на всю высоту здания. Одно- временно с этим дефицитность железа диктует необходимость устройства над оконными прое- мами рядовых перемычек. Есте- ственно, что при таких усло- виях передавать нагрузку от перекрытий на стены не всегда представляется возможным. Вы- ходом из этого положения в не- которых небольших зданиях под- собного назначения, в которых предусмотрено частое располо- жение переборок, может явиться устройство так называемых не- сущих перегородок, назначение которых заключается не только в ограждении помещений, но и Фиг. 593. Несущая перегородка из брусьев. в воспринятии нагрузок от перекрытий. Конечно при чередовании в зданиях более значительных площадей помещений с небольшими пределы применения несу- щих переборок ограничиваются последними. Одним из примеров устройства несущих переборок является каркасная перегородка из круглого леса, раз- работанная трестом Моспроект и изображенная на фиг. .592. Выполняется она следующим образом: на расстоянии около 1,0—1,1 м друг от друга устанавливаются на бетонных подушках стойки из круглого леса диаметром примерно 18 см в первом и втором этажах и 16 см—• в третьем и четвертом. При поэтажном наращивании эти стойки соединяются посредством дубовых нагелей. В каждом этаже на высоту в 20 см верхние части стоек оставляются круглыми, в виде капителей, а ниже, до уровня потолка следующего этажа, они обтесыва- ются на -два канта, направленных параллельно плос- кости перегородки. В обтесанной части стойки имеют толщину 14 см. На уровне потолка в круглую часть стойки вре- заются на глубину в 3 см две доски, примерно сече- нием 5 X 16 см или 5X18 см, по> одной с каждой стороны. Эти доски укрепляются с каждой стойкой сквозными болтами диаметром 19 мм, образуя таким образом парный прогон, в котором зажимается весь ряд перегородочных стоек. На эти прогоны уклады- ваются дощатые балки с врезыванием их в прогоны примерно на х/4—их высоты. Дощатые балки, уло- женные рядом со стойками, пришиваются к последним гвоздями, как это указано на детали сечения 7 — 7. Остальные балки, укладываемые также вразбежку, перепускаются за край прогона. Заполнение между стойками производится разно- образными способами: кирпичной кладкой в % эффек- тивного кирпича, шлакобетоном толщиной 12 см или плитами диферент; детали устройства таких заполне- ний показаны на фиг. 592. При шлакобетонном запол- нении связь последнего со> стойками осуществляется при помощи забитых на половину своей длины гвоздей. Укрепление диферента производится посредством дере- вянных брусков треугольного сечения, пришиваемых к стойкам. Наружные поверхности заполнений штука- турятся, причем при кирпиче и шлакобетоне стойки оштукатуриваются заподлицо с заполнением, а при плитах диферент последние выступают из плоскости переборки в виде пилястр. Вместе с тем нужно огово- рить, что применение кирпича в качестве заполни- теля деревянного каркаса не может быть рекомендо- вано. Для лучшего обжатия и закрепления несущей пере- городки в месте примыкания ее к продольной стене здания между стеной и крайней стойкой на уровне прогонов загоняются распорные клинья. Другой тип несущей перегородки в виде брусчатого каркаса, разработанный Мосстройобъединением и изо- браженный на фиг. 593, имеет следующее устройство: в первом этаже по направлению перегородки устана- вливается на бетонные подушки ряд стоек на взаим- ном расстоянии в осях около 2 м. Каждая стойка при четырехэтажном здании в нижнем этаже состоит из двух брусьев прямоугольного сечения, примерно 10 X 22 см, за исключением крайних стоек, прилегаю- щих к наружным стенам, принятых одиночными из брусьев того же сечения. На шипы, нарезанные в верх- ней части стоек, насаживается прогон сечением при- мерно 12 X 22 см; концы этого прогона соединяются с продольными стенами здания посредством анкеров, заделанных в кирпичную кладку. В гнезда, выдолблен- ные в прогоне, сверху устанавливаются шипами стойки второго этажа, расположенные над стойками первого; каждая стойка также состоит из двух брусьев, но меньшего сечения, примерно 10 X 17 см, за исключе- нием крайних, принятых в виде одиночных брусьев того же сечения. Поверх этих стоек опять насажи- вается прогон 12 X 22 см, а над ним — стойки треть- его этажа, принимаемые уже одиночными с сечением средних стоек примерно 10 X 26 см, а крайних 10 X 12 см. В четвертом этаже сечение стоек может быть в зависимости от расчета соответственно сокращено. На междуэтажные прогоны укладываются дощатые балки, по ним сверху настилается пол, а снизу под- шиваются 1,9—2,5-сантиметровые доски для удержания
Штукатурка Толь по кирпичу Жерди 9 см окант. на 2 канта МеЖдуэтаЖные балки Пачечное Железа Затирка S' Штукатурка по сетке Рабитиа Угловое Делеза Фиг. 594. Перегородки: 1 — несущая жердевая, 2 — пустотелая ком, 4 —• железо-кирпичная, 5 — шлакобетонно-опилочная зобетонная с сеткой Рабитц. Насадка J Пачечное Железо 11x11 см ЛеЖень 11 х 12 см Кирпич на ребро Дрань по войлоку или рогоЖе Заполнение Кирпич на ребро_у Сетка Уголки Отапливаются в бетон кирпичная, 3 — то же утепленная шла- из искусственных камней, 6 — желе-
УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК 473 изоляционного слоя и штукатурки. Заполнением между стойками может служить один из упомянутых выше материалов. Указанные здесь размеры являются примерными и должны в каждом отдельном случае, на основании местных данных, проверяться расчетом. При незначи- тельной высоте помещений перегородки могут устраи- ваться в пределах четырех этажей, а при большей — примерно на три этажа. Во всяком случае должно быть обращено особое внимание на прочность и надежность устройства под них оснований. Из двух описанных выше типов более целесообраз- ным является первый, как требующий круглого леса меньшего диаметра, а следовательно и менее дефицит- ного; кроме того в нем более правильно работают стойки с передачей нагрузки через торцы, без введения между ними горизонтальных брусьев с работой дерева поперек волокон, что может вызвать осадку. Кроме каркасного типа несущие перегородки для небольших зданий могут устраиваться из забранных стоймя жердей. По кирпичным столбикам в нижнем этаже или по балкам в верхнем этаже укладываются лежни сечением в первом случае 12X11 см, а во втором 11ХИ см; в верхней части в них выбирается паз глубиной 3 см, куда, устанавливаются в ряд 9-сан- тиметровые жерди-стойки, окантованные на два канта до 7 см. Сверху на жерди кладется насадка сечением 11 X 11 см, с нижней стороны которой выбран паз, куда и входят верхние концы жердей (фиг. 594, де- таль 1). Для дверных проемов вынимается часть жер- дей, причем над проемом в боковые жерди-стойки врезается горизонтально отрезок жерди, служащий для поддержания жердей, заполняющих проем над дверью. Лежни первого этажа в дверных проемах утоньшаются подтеской сверху на всю ширину проема в соответ- ствии с половым настилом, причем стояки дверной коробки врезаются в этот лежень. В верхнем этаже нижний лежень вырезается целиком на всю ширину дверного проема, а стояки коробки, минуя его, укре- пляются в насадку нижележащего этажа. К стоякам коробки прибиваются бруски сечением 4X4 см со врезкой их на глубину четвертей; на эти бруски укла- дывается доска-распорка, вводимая между стойками коробки. Для поддержания концов перерезанных леж- ней между ними- и насадкой нижележащего этажа вво- дятся укрепляемые гвоздями вертикальные распорки сечением 11X11 см. Жердевые перегородки оштукатуриваются с обеих сторон по рогоже с предварительной подбивкой драни. 3. КИРПИЧНЫЕ И ЖЕЛЕЗО-КИРПИЧНЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Кирпичные перегородки делаются обычно не менее чем в 1 кирпич, так как в противном случае при значительной их высоте они являются недостаточно устойчивыми. При применении обыкновенного красного или сили- катного кирпича перегородки получаются весьма тя- желыми, вследствие чего устройство таких перегоро- док обычно ограничивается пределами первого этажа. Для облегчения веса перегородок последние выпол- няются иногда пустотелыми. Устройство их произво- дится следующим образом: перпендикулярно к на- правлению оси перегородки кладется тычком кирпич, поставленный на ребро; к обоим концам его примы- кают поставленные на ребро' ложки, а к ним в свою очередь опять примыкает тычок. Таким же образом чередуются дальше пара кирпичей вдоль оси с одним кирпичом поперек ее. Поверх положенного первого ряда перегородки кладутся последующие с соответ- ствующей перевязкой, т. е. вразбежку вертикальными швами (фиг. 594, деталь 2). Подобная пустотелая кладка, являясь достаточно устойчивой и огнестойкой, одновременно с этим примерно в два раза легче кладки из сплошного кирпича. В случае необходимости устройства утепления пу- стоты внутри кладки заполняются шлаком (фиг. 594, деталь 3). Вполне целесообразно также изготовление перебо- рок из кирпичей малого объемного веса, как например пористого, пустотелого, а особенно трепельно-глиня- ного, трепельного и пористо-трепельного. Такие пере- городки обладают целым рядом значительных до- стоинств — сравнительной экономичностью, нетепло- проводностью, незвукопроводностью, легкостью и про- стотой устройства, что позволяет рекомендовать их к распространению. Железо-кирпичные переборки выполняются толщи- ной в 4 и Уз кирпича на цементном или смешанном растворе и армируются обручным железом сечением 25 X 1,3 мм. В зависимости от толщины изменяется система как кладки кирпича, так и армирования. При толщине перегородки в полкирпича кладка производится обычным способом, причем арматура укладывается в горизонтальном направлении через- каждые четыре-шесть рядов. Если же толщина стенки принимается в У4 кирпича, то сначала натягивается1 обручное железо с плоскостью полос перпендикулярно- к поверхности переборки как в горизонтальном, так. и вертикальном направлении. В образованные таким1 образом клетки квадратной или прямоугольной формы с размерами сторон, кратными измерению кирпича и толщине швов раствора, производится укладка кир- пича на ребро (деталь 4, фиг. 594). Иногда применяется- только горизонтальное армирование. При требовании относительно меньшей прочности- могут быть применены перегородки по упрощенной- системе Прюсса. В этом случае армирование кирпича, поставленного на ребро, производится через три ряда горизонтально укладываемым обручным железом. Вер- тикальное армирование отсутствует. При установке- таких перегородок между кирпичными стенами в по- следних могут быть оставлены пазы для заделки пе- регородок. Закрепленные в стенных пазах перегородки при устройстве их в подвалах или первых этажах не требуют подведения под них фундаментов. Вместо пос- ледних укладываются два ряда кирпича плашмя с арма- турой между ними. Одним из достоинств железо-кирпичных перегоро- док, помимо их значительной устойчивости и способ- ности воспринимать боковые удары, является прочное сцепление ее со штукатурным слоем. Для большего облегчения веса такие переборки могут выкладываться из любого типа эффективного кирпича, что обновляет старую прюссовскую перегородку в сторону улучше- ния ее качеств. 4. БЕТОННЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Бетонные перегородки по способу производства ра- бот при их изготовлении могут быть разделены на три типа: на перегородки набивные на месте, на перего- родки, выкладываемые из штучных бетонных камней,, и на перегородки, изготовляемые из отдельных плит. Набивные бетонные переборки устраиваются в на- стоящее время весьма редко вследствие значительной их тяжести, а также большой толщины, заставляющей. Цветаев. 60
474 IX. ПЕРЕГОРОДКИ непроизводительно терять полезную площадь. Обычно поэтому применение их ограничивается лишь первым этажом. Перегородки, выкладываемые из бетонных камней, особенно при употреблении в качестве наполнителей легких материалов, являются вполне целесообразными, так как при незначительной своей звукопроводности и достаточной огнестойкости они вполне прочны и одновременно с этим экономичны. По роду инертных составляющих эти переборки могут быть шлакобе- тонно-опилочные, шлакобетонные, пемзовые, диато- мовые или трепельные и т. п. Устройство перегородок из материалов такого рода, за исключением первого типа камней, вполне идентично кладке наружных стен и заполнений, подробно описанных в отделе II «Стены», вследствие чего оно не нуждается в добавочном опи- сании. Поэтому можно ограничиться изложением устройства шлакобетонно-опилочных перегородок из искусственных камней несколько своеобразной формы, предложенных инж. Тернавским. Для этих переборок применяются камни следующего состава: 1 ч. портландского цемента, У2 ч. известко- вого теста, 1 ч. песка, б ч. шлака и 4 ч. опилок. Камни изготовляются пустотелыми, состоящими из двух по- ловинок размером 40 X 17,5 X 7,5 см и имеющими форму согласно фиг. 594, деталь 5. В случае примыка- ния к кирпичным стенам или столбам в последних сле- дует оставлять штрабы, в которые заделываются края переборки. Кладка перегородок, имеющих в длину менее 5 м, ведется на сложном растворе 1 :1 :11; при большей длине кладку следует вести на цементном растворе со- става 1 : 5. Пустоты между половинками шлако-опи- лочных камней заполняются тем же раствором, на ко- тором ведется кладка. Дверные коробки прикрепля- ются обручным железом, отрезки которого одним кон- цом заделываются в швы кладки, а другим концом за- гибаются и прибиваются гвоздями к коробке. . Просвет между кладкой и коробкой заливается раствором. Пе- ремычки над дверными проемами выполняются набив- кой на месте, для чего кладка по обеим сторонам двер- ного отверстия выводится на один ряд выше верхнего бруска коробки; к последнему пришиваются сбоку до- ски и в образовавшуюся таким образом форму укла- дывают арматуру, набивая ее затем бетоном. В промышленных зданиях, подверженных сотрясе- ниям, при значительной длине и высоте помещений, перегородки армируются обручным железом, распола- гаемым или в горизонтальных швах или в вертикаль- ных пустотах между половинками, заполняемых рас- твором. В обоих случаях может быть сохранена пра- вильная перевязь камней. Наружная поверхность шлакобетонно-опилочных пе- регородок оштукатуривается раствором, причем слой штукатурки принимается минимальным. Устройство таких перегородок может быть допу- щено при отделении шумных цехов от более спокой- ных и требующих внимательной и сосредоточенной ра- боты, как например для выделения испытательных станций от механосборочных цехов. Вообще надо сказать, что перегородки, выкладывае- мые из перечисленных выше камней, особенно при укру- пнении их размеров имеют известные достоинства, делающие применение их достаточно рациональным во многих случаях заводской строительной практики. Последним типом являются бетонные перегородки, изготовляемые из отдельных плит. Бетон для этого рода плит может применяться с цементным, смешан- ным или известковым раствором и с инертными добавками в виде шлака, опилок, пемзовой и диа- томовой щебенки и другими заполнителями. В зави- симости от крепости раствора плиты после своего из- готовления должны выдерживаться около 3—4 недель. Обычно принимаемый размер плит колеблется около 1,00 X 0,50 X 0,07 м и определяется, имея в виду удобство их изготовления, переноски и установки. Примером таких перегородок могут служить пере- городки из шлакобетонно-опилочных плит. Эти плиты изготовляются из цемента, известкового теста, песка, шлака и опилок в пропорции 1 : 1 : 1 : б : 3. Для боль- шей прочности они армируются железной проволокой диаметром 3 мм, укладываемой по четыре прута в го- ризонтальном и вертикальном направлениях. В бо- ковых кромках плит делаются полукруглые пазы диа- метром 30 мм, а горизонтальные кромки оставляются гладкими. При установке перегородки армируются обручным железом 20 X 2,2 мм в горизонтальном или верти- кальном направлении. При первом способе железо укладывается в горизонтальные швы и загнутыми кон- цами прибивается к стенам или дверным коробкам; плиты в этом случае укладываются вперевязь, что вы- зывает необходимость рубки части из них. Верти- кальные пазы заливаются цементным раствором 1 : 4, идущим также и на горизонтальные швы. Пересекаю- щиеся в углах плиты располагаются вперевязь, а углы с внешней стороны обделываются наличниками из 16- миллиметровых досок. При вертикальном направлении арматуры последняя закладывается в вертикальные пазы плит, располага- емых в этом случае без перевязи. Для скрепления перегородок с брусками дверных коробок или с капи- тальными стенами в горизонтальные швы кладутся змееобразно изогнутые отрезки пачечного железа, отогнутые концы которых прибиваются гвоздями к коробкам или стенам. Преимущество вертикального армирования заключается в отсутствии рубки плит. Поверхность перегородок затирается известковым раствором. 5. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Железобетонные перегородки устраиваются для раз- деления помещений, в которых требуется огнестойкое и прочное ограждение. Несмотря на незначительную свою толщину, вес таких переборок весьма велик. Обычно толщина железобетонных перегородок при- нимается ОТ 6 до 10 см; арматура их состоит из про- волоки толщиной 3—6 мм, расположенной на расстоя- нии 20—40 см друг от друга. Прутья арматуры укла- дываются в горизонтальном и вертикальном направле- ниях, образуя как бы сетку. При устройстве перебо- рок висячими для передачи собственного их веса на стены или колонны к основной арматуре добавляются еще диагональные прутья. В этом случае должно быть обращено особое внимание на надлежащее закрепле- ние горизонтальных и диагональных прутьев, являю- щихся основной рабочей арматурой. При передаче тя- жести перегородки по всей ее длине на то основание, на котором она расположена, вертикальные прутья арматуры вверху и внизу зацепляются своими загну- тыми концами за горизонтальные прутья из 14—20- миллиметрового железа, укрепленные к проволоке, за- деланной соответственно в бетонное основание или междуэтажное перекрытие. В зависимости от необхо- димой крепости железобетонные переборки выполня- ются с одиночной или двойной арматурой. В некоторых случаях для облегчения веса железо- бетонных перегородок они делаются из шлакового бе-
Щит с одной стороны 1.6X4 см Ле Жень Доски Алебастрошлаковый раствор Затирка Плинтус 2.2X10 см Штукатурка 5 мм Плита Фибролита Гвозди Засыпка шлаком А лева строе тру Ж кован плита 70 X60X2 Половой настил Армиррвка обрезками досок / Горбыли 3х 15 см ЛеЖень 15/2 см Штукатурка Плита диферент 1.5 X 0.365 л Штукатурка а мм Брусок \ 2.5x5см ВнЖущий ЛеЖ.ень Плинтус. 2.2X10 сл Торфоплиты 6 Обшивка- из досок 2.5 см. Штукатурка по торфоплите Штукатурка Г орбыли Гвозди с шайбами Брусок 5x6 см. через 1 м ДеЖень iy2 см Фиг. 595. Перегородки: 1 — алебастро-шлаковая монолитная, 2 — из плит диферент, 3 — из але- бастро-стружковых плит, 4 — из фибролитовых плит, 5 — из однослойных торфоплит, 6 — из двух- слойных торфоплит.
476 IX. ПЕРЕГОРОДКИ тона, причем для предохранения железа от воздействия серы, обычно содержащейся в свежем шлаке, послед- ний должен применяться после длительного выветри- вания его под открытым небом. Значительная стоимость железобетонных переборок диктует необходимость их применения при требовании действительной огнестойкости ограждающих поверхно- стей, причем в случае возможности замены более де- шевыми огнестойкими и недефицитными материалами нужно избегать их изготовления. Для большей экономичности устройства таких пе- реборок, правда, за счет снижения их качества, иногда применяют подобие железобетонных перегородок, но- сящих название «Рабитц». В отличие от ранее описан- ного типа они устраиваются путем натягивания не по деревянному, а по железному каркасу проволочной сетки с отверстиями 2 X 2 см с наметом на нее це- ментного раствора (в некоторых случаях из экономи- ческих соображений применяется шлако-алебастровый раствор). Для удержания раствора и предохранения его от падения устанавливается односторонняя опа- лубка. Сетка вяжется из 1-миллиметровой проволоки, а каркас из 4—6-миллиметрового круглого железа, укрепленного к вертикальным уголкам. Толщина та- кой переборки обычно не превышает 4—5 см (фиг. 594, деталь 6). 6. АЛЕБАСТРОВЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Алебастровые перегородки имеют целый ряд весьма существенных преимуществ и могут устраиваться как в производственных, так и подсобных зданиях, однако при соблюдении 'определенного условия — отсутствия сырости. Эти переборки распадаются на три основные типа — алебастро-шлаковые, называемые гипсолито- выми, алебастро-камышевые, носящие название дифе- рент, и алебастро-стружковые. Гипсолитовые перегородки могут делаться монолит- ными или из отдельных плит. Монолитные алебастро-шлаковые перегородки арми- руются деревом и выполняются следующим образом: на лежень из 15-сантиметровых пластин устанавлива- ются стойки из 3,5-сантиметровых горбылей на рас- стоянии 1 м одна от другой. К плоской стороне по- следних в горизонтальном направлении прибивается арматура в виде планок сечением 1,6 X 4 см, получен- ная из обрезков досок. С противоположной стороны ставится дощатый опалубочный щит, после чего шту- катурами производится заполнение наметом с сокола алебастро-шлакового раствора 1:1:4с последующей затиркой со стороны щита тем же раствором (фиг. 595, деталь 1). При устройстве гипсолитовых перегородок из плит последние отливаются в особых формах из алебастра с примесью отощателей в виде шлака. Такие плиты получаются весьма прочными, однако несколько тя- желыми, вследствие чего к шлаку иногда добавля- ются опилки или сфагнум. Прибавление древесных опилок значительно облегчает их объемный вес и кро- ме того делает их хорошо гвоздимыми; одновременно с этим плиты с опилками долго сохнут, так как на- мокшая древесина с трудом отдает влагу. Плиты обычно изготовляются из раствора, состоя- щего из 1 ч. алебастра и от 1 до 2 ч. отощателей в зависимости от крепости самого алебастра; иногда из- готовление их производится из одного алебастра без прибавления отощателей, причем в этом случае для уменьшения веса в них оставляется ряд пустот. Размеры плит определяются их портативностью и зависят от веса отощателей; в среднем длина их ко- леблется около 100 см при высоте в 50 см и толщине 7 и 9 см. Форма плит обычно прямоугольная. Для со- единения плит между собой торцами на последних с одной из длинных сторон периметра, а именно ниж- ней, отформовывается гребень, а с остальных трех сторон — пазы. При сборке перегородок гребень од- ной плиты входит в паз другой, причем укладка ве- дется на алебастровом растворе в клеевой воде. Этим же раствором заливаются вертикальные жолобки. После затвердения раствор образует пробки, запол- няющие жолобки двух смежных плит, образуя таким образом плотное шпоночное соединение. Иногда гре- бень у плит не делается, а со всех сторон отформовы- ваются одни жолобки; такое соединение само по себе- также достаточно прочно, однако заливка горизон- тальных жолобков весьма затруднительна. Вместо- алебастрового раствора для соединения плит друг с другом может применяться цементный раствор, • ко- нечно при отсутствии дефицита в этом материале.. После заливки жолобков алебастровым раствором по- следний в течение 3—5 дней значительно увеличива- ется в объеме, распирая швы переборки и выходя вы- пуклостями наружу. В дальнейшем эти неровности- соскабливаются циклей,, после чего перегородки по- лучают вновь совершенно гладкий вид. Армирование переборок путем прокладки в швах: железа применяется только' при значительной высоте последних, а также при малой их толщине. При вы- соте меньшей 3,0—3,2 м армирование перегородок не' требуется; в этом случае толщина их не должна быть менее 7 см. При изготовлении тонких плит укрепление их может быть произведено' закладкой обычной драни; такой способ предохраняет их в свежем виде при осво- бождении от форм, а также при переноске. Не надо забывать, что толщина плит является функцией тех манипуляций, которые производятся с ними при их из- готовлении, транспортировке и установке, так как го- товая перегородка после своего изготовления получа- ет добавочную жесткость. Поэтому при выборе тол- щины и размера плит в каждом индивидуальном слу- чае должен приниматься во внимание весь комплекс условий, сопутствующих устройству таких переборок. Перегородки в зданиях с наличием динамических на- грузок собираются с армированием всех горизонталь- ных швов обручным железом; кроме того такая же ар- матура укладывается в вертикальные швы на взаим- ном расстоянии около 1 м в зависимости от длины от- дельных плит. Сама сборка производится без пере- вязки, причем в этом случае вполне допустимым явля- ется применение цементного раствора. При пересечении двух гипсолитовых перегородок плиты одной кладутся вперевязку с плитами другой и скрепляются раствором, залитым в канал, образуемый жолобками двух соединяемых плит. В случае отсут- ствия жолобков .в местах соприкосновения плит, иду- щих на угловые соединения, плиты выстрагиваются по- лукруглой стамеской. Наружные стороны углов для за- крытия торцовых поверхностей обкладываются дере- вянными наличниками. Соединение с потолком при деревянном накате вы- полняется посредством полосок из кровельного желе- за. Эти полоски прибиваются к потолку своими сред- ними частями и после доведения перегородки до верху загибаются на нее краями. Для большей прочности в вертикальные края полосок забиваются гвозди, глухо скрепляющие последние с самой переборкой. Соедине- ние может быть произведено также при помощи гвоз- дей, забитых в деревянную подшивку по оси переборки; в этом случае плиты не доводятся до потолка на 1 —
УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК 477 2 см, и остающийся таким образом промежуток зали- вается густым алебастровым раствором. Соединение с капитальными стенами производится при помощи вы- емки в них паза, в который устанавливаются крайние плиты; это соединение может быть выполнено при по- мощи закладки со стороны торца в швы переборок изогнутых змейкой концов полосок пачечного железа, другие концы которых прикрепляются к стене. Для соединения с дверными коробками к последним пришиваются скобочки из обручного железа шириной в 2 см, концы которых охватывают с обеих сторон переборку. Кроме того в коробку набиваются широко- шляпные гвозди таким образом, чтобы при заливке алебастром шва между коробкой и перегородкой шляп- ки гвоздей оказались заделанными в затвердевший раствор. Во избежание расшатывания переборок при хлопа- нии дверями боковые бруски коробок доводятся до по- толка с укреплением к последнему; для скрытия де- рева бруски в верхней своей части, расположенной над притолкой, делаются тоньше переборок на 1 см с каж- дой стороны. Сверху на них набивается железная сет- ка, по которой производится оштукатурка заподлицо с основной поверхностью стены. Отсутствие эластичности шлако-алебастровых пе- регородок требует при их применении достаточно прочного основания, так как даже небольшая осадка нижней обвязки вызывает появление трещин. При железобетонном перекрытии переборки устанавлива- ются непосредственно на верхнюю его поверхность; при деревянном перекрытии установка их зависит от расположения балок. Если перегородка проходит вдоль балок, то обвязка кладется на шпалы, положен- ные с балки на балку; если же пол настлан прямо1 по деревянным балкам, без лаг, а направление переборок перпендикулярно расположению балок, то нижняя об- вязка делается составной из отдельных частей, заде- ланных между балками. Перегородки из диферента (фиг. 595, деталь 2) в значительной степени родственны гипсолитовым пе- реборкам, но в основном отличаются тем, что отли- ваются из алебастра с заполнением внутри плит ка- мышом, служащим как бы легкой арматурой. В Москве для жилищного строительства принят размер 1,50 X X1 0,365 X 0,09 м, что для промышленного строитель- ства не является обязательным, так как высота плит в 0,365 м получилась из расчета кратности ее высоте жилых помещений. Более пригодными поэтому для фабрично-заводских зданий являются плиты с разме- рами 150 X 41,5 см как достаточно портативные и ме- нее трудоемкие при их укладке. Эти плиты также от- ливаются с жолобками с трех сторон и гребнем на чет- вертой длинной нижней стороне для соединения плит между собой. В остальных своих деталях переборки из плит диферент ничем особым не отличаются от гипсо- литовых переборок. Готовые поверхности перегородок затираются тонким слоем известково-алебастрового раствора. Алебастро-стружковые перегородки выполняются различными способами. Достаточно удачным следует признать их устройство из плит «утиль». Эти плиты делаются из особого вида деревобетона, состоящего из алебастрового раствора, смешанного с древесными опилками в пропорции 1:1: 0,25 (вода, алебастр и опилки) и из заполнителей в виде щепы и стружек. Изготовление плит может производиться на месте по- стройки из отходов древесины. Плиты отливаются в де- ревянных или металлических формах с последующей прессовкой. Формы устанавливаются непосредственно на дощатых щитах или с предварительной подстилкой мешковины или рогожи. Стенки форм смазываются керосином; при отсутствии подстилки смазывают ке- росином также поддонные щиты. Затем в форму вли- вают ведро алебастрового раствора с опилками в ука- занной выше пропорции, а на раствор укладывают по- перек формы три щепы через 30 см, представляющие собой распределительную арматуру. На последнюю в свою очередь кладут вдоль формы длинную щепу (или короткую внахлестку) и обрезки досок и дров толщи- ной не более 4 см. Эта продольная арматура уклады- вается по ширине формы с промежутками до 2 см. Верхняя часть формы заполняется с избытком на 100%. стружками, после чего производится заливка алебастровым раствором и опилками. В дальнейшем литейщик уминает стружки таким образом, чтобы они полностью захватились крышкой пресса. Придавив и закрепив последнюю, форму оставляют в покое на 15 мин., после чего ее освобождают и готовую плиту кла- дут в штабель под навес для просушки. Примерный размер таких плит 100 X 50 см при тол- щине от 6 до 8 см. Для взаимной связи устраиваются жолобки по трем кромкам и гребень на четвертой. Установка перегородок из плит «утиль» произво- дится по предыдущему, как из плит диферент. В некоторых случаях перегородки из алебастро- стружковых плит выполняются другим способом. По лежню из 15-сантиметровых пластин устанавливаются на взаимном расстоянии в 70 см стойки из брусков 2,5 X 5 см, по которым с одной стороны производится обшивка 2,5-сантиметровым тесом, а с другой — при- биваются алебастро-стружковые плиты размерами 70 X 60 X 2 см. Промежуток между тесом и плитами засыпается шлаком. Поверх теса производится оштукатурка >по драни и рогоже, а плиты затираются известковым раствором 1 : 2,5 (фиг. 595, деталь 3). 7. ФИБРОЛИТОВЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ Фибролитовые перегородки, носящие название также Гераклитовых, костролитовых и т. п., устраиваются из отдельных плит, состоящих из волокнистых наполни- телей и вяжущих веществ. Этими волокнистыми органическими материалами, как было указано в отделе II «Стены», являются: дре- весная стружка, в виде отходов от строгальных стан- ков и в виде специально заготавливаемой древесной шерсти, костра кенафа, солома и т. п. Наибольшая •прочность получается у плит при изготовлении их только из одной древесной шерсти, так как отдельные волокна последней, густо переплетаясь между собой, как бы заменяют обычную арматуру. Однако вслед- ствие дороговизны древесной шерсти основным мате- риалом надо считать обычные древесные стружки. Та- кого рода строительные материалы с древесными напол- телями получили у нас название фибролитовых, а за гра- ницей они более известны под названием Гераклито- вых. При изготовлении плит из костры кенафа полу- ченный материал носит название костролита. Что ка- сается вяжущих веществ, то обычно применяются маг- незиальные цементы на хлористом магнии с более ред- ким изготовлением плит на сернокислотной основе. Ввиду значительной гигроскопичности хлористого маг- ния применение сделанных из него плит в сырых ме- стах не допускается. В последнее время для удешевле- ния строительства стал применяться также фибролит, изготовленный на известково-трепельном растворе по- средством пропарки, что значительно улучшает каче- ство таких переборок благодаря наименьшему приме-
478 IX ПЕРЕГОРОДКИ нению дефицитных материалов (конечно при правиль- ном изготовлении плит, гаоантирующем их прочность). Фибролит легко распиливается, благодаря чему при- менение его при размерах помещения, не кратных раз- мерам плит, никакого неудобства не представляет. Для устройства перегородок готовые фибролитовые плиты устанавливаются отдельными рядами одна над другой с соблюдением перевязи вертикальных швов и с тщательной проверкой их строго по отвесу. Приса- живание плит друг к другу и к капитальным стенам производится при помощи тех же магнезиальных це- ментов или же алебастровым раствором. Между верх- ним рядом плит и потолком оставляется зазор около 2 см, заполняемый в дальнейшем раствором; никаких других скреплений при этом не требуется. В случае пересечения перегородок между собой пе- ресекающиеся ряды плит должны итти вперевязь, при- чем внешняя сторона угла обшивается дощатыми на- личниками. Дверные коробки прикрепляются к перегородке с по- мощью 80-миллиметровых -гвоздей, забиваемых в ко- робку со стороны четвертей по два на плиту или же посредством скобок из обручного железа. При длине перегородок более 5 м каждый стояк дверных коробок скрепляется с потолком отрезком полосового железа 45 X 4 мм; верхний конец железа загибается и приби- вается к потолку, а нижний — к стояку коробки. Наружные поверхности перегородок покрываются тонким слоем штукатурки (фиг. 595, деталь 4). Применение фибролитовых перегородок является вполне рациональным, так как они несгораемы, доста- точно прочны и экономичны. 8. ПЕРЕГОРОДКИ С ТОРФОПЛИТАМИ Перегородки с торфоплитами делаются двух видов: с плитами в один слой или в два слоя. Первый тип представляет стойчатую перегородку из горбылей толщиной в 3 см, забранных в паз нижней обвязки из 15-сантиметровых пластин. Верхняя об- вязка делается из брусков 4 X 4 см. Торфяные плиты размерами 100 X 50 X 3 см наклеиваются в один слой горячим гудроном к плоской стороне перегородки; швы у плит также промазываются гудроном, а наруж- ная поверхность затирается известковым раствором. С другой стороны перегородка оштукатуривается обычным способом по драни и рогоже (фиг. 595, де- таль 5). Перегородки с двойным слоем торфоплит устраива- ются иначе. На лежень из 15-сантиметровых пластин устанавливаются стойки из брусков 5 X б см. После их обшивки с одной стороны 2,5-сантиметровым те- сом они оштукатуриваются с той же стороны извест- ковым раствором по драни и рогоже. С обратной сто- роны к тесу приклеиваются гудроном два слоя торфо- плит со швами вразбежку и прибиваются гвоздями с подкладкой шайб из обрезков кровельного железа. Поверхность плит затирается известковым раствором (фиг. 595, деталь б). Перегородки с торфоплитами применяются редко. 9. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Подводя итог всему сказанному о перегородках, сле- дует отметить, что отдать предпочтение какому-ни- будь определенному типу для всех случаев фабрично- заводской практики не представляется возможным, так как выбор соответствующей переборки зависит от тех требований, которые предъявляются к ней в каждом отдельном случае. При выборе перегородки могут иметь значение, с од- ной стороны, технические ее свойства: огнестойкость, прочность, гвоздимость, звуко- и термоизоляционные способности и вес; с другой стороны, на отбор наибо- лее подходящего типа переборки может оказать зна- чительное влияние экономическая сторона дела. При- ходится считаться кроме того с наличием того или дру- гого материала на строительном рынке и особенно местного происхождения, а также с быстротой и удобством изготовления перегородки- и со степенью возможности в случае надобности ее перестановки или переделки, с учетом процента годности остающегося после разборки материала. Не последнюю роль играет скорость высыхания переборки, как влияющая на уси- ление темпа работ и позволяющая раньше приступить к внутренней отделке помещений. Сравнительное исследование качеств перегородок из различных материалов было произведено проф. Е. В. Костырко (ГИС, сообщение 10 и 12 за 1930 г.); по от- дельным признакам переборки могут быть согласно полученным им данным, а также общим соображениям охарактеризованы следующим образом. Наиболее огнестойкими являются кирпичные, желе- зо-кирпичные, бетонные и железобетонные перегород- ки; далее следуют фибролитовые и алебастровые и на последнем месте деревянные. В отношении прочности при испытании тараном ока- залось, что перегородки, собранные из элементов не- большого размера—железо-кирпичные, гипсолитовые, фибролитовые и т. п., подвергаются разрушению толь- ко в месте удара. Трещины в этом случае ограничи- ваются швами, более или менее близкими к месту не- посредственного' удара, так как вибрация 'материала перегородки резко ослабляется после пролома, благо- даря чему за границами последнего остаются только короткие трещины. Совершенно другая картина получается при испы- тании на прочность в переборках, состоящих из длин- ных, связанных между собою элементов, — поврежде- ние распространяется на большую площадь благодаря передаче вибраций на значительное расстояние с по- степенным их затуханием. Таким образом пролома от тарана может не последовать, но перегородка, теряя связь между отдельными ее составными частями, рас- шатывается; одновременно с этим растрескивается штукатурка на большом пространстве. Испытанием установлено, что в отношении проч- ности переборки идут в следующем нисходящем поряд- ке: кирпичные, плитно-алебастровые, литые алебастро- вые и деревянные. Что касается железобетонных пере- городок, а также перегородок из бетонитовых камней, то обе эти категории не уступают по прочности кир- пичным. В смысле гвоздимости деревянные превосходят все прочие виды перегородок; кирпичные в этом отношении стоят на последнем месте. В фабрично-заводском стро- ительстве отсутствие гвоздимости особого значения не имеет. Что касается звукоизоляции, то наименее звуко- проводными являются кирпичные и бетонитовые пере- городки, затем следуют алебастровые, торфоплитные и фибролитовые, и наконец железобетонные и деревян- ные. В отношении веса кирпичные перегородки, если они не сделаны из-эффективного кирпича, а также железо- бетонные, являются самыми тяжелыми. Значитель- но более легки тонкие железобетонные переборки по типу Рабитц; далее следуют оштукатуренные дере- 1796
УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК 479 вянные, затем литые из алебастра и наиболее легкие перегородки из алебастровых и фибролитовых плит и из торфоплит. С точки зрения санитарных требований к оптималь- ному типу могут быть причислены кирпичные и желе- зобетонные перегородки; затем следуют алебастровые и фибролитовые перегородки и наконец деревянные. Переходя к экономической стороне вопроса, следу- ет заметить, что в отношении стоимости перегородок последние могут быть расположены в следующем; нисхо- дящем ряду: железобетонные, деревянные с двусто- ронней оштукатуркой, плитно-алебастровые и фибро- литовые, кирпичные и .наконец литые переборки из алебастра. По быстроте изготовления наиболее выгодными яв- ляются переборки, собираемые из готовых элементов,— плитно-алебастровые, фибролитовые и бетонитовые. Более длинных сроков для изготовления требуют литые перегородки благодаря необходимости в установке опалубки, а также деревянные вследствие сложности своего устройства и значительной трудоемкости. Что касается возможности переделок и перестано- вок переборок, то наименее выгодными являются ошту- катуренные деревянные, так как хотя при их разбор- ке остается 80% пригодного вновь в дело дерева, но зато полностью пропадают штукатурка, дрань и гвоз- ди. В результате разобранные деревянные перегород- ки дают возможность использовать не свыше 50% от общего количества материалов, необходимых на их устройство. При разборке литых алебастровых пере- городок остается годного в дело материала до 60%, при кирпичных — до 70% и при плитных перебор- ках — до 80 %. Ввиду разнообразия предъявляемых к перегородкам требований в связи с чисто местными условиями и характером рабочих процессов, окончательный выбор того или иного типа должен производиться на основе совокупности всех благоприятствующих факторов.
X. полы ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ ЧАСТЬ Рациональное устройство полов в фабрично-завод- ских зданиях весьма важно для правильной и беспере- бойной эксплоатации промышленных предприятий и для целесообразного использования отдельных помещений. Действительно, ошибочно выбранные и выполненные полы будут постоянно оказывать свое вредное влияние на производственные процессы, ухудшая качественные показатели в отношении себестоимости и добротности готовых изделий, в результате чего может потребо- ваться их переделка с неизбежным простоем фабрич- ного предприятия. Вместе с тем стоимость устройства полов ложится значительным расходом на основную стоимость кубометра здания, особенно пои одноэтаж- ности застройки, при которой основными элементами являются полы и покрытия. Все эти условия лишний раз подчеркивают сугубую важность рационального разрешения вопроса о выборе наиболее подходящего материала и типа для полов. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ- МЫЕ К ПОЛАМ Требования, предъявляемые к полам в фабрично- заводских зданиях, имеют мало общего с требования- ми, узаконенными для полов в гражданском зодчестве. В то время как полы в жилищном или общественном строительстве должны быть в первую очередь нетепло- проводны и незвукопроводны, полы в промышленных помещениях могут не обладать этими качествами и все же считаться в некоторых случаях вполне рацио- нальными. В основном требования, предъявляемые к полам, заключаются в следующем. А. Тип полов должен увязываться с характером технологического процесса в каждом отдельном поме- щении, а также с требованиями оздоровления условий труда. Таким образом в зданиях, где люди находятся постоянно и почти на одном месте, как например в ткацких, прядильных и трикотажных фабриках, полы должны быть нетеплопроводными и нежест- кими во избежание простуды работающего персонала, а также усталости ног. В помещениях, где произво- дится работа с кислотами, полы делаются керамиче- скими, т. е. кислотоупорными. В инструментальных, а также слесарных цехах полы не должны быть слишком твердыми, так как при падении на Них стальных инст- рументов последние могут испортиться и даже раз- биться. Как видно из этого перечня, тип полов должен выбираться в строгом соответствии со всем комплек- сом требований, предъявляемых к отдельным производ- ственным помещениям. Б. Полы должны быть достаточно прочны для их со- противления стиранию, а также для воспринятая ударов от падающих предметов или материалов. Эти условия должны соблюдаться не только с точки зрения сохран- ности полов, но и для уменьшения количества пыли, чрезвычайно вредно отражающейся на гигиеническом режиме помещений, а также влияющей на сокращение амортизационного срока службы основного оборудова- ния. В. Степень сопротивления действию огня у полов должна увязываться со степенью опасности в пожар- ном отношении отдельных видов производства; так например, в кузницах и литейных полы должны быть невоспламеняемыми и огнестойкими, в коробочном или картонажном производстве полы могут быть не- сгораемыми, а в инструментальных цехах допустимы сгораемые полы. Г. Попы должны быть гладкими, но не скользкими, так как при передвижении по последнего рода полам вполне возможны несчастные случаи. Д. Полы, при соблюдении всех прочих положитель- ных качеств, должны отличаться дешевизной, так как ранее уже было указано, что стоимость полов ло- жится значительным расходом на первоначальную стоимость постройки. Е. Полы после своего изготовления должны по воз- можности вводиться в работу в кратчайшие сроки для уменьшения бесполезного срока вложения капиталов в строительство. Ж. Полы должны допускать возможность их бы- строго и беспрепятственного ремонтирования, чтобы не удлинять обычно весьма короткого срока остановки завода для ремонта. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛОВ Классификация полов может быть произведена на основе целого ряда свойственных им признаков и дан- ных: по степени сопротивления действию огня, по ха- рактеру их работы, по роду материалов, по типу, по способу устройства. А. По степени сопротивления действию огня полы распадаются на огнестойкие, несгораемые и сгораемые- Огнестойкими полами признаются глинобитный, кир- пичный, цементный, плиточный, мозаичный. К катего- рии несгораемых полов относятся: асфальтовый и де- ревянный, если последний плотно уложен на невозго- рающееся основание без воздушного прослойка, на- пример торцовый пол по бетону или песчаному осно- ванию, паркет по асфальту и т. п. Наконец сгораемым полом признается- деревянный настил, уложенный по деревянным лагам, если между настилом и основанием, на котором уложены лаги, имеется воздушный про- слоек.
УСТРОЙСТВО полов 481 Б. По характеру своей работы полы подразделяются на три типа. К первому типу относятся полы, подвер- женные стиранию от прохождения по ним людей, при- чем при незначительной ходьбе конечно может при- меняться любой тип полов; однако при постоянном, не- прекращающемся проходе рабочего персонала полы должны предусматриваться особенно твердыми. Ко второму типу могут быть отнесены полы, предназначен- ные для проезда по ним ручных или автоматических транспортных приспособлений, в виде тележек, элек- трокаров и т. п., также для переждвижения тяжелого оборудования, например дежей на хлебозаводах. Та- кого рода полы, особенно в последнем случае, должны быть защищены с внешней стороны ограждающей одеждой соответствующей прочности. Наконец треть- им типом являются полы, которые должны сопроти- вляться действию падающих предметов или материалов, например в складах, инструментальных и слесарных цехах и т. п. Лучшими полами такого вида являются эластичные (деревянные) полы. В. По роду материалов полы делятся на земля- ные, кирпичные, лещадные, цементные, магнолитовые, асфальтовые и мозаичные полы, на полы из метлахских или ксилолитовых плиток, на чугунные и деревянные полы. Применение того или другого рода материалов зависит от характера производственных процессов и степени их пожарной опасности, а также от требова- ний санитарии и оздоровления труда. Г. По своему типу полы делятся на жесткие, упругие или эластичные и на полы, занимающие срединное по- ложение. К жестким полам, являющимся одновременно и наиболее теплопроводными, относятся каменные, кир- пичные, цементные, мозаичные и плитные полы. Упру- гими считаются деревянные полы, обладающие также и меньшей теплопроводностью; наконец средними полами в отношении жесткости и теплопроводности являются земляные, асфальтовые и магнолитовые полы. Д. По способу своего устройства полы делятся на бесшовные, настилаемые сразу значительными площа- дями, и на полы из отдельных плит или составных ча- стей. К бесшовным полам относятся земляные, цемент- ные, магнолитовые, асфальтовые и мозаичные полы. Полами второго типа являются кирпичные, лещадные, плитные — из метлахских, ксилолитовых или чугун- ных плитсж, а также деревянные полы. ГЛАВА ВТОРАЯ УСТРОЙСТВО полов 1. УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ для полов Основаниями для полов могут служит междуэтаж- ные перекрытия и специальные основания, устраивае- мые на грунте. В первом случае тип пола, особенно при железобетоне, обычно не влияет на конструкцию перекрытия. Во втором случае характер оснований меняется в зависимости от пола, назначения помеще- ний, свойств грунта и целого ряда других Факторов. В связи с таким положением предметом настоящего раздела является приемущественно описание второго типа оснований с указанием лишь дополнительных условий, требуемых для правильного выполнения междуэтажных перекрытий. На устройство оснований для полов, расположенных на грунте, должно быть обращено самое серьезное внимание, так как при их неудовлетворительном про- ектировании и производстве работ полы получаются дефективными. Вместе с тем стоимость оснований весьма часто превышает стоимость чистого пола, что диктует необходимость их выполнения по возможности наименьшей толщины и из материалов, отвечающих местным качествам грунта и условиям будущих произ- водственных процессов. При выборе конструкции основания следует также учитывать целесообразность максимального использования недефицитных материа- лов местного происхождения. Основание под полы обычно устраивается в виде бе- тонного слоя; в некоторых случаях применяется также выстилка кирпича на ребро или подсыпка только одного песчаного слоя. В малоответственных зданиях иногда ограничиваются втрамбовкой щебня в верхний слой грунта, освобожденного от культурной толщи. Помимо этих видов оснований проф. К. Н. Купреяно- вым в последнее время предложены три новых типа облегченных оснований по методу дорожного строи- тельства: черное основание по методу пропитывания и полупропитывания, черное основание по методу сме- шения на месте и цементно-щебеночное основание по методу сухого пропитывания. Материалами для про- питывания служат битумы и дегти. Предварительная обработка поверхности грунта должна быть признана весьма рациональной не только для простейшего типа оснований, но1 и для более слож- ных конструкций с наличием бетонной подготовки. Уплотнение грунтового полотна путем втрамбования в него щебня или в крайнем случае строительного мусора, тщательно очищенного от древесных примесей, позволяет сократить толщину бетонного слоя и, не-’ смотря на замену обычных цементных оснований бесцементными, получить в них одинаковые временные сопротивления на сжатие. Это положение подтверди- лось рядом опытов, произведенных государственным трестом «Строитель», при которых испытывались подготовки, уложенные обычным способом по слабо утрамбованному грунтовому полотну, и подготовки, сделанные по тщательно изготовленному грунту. По- этому, как правило, нужно придерживаться следую- щего способа выполнения работ. При грунте доста- точно надежного качества без необходимости подсыпки после удаления слоя растительной земли произво- дится втрамбовка щебня в верхний слой грунта с его уплотнением до временного сопротивления нд сжатие не менее 2,5—3 кг/см3. Такое положение редко встре- чается на практике, так как обычно уровень пола пер- вого этажа превышает на 15—20 см уровень прилегаю- щей местности, в связи с чем приходится делать под- сыпку. Во избежание осадок насыпной грунт должен содержать в себе несыпучих примесей не более 25—30%; в своей остальной части он должен состоять из песка, супеска, строительного мусора и других сыпу- чих материалов. Укладку отдельных слоев подсыпки с толщиной каждого по 10 см следует выполнять с по- ливкой и тщательной трамбовкой. Согласно произве- денным трестом «Строитель» испытаниям временное сопротивление сыпучих грунтов на сжатие, равное Цветаев. 61
482 X. ПОЛЫ 3 кг/м2, может быть получено путем их уплотнения трамбовкой весом 20 кг с наконечником, обитым желе- зом, при подъеме трамбовки на 20 см и с числом ударов около 150 на 1 м2. Время, требующееся на трамбование по три. раза каждого из трех слоев под- сыпки толщиной по !0 см и с количеством ударов в 147 на 1 м2, определилось (с учетом отдыха) в 10 мин. Ручное трамбование допустимо только при незначи- тельных площадях; при большом количестве работ следует переходить к укатке тяжелыми катками весом 3 т, на что необходимо обращать самое серьезное вни- мание, так как от соблюдения этого условия всецело зависят экономически и технически правильные результаты по повышению несущей способности под- стилающего грунта. В связи с разным качеством грунтов в каждом от- дельном случае необходимо убедиться в правильности принятого способа выполнения работ; с этой целью должны производиться испытания на опытном участке соответственно подготовленного грунтового полотна. Испытание может быть выполнено путем загрузки пло- щадки размерами 20 X 20 или 25 X 25 см. При таком методе подхода обеспечивается сознательный выбор добавок грунтов для получения соответствую- щих качеств подстилающего грунта. Что касается бетонного основания, то до последнего времени при устройстве полов, основанных на грунте, определение его толщины и состава зависело от инди- видуального подхода строителя или проектировщика, не опиравшихся на какую-либо базу теоретического или эмпирического характера. Такое положение при- водило к значительному количеству разнообразных ре- цептов устройства оснований {подготовок), причем за их рациональность говорила только большая или меньшая авторитетность их источника, без подкрепле- ния деловыми соображениями. Поэтому вполне свое- Фиг. 596. Кривая распределения напряжений в грунте по оси опорной площадки. г -г=1см Кривая распред, нагрузки по оси опорной площадки 8 5 Допускаемое давление на грунт 25 м/с л=2.5 г . 17.5 см '/т-0,5 г 3.5 см rfftn 6.4 кг 7 см 1.1 м/см 24.5 см 2.8 м/см/ 9.1 м/см2 п=3г 21 см /7=1.5 Z- 10.5 см п=2г 14 см п = 2.2г 2.0 м/см2 Фиг. 597. Пример расчета требуемой толщины под- готовки. 1 РО=9.8 м/с. временно государственный трест «Строитель» (инж. А. К. Говве) разработал способ определения толщины оснований для полов, основанный на применении фор- мулы Буссине. Правда, следует оговорить, что этот метод нужно рассматривать лишь как первую попытку подвести теоретическую базу под весьма важный с экономической стороны вопрос о правильном выборе толщины оснований под полы. В дальнейшем он дол- жен быть уточнен с учетом всех влияющих факторов. Формула Буссине следующая: где Pz — давление на глубине z; Ро — давление на единицу поверхности опорной площадки; z — глубина по оси опорной площадки; z п — отношение —; г — радиус опорной площадки. Следовательно для определения искомой толщины основания необходимо иметь данные о величине допу- скаемого давления на грунт, о величине действующей нагрузки и о величине опорной площадки, на которую распределяется эта нагрузка. На фиг. 596 изображена диаграмма, представляющая кривую распределения напряжений в грунте по оси опорной площадки, вычисленная по этой формуле. Вниз по оси ординат отложены равные деления, обо-
УСТРОЙСТВО полов 483 значающие последовательно уходящие вглубь слои грунта, толщиной каждый в 0,25 радиуса площадки, на которую приходится данная нагрузка. Глубины зале- гания слоев обозначены буквами z0, z1; z2, z3 и т. д. По оси абсцисс отложена в известном масштабе вели- чина Ро, выражающая давление, приходящееся на еди- ницу поверхности опорной площадки (в кг/см2). Из каждого деления оси ординат проведены отрезки пря- мых, параллельных оси абсцисс, длина которых выра- жает в масштабе величину напряжения в грунте по оси опорной площадки на соответствующей глубине. Эти величины убывают по мере удаления слоя грунта от поверхности, на которой расположена нагрузка. Линия, соединяющая концы отрезков, представляет кривую распределения напряжений в грунте по оси опорной площадки. У правого конца каждого отрезка проставлено цифровое выражение величины напряже- ния в долях от Ро. Для большей ясности на фиг. 597 показан результат при- мерного расчета. Предположим, что предмет, представляю- щий определенную тяжесть, лежит на подкладках с наи- меньшей шириной последних, равной 14 см. Для расчета принимаем площадку с диаметром в 14 см. Предположим, что нагрузка на эту площадку равняется 1260 кг. Допускаемое давление на грунт примем 2,5 кг/см2. Искомую толщину слоя z определяем из условия, чтобы Pz равнялось допускаемому давлению на грунт, т. е. 2,5 кг/см2. При учете коэфициента динамичности в 1,2 получим, что р 1260-1,2 О8 . 9 Р° = ~ з и . 72 = 9’8 К1-1см2- Следовательно Pz = 2,5 кг 1см2 0,25 Ро . Согласно фиг. 596 мы видим, что полученная величина Pz находится на кривой распределения напряжений между ве- личинами 0,235 Ро и 0,287 Ро, т. е. искомая толщина слоя г с заданным напряжением Pz заключается между 2,25 г и 2 г. Производя интерполирование, находим, что напряжению Pz= 0,25 Ро'соответствует глубина z — 2,2 г, т. е. г — 7Х X 2,2 = 15,4 см. Таким образом допускаемое на грунт на- пряжение в 2,5 кг/см2 будет находиться на глубине 15,4 см, причем весь вышележащий слой должен быть выполнен из материалов, выдерживающих более высокие напряжения. Помимо определения необходимой толщины подго- товки на основании принятого закона распределения напряжений в толще бетона представляется возможным запроектировать подготовку состоящей из слоев с прочностью, отвечающей напряжениям, возникающим на соответствующих глубинах, что должно быть при- знано весьма целесообразным. Действительно, устройство подготовки на всю тол- щину в 15,4 см (за вычетом толщины чистого пола в случае выполнения последнего бесшовным) из одного материала, допускающего максимальное напряжение— в данном случае 9,8 кг/см2 — не может быть признано целесообразным. Поэтому подготовка должна быть разбита на отдельные слои с таким расчетом например, чтобы п, т. е. отношение глубины залегания слоев к г, было последовательно равно 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,2, что дает глубины в 3,5; 7; 10,5; 14 и 15,4 см. Из фиг. 597 видно, что верхний слой толщиной в 3,5 см должен быть выполнен из материала, допускающего напряжение в 9,8 кг/см2', следующий слой до глубины 7 см — из материала с допускаемым напряжением в 9,1 кг/см2, затем до глубины 10,5 см — из материала с допускаемым напряжением в 6,4 кг/см2 и т. п. С про- изводственной точки зрения нецелесообразно брать слишком много слоев бетонов различных составов, по- этому в данном случае вся толщина подготовки разде- лена на два слоя: верхний, включая и пол — глубиной около 9 см — представляет корку из материала, вы- держивающего напряжение в 9,8 кг/см2, а нижний вы- полнен в виде слоя подготовки с допускаемым напря- жением около 5 кг/см2. Такой прием устройства подготовки из двух слоев разного качества материалов дает большую экономию, особенно при ее значительной толщине и площади. Толщина бетонной подготовки колеблется в зависи- мости от назначения помещений от 8 до 20 и даже 25 см. Большая толщина применяется при тяжелых нагрузках, а также в цехах со станками или оборудо- ванием, что позволяет обойтись без специальных под них фундаментов; меньшая толщина допустима при грунте хорошего качества и малых нагрузках. В по- мещениях, где вся подготовка из экономии целиком выполняется из материалов с незначительным допу- скаемым напряжением на сжатие, ее толщину не следует принимать менее 15 см. В некоторых слу- чаях, правда, весьма редких, при значительной ста- тической, а особенно динамической нагрузке, при устройстве полов в первом этаже бетонная подготовка вооружается легкой проволочной сеткой. Такой прием был применен при постройке механосборочного цеха Челябинского тракторного завода, в котором будут передвигаться тяжелые трактора. 14ногда бетон раньше армировался даже при обычных производственных условиях, hoi при наличии насыпного и мало надежного грунта. В этих случаях более целесообразно пойти заранее на известный производственный риск с тем, чтобы в дальнейшем заделать отдельные, обычно весьма незначительные провалившиеся места. Вообще следует указать, что армирование бетонной подготовки как правило должно запрещаться. Состав бетона для подготовки зависит от назначения помещений, тяжести расположенных на полу оборудо- вания и материалов, а также от принятого метода организации внутрицехового транспорта; вместе с тем он иногда дополнительно зависит от типа пола. При действии на пол значительных усилий применяются цементные бетоны на кирпичном или бутовом щебне состава 1:5:8 или 1 :5 : 10; в некоторых случаях, о которых будет сказано, ниже (при магнолитовых полах), состав приходится применять более жирным 1:3:6. В связи с обязательной установкой о макси- мальном использовании недефицитных материалов це- ментную подготовку допустимо применять только в пределах верхнего слоя. Что же касается нижнего слоя подготовки при больших нагрузках и всей под- готовки при относительно незначительной величине действующих на пол усилий, то их следует выполнять только из бесцементных бетонов (при отсутствии высоких грунтовых вод). Последние могут быть четырех видов: а) известково- диатомовые бетоны, б) известково-щебеночные бетоны, в) кирпичная щебенка вместе с мелочью и кирпичной мукой, пролитая известковым раствором, и г) глино- щебеночные бетоны. Известково-диатомовые бетоны делаются следующих составов: известковое тесто, диатомовое тесто, песок и кирпичный щебень в пропорции по> объему 1 : 2 : 7 : 13 или 1 : 1 : 6 : 6. Обыкновенный песок полезно частично заменять шлаковым; в этом случае получается состав: известковое тесто, диатомовое тесто, обыкновенный песок, шлаковый песок и кирпич- ный щебень в пропорции 1 : 1 : 4 : 2 : 6. Известково-щебеночные бетоны могут делаться в составе: известковое тесто, песок и кирпичный щебень в пропорции 1:4:4 или известковое тесто, обыкно- венный песок, шлаковый песок и кирпичный щебень в пропорции 1 : 2 : 1 : 4. Щебеночные бетоны с проливкой известковым рас- твором выполняются из кирпичной щебенки без отсева 61*
484 X. ПОЛЫ мелочи и кирпичной муки и из известкового раствора в составе 1 : 2 (известь и песок). Наконец состав глино-щебеночных бетонов зависит от жирности глины. Для получения прочных подготовок требуется, чтобы глина была средней жирности, при- мерно с примесью 35% песка. Из такой глины бетоны приготовляются с кирпичным щебнем в составе 1 : 2. Жирная глина отощается путем добавки песка из расчета на ее один объем 0,20—0,25 объема песка. Определение жирности глины производится простым отмучиванием в стакане воды. Эта проба выполняется следующим образом. В стакан насыпают на его не- полную высоту глину, после чего в него вливают воду, по возможности в теплом состоянии. После долгого размешивания взмученной массе дают осесть, в резуль- тате чего на дне образуются два слоя — нижний пре- имущественно из песка и верхний из частиц глины. Относительная толщина этих слоев определяет жир- ность глины. Эти бесцементные подготовки применяются государ- ственным трестом «Строитель» на его постройках с весьма положительными результатами. Способ приготовления бетонов зависит от их соста- вов. Цементные, известково-диатомовые и известково- щебеночные бетоны получаются обычным способом пу- тем смешивания составных частей по объему в указан- ных выше пропорциях. Приготовление надлежит про- изводить в бетоньерках. Кирпичная щебенка с проливкой известковым рас- твором требует только приготовления последнего из извести и песка в пропорции 1 : 2. Приготовление глинобетона несколько более сложное и состоит из трех операций: предварительной замочки глины водой, мятья глины и приготовления глинобит- ной массы. Добытая из карьера глина раскладывается на заранее выровненном месте слоем высотой до 20—30 см и поливается в достаточном количестве водой с одновре- менной разбивкой комьев. После такой предваритель- ной. подготовки глина оставляется на сутки, что спо- собствует ее более равномерному пропитыванию влагой. В случае, если глина слишком жирная и требует ото- щающих добавок, к ней добавляется песок; последний равномерно рассыпается поверх глины до разбивки комьев. При такой последовательности производства работ лучше обеспечивается смешивание глины с пес- ком. Мятье глины следует производить машинным спосо- бом, для чего замоченная и пропитавшаяся водой глина на следующий день после ее приготовления закиды- вается лопатами в глиномялку. Достаточность мятья глины определяется легкостью ее отставания от стенок глиномялки. Последняя операция заключается в приготовлении глинобитной массы путем смешивания в бетоньерке одной части мятой глины с двумя частями щебня. За- грузку глины рекомендуется производить непосред- ственно в барабан бетоньерки, что позволит предохра- нить от налипания глины на стенки загрузочного ковша. Согласно практике треста «Строитель» про- должительность перемешивания не должна быть менее 3 мин.; после этого срока глинобитная масса получает достаточную однородность. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что качество глинобетона улучшается при меньшем количестве воды. Укладка цементного и бесцементных бетонов должна производиться по соответствующим образом приготов- ленному грунтовому полотну слоями толщиной по 5—6 см с расчетом, чтобы верхний слой выкладывался сразу на всю толщину с одновременным ватерпаше- нием. Выравнивание бетона дополнительными слоями не допускается, чтобы не было его отслаивания плен- ками. Что касается щебенистого бетона, то отдель- ные его слои, укладываемые без отсеивания мелочи и кирпичной муки, проливаются сверху до полного насы- щения известковым раствором. Для большей прочности каждый слой бетонной под- готовки должен обязательно уплотняться ручными трамбовками или укатываться катками. Поверхность бесцементной подготовки следут затирать известковым раствором состава 1 : 2 (известь и песок) или изве- стково-диатомовым раствором состава 1:1:2 (известь, диатом и песок). Весьма целесообразно обыкновен- ный песок частично заменять шлаковым в количестве примерно 30%. Под бесшовные полы типа цементных, асфальтовых и т. п. затирка не должна быть слишком гладкой, чтобы не ухудшить сцепление чистого пола с подготовкой. Для выявления правильного метода организации ра- бот, а также для определения прочности различных со- ставов цементных и бесцементных подготовок трестом «Строитель» был проведен ряд опытов. Отдельные серии этих опытов предусматривали испытание бетон- ных подготовок разных составов, уложенных в усло- виях, обычных для устройства цементных подготовок, т. е. со слабой трамбовкой грунта и при интенсивном трамбовании, при котором прочность грунта была доведена до 3 кЦсм2. Полученные таким образом бетонные подготовки подвергались испытанию на сжатие при помощи специального прибора, состояв- шего из деревянной площадки с подложенным под ней листом толстого железа с измерением сторон 30 X X 30 см. Площадка загружалась пачками вывешен- ного арматурного железа, причем по ходу загружения производились отсчеты величин осадок бетона. Раз- рушающей считалась нагрузка, при которой сразу получалась большая осадка, с трещинами в бетоне во- круг площадки, или происходил мгновенный провал. Результаты испытаний оказались весьма интерес- ными, причем было выяснено, что прочность подготовки зависит главным образом не от состава бетона, а от способа производства работ. Так например, цемент- ная подготовка состава 1 : 5 : 10, уложенная с менее интенсивным трамбованием грунтового полотна и са- мого бетона, получилась менее прочной, чем все бес- цементные подготовки с усиленным трамбованием. Вместе с тем та же цементная бетонная подготовка, уложенная по соответственно подготовленному грунто- вому полотну, дала временное сопротивление, почти в два раза превышающее временное сопротивление бес- цементных подготовок, уложенных в идентичных с нею условиях. Эти результаты лишний раз подтверждают всю целесообразность указанного выше способа произ- водства работ, позволяющего в значительном числе слу- чаев ограничиться устройством бесцементных подго- товок. Ниже дается табл. 12 с характеристикой прочности цементных и бесцементных бетонов в возрасте 30—40 дней, уложенных слоем в 15 см в три приема с интенсивным трамбованием грунтового полотна и самих бетонов. При большой площади пола во избежание темпера- турных деформаций в основании, а также в полу должны быть оставлены температурные швы через каждые 25—30 м с прокладкой в них пергамина, про- смоленного джута и т. п. Если в общем случае правильное устройство основа- ний под полы является весьма сложным вопросом, то его целесообразное разрешение еще более затрудняется
УСТРОЙСТВО полов 485 ТАБЛИЦА 12. № по порядку НАИМЕНОВАНИЕ БЕТОНОВ Временное сопротивле- ние на ежа тие в кг/см Допускаемое напряжение на сжатие в кг/см2 1 Цементный бетон со- става 1 : 5 :10 (порт- ланд-цемент, песок и кирпичный щебень) . . 23,30 11,65 2 Романцементный бетон состава 1:4:4 (роман- цемент, песок и кир- пичный щебень) . . . 12,30 6,15 3 Трамбованный щебень с 5-сантиметровыми слоями, пролитыми до насыщения извест- ково-песчаным раство- ром состава 1:2. . . 9,80 4,90 4 Глинобетон состава 1: : 0,20: 2 (жирная глина, песок и кирпичный щебень) 7,00 3,50 5 Глинобетон состава 1: 0,20:2 (жирная глина, песок и кирпичный щебень) 7,00 3,50 6 Известковый бетон со- става 1:4:4 (извест- ковое тесто, песок и кирпичный щебень) . 10,00 5,00 7 Известково-диатомовый бетон состава 1:1:6: :6 (известковое тесто, диатомовое тесто, пе- сок и кирпичный ще- бень) 9,00 4,50 8 Известково-диатомовый бетон состава 1:2:7: : 13(известковое тесто, диатомовое тесто, пе- сок и кирпичный ще- бень) 9,80 4,90 при необходимости выполнения оснований под магноли- товые полы. Общие технические требования к несущему слою под такие полы сводятся к следующему: ввиду того что масса магнолитового пола при затвердевании развивает внутренние усилия, основание должно иметь достаточ- ную и равномерно распределенную по всей его площади крепость, так как случалось, что слой магногита, де- формируясь, отрывал довольно большие куски бетона от основания. Прогибы и зыбкость не должны допу- скаться в основаниях; кроме того поверхность их должна быть ровной и шероховатой для лучшего сцеп- ления с ними пола. Основания должны быть защищены от доступа влаги, а их материал не должен поддаваться разпушаю- щему действию хлористого магния и сам не должен иметь примесей, разрушающих магнолит. Вопрос об устройстве того или иного вида оснований решается в каждом отдельном случае в зависимости от местных условий, причем сами основания могут вы- полняться бетонными, железобетонными, кирпичными, деревянными торцовыми и деревянными дощатыми. При устройстве бетонных оснований толщина их в. зависимости от назначения помещений колеблется между 8 и 20 см. Бетон должен быть тщательно утрамбован, так как при пористости он будет всасы- вать в себя из магнолита раствор хлористого магния. Крепость бетона должна быть достаточной, а его твер- дость должна быть такова, чтобы он не повреждался ломом. Наиболее подходящий состав цементного бе- тона 1 : 3 : 6, так как от более тощего бетона магно- лит отстает, отдирая за собой слой такого основания. Бетон для основания (при значительной его толщине— только для верхнего слоя с устройством нижнего из бесцементных бетонов) должен приготовляться из портландскогО' цемента, хрящевого чистого песка и промытого гравия или щебня без примеси известко- вого раствора. Щебенку, полученную от разборки из- вестковой кладки, пемзу, диатомит, куски штукатурки й особенно котельный шлак не следует допускать в наполнители. Дело в том, что сернистые соединения шлаков, вступая в реакцию с хлористым магнием, спо- собствуют отставанию магнолита, так как ослабляют прочность соединения его с бетоном, вследствие чего в полу появляются вспучины и трещины. Также в качестве вяжущих веществ не допускаются известково- цементный раствор, известь,- известково-диатомовый раствор, романский и шлаковый цементы, гипс и але- бастр. При опасении проникания грунтовых вод бетонное основание выполняется не менее чем двумя слоями, толщиной каждый по 5—6 см, с помещением между ними изолирующего церезитового слоя толщиной в зависимости от обилия грунтовых вод от 2 до 3 см. Бетонное основание после его укладки следует вы- держать в течение около четырех недель, не допуская ни в коем случае настилки магнолита по невысохшему бетону. Перед устройством пола бетон исследуется выстукиванием и при обнаружении пустот последние обязательно должны быть расчищены и заделаны до плотного основания. Если полы укладываются по ста- рому бетонному основанию, то в нем предварительно также расчищаются все трещины и заполняются ма- гнолитом, причем укладку пола можно вести только после затвердения всех заделок. Железобетонные основания должны иметь шерохо- ватую поверхность, что достигается или царапанием поверхности начинающего схватываться бетона граб- лями или посыпкой сверху промытого мелкого гравия. Кроме того они ни в коем случае не должны быть пористыми. Кирпичным основанием может служить кирпичный пол в елку со швами, залитыми цементным раствором. Такое основание за день до укладки, так же как и непосредственно перед укладкой смачивается водой, так как иначе кирпич благодаря своей гигроскопич- ности отнимает у магнолита хлормагниевый раствор. Полы на кирпичном основании следует делать для большей прочности двухслойными. Деревянные торцовые основания должны выпол- няться с прочным закреплением отдельных шашек; полы на них также рекомендуется делать двухслой- ными на оцинкованных толевых гвоздях. Торцовые основания, как и кирпичные, имеют весьма малое рас- пространение. Дощатые деревянные основания должны обладать достаточной крепостью в отношении прогибов и не содержать частей, зараженных.гнилью. Доски, в случае их укладки в один слой, должны быть не менее 4 см толщины. Ширина досок обычно берется не более 10см. В случае употребления более широких досок они должны быть во избежание коробления расколоты посредине с забивкой в щели клиньев; с этой же целью доски укладываются с промежутками в 2—3 мм. Для лучшего сцепления с полом на верхней поверх- ности досок делаются насечки глубиной около 3 мм.
486 X. ПОЛЫ Тем не менее однорядный настил вследствие коробле- ния досок при их усыхании не всегда обеспечивает правильную работу магнолитовых полов, благодаря чему рекомендуется выполнять основание двухслой- ным •— нижний настил из 35- и верхний из 25-мил- лиметровых досок, уложенных под косым углом к ниж- нему. Доски верхнего настила при ширине не более 10 см кладутся с зазорами между ними в 2—3 мм, а при большей ширине раскалываются и расклини- ваются. Кроме того в них сверху вбиваются оцинко- ванные толевые гвозди на 2/3 своей длины (фиг. 600). В случае, если основанием служат старые деревян- ные полы, уложенные по деревянным балкам, то при наличии их вибрации от расположенных на них стан- ков и оборудования магнолит кладется участками с употреблением также толевых оцинкованных гвоздей, забитых вкось, причем при значительной динамической нагрузке последние добавочно опутываются оцинко- ванной проволокой. В тех местах, где требуется осо- бая прочность, применяют иногда даже армирование сеткой из оцинкованной проволоки толщиной 1—1,5 мм с ячейками в 1,5—2 см. Эти сетки кладутся вкось по отношению к швам досок, с нахлестыванием друг на друга на 2—3 см. Конечно при укладке магнолита по старым полам покрывающая их окраска или линолеум должны удаляться; другим выходом может быть пере- ворачивание досок обратной стороной. Магнолитовые полы нельзя выстилать по метлах- ским плиткам, асфальту, камням, в состав которых входят гипс или известь, а также по глинобитным полам вследствие присущих этим материалам качеств: гладкой поверхности, химическому реагированию с хлормагнием или недостаточной прочности. В случае, если основание под магнолитовые полы будет находиться под действием повышенной темпера- Высеян шлак с глинои Шлак с глиной Грунт ЦемполТ-2 илиМсЖелезн бесцел. бетон Уплати щебнем грунт Цел. пол с Железн Вел. бетон Бесцел. бетон Уп/отн. щебнем грунт Асфальт Цеп. бетон Бесцел. бетон Уплати щебнем грунт Верхн слой магнолита НиЖн слойлагн Цел бетон 1=3'6 Бесцел. бетон Уплати, щебнем грунт Верхи слой магнолита 1Ын слой магнолита Вел. бетон 1:3'6 „ -n-r-j- . Торф, плиты Железобетон Магнолит Цел. бетонШ бесцел. бетон Уплатн. щебнем грунт верхн.слой м-та НиЖн. слой л-та Цел. бетон 1;3-6 Шлак Железобетон Верхн спай л-Ша НиЖн. слой л-та Фибролит спролазк. шбоб лагнез цемент. Железобетон Фиг. 598. Разные виды полов: 1 — глинобитный с кирпичным щебнем, 2 — глинобитный со шлаком, 3 — цементный с подготовкой из известкового или известково-диатомового бетона, 4 — цементный с подготовкой: верх- него слоя из цементного бетона, а нижнего из известкового или извест- ково-диатомового бетона, 5 — асфальтовый, 6 — однослойный магнолито- вый, 7 — двухслойный магнолитовый, 8 — магнолитовый с изоляцией шла- ком, 9 — магнолитовый с изоляцией торфяными плитами и 10 — магно- литовый с изоляцией фибролитом. туры вследствие расположения его над печами или сушилками, полы могут настилаться только после при- менения теплоизоляционного слоя, так как в против- ном случае магнолит будет пучиться и отставать. Термоизоляция применяется также для защиты от холода. При выполнении изоляции в виде шлаковой отсыпки или из торфяных, пробковых и соломитовых плит поверх них устраивается бетонная цементная корка толщиной 4—5 см, а по ней уже кладется магнолитовый пол; для большей прочности корка иногда армируется железной сеткой (детали 8 и 9, фиг. 598). В качестве термоизоляции может быть применен также фибролит при плотном его прессова- нии и при наличии у него правильных кромок. Фибро- лит кладется по основанию на цементе Сореля, причем швы между плитами заполняются тем же раствором. После затвердения швов поверхность фибролита увла- жняется и по ней накладывается первый слой магно- лита толщиной 1,2—1,5 см; через 2—3 дня настилается второй слой (деталь 10, фиг. 598). 2. ЗЕМЛЯНЫЕ ПОЛЫ Земляные полы устраиваются преимущественно в цехах, в которых по характеру производящихся в них процессов не требуется применения более доро- гих полов с наличием бетонной подготовки, как на- пример в литейных, кузнечных или прокатных цехах. Устройство полов заключается в следующем: по тща- тельно выровненной земляной поверхности, очищенной от слоя растительной земли или перегноя, наносится глина двумя-тремя слоями толщиной по 8—10 см с отдельной утрамбовкой или укаткой каждого слоя катками. Приготовление глины производится согласно предыдущему. Верхний слой делается с примесью к глине шлака, окалины и металлических стружек и опилок, одним словом тех материалов, которые имеются в достаточном количестве на месте работ. После этого в течение 12—15 дней пол поливается водой из леек с ситками, чтобы не размывать его поверхности; иногда к воде до- бавляется соль. Выполненный таким образом пол при соблюдении условия особо тщательного его трамбования вполне пригоден для эксплоатации, причем по линиям движения 'рабочих и перемещения тяжестей на тележках рекомендуется устраивать дорожки на бетонном основании. При наличии кирпичного щебня глинобитные полы могут устраиваться также из глиня- ного бетона с кирпичными наполните- лями соответственно изложенному в предыдущем параграфе. Один из типов таких полов изображен на детали 1 фиг. 598. Кроме того полы могут вы- полняться также из шлака с глиной согласно детали 2 той же фигуры. 3. КИРПИЧНЫЕ И ЛЕЩАДНЫЕ ПОЛЫ Кирпичные полы делаются путем укладки обыкновенного или клинкер- ного кирпича на ребро в елку по утрамбованной песчаной подсыпке слоем 12—18 см. Швы заливаются це- ментным раствором или, что предпо-
УСТРОЙСТВО полов 487 Фиг. 599. Кирпичный пол. чтительнее, смесью каменноугольной смолы с гудроном. Бетонная подготовка под кирпичные полы обычно не применяется, вследствие чего они во многих случаях дают местные просадки, а поверхность их становится бугристой. Лещадные полы устраиваются из плит известняка или песчаника толщиной 3,5—5 см и длиной и шири- ной от 50 до 70 см. Швы плит грубо или чисто око- вываются, оправляются в рамку и заливаются извест- ковым или цементным раствором. Выстилка лещадок производится как вперевязь, так и без ее соблюдения. Полы из лещадных плит недостаточно прочны, так как лещадь может колоться от ударов при падении тяжестей и кроме того выкрашиваться в углах; также они холодны и с течением времени делаются скольз- кими. От больших нагрузок лещадные полы дают неравно- мерную осадку, так как выстилаются по песчаному или мусорному основанию. Вообще круг применения таких полов весьма ограничен. Что касается кирпич- ных полов, то они устраиваются в помещениях, где не требуется особая чистота или малая теплопровод- ность пола. Полы из клинкерного кирпича, так же как из обыкновенного, показаны на фиг. 599. 4. ЦЕМЕНТНЫЕ ПОЛЫ Цементные полы устраиваются на бетонном или железобетонном основании, причем если основание располагается непосредственно на грунте, то оно вы- полняется указанным выше способом. Поверх приготовленного основания наносится чи- стый цементный пол из раствора портландского це- мента состава 1 : 2 или 1 : 3, слоем толщиной 2—3 см (детали 3 и 4, фиг. 598) с затиркой поверх- ности металлической гладью (с железнением). Для того чтобы пол не был скользким, поверхность его иногда вместо железнения затирается терками, обернутыми войлоком. Другой способ заключается в следующем: когда отдельные частицы раствора успели схватиться настолько, что деформированная поверхность не воз- вращается в прежнее положение, пол укатывается металлическими катками с рельефной поверхностью в виде рубчиков, сетки или кружочков, от которых верхний слой пола получает оттиск с соответствую- щим рисунком. Первый способ является паллиативом, так как ше- роховатость, полученная от затирки войлоком, очень скоро стирается от ходьбы, давая только излишнее количество пыли. Второй же способ сомнителен в смысле прочности, так как нарушает структуру цементного слоя в процессе схватывания; кроме того тисненые цементные полы неудобны для очистки вслед- ствие забивания грязи в углублениях. Качество материалов, в особенности песка, а в рав- ной мере тщательность работы имеют решающее зна- чение для прочности цементных полов так же, как и фактический срок их выдержки. Обычно выполняе- мый у нас способ производства работы заключается в устройстве сначала только одной бетонной подго- товки, а затем, перед самым окончанием постройки, в нанесении верхнего слоя. Вместе с тем весьма редко обращается внимание на правильную дозировку со- ставных частей бетона, а также на получение шеро- ховатой поверхности у бетонной подготовки для луч- шего сцепления с чистым полом. Более того, перед укладкой цементного пола поверхность подготовки, сплошь и рядом пропитанная красками или смолистыми веществами, не очищается надлежащим образом и не увлажняется, в результате чего получаются неудовле- творительно исполненные полы. Поэтому необходимо запомнить, что хорошие полы при раздельном способе производства работ — сначала устройства подготовки, а по истечении некоторого промежутка времени укладки цементного пола—могут получиться лишь при соблюдении следующих элемен- тарных условий: состав бетона, а особенно количество воды должны подбираться в каждом индивидуальном случае. Верхняя поверхность уложенной бетонной под- готовки должна быть выровнена с устройством ее ше- роховатой. Поверхность подготовки в течение 10—12 дней после ее укладки должна быть предохранена от попадания красок и других маслянистых или смоли- стых жидкостей, так как бетон в период его схваты- вания, а также в первое время твердения жадно погло- щает посторонние жидкие вещества. Перед нанесением чистого цементного слоя подго- товка должна быть очищена с удалением всех посто- ронних веществ, хотя бы путем обкалывания, а также увлажнена до необходимых пределов. Устроенные та- ким образом полы являются значительно более проч- ными, чем обычно выполняемые цементные полы. Другой способ производства работ, 'Так называемый монолитный, имеет довольно большое распространение за границей. Заключается он в том, что после нане- сения бетонной подготовки через 45—50 мин. после окончания ее устройства укладывается чистый цемент- ный пол. Такие полы обычно устраиваются при сравни- тельно низком водоцементном факторе, причем изли- шек воды в подготовке, выступающий на ее поверх- ности, регулируется соответственно меньшим коли- чеством воды, принимаемым для чистого пола. Цементные полы вследствие своей дешевизны и про- стоты выполнения весьма распространены, однако они все же имеют целый ряд существенных недостатков. Благодаря своей значительной теплопроводности они не могут устраиваться в помещениях, где рабочие долго стоят на одном месте. Известным выходом из этого положения является устройство в необходимых местах деревянных решотчатых ковриков; к отрицательной стороне таких ковриков должно быть отнесено ухуд- шение санитарно-гигиенического состояния помещений, так как под решотку набивается грязь. Такое поло- жение можно наблюдать на заводе Господшипник.
488 X. ПОЛЫ С течением времени цементные полы становятся скользкими, что весьма неудобно при ходьбе, а кроме того они дают значительное количество пыли. Вслед- ствие хрупкости цементного пола в нем легко полу- чаются выбоины и щербины от ударов при падении инструментов или оборудования. При температурной игре наружных фундаментов и стен эти полы легко деформируются и дают трещины, так как при отсут- ствии эластичности сжимание или расширение наруж- ного периметра, прилегающего к внешним стенам, вызывает появление трещин не только в частях, близ- ких к краям, но и на средней площади, не подвержен- ной температурным колебаниям.. Поэтому для умень- шения этих явлений цементные полы через каждые 20—25—30 м должны разрезаться температурными швами. К недостаткам таких полов надо отнести также сложность их ремонта, так как при замазке отдель- ных выбоин и щербин новый цемент плохо держится; вырубание же значительных площадей и заделка их вновь обходятся сравнительно дорого, вследствие чего при низком качестве выполнения работ первоначальная дешевизна не окупается последующими ремонтными расходами. Ввиду того что цементные полы весьма экономичны, а также прочны вследствие сопротивляемости цемент- ного раствора внешним воздействиям, однако недоста- точно тверды, в ряде стран изобретатели старались различными способами восполнить этот недостаток. В основном все способы сводятся к двум методам. Согласно первому в верхний слой чистого пола доба- вляются специальные патентованные порошки или металлические, преимущественно железные опилки, предварительно очищенные от масла, жира и грязи. Такие твердые инертные составляющие, соединяясь с вяжущим раствором, придают поверхности цемент- ных полов недостающую им твердость. По второму способу полы покрываются специаль- ными растворами в виде магнезиального флюосиликата, цинкового или алюминиевого сульфата и т. п. Эти флюаты представляют собой обычно бесцветную жид- кость, служащую для покрытия поверхности цемент- ного пола, схватившегося лишь настолько, чтобы в него могла впитаться флюатирующая жидкость. Вступая в реакцию с составными частями цемента, флюат обра- зует весьма твердые соединения, что значительно улуч- щает качество цементных полов. 5. АСФАЛЬТОВЫЕ ПОЛЫ Асфальтовые полы обычно так же, как и цементные, устраиваются по бетонной подготовке, приготовленной и уложенной по вышеописанному методу (деталь 5, фиг. 598). Толщина подготовки принимается в зави- симости от будущей нагрузки примерно от 8 до 15 см, причем иногда эта подготовка основывается на песча- ной подсыпке слоем около 10 см. Для устройства асфальтовых полов приготовляется масса из смеси асфальтовой мастики с гудроном и с добавлением песка и мелкого гравия. Асфальтовая мастика представляет собой природный битуминозный известняк, а гудроном называется продукт, получен- ный путем выплавки битуминозных песчаников. Такой натуральный гудрон является слишком дорогим мате- риалом,- вследствие чего за последние годы асфальто- вые полы делаются на искусственном нефтяном гу- дроне, значительно менее прочном, что снижает ка- чество самих полов. Поэтому более рационально применение смеси того и другого гудрона пополам или в некоторой пропорции. Обычно асфальт состав- ляется в процентах по весу следующим образом: асфальтовой мастики — 53,5%, естественного и не- фтяного гудрона — по 2% и гравия и песка-—42,5%. Асфальтовая масса приготовляется в котлах, в ко- торых асфальтовая мастика разогревается до темпе- ратуры 160—170° и смешивается с песком; кроме того добавляется гудрон. Правильное соотношение количеств отдельных -материалов влияет решающим образом на качество асфальтовых полов, так как при излишнем добавлении гудрона полы становятся мягкими и раз- мягчаются от жары; при недостатке гудрона полы делаются хрупкими и трескаются от мороза. Приготовленная масса в горячем состоянии раскла- дывается слоем в 1,5—2 см, причем для удобства ра- боты укладка производится по рейкам с выглажива- нием поверхности деревянными утюгами (вальками). В случае предъявления условий особой прочности иvводонепроницаемости полы выполняются в два слоя, общей толщиной до 3—3,5 см. Иногда асфальтовые полы делаются не из литого, а трамбованного асфальта, укладываемого в виде ас- фальтового порошка с последующим трамбованием и разглаживанием горячими утюгами. Такие полы являются значительно более прочными, однако тре- буют для своего устройства специального оборудова- ния, вследствие чего- у нас почти не применяются. Асфальтовые полы имеют целый ряд существенных достоинств: они вполне прочны, причем их ровная и нескользкая поверхность удобна для ходьбы. Они эластичны, мало теплопроводны и непроницаемы для воды; Кроме того асфальт хорошо сопротивляется дей- ствию химических реактивов в виде кислот и щелочей. В пользу асфальтовых полов говорит и то, что они не производят шума от ходьбы; простота устройства и легкость производства ремонта также являются до- стоинствами этих полов. При всех положительных качествах асфальтовые полы имеют свои недостатки: мягкость, особенно при повышенной температуре, и непривлекательный тем- ный цвет. Однако суммарный итог положительных и отрица- тельных качеств асфальтовых полов все же выдвигает их в разряд относительно лучших полов. Для удешевления стоимости устройства полов и улучшения их качеств проф. К. Н. Купреянов предло- жил выполнять асфальтовые полы по методу дорож- ного строительства. Такими новыми типами одежд могут быть: асфальтовый бетон, холодный асфальт и асфальтовые плиты и доски. Асфальтовый бетон, применяемый в горячем состоя- нии, состоит из смеси, изготовленной на основе прин- ципа наименьшего количества пустот из минерального материала с вяжущим асфальтовым веществом. Эта смесь подогревается до температуры в 165—175° и после ее укладки укатывается катком. Холодный асфальт является материалом примерно такого же состава как асфальтовый бетон, но с при- менением разжиженного битума. Приготовление ас- фальта производится при более низкой температуре, а укладка выполняется в холодном состоянии с после- дующей укаткой легким ручным катком. Затвердева- ние асфальтовой одежды происходит в связи с испаре- нием разжижителя. Асфальтовые плиты и доски прессуются на заводах из асфальто-бетонной смеси в прессах с давлением 200—300 ат. Укладка плит и досок производится в холодном состоянии по соответствующим образом приготовленному основанию с промазкой расплавлен- ным битумом и с заливкой швов.
УСТРОЙСТВО полов 489 Значительные преимущества указанных видов полов заста- вляют ускорить вопрос об их опытном испытании. 6. МАГНОЛИТОВЫЕ ПОЛЫ Магнолитовые полы (детали 6, 7, 8, 9 и 10, фиг. 598 и 600) представляют собой вид бетона, составленного из так называемо- го цемента Сореля и отощающих добавок в виде древесных опилок и асбестовых волокон. Цемент Сореля приготовляется из каусти- ческого магнезита и хлористого магния. Эти полы под различными наи- менованиями — эвбеолитовые, ксилолитовые, папиролитовые, опилолитовые, асболитовые, ми- нералитовые — начинают полу- чать все большее распространение, чему способствуют 1 см2 на последнем не должно оставаться более 25% простота и скорость их изготовления, а также ирису- крупномолотого отсева. Ввиду того что магнезит пор- щие им качества, соединяющие положительные досто- инства камня и дерева с отсутствием отрицательных свойств этих материалов. Легко обрабатываясь, подоб- но дереву, режущими инструментами в течение первых семи дней после своего изготовления, будучи эластич- ными и упругими, отличаясь слабой звуко- и теплопро- водностью, полы эти в то же время тверды как камень, и несгораемы. Они легко принимают шлифовку и при подкраске самой массы имеют достаточно красивый внешний вид; вместе с тем эти полы вполне гигие- ничны, так как их очистка и содержание в чистоте не встречают никаких затруднений. Некоторая сдержанность в применении этих полов одно время произошла вследствие имевших место не- удач при их устройстве. Эти отрицательные резуль- таты получились главным образом от недостаточного знакомства со свойствами составных материалов, их дозировкой и секретами производства, сохранявши- мися в тайне изобретателями. Изучение свойств материалов и условий примене- ния магнолитовых полов в научном освещении, а также накопление опытных данных дают возможность в на- стоящее время обходить неудачи. Материалы, служащие для изготовления магнито- вых полов, согласно инструкции по изготовлению этих полов, разработанной Мосстроем, а также другим данным, должны обладать следующими свойствами. А. Каустический магнезит получается в виде желто- вато-розового порошка при перемоле магнезитового камня, равномерно обожженного при температуре 800—850°. Магнезитовый камень, представляющий по составу углекислый магний, при обжиге выделяет угле- кислоту, после чего остается окись магния, обладаю- щая свойствами щелочи и поэтому называемая каусти- ческим магнезитом. В последнем обычно имеются не- которые примеси: известь, окись железа, кремнезем и пр., так как он не встречается чистым в природе. Эти примеси влияют на свойства каустического магне- зита, как например окись железа, сообщающая ему желтую или коричневую окраску, ухудшающую ка- чество цветных полов. Самой вредной является примесь извести. Каустический магнезит должен иметь такую круп- ность помола, чтобы сито, имеющее 900 отверстий на 1 см2, пропускало сквозь себя 95% порошка; при просевании же его через сито с 4900 отверстий на Фиг. 600. Магнолитовый пол по дощатому двухслойному основанию. тится под влиянием влажности, поглощая из воздуха углекислоту и обращаясь таким образом в первона- чальное до обжига состояние, т. е. теряя цементирую- щие свойства, сообщенные ему обжигом, его следует хранить в сухих крытых помещениях закупоренным в железные барабаны с деревянными просмоленными днищами. Эти барабаны, упаковываемые на заводах, следует откупоривать перед самым употреблением в дело. Б. Хлористый магний имеет кристаллический вид и получается из озерного рассола как остаточный продукт при добыче поваренной соли. Он также имеет свойство поглощать воду, вследствие чего его выпу- скают из заводов упакованным в железные барабаны; последние следует хранить в сухом месте и в закупо- ренном виде. Перед употреблением в дело хлормагний растворя- ется водой до необходимой крепости в деревянных бочках. В. Взамен хлористого магния может быть применена соляная кислота, предварительно нейтрализованная магнезитом. Соляная кислота крепостью 18° по Боме не должна содержать посторонних примесей и при температуре в 15° должна быть прозрачной, слегка желтоватого цвета. Кислота хранится в стеклянных бутылях емкостью около 30 кг, обкладываемых соло- мой и помещаемых в плетеных корзинах. Г. Деревянные опилки, служащие в качестве ото- щающих добавок для получения магнобетона, приме- няются обычно хвойные как более распространенные и преимущественно еловые как менее смолистые и имеющие длинные волокна. Дубовые опилки, более прочные, но одновременно с этим и более дорогие, употребляются главным образом только для верхнего слоя. Опилки придают полам упругость и сообщают массе нетеплопроводность и незвукопроводность. Мокрые опилки в дело не годятся; они должны быть воздушно-сухими. Перед употреблением в дело опилки должны быть просеяны -— для верхнего слоя через сито с отверстиями до 2 мм, а для нижнего — до 4 мм. Д. Асбест в виде мелких волокон также вполне пригоден как наполнитель, сообщающий полу значи- тельную нетеплопроводность. Е. Краски, добавляемые в массу для большей плот- ности и для подкрашивания верхнего слоя, применя- Цветаев. 62
490 X. ПОЛЫ ются минеральные тонкомолотые, сухие и прочные в отношении выцветания. Ж. Тальк прибавляется в массу верхнего слоя для получения более гладкой поверхности. 3. Вода должна быть пресная, незагрязненная и хо- лодная для более медленного твердения магнолита. И. Гвозди и проволока, употребляемые для закре- пления магнолитовых полов при устройстве их по де- ревянным основаниям, должны быть оцинкованными. Отдельные свойства главных составных материалов диктуют условия, при которых не рекомендуется устройство магнолитовых полов. Ввиду того что вода, соприкасаясь со свежей магнолитовой массой, отнимает от нее хлористый магний, следует избегать применения таких полов в подвальных помещениях, куда могут проникать грунтовые воды; эти полы не должны также устраиваться в душевых или поме- щениях, где возможна постоянная конденсация паров. Кроме того магнолитовые полы не допускаются в це- хах, где производится работа с кислотами и щелочами, так как в этом случае магнезитовый цемент разла- гается. Правильное устройство основания под магнолитовые полы имеет решающее значение для их прочности, так как большинство! неудач .произошло из-за ошибок, допущенных строителями в отношении прочности и качества оснований. Поэтому основания должны вы- полняться в полном соответствии с приведенными выше указаниями. Тип магнолитовых полов по составу массы и по количеству и толщине слоев изменяется в зависимости от вида основания и назначения помещений. В произ- водственных зданиях, а также в зданиях подсобного характера полы можно устраивать однослойными, тол- щиной 1,2—1,5 см (деталь 6, фиг. 598) или двухслой- ными— из нижнего слоя толщиной 12 мм и верхнего 8 мм (деталь 7, фиг. 598). Устройство двухслойных полов вызывается требова- нием от пола особой теплоты, недостаточной жест- костью основания, а также наличием усиленного дви- жения людей или внутризаводского транспорта. Состав смеси для магнолитовых полов бывает разно- образным; в связи со значительной изменяемостью веса материалов составление смеси должно произво- диться по объему. Для обыкновенных однослойных полов и для верхнего слоя двухслойных полов, уклады- ваемых по бетонному основанию, употребляется смесь из 1 объема магнезита и 2,5 объемов опилок на рас- творе хлористого магния 20—22° по Боме. При полах, подверженных значительному износу от движения лю- дей или транспорта, состав смеси должен приниматься более жирным, т. е. на 1 объем магнезита берется 2 объема опилок. Для нижнего слоя двухслойного пола- состав смеси должен делаться более тощим — на 1 объем магнезита добавляется 4 объема опилок на растворе хлористого магния 16—18° по Боме. Верхний слой двухслойного пола, укладываемого по деревянному основанию, выполняется соответственно верхнему слою пола при бетонном основании, т. е. состава 1 : 2,5. Для уменьшения пористости полов добавляют в верх- ний слой к опилкам древесную муку в количестве 25% от объема опилок. Примерная норма расхода материалов на 1 м2 пола следующая: на нижний 12-миллиметровый слой двух- слойного пола: магнезита — 3 кг, хлористого магния— 1,86 кг и опилок — 3 кг; на верхний 8-миллиметровый слой: магнезита — 3,6 кг, хлористого магния—2,23 кг, опилок — 1,5 кг, красок — 0,4 кг и талька — 0,4 кг. Таким образом на 1 м2 двухслойного пола требуются следующие материалы: магнезита — 6,6 кг, хлористого магния — 4,09 кг, опилок — 4,5 кг, красок — 0,4 кг и талька — 0,4 кг. Для 12,5-миллиметрового однослойного пола при- мерная норма материалов следующая: магнезита — 5,31 кг, хлористого магния — 3,29 кг, опилок—2,13 кг, красок — 0,6 кг и талька — 0,5 кг. Процесс изготовления магнолитовых полов заклю- чается в следующем: сначала приготовляют в деревян- ных бочках водный раствор хлористого магния опре- деленной крепости, после чего через несколько часов приступают к работе. В деревянном ящике перемеши- ваются лопатами в сухом виде засыпанные в строго определенных количествах магнезит и опилки для нижнего слоя. Когда перемешиванием достигается пол- ная однородность смеси, добавляется раствор хлори- стого магния и перемешивается вновь до состояния однородной кашеобразной массы, которую немедленно раскладывают на основание, предварительно промытое и промазанное магнезитным молоком. Разровненная граблями между маячными рейками масса слегка трам- буется. Через 2—-3 дня производится укладка второго слоя. Сначала перемешиваются просеянные через сито магне- зит, сухие краски и тальк, а затем они вторично пере- мешиваются с опилками. После этого добавляется рас- твор хлористого магния и все вновь перемешивается до состояния теста, однородного по виду и имеющего такую густоту, чтобы зажатая в кулак масса была настолько пластична, чтобы сохраняла форму после разжатия руки. Перед укладкой второго слоя нижний слой обрызгивается раствором. Уложенная верхняя масса разравнивается и заглаживается стальными гла- дилками. На третий день после укладки верхнего слоя при- ступают к выскабливанию полов циклями, что должно быть выполнено до окончательного затвердения магно- лита, так как затвердевшая масса тоудно циклюется. Одновременно с этим при слишком ранней циклевке могут выдираться опилки и делать царапины на по- верхности пола. После циклевки полы шлифуют кар- борундом с одновременным поливанием под него рас- твора хлористого магния. Поверхность пола после циклевки и затирки опять размягчается и не допускает ходьбы по ней раньше 20 час., так как следы не могут быть устранены без добавочной простружки всего пола. До 7 дней магнолит имеет твердость дерева и легко разрезается, причем все недостатки внешнего вида, сделанные и не исправленные в течение этого срока, в дальнейшем становятся неустранимыми, так как пол начинает приобретать твердость камня. Через 2—3 недели после циклевки поверхность полов зати- рается раствором хлористого магния при помощи мяг- ких тряпок с подсыпкой тонких металлических опилок, а затем натирается воском для блеска. Через 4—5 не- дель пол окончательно просыхает и окаменевает, после чего его можно проолифить для придания блеска, а также для закрытия всех микроскопических неров- ностей в магнолите. Во время производства работ по устройству магно- литбвых полов температура в помещениях не должна быть ниже 10° Ц, причем должны быть приняты меры для большей ее-равномерности. 7. МОЗАИЧНЫЕ ПОЛЫ Мозаичные полы — это те же цементные полы, но с вкраплением в верхний слой раствора мраморной крошки, расположенной в виде рисунка или простой россыпи.
УСТРОЙСТВО полов 491 Устройство этих полов производится следующим образом: в верхний слой цементного раствора толщи- ною 2—2,5 см, не давая ему схватиться, всаживают мраморную крошку, после чего ее несколько вдавли- вают. Для получения узорчатой поверхности пола мра- мор насыпается через прорезанные соответственно выбранным рисункам картоны-трафареты. По истече- нии 7—10 дней, когда цементный раствор несколько затвердеет, производится шлифовка поверхности пола посредством песчаниковых камней плоской формы, так называемых курантов. При шлифовке подсыпают под курант песок и смачивают поверхность пола водой. Вымытый и просушенный после шлифовки пол нати- рают мастикой или воском или же покрывают поверх- ность его горячей олифой. Мозаичные полы значительно дороже обычных це- ментных полов, но'зато они красивее на вид, удобнее для ходьбы, гораздо прочнее и лучше сопротивляются стирающим усилиям. Вместе с тем их недостатком является выкрашивание от ударов, причем при ремонте выкрошившихся мест трудно подобрать расположение мраморной крошки таким образом, чтобы рисунок в заплате был одинаковым с остальной поверхностью пола. Для большей крепости, а также для предупрежде- ния температурных трещин мозаичные полы делаются иногда с прокладкой медных паяных листов. Такого рода полы значительно красивее и прочнее, но устрой- ство их обходится весьма дорого. 8. ПОЛЫ ИЗ МЕТЛАХСКИХ ПЛИТОК Метлахские плитки применяются для выстилки полов по бетонному основанию толщиной от 8 до 15 см, сделанному из цементного или известкового бетона (фиг. 601). Поверх подготовки накладывается слой це- ментного раствора толщиной 1—1,5 см при цементном бетоне и в 2—2,5 см — при известковом бетоне. Рас- твор берется состава 1 : 3. Метлахские плитки имеют поперечные размеры от 13 до 18 см при толщине от 1 до 1,5 см. Они изготовляются из гончарной, тща- тельно приготовленной и плотно спрессованной массы, в которую введены красящие вещества. По форме плитки бывают четырех видов: прямоугольные для фризов, квадратные, шестигранные и восьмигранные со вкладышами. Поверхность их обычно делается гладкой, но для душевых и вообще мокрых помещений плитки приготовляются рифлеными с рельефной по- верхностью. Работы по укладке метлахских плиток производятся следующим образом: на цементном растворе сначала Фиг. 601. Пол из метлахских плиток. подливаются на некотором, заранее определенном расстоянии друг от друга маячные плитки для указания уровня пола; далее производят выстилку остальных плит с проверкой их положения по маячным плиткам. После укладки всего пола его поливают цементным молоком для лучшего заполнения всех швов, причем при начале схватывания цемента верхний раствор смы- вается с поверхности пола. Полы из метлахских плиток отличаются внешней красотой и чрезвычайной прочностью, а также вслед- ствие своей плотности они водо- и газонепроницаемы; кроме того при условии применения соответствующего цементного раствора они вполне кислотоупорны. Вместе с тем эти полы наиболее гигиеничны, так как гладкая поверхность позволяет их легко содержать в чистоте. 9. ПОЛЫ ИЗ КСИЛОЛИТОВЫХ плиток Ксилолитовые плитки приготовляются из того же материала, из которого изготовляются магнолитовые полы, т. е. из каустического магнезита, хлористого магния и древесных наполнителей. Плитки получаются при сильном прессовании магнезиальной массы с по- следующей их выдержкой. Бетонное основание должно отличаться хорошим качеством, причем верхний слой его должен быть сделан на портландцементном рас- творе. Форма ксилолитовых плиток квадратная с при- мерными размерами сторон 20 X 20 см при толщине 1,2—1,8 см с ровной поверхностью желтого и красно- коричневого цвета. Полы из ксилолитовых плиток бесшумны, эластичны, малотеплопроводны и не дают пыли; к недостаткам может быть отнесена их слабая кислотоупорность и водостойкость, вследствие чего применение их не допускается при постоянном действии воды. 10. ПОЛЫ ИЗ ЧУГУННЫХ ПЛИТ И ИЗ СТАЛЬ- НЫХ листов Чугунные плиты обычно делаются довольно значи- тельных размеров от 50 X 50 до 70 X 70 см. С ниж- ней стороны плиты имеют закраины для лучшего со- единения с поверхностью основания, причем способ их укладки может быть двояким. При первом способе плиты укладываются непосредственно на соответствую- щим образом устроенный земляной пол, причем ниж- ние ребра, врезаясь в поверхность пола, предохраняют плиты от сдвига. Такого рода полы могут устраиваться в прокатных цехах, причем в случае могущих быть падений тяжелых болванок чугунные плиты заменяются стальными. Второй способ заключается в укладке чу- гунных плит по бетонной подготовке или железобетон- ному основанию; в этом случае плиты расстилаются по густо подлитому цементному раствору. Для лучшего проникания последнего в межреберное пространство рекомендуется в поверхности чугунных плит оставлять небольшие, отверстия для выхода из-под них воздуха, так как в противном случае оставшиеся пустоты ослабляют соединение плит с основанием. Этот тип полов применяется в помещениях с постоянным пере- мещением весьма тяжелого оборудования, например в тестомесильных отделениях хлебозаводов. Устройство полов из чугунных плит обходится весьма дорого, особенно при изготовлении их по вто- рому способу, поэтому применение их ограничивается случаями крайней производственной необходимости. 62*
492 X. ПОЛЫ В некоторых помещениях, занятых цехами со спе- цифическим характером работы, например в це- хах металлических конструкций, иногда приходится устраивать полы из стальных листов. Такие полы могут выполняться также сварными с прихваткой по- средством отдельных сварных швов стальных листов, уложенных по междуэтажной сетке из балок и про- гонов. Полы из стальных листов, соединенных сваркой, были выполнены на Уралмашстрое по перекрытию со- гласно фиг. 194. 11. ДЕРЕВЯННЫЕ ПОЛЫ Деревянные полы, имеющие преобладающее значе- ние в гражданском зодчестве, играют в то же время значительную роль в промышленном строительстве. Не вдаваясь в описание общеизвестных конструкций деревянных полов в жилищном строительстве, необхо- димо рассмотреть только те типы, которые .нашли себе применение при постройках фабрично-заводских зда- ний, а также конструкции, появившиеся в последнее время. Наиболее пригодными деревянными полами являются торцовые и дощатые полы, настланные- непосредствен- но на бетонном и железобетонном основании. Эти полы наименее опасны в смысле воспламеняемости, так как вследствие непосредственного расположения их по огнестойкому основанию они не имеют доступа кисло- рода снизу. Торцовый деревянный пол обычно устраивается из деревянных шашек высотой 7,5—10 см, толщиной 6,5—8 см и шириной 10—12—20 см, напиленных из чистообрезных сосновых досок; иногда для этой цели применяются также доски из леса твердых пород. В связи с разной усушкой различных пород дерева необходимо перед укладкой производить соответствую- щую сортировку готовых шашек; в противном случае при укладке на одном участке шашек из разных пород дерева неизбежно получаются неровности у верхней поверхности полов. Шашки укладываются на бетонное основание своими торцами, т. е. волокнами, перпендикулярно к пло- скости пола. Укладка производится в елку (деталь 1, слева фиг. 602) или параллельными рядами (деталь 2), причем при укладке по последнему способу между шашками по основанию заводятся рейки или дрань для образования швов, заполняемых смолой или цементным раствором состава 1 : 3. В первом случае толщина швов принимается от 2 до 5 мм, а во втором — от 5 до 10 мм; толщина реек должна соответствовать требуемой толщине швов. Второй способ с заливкой швов цементным раствором менее удовлетворителен, чем первый, так как он хуже обеспечивает шашки от шатания после их усушки. Шашки целесообразно предварительно пропитать подогретым карболинеумом. В Америке такой способ является обычным; у нас он редко применяется. Перед настилкой пола бетонное основание, устраи- ваемое .толщиной от 8 до 15 см с выравниваемой под рейку поверхностью, промазывается гудроном, а шашки перед укладкой обмакиваются на половину своей вы- соты в горячую смесь пазовой смолы и пека. Это делается в связи с тем, что при осмолке настланного торцового пола только сверху смола будет неравно- мерно проникать в «швы, вследствие чего бока торцов местами окажутся не вполне осмоленными. Иногда производится полное окунание торцов в смолу; в дру- гих же случаях, наоборот, ограничиваются по эконо- мическим соображениям заливкой смолы только сверху, причем вместо выравнивания подготовки цементным слоем применяется насыпка слоя песка. Несомненно первый способ является лучшим и более гарантирую- щим долговечность торцового пола. Связь между рядами шашек раньше выполнялась следующим образом: после укладки первого ряда ша- шек вбивали сбоку в каждую чурку железную шпильку длиной 5—6 см на половину ее длины. Затем уклады- вали шашки следующего ряда со швами вразбежку по отношению к предыдущему ряду, причем каждую чурку ударяли сбоку молотком- для того, чтобы свобод- ный конец шпильки, торчащий из соседней шашки, вбился в укладываемую шашку. Иногда применялся способ забивки не шпилек, а сквозных гвоздей, что часто приводило не к закреплению чурок, а к их Фиг. 602. Устройство (деревянных полов: слева—торцовый пол: 1—укладка в елку и 2 — укладка параллельными рядами и справа — деревянный дощатый пол с косой рейкой.
УСТРОЙСТВО полов 493 раскалыванию. В настоящее время шпильки и гвозди не употребляются. После окончания настилки пола его слегка трамбуют и осмаливают горячим составом с подсыпкой песком; в дальнейшем пол метут с целью замести песок, сме- шанный со смолой, в швы между рядами шашек. Про- никший в швы песок, сцементированный смолой, будет препятствовать расшатыванию торцов. Впоследствии отходы производства, втаптываясь в ’ торцы шашек, окончательно забьют швы. Однако, если производство не будет иметь соответствующих отходов в виде ме- таллических или древесных опилок, рекомендуется через некоторое время после укладки торцового пола повторить осмолку и засыпку песком с тщательным заметением в швы. Этот прием заполнения швов целесообразнее заме- нить другим способом. В этом случае заливка швов смолой или цементным раствором производится при помощи специальной лейки, причем в шов наливается лишь фактически необходимое для его наполнения ко- личество материалов. Таким образом избегается по- теря материалов и облегчается очистка поверхности торцового пола от остающихся и трудно отделяемых после отвердения наплывов. Весьма рационально также производить выстилку торцовых полов из специальных шашек, заготовленных машинным способом с наличием треугольных выступов у двух примыкающих сторон. Такие полы, получив- шие большое распространение в Америке, позволяют осуществить необходимые промежутки между шашка- ми без применения неудобных в работе реек. Торцовые полы иногда выстилаются из распиленных на чурки сучьев или тонкого круглого леса. После плотной пригонки цилиндрических шашек с заполне- нием больших дыр обрубками леса и заливки проме- жутков смолой получаются, как показала наша строи- тельная практика, хотя и достаточно грубые, но прочные полы. Для улучшения внешнего вида следует вести укладку шашек с соблюдением правильного ри- сунка. В последнее время в Москве стали изготовлять ше- стигранные шашки из сосновых, еловых и даже осино- вых дров, остающихся всегда в большом количестве на каждой крупной строительной работе после разборки подмостей и лесов. Такое использование отходов, при- меняемое государственным трестом «Строитель» на своем строительном заводе, необходимо признать весьма целесообразным, как дающее значительное сни- жение стоимости устройства торцовых полов. Вместе с тем полы .из одинаковых по размеру шестигранных шашек машинной работы позволяют получить весьма гладкую и чистую поверхность пола. Изготовление этих шашек производится трестом «Строитель» весьма просто — посредством двух видов станков. На станке первого типа, состоящем кз оси с насаженным на ней рядом циркулярных пил (типа маятниковых пил), лесные отходы в виде кругляка диа- метром 15—22 см распиливаются на отдельные цилин- дрические чурки, равные по длине высоте шашек, т. е. примерно 7—8 см; одновременно может быть произ- ведено до 10 пропилов, конечно при наличии доста- точно мощных моторов. Далее чурки поступают на второй станок для изготовления из них шестигранных шашек. Этот станок представляет собой вращающийся столик, над которым помещаются две маятниковые циркулярные пилы, посаженные на одной оси и рас- ставленные на расстоянии, равном поперечному изме- рению шашек. Путем опускания этих пил произво- дятся пропилы в двух гранях чурок, после чего пилы подымаются, а столик автоматически поворачивается Фиг. 603. Устройство деревянного пола из отходов от •производства. на соответствующий угол; таким образом после трое- кратного опускания пил получается готовая шести- гранная шашка. Последняя центрируется на столике посредством специально устроенного небольшого острия-центра. Производительность такого станка до 25 /и2 в 8-часовой рабочий день. Укладка шестигранных шашек производится без реек с предварительным окунанием нижних концов в горячую смолу. При обязательной плотной постанов- ке шашек друг к другу почти полностью избегаются швы. Для окончательной отделки просушенные торцовые полы затираются песчаником. Торцовые полы должны через известные расстоя- ния — 25—30 м — прорезаться температурными шва- Фиг. 604. Укладка рельсов при дощатом полу.
494 X. ПОЛЫ ми. Такая разрезка не всегда применяется, что ухуд- шает качество полов. Торцовый пол с течением времени приобретает гладкую, почти блестящую поверхность, вполне удоб- ную для ходьбы; кроме того он достаточно тепел, не- воспламеняем и легко ремонтируется заменой испор- ченных шашек другими. Дощатый пол с косой рейкой (справа фиг. 602), укладываемый непосредственно по огнестойкому осно- ванию, устраивается следующим образом: в бетонном основании толщиной 12—15 см заделываются парал- лельно между собой на взаимном расстоянии около 1,2 м друг от друга деревянные трапецеидальные бруски высотой около 8 см и шириной нижней постели около 8 см, а верхней стороны 4—5 см. К этим брускам пришивается дощатый настил из досок толщиной при- мерно 5 см и шириной не более 12 см во избежание их коробления. В обеих кромках досок выбираются пазы, куда загоняются так называемые косые рейки шири- ной 4 см, полученные перепиливанием досок толщиной 19 мм вкось под углом в 45°. Такого рода косые рейки оказывают большее сопротивление короблению скре- пляемых ими досок, чем рейки, выпиленные вдоль во- локон, так как последние сами могут коробиться вслед за короблением досок и кроме того в них может про- изойти продольный излом. Весьма целесообразно с экономической стороны использование отходов производства для изготовления деревянных щитовых полов. Изготовление щитов из отходов на стройзаводе треста «Строитель» показано на фиг. 603. Область применения таких щитовых полов ограничивается промышленными зданиями под- собного характера. В случае необходимости при дощатых полах ввода железнодорожных путей последние должны уклады- ваться на специальных продольных шпалах с ушире- нием и углублением в этом месте бетонной подготовки. Устройство такого пола показано в разрезе на фиг. 604. 12. ПОЛЫ ИЗ ЛИНОЛЕУМА. Линолеум, предложенный англичанином Вальтоном в 1862 г., представляет собой джутовую ткань, покры- тую затвердевшей массой, состоящей из искусственно окисленного льняного масла и так называемых ингре- диентов; последними являются: пробковая мука — 44%, минеральные краски —21%, гарпиус — 5% и каури-копал — 4%. Механическая смесь этих веществ наносится каландровой машиной на джутовую ткань, причем обратная сторона этой ткани покрывается кра- ской, предохраняющей ее от сырости. Приготовленный таким образом линолеум просушивается при темпера- туре 50° в течение весьма продолжительного периода времени, колеблющегося от 3 недель до 3,5 мес. Джу- товая ткань для получения линолеума лучшего каче- ства должна выполняться из крученых ниток джута высшего сорта. Проектом стандарта установлена сле- дующая ширина линолеума — 2,0 м для одноцветного и 2,13 м — для узорчатого-, при длине рулона 30 м. Толщина линолеума выбрана в 2, 3, 4 и 5 м; для по- крытия деревянных полов употребляется линолеум в 2—3 мм толщиной, а для бетонных — 4 мм. При испытании качеств линолеума характерными показателями являются упругость, хрупкость, золь- ность, гигроскопичность, однородность массы и нор- мальная сухость. Недодержанный в сушилке линолеум мягок и непрочен, а пересушенный делается ломким. Благодаря исключительному сопротивлению стира- нию — в 2,5 раза меньше гранита — применение ли- нолеума должно быть признано весьма рациональным. Наклейка линолеума производится смолистыми со- ставами или шеллаковым раствором, причем при на- клейке на цементные полы под линолеум должен на- носиться слой гипса, что особенно важно при выпол- нении работ по свежему бетону, так как в противном случае свободная известь будет разъедать джутовую ткань. Вообще перед наклейкой необходимо проверить состояние оклеиваемых поверхностей, и в случае если они кажутся влажными — целесообразнее воздержать- ся от оклейки до полной просушки основания. 13. ВЫБОР ТИПА ПОЛОВ Как было указано в классификации, полы по своему типу делятся на жесткие, упругие, или эластичные, и на полы, занимающие среднее положение. К первому типу относятся лещадные, кирпичные, цементные и мо- заичные полы, а также полы из метлахских плиток и чугунных плит и стальных листов. Полами второго типа являются деревянные полы; к третьему типу дол- жны быть отнесены земляные, асфальтовые и магноли- говые полы. Жесткие полы устраиваются в помещениях, в кото- рых не требуется длительного пребывания рабочего персонала на одном и том же месте. Такие полы хо- лодны, вызывают усталость ног и вообще причиняют рабочим много неудобств, вследствие чего для неко- торого улучшения их качеств в местах постоянного стояния людей иногда устраиваются решотчатые дере- вянные настилы, что однако мало гигиенично. Вместе с тем многие виды жестких полов дают большое коли- чество пыли, ухудшающей санитарное состояние поме- щений и ускоряющей износ трущихся частей меха- низмов. Что касается отдельных типов жестких полов, то круг их применения зависит от присущих им индиви- дуальных качеств. Лещадные полы благодаря своей непрочности и скользкости устраиваются редко. Их выбор обычно обусловливается наличием на месте постройки под- ходящих известковых или песчаниковых камней при одновременном отсутствии других материалов. В этом случае они применяются для складочных и котельных помещений. Кирпичные полы, являющиеся лучшими по сравне- нию с лещадными, не позволяют содержать помещения в достаточной чистоте, что также ограничивает их устройство складочными и котельными помещениями; иногда они выполняются в производственных цехах, например кузнечных. Цементные полы весьма распространены вследствие своей дешевизны и простоты изготовления. Они при- меняются в литейных, токарных, механических, сле- сарных, сборочных, малярных, сварочных и других це- хах, в котельных, на складах, в коридорах, подвалах. В менее ответственных помещениях цементные полы заменяются- заливкой цементным раствором нижней бетонной подготовки. Вместе с тем необходимо ука- зать, что устройство цементных полов не рекоменду- ется в помещениях с наличием трущихся механизмов, как например в механических и слесарных цехах, так как этот тип полов дает большое количество пыли. Применение мозаичных полов в промышленном стро- ительстве ограничено весьма незначительными преде- лами, например вестибюлями или лестничными площад- ками в главной конторе и т. п. Полы из метлахских плиток благодаря своей красо-
УСТРОЙСТВО полов 495 те, прочности, водонепроницаемости и кислотоупор- ности устраиваются в машинных залах силовых стан- ций, в помещениях розлива на заводах минеральных вод и пивоваренных заводах, в пекарных залах хлебо- заводов, в производственных цехах и экспедициях пищевкусовых фабрик, в душевых, уборных и т. п. Полы из чугунных плит в связи с их дороговизной и потреблением дефицитных материалов выстилаются лишь в помещениях, в которых требуется особая прочность поверхности пола, например в месильных отделениях хлебозаводов с перемещением дежей, на складах с передвижением тяжелых грузов на колесных тележках и т. п. Полы из стальных листов, применяемые еще реже, выполняются иногда в цехах металлических конструк- ций, в прокатных, цехах, в местах падения тяжелых болванок и т. п. Упругие полы, к которым относятся торцовые и до- щатые деревянные полы, являются хотя и дорогими, но все же одними из лучших вследствие своей эластично- сти, нетеплопроводности и легкости содержания в чи- стоте. Эти полы, особенно первые, получили весьма широ- кое распространение в механосборочных, инстру- ментальных, слесарных, токарных, кузнечных, дере- вообделочных и прочих цехах, в которых требуется длительное стояние занятых рабочих на одном и том же месте. Торцовые полы применяются также в скла- дочных помещениях для инструментов или тяжелых и громоздких предметов, так как при падении на такой пол инструменты или материалы встречают эластичное сопротивление и не разбиваются. Наконец полы, занимающие среднее положение,— земляные, асфальтовые и магнолитовые — в значитель- ной степени отличаются друг от друга и имеют совер- шенно различные области применения. Земляные полы благодаря своей дешевизне устраи- ваются в кузницах, литейных залах, термических и прокатных цехах, на складах земли и шихты. Асфальтовые полы вполне уместны для их примене- ния в сырых производствах, в малярных цехах (при отсутствии употребления бензина), на химических заводах, экспедициях, складах, в коридорах, уборных, подвалах и т. п. Что касается магнолитовых полов, то они, в сущно- сти говоря, стоят на грани, приближающей их к упру- гим полам, что делает их вполне целесообразными для прядильных, ткацких и трикотажных фабрик, в пище- вкусовой индустрии и для промышленных зданий под- собного назначения. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что времен- ная влажность не причиняет вреда магнолитовому по- лу. Однако в местах, где сырость может носить дли- тельный характер —< на балконах, наружных лестни- цах и т. п. — или где она является следствием техноло- гических процессов, например, на кожевенных, кра- сильных, пивоваренных, химических и других заводах, а также там, где влажность является результатом охлаждения паров, устройство магнолитовых полов не рекомендуется.
XL ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩАЯ Двери, тамбуры и ворота являются хотя и менее важными элементами фабрично-заводских зданий, од- нако на правильное проектирование их должно быть обращено серьезное внимание. Действительно, в слу- чае устройства дверей недостаточной ширины или в местах, не отвечающих требованиям производства, неизбежны заторы рабочих потоков, влияющие не только на рентабельность предприятия, но и могущие создать весьма опасные людские пробки в случае па- ники, вызванной пожаром или какими-либо другими причинами. Неправильное проектирование размещения тамбу- ров, сплошь и рядом назначаемых в виде случайных пристроек к основным корпусам, ухудшает основную производственную схему и препятствует рациональ- ному расположению на территории путей внутриза- водского транспорта. Вместе с тем недостаточность размеров тамбуров или их отсутствие неизбежно бу- дет вызывать дутье в холодное время, вызывая про- студы у работающего персонала. Кроме того при устройстве дверей или ворот непрочной конструкции вследствие значительных размеров или постоянного открывания происходит быстрая их- поломка, что вы- зывает добавочные расходы на ремонт или даже на за- мену новыми. Таким образом естественно, что среди общего ком- плекса требований, предъявляемых к вполне благо- устроенному предприятию, правильное разрешение во- проса целесообразного выбора размеров, конструкции и планового размещения дверей, тамбуров и ворот играет достаточно важную и далеко не последнюю роль. 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ,ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ДВЕРЯМ, ТАМБУРАМ И ВОРОТАМ Основные требования, предъявляемые к дверям, там- бурам и воротам на основе «Единых норм», а также общих производственных соображений, заключаются в следующем. А. Двери из рабочих и складочных помещений (а также из проходов к лестницам) в лестничную клетку, а равно из одного помещения в другое должны открываться в сторону ближайшего выхода наружу или в лестничную клетку; разрешается применение дверей, открывающихся в обе стороны. Б. Наружные выходы, за исключением запасных, как из лестничных клеток, так и вообще из отапли- ваемых в холодное время года рабочих помещений должны быть снабжены тамбурами с двумя дверями, от- стоящими одна от другой не менее 1,2 м, причем там- ЧАСТЬ буры могут во всех случаях устраиваться сгораемыми. Устройство тамбуров в рабочих помещениях, в кото- рые по условиям производства вводятся целые желез- нодорожные составы, не обязательно. В. В зависимости от того, предназначается ли там- бур только для прохода людей, или только для транс- портирования грузов, или же для обеих этих целей, должны быть соблюдены следующие правила: 1) если через двери наружного выхода из рабочего помещения проходит рельсовый путь, то расстояние между двойными дверями должно соответствовать наи- большей длине применяемой в данном производстве вагонетки плюс 1,25 ширины дверного полотнища; 2) если тамбур предназначется только для прохода людей, то ширина его должна быть равна ширине дверного проема, увеличенной в обе стороны не менее, чем по 0,3 м; 3) если тамбур предназначается только для транс- портирования грузов, то ширина его должна иметь та- кие размеры, чтобы по обе стороны нагруженного ва- гона или тележки оставался свободный проход не ме- нее 60 см; 4) если тамбур предназначается как для прохода людей, так и для транспортирования грузов, то ширина его должна быть настолько велика, чтобы с одной сто- роны нагруженного вагона или тележки оставался сво- бодный проход шириной не менее 60 см, а с другой стороны-—свободный проход шириной, определяемой согласно нижепомещаемым пунктам Е и Ж основных требований; для прохода людей и для транспортирова- ния грузов рекомендуется делать отдельные выходы. Г. Междудверное пространство, или тамбур, должно быть достаточно освещено по возможности непосред- ственным естественным светом. Д. Если наружный выход из рабочего помещения относится к числу обязательных наружных выходов и не ведет в лестничную клетку, то как внутренняя, так и наружная двери могут быть раздвижными, подъем- ными в виде штор или в виде системы вращающихся полотен. Подобные же двери могут во всех случаях устраиваться в неотапливаемых рабочих помещениях. Если двери в складочных помещениях не служат обязательным выходом, а также во всех случаях, когда двери ведут из таких складочных помещений, в кото- рых не содержится огнеопасных материалов, двери мо- гут быть как створными, так и раздвижными или с подъемными кверху шторами. Е. Под шириной двери согласно новой редакции «Единых норм» считается фактическая ширина про- хода в коробке, т. е. ширина в свету коробки. Ширина дверей выходов, а равно дверей в рабочих и складочных помещениях должна соответствовать
ОБЩАЯ ЧАСТЬ 497 наибольшему числу людей, находящихся в помещении, обслуживаемом данной дверью, причем наименьшая фактическая ширина одностворных дверей должна быть 0,88 м, т. е. ширина прохода равняется 0,85 м; равным образом наименьшая ширина одного из полотен двух- створной двери (обычно открываемого) должна быть не менее 0,88 м. В дверях, ведущих во вспомогатель- ные и производственно-подсобные помещения, через которые не происходит одновременного массового дви- жения людей, ширина дверных полотнищ в одноствор- ных и двухстворных дверях может быть уменьшена до 0,73 м; в дверях, открывающихся в обе стороны, ши- рина каждого полотнища должна быть не менее 0,73 м. Ж. В соответствии с наибольшим числом проходя- щих людей надлежит принимать следующую ширину прохода: при 60 чел. — 0,85 м, при 75 чел. — 0,94 м, при 150 чел. —1,35 м, при 165 чел. —1,42 м, при 225 чел. —1,72 м и при числе проходящих людей 260 чел. — 1,90 м. 3. Все двери, выходящие из опасных в пожарном от- ношении рабочих и складочных помещений на лест- ничную клетку, должны быть несгораемыми. Такие же двери должны быть устраиваемы в брандмауерах, а также во всех помещениях, в которых хранятся или выделываются опасные в пожарном отношении мате- риалы и вещества. И. Конструкция ворот должна выполняться в соот- ветствии с их размерами, а также частотой пользо- вания ими; устройство ворот в металлическом каркасе может допускаться лишь в крайних случаях, вызывае- мых значительными размерами воротных проемов и одновременно с этим действительными производствен- ными требованиями. К. Устройство калиток в воротах для прохода лю- дей должно допускаться лишь в случаях, если не пред- ставляется возможным устройство отдельных дверей для входа и выхода рабочих. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ДВЕРЕЙ И ВОРОТ Классификация по отдельным признакам тамбуров может не производиться, так как при простоте своего устройства они кроме того согласно «Единым нормам» могут во всех случаях устраиваться сгораемыми; един- ственное отличие друг от друга заключается в их на- значении, т. е. только для прохода людей, только для транспортирования грузов или же для обеих этих це- лей. Требования, предъявляемые к каждому из этих отдельных видов, изложены были выше. Что касается классификации дверей и ворот, то она может быть произведена на основе нижеследующих показателей: по степени сопротивления действию огня, по роду материалов, по назначению, по характеру от- крывания и по способу открывания. А. По степени сопротивления действию огня двери и ворота разделяются на огнестойкие, несгораемые или сгораемые. Огнестойкими считаются двери и ворота, сделан- ные из огнестойких материалов или состоящие из деревянных полотнищ, обшитых по асбестовому картону или войлоку листовым железом и вставленных в несгораемые рамы. Несгораемыми признаются двери и ворота, состоя- щие из железных полотнищ из гладкого или волнисто- го листового железа и вставленные также в несгорае- мые рамы; наконец сгораемыми считаются обычные де- ревянные двери и ворота. Б. По роду материалов двери и ворота разделяются на деревянные, деревянные в металлическом каркасе, деревянные, обитые железом по войлоку или асбесто- вому картону, и на железные. Деревянные двери и во- рота вследствие простоты своего устройства и наи- большей экономичности должны по возможности устраиваться во всех случаях, где это разрешается производственными возможностями или требованиями пожарной безопасности. Деревянные двери распадаются на двери брусковые, щитовые, в наконечник и в подрезку, на двери, обшив- ные тесом или клееной фанерой, и на двери с тесо- выми, фанерными или наплавными филенками, а также с заполнением просветов стеклом; кроме того по чи- стоте работы они разделяются на плотничные и сто- лярные. Что касается деревянных ворот, то они обычно со- стоят из обвязки, обшитой с одной или двух сторон тесом, с устройством в последнем случае утепления из войлока и толя при навеске в проемах у наружных стен. Деревянные ворота в металлическом каркасе состоят из рамы, сделанной из углового, двутаврового или швеллерного железа, к которой с внутренней стороны при помощи болтов укреплены деревянные бруски, об- шитые с двух сторон тесом. Деревянные двери в металлическом каркасе от- дельно обычно не устраиваются, а представляют собой части каркасных ворот в виде калитки. В этом слу- чае они могут быть выполнены каждая из двух рамок— из углового и полосового железа, забранных внутри деревом и соединенных друг с другом при помощи бол- тов. Двери, обитые железом по войлоку, лучше всего вы- полнять в подрезку; такие двери имеют достаточную прочность и при этом экономичны. Наконец применение железных дверей или ворот, выполняемых в зависимости от их размеров в виде рамы из углового железа или из швеллерных и двута- вровых балок, обитой листовым или волнистым желе- зом, может быть оправдано только необходимостью предохранить от злого умысла какие-либо особенно ценные товары, хранящиеся в складе, или трансфор- маторные помещения и т. п. Во всех остальных слу- чаях, а особенно при размещении дверей и ворот в брандмауерных стенах, рекомендуется устройство их только деревянными, обитыми кровельным железом по войлоку, так как при значительном пожаре металли- ческая дверь не только не будет предохранять защи- щаемое ею помещение от огня, а, наоборот, в раскален- ном состоянии будет способствовать его распростра- нению. В. По назначению двери и ворота распадаются на наружные, внутренние и брандмауерные, а также на ворота и калитки, устраиваемые в оградах. Наружные двери и ворота, назначение которых заключается в предохранении внутренности здания от атмосферных явлений и одновременно с этим для предотвращения до- ступа посторонних лиц, должны выполняться особенно прочными, с соответствующим устройством филенок в виде наплывных или с заполнением просветов обвяз- ки утепляющим материалом. Конечно при постройке холодных зданий, а также при возведении сооружений в южных местностях Советского союза утепление на- ружных дверей или ворот не требуется. Конструкция внутренних дверей или ворот зависит от места их рас- положения, а также частоты их пользования. Бранд- мауерные двери должны выполняться по предыдущему деревянными, с тщательной обивкой железом по вой- локу или асбестовому картону. Что касается калиток или ворот в наружных оградах, то в настоящее время они должны устраиваться деревянными самого простого, Цветаев.} 63
498 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА но достаточно прочного типа с применением железных лишь после изжития дефицитности металла. Г. По характеру открывания двери и ворота распа- даются на распахивающиеся, раздвижные, подъемные и шторные. Наиболее часто встречающиеся у нас—• это распахивающиеся и раздвижные двери и ворота, причем первые устраиваются в случае достаточности площади вокруг обслуживаемого отверстия, а вторые—• при стесненных местных условиях. Подъемные и штор- ные двери и ворота как относительно сложные и тре- бующие (особенно последние) применения металла в настоящее время изготовляются весьма редко, лишь в специальных случаях, например в кузницах амери- канского типа или в цехах типа нагревательных ко- лодцев, т. е. в зданиях с большими тепловыми избыт- ками. Д. По способу открывания двери и ворота раз- деляются на два вида: на двери и ворота, открываемые и закрываемые обычным порядком усилиями человека, и на самозапирающиеся двери и ворота. К первому типу относятся все наружные и внутренние двери и во- рота, за исключением брандмауерных; что же касается последних, то они должны выполняться с автоматиче- ским закрыванием полотнищ в случае возникновения пожара в каком-либо помещении. Открывание их конечно производится вручную. ГЛАВА ВТОРАЯ УСТРОЙСТВО ДВЕРЕЙ Одностворные двери для промышленного строитель- ства приняты следующих размеров: для кабинок убор- ных — 630 X 2000 мм, для бытовых и вспомогательных помещений — 730 X 2000 и 880 X 2000 мм и для про- изводственных цехов — 880 X 2000, 880 X 2200, 970 X 2000 и 970 X 2200 мм. Полотно двери разделяется средником на три рав- ных просвета,'которые могут быть заполнены филен- ками из клееной фанеры или из шпунтованного теса; в них может быть также вставлено стекло (фиг. 605). Ширина верхних и боковых брусков обвязки при- нята в 100 мм, средников — 102 мм и нижних обвя- зок— 152 и 182 мм. Толщина брусков равняется 29 мм для дверей уборных шириной в 630 мм, а для осталь- ных дверей — 44 мм при филенках из клееной фане- ры и 54 мм при филенках из шпунтованного теса (фиг. 606). Калевка представляет собой прямоугольный выступ со следующими измерениями: при фанерных филен- ках 10 м по вертикальному направлению и 15 мм по горизонтальному; при тесовой филенке размеры эти соответственно равны 10 и 14,5 мм. Ребро калевки слегка закругляется. В случае замены филенки остекле- нием вместо калевки с одной стороны устанавливается штапик размером 10 X 21 мм. Прорезь для фанерной филенки делается шириной в 8 мм, при глубине 17 мм, а для тесовой — соответст- венно 19 и 23 мм; филенка не должна доходить до дна прореза на 3 мм. Из таких же обвязок изготовляются и двупольные двери, для которых приняты размеры 1450 X 2000. 1450 X 2200, 1750 X 2000, 1750 X 2200, 1930 X X 2000, 1930 X 2200 мм. Для наружных дверей применяются наплавные фи- ленки из шпунтованных досок толщиной в 44 мм, при- чем обвязка делается из брусков толщиной 54 мм с шириной нижнего бруска в 182 мм (фиг. 607). У при- твора к каждому полотну двухстворной двери при- Фиг. 605. Однопольные двери размерами 630 X 2000 и 880 X 2200 мм и двупольные 1750 X 2000 и 1750 X 2200 мм с фанерными, тесовыми или наплавными филенками.
Фиг. 606. Детали к дверям при фанерных и тесовых филенках, а также при замене верхней филенки стеклом. 14,5 14,5 Фиг. 607. Детали к дверям при наплавной филенке. 63*
500 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА Фиг. 608. Двери со сплошными тесовыми филенками из шпунтованных досок. Фиг. 609. Детали к дверям со сплошными тесовыми фи- ленками. бивается накладная калевка 13 X 36 мм с округленным» ребрами. Коробки для наружных две- рей могут быть сделаны из брусков 67 X 84 мм с четвер- тями 56 X 15 м; перед уста- новкой на место они оберты- ваются двумя слоями толя, причем зазор между ними и кладкой законопачивается па- клей. Укрепление производит- ся обычным способом при по- мощи ершей. Двери со сплошными тесо- выми филенками из шпунто- ванных'досок (фиг. 608) имеют обвязку из досок 44 мм, при ширине в 152 мм, за исключе- нием нижней обвязки, прини- маемой в 182 мм. Средник не делается совсем или делается такой же ширины, разделяя полотно дверей на два нерав- ных поля — верхнее примерно в два или в два с половиной раза больше нижнего. Филенка для таких дверей изготовляются толщиной в 29 мм из шпунтованных досок с оставлением для них прорези в обйязках в 9X12 мм (фиг. 609).
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 501 ГЛАВА ТРЕТЬЯ УСТРОЙСТВО ВОРОТ 1. ДЕРЕВЯННЫЕ ВОРОТА Конструкция деревянных ворот является функцией их назначения и в зависимости от этого должна в каж- дом отдельном случае выполняться в соответствии с предъявляе1мыми требованиями. Наружные распахивающиеся ворота с двойной об- шивкой, по проекту промышленного стандарта, изобра- жены на фиг. 610; при ширине в 2,5 м они предполо- жены высотой в 3 м. Каждое из двух полотен таким образом имеет размеры 1,25 X 3 м. Обвязка ворот сделана из досок толщиной 64 мм, причем со стороны притвора ширина ее принята в 120 мм, со стороны петель и вверху — 130 и внизу — 200 мм. Средник шириной в 130 мм расположен в верх- ней половине, образуя просвет, разделенный горбыль- ками на четыре части. В нижнем просвете помещен подкос шириной 130 мм; этот подкос своим верхним концом врезан шипом в брусок обвязки, образующей притвор, а нижним — в брусок, к которому укреп- ляются петли. Нижний просвет делится на прокладкой 30 X 30 мм, соединенной гвоз- дями с подкосами и стоячими брусками. Горбыльки верхнего просвета, так же как и обвязка по своему внутреннему периметру имеют с обеих сторон четверти, куда вста- вляются стекла: в нижнем просвете четверти обвязки обшиваются тесом, причем с вну- треннего лица наружной обшивки проби- вается тепловая изоляция в виде войлока и толя. Распахивающиеся ворота американского типа, размерами 3 X 3 м (фиг. 611 и 612), разработанные трестом Металлостройпроект (так же как и остальные ворота американ- ского типа), состоят из двух полотен, вра- щающихся каждое на четырех петлях. Обвязка двери сделана из двух 35-милли- метровых досок, склеенных плашмя и скре- пленных вдоль двумя рядами шурупов в шах- матном порядке на взаимном расстоянии, считая по оси каждого ряда, в 300 мм. Доски толщиной в 35 мм получаются из 40-миллиметровых досок путем острожки одной — лицевой — стороны на 3 мм, дру- гой — склеиваемой — на 2 мм. Склеенные доски во избежание коробления выпукло- стью годичных колец обращены друг к другу. Головки шурупов утоплены в дерево и за- крыты деревянными пробками (деталь 11, фиг. 612). Боковые стороны обвязки, к которым укреплены петли, имеют ширину 200 мм, а образующие притвор (не считая четвер- тей) — 195 мм, причем между последними имеется прозор в 10 мм. Верхняя сторона обвязки, так же как и два средника, при- нята шириной 200 мм, а нижняя сторона — 170 мм; вертикальный средник сделан ши- риной 100 мм. Нижняя сторона обвязки уширена сверху на 100 мм, причем это уши- рение в левой половине проходит во всю ши- рину полотна, а в правой только от верти- две части в них. кального средника д боковой обвязки, к которой укре- плены петли. Нижний средник этого полотна также сделан только между вертикальным средником и край- ней боковой обвязкой. Таким образом между средней боковой обвязкой, образующей притвор, и вертикальным средником полу- чается просвет, в котором помещается калитка. Об- вязка калитки, имеющая кругом ширину 100 мм (не считая четверти), склеена также из двух 35-милли- метровых досок, сложенных плашмя. Средник калитки шириною в 200 мм расположен на одном уровне с ниж- ним средником двери. К одному полотну двери, к кромке со стороны при- твора, привернут шурупами 70 X 8 мм отрезок угло- вого железа 75 X 50 X 6 мм во всю высоту полотна, причем его свободная короткая полка образует чет- верть для притвора. Отверстия для шурупов в широ- кой полке раззенкованы, и головки шурупов утоплены Фиг. 610. Наружные распахивающиеся ворота с двойной обшивкой и шириной 2,5 м при высоте 3 м.
502 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА По внутренним верхним и боковым сторонам пери- метра просветов в обвязке вынуты четверти шириной в 52 мм и глубиной 15 мм. В эти четверти вставляются филенки, собранные из 34-миллиметровых шпунтован- ных и вертикально расположенных досок, и зажима- ются штапиком, углубленным на 2 мм от лица обвязки (детали 8 и 3). Обвязка нижней стороны периметра просветов об- кладывается соединяемой с ней в шпунт накладкой, в которой вынута четверть, с широкой стороной, имею- щей наклон наружу для стекания попадающих осадков. В эту четверть вставляются филенки (деталь 4) или остекленные переплеты (деталь 5). Обвязка переплета и горбыльки сделаны из бру- сочков 34 X 35 мм. В них вынуты четверти 20 X 10 мм, в которые вставляются стекла и зажимаются штапика- ми (деталь 6). Притвор калитки имеет четверть шириной 35 мм и глубиной 15 мм (деталь 3). Калитка навешена на петли торгового образца. К нижней части обвязки воротных полотен при- вертывается шурупами фартук из хлопчатобумажного пропитанного смолистым составом приводного ремня, служащий для закрытия щели между полом и ворот- ным полотном. Воротные полотна не имеют тяжей или укосин, пре- пятствующих провисанию, вследствие чего воротные петли сделаны специального устройства. К нижней и верхней частям обвязки полотна, а также к каждому горизонтальному среднику с наружной и внутренней сторон ворот прикреплено сквозными болтами поло- совое железо 80 X 10 и 80 X 5 мм; эти болты распола- гаются во взаимном расстоянии в 265 мм. С наруж- ного лица полотна полосы длиннее, чем с внутренней, на 130 мм, причем концы, выступающие за край обвяз- ки, несколько отогнуты внутрь и загнуты кольцеобраз- но, образуя втулку для пропускания штыря петли (деталь 9). Другая часть петли представляет лопасть из 10-миллиметрового котельного железа шириной в 180 мм, в которой с одной стороны сделан вырез в 82 мм шириной; края лопасти по обеим сторонам вы- реза загнуты кольцеобразно для пропускания штыря (деталь 10). В этот вырез вставляется загнутый коль- цеобразно конец первой части петли. Штырь диамет- ром 19 мм, проходя через все три отверстия, соединя- ет обе части петли. Вторая часть петли в широкой части своей лопасти имеет два отверстия диаметром 18 мм для заклепок, посредством которых она укре- пляется к обрамляющему с наружной стороны ворот- ный проем угловому железу 130 X 90 X 10 мм. Это железо прилегает к кладке широкой своей полкой — со стороны проема, а узкой, к которой прикреплены петли, — с лица стены (деталь 12). Угловое железо обрамления укреплено к кладке ан- керами из полосового железа 40 X 6 мм длиной в 300 мм, причем анкера привариваются к обрамлению. Расстояние между ними в верхней части рамы принято в 500 мм, а в боковых они располагаются около петель по одному у каждой полки уголка и кроме того по середине расстояния между петлями только у узкой полки углового железа рамы. Для образования останавливающего ребра и при- крытия щели к боковым сторонам рамы приваривается Фиг. 611. Распахивающиеся ворота 3X3 м американского типа — фасад, план и разрез-
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 503 Фиг. 612. Распахивающиеся ворота 3 X 3 м американского типа — детали. или укрепляется при помощи шурупов, располагаемых через 300 мм, полосовое железо 25 X 40 мм. Согласно американской практике для предохране- ния от действия атмосферных осадков все наружные ворота открываются внутрь, что однако не может быть для нас приемлемо, так как при панике во время по- жара могут в этом случае погибнуть находящиеся в зданиях рабочие. Поэтому ворота американского типа приспособлены в соответствии с нашими требо- ваниями. Кроме наружных и внутренних распахивающихся ворот обычного типа приходится иногда устраивать ворота увеличенных размеров для пропуска железно- дорожных составов внутрь производственных зданий. Такие железнодорожные ворота должны иметь в све- ту ширину 4,10 м, а высоту 5,40 м; таким образом при обычных кирпичных четвертях размеры ворот по- лучаются в 4,40 X 5,55 м, а при четвертях, образуе- мых путем приварки к угловому обрамлению полосо- вого железа, ширина ворот может быть сокращена до 4,15—4,20 м. Типовые железнодорожные ворота, разработанные Гипротрансом НКПС, имеющие указанные выше раз- меры, изображены на фиг. 613 и 614. Каждое полотно ворот разделено средниками 100 X 150 мм на три про- света с размерами по высоте в свету: нижнего 2000 мм, среднего 1520 мм и верхнего 1530 мм. Нижний просвет правого полотна в свою очередь поделен на две части вертикальной доской 50 X 150 мм, расположенной на ребро перпендикулярно к плоскости полотна ворот; в одном из последних просветов помещается калитка. Верхние просветы обоих полотен ворот разделены таким же образом каждый на два просвета. По пери- метру этих просветов, по середине ширины обвязки, сделанной из 150 X 150 мм брусков, набиваются бруски 42 X 50 мм, образующие в обе стороны чет-
Фиг. 613. Типовые железнодорожные ворота — фасад, план и разрез.
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 505 верти, в которые с обеих сторон вставляются остекленные переплеты, благодаря чему получается двойное остекление. В остальных просветах обвязки воротных полотен, по периметру каждого, набиты таким же образом бруски 50 X 50 мм; кроме того ка- ждый просвет, за исключением при- мыкающего к калитке, делится та- кими же брусками крестообразно на четыре части. В просветах между этими брусками закладывается изо- ляция в виде например соломита, обшиваемая с каждой стороны слоем толя. Поверх изоляции производит- ся обшивка в четверть обрустован- ным тесом, с расположением его стоимя. ФИГ. 614. Каркас калитки имеет раскос от провисания. По внутреннему его периметру набиваются бруски одинаковой толщины с раскосом, причем на- шивка их производится не по середине толщины об- вязки, а с одного края, благодаря чему образуется ши- рокая четверть. По этой четверти калитка обшивается сначала первым слоем теса, затем прокладывается вой- Типовые железнодорожные ворота — детали. Все пересечения брусков обвязки между собой и со средниками укрепляются с обеих сторон наклад- ками из железа 70 X 6 мм, в виде прямого угла или Т-образной формы посредством сквозных болтов (де- тали 1 и 2, фиг. 614). Воротные петли сделаны из железа 70 X 12 м. лок между двумя слоями толя, а поверх всего этого обшивается второй слой теса. Чтобы образовать четверти для калитки, к обвязке просвета набиваются бруски 50 X 50 мм с расположе- Верхние петли укреплены к верхнему среднику и име- ют крестообразный вид, причем три конца креста при- болчены к обвязке и среднику, а четвертый загнут кольцом, образуя втулку для штыря (деталь 3); с дру- нием их Навеска образца. заподлицо с внутренней поверхностью ворот, калитки производится на петли торгового гой стороны ворот петлям отвечают накладки соглас- но детали 4. Нижняя петля из такого же железа имеет зигзаго- Фиг. 615. .Железнодорожные ворота американского типа — фасад, план и разрез. Цветаев. образную форму (деталь 5); серединой она приболчена к боковому бруску обвязки, нижним отростком к ниж- нему бруску обвязки, а верхний отросток загнут и образует втулку для шты- ря. С противоположной нижней петле стороны во- рот укреплены накладки со- гласно детали 6. Пятниковые части петель лежат на подпятных камен- ных плитах 13 X 20 X X 25 см, заделанных в сте- ну; эти части представляют собой два расходящихся из одной точки под острым углом отростка из квадрат- ного железа 50 X 50 мм, длиною один 400 мм, а дру- гой—'250 мм. В закруглен- ных концах их имеются от- верстия диаметром 20 мм, для установки в них шты- рей, принимаемых длиной по 25 см. Таким образом посредством штырей концы отростков пятниковой ча- сти петли прочно заделыва- ются в кладку (деталь 7). Середина пятниковой части обработана в виде закругле- ния диаметром 90 цм, при- чем из нее выходит вер- тикальный штырь, ко- торый является осью вра-
506 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА щения; на последний надевается петля своей 'втулкой. Железодорожные ворота американского типа (фиг. 615, 616 и 617) имеют размеры в ширину 4,20 м, а в высоту 5,55 м. Они состоят из четырех створок, соединенных попарно петлями. Эти створки сделаны складными, так как при устрой- стве их цельными они занимали бы при открывании слишком много места. Каждая створка имеет в ширину 1,05 м при высоте 5,518 м; она разделена тремя средниками на четыре просвета, заполняемые, как у предыдущих ворот, по желанию — филенками или остекленными переплетами. Обвязка по предыдущему склеена из двух 35-мил- лиметровых досок, сложенных плашмя и укрепленных шурупами. Ширина верхней части обвязки принята в 234 мм, средников — 220 мм и нижней части об- вязки — 400 мм. Каждые две створки соединены между собой пятью петлями из полосового железа, причем петли у средних створок сделаны как у описанных выше ворот, но только из полосового железа меньшего сечения, а именно 60 X 10 мм. У крайних створок петли из железа 110 X 12 мм на конце раздвоены вилкообразно и загнуты в виде крючков для образования втулок 6 еталь крепления петли 35 35 2 -*f35t35-i Штапик 20 •200 Фиг. 616. Железнодорожные ворота американского типа — детали. / Деталь анкера r-№- j к . —34— \ Полосов. Железо 25X50 Анкера 50X6 мм через 630 мм Приводи, хлопч. бум. ремень Болт 6 %! 30X2 Фартук
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 507 для штыря. Таким образом в про- межуток вилки крайних створок входит втулка петель средних створок, и все три втулки соеди- няются посредством штыря (фиг. 617). Петли укрепляются с внутренней стороны соединяемых полотен, а с наружной стороны к ним притянуты болтами отрезки полосового железа. Щель между створками закрывается взаимны- ми четвертями вполдерева (де- таль 7, фиг. 616). К воротным откосам ворота укрепляются посредством петель, устроенных по предыдущему, но отличающихся только размера- ми — первая часть петли сделана чз полосового железа 110X12 мм, а вторая из котельного железа 250 X 16 мм (фиг, 617). Эта последняя, имеющая вид лопасти, укрепляется заклепками впотай к железным планкам 250 X 34 X X 12 мм, соединяющим обрамле- ние наружного ребра откоса с обрамлением из углового железа, заделанного одной полкой в кладку; последнее угловое железо принято сечением 65 X 65 Хбмм, а первое 130 X 90 X 10 мм. Укрепление обрамляющей рамы к кладке предусмотрено посред- ством анкеров из полосового же- леза 50 X 6 мм, расположенных против каждой из пяти петель, а также на середине расстояния между ними. К угловому железу рамы приварено полосовое железо 50 X 25 мм, образующее четверть (деталь 9 и деталь крепления петли и анкера на фиг. 616). Притвор у ворот устроен сле- дующим образом: у одной створ- ки окошена кромка у внутренней склеенной доски, а у примыкающей створки — у на- ружной доски. К первой скошенной кромке прижи- мается железной планкой 30 X 2 мм пропитанный смо- листым составом хлопчатобумажный ремень. Этот ремень прилегает к первой доске лишь на половину своей ширины; второй половиной он прижимается к скошенной кромке второй створки (деталь 8, фиг. 616). Такой же или кожаный ремень укрепляется посред- ством железной планки к нижнему краю полотна; этот ремень образует фартук, прикрывающий щель ме- жду полом и нижним краем ворот. Для экономии ремень может быть заменен старым пожарным рукавом, на- биваемым в сплющенном виде (см. вертикальный раз- рез на фиг. 616). При устройстве ворот для сообщения между цехами не всегда бывает удобным устраивать распахивающиеся ворота, так как открывающиеся полотна требуют на- личия около проемов значительного свободного места. В таких случаях более целесообразно устройство раз- движных ворот. Раздвижные ворота простейшего устройства (фиг. 618) запроектированы для проема 3X3 л и имеют размер 3,305 X 3,208 м; они состоят из двух раз- двигающихся полотен. Обвязки сделаны из досок, Фиг. 617. Железнодорожные ворота американского типа — детали воротных петель. имеющих толщину 64 мм. Боковые обвязки приняты шириной в четвертях 147 мм, а верхняя и нижняя обвязки по 193 мм. Средники имеют ширину 112 мм. Горизонтальный средник разделяет полотно ворот на две части — верхнюю, равную 2/3 высоты, и нижнюю в */з высоты, полотна. Вертикальным средником верх- няя часть в свою очередь делится на два просвета, каждый из которых разделен пополам потайным сред- ником, служащим для придания жесткости дощатой обшивке ворот. Для образования притвора одна из средних обвязок имеет жолобок, а другая — за- кругленный гребень, входящий в него и закрывающий щель. Нижние углы полотен укреплены накладками из по- лосового железа, напоминающими по, виду уложенную боком букву Т с несколько укороченной с одной сто- роны верхней перекладиной. Этот конец накладки обращен вниз и, выходя за край полотна, при пере- движении ворот скользит по пазу, имеющемуся в полу. Накладки в верхних углах полотен напоминают по виду цифру 4, причем верхние концы выходят за край полотна кверху и, загибаясь крючкообразно вниз, образуют обойму. Оба эти конца как с наружной, так и с внутренней загнутой стороны соединены между собой двумя горизонтальными отрезками полосового 64*
508 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА железа 50 X 10 мм, расположенными один против дру- гого. Сквозь отверстия в серединах этих полосок про- ходит ось с насаженным на ней чугунным жолобчатым колесом, при помощи которого полотно подвешивается на направляющий рельс. Последний состоит из угло- вого железа с отверстием, направленным вверх и в сто- рону стены, причем его нижняя полка наклепана на швеллер, укрепленный к стене. При необходимости более солидной конструкции могут быть применены раздвижные ворота американ- ского типа (фиг. 619, 620 и 621). Проем, закрывае- мый этими воротами, имеет размеры 3 X 3 м, но раз- меры полотен предусмотрены несколько большими — 1,55 X 3,034 м. Это сделано для того, чтобы полотна перекрывали края проема, так как у раздвижных во- рот нельзя устраивать четвертей. Детали этих ворот в отношении обвязки, средников, филенок и переплетов для остекления как по устрой- ству, так и по размерам в основной своей части тождественны предыдущим воротам американского типа, поэтому можно ограничиться описанием лишь некоторых новых деталей. Нижняя часть обвязки обложена с обеих сторон (деталь 5, фиг. 620) железными планками сечением 200 X 6 мм и длиной 1550 мм, соединенными двумя рядами сквозных болтов. Верхняя часть обвязки и го- Фиг. 618. Раздвижные деревянные ворота простого устройства. ризонтальные средники также обложены с обеих сто- рон полосовым железом, сболченным друг с другом, причем с той стороны, с которой головки болтов входят в раззенкованные отверстия, железо принято толщиной 6 мм, а с противоположной 3 мм. У одного полотна боковая обвязка, образующая притвор, обложена по всей высоте с обеих сторон железными планками 100 X 6 мм, причем последние прикрепляются таким образом, что 60-миллиметровые части прилегают к обвязке, а остальные части планок на ширину в 40 мм выступают наружу, образуя паз; в этот паз входит край другого полотна, причем для свободного его прохождения концы пластинок не- сколько отогнуты врозь (деталь 7, фиг. 620). Шарнир для подвески воротных полотен и их раз- двигания (фиг. 621) выполнен следующим образом: к каждой боковой части обвязки полотна вверху прикреплено по два отрезка полосового железа 80 X 6 мм, загнутых над кромкой полотна так, что конец одного нахлестывается на загнутый конец дру- гого. Сквозь отверстия, просверленные в загнутых концах, проходит соединяющий их болт диаметром 19 мм. С обеих сторон, т. е. над соединением и под ним, на болт навинчены гайки. Верхняя часть болта проходит сквозь отверстие в горизонтальной полке отрезка углового железа 80 X 80 X 10 мм; длина отрезка равняется также 80 мм. К вер- тикальной полке уголка с внут- ренней стороны приклепан двумя заклепками изнутри впотай от- резок полосового железа 80 X X 10 мм, загнутый вверху крюч- кообразно — сначала горизон- тально на 82 мм, а затем вниз, образуя таким образом обойму для ролика. Вращение ролика происходит на оси, выполненной в виде болта, проходящего сквозь отверстия в вертикальных ча- стях обоймы. Нижний конец полосового же- леза обоймы загнут под гори- зонтальной полкой отрезка угло- вого железа и, пройдя под голов- кой болта, отогнут несколько кверху. Этот отгиб препят- ствует соскакиванию ролика с направляющего рельса, так как упирается при этом в полку угло- вого железа. Жолобчатый ролик катится по рельсу из полосового железа 30 X 16мм, наклепанному свер- ху на горизонтальную узкую полку неравнобокого углового железа 12 X 80 X 14 мм, укре- пленного посредством анкеров из полосового железа 50 X 6 мм в горизонтальном положении над воротным проемом. Подвинчива- нием гаек на болтах, поддержи- вающих воротные полотна в подвешенном состоянии, регули- руют высоту подвеса. В дереве для этого выбрана выемка, куда может заходить конец болта. Внизу воротного проема за- делано в пол швеллерное же-
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 509 Фиг. 619. Раздвижные ворота американского типа 3X3 м — фасад, план и разрез. лезо № 14 со стенкой, расположенной на уровне пола и полками обращенное вниз; этот швеллер укреплен к полу через каждые 600 мм анкерами из полосового железа 50 X 6 мм. По середине стенки швеллера наклепаны сверху впотай железные колодки из полосового железа 60 X 12 мм, длиной по 140 мм. Колодки со скошенными у концов краями распола- гаются на расстоянии в 500 мм центр от центра. Длин- ным своим измерением колодки направлены вдоль швеллера и таким образом служат направляющими для нижнего края полотна, деревянная обвязка кото- рого внизу не доходит до пола на 16 мм; покрывающие обвязки с боков железные планки свешиваются вниз на 10 мм и образуют паз, в который входят напра- вляющие колодки. Калитка у ворот навешивается на обыкновенные петли торгового образца; притвор ее имеет четверть вполдерева (деталь 7, фиг. 620). 2. ДЕРЕВЯННЫЕ ВОРОТА В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ КАРКАСЕ В некоторых случаях приходится настолько часто открывать ворота, что изготовление их обычным обра- зом не гарантирует правильности их работы, особенно при производственных требованиях иметь значитель- ные проемы. Такого рода ворота могут устраиваться в металлическом каркасе; однако применение .их вследствие дороговизны устройства и дефицитности в настоящее время металла должно быть каждый раз оправдано действительной крайней необходимостью. Распахивающиеся выездные ворота, состоящие из двух створок, каждая из которых представляет собой железный каркас, заполненный деревом, изображены на фиг. 622, 623, 624 и 625. Наружную обвязку кар- каса образуют два вертикальных и два горизонталь- ных отрезка двутаврового железа № 10, составляющие раму, скрепленную по углам посредством косынок из котельного железа, имеющих вид прямоугольного равнобедренного треугольника, острые углы которого срезаны таким образом, что длина катетов получается в 262 мм, а линии срезов имеют длину по 97 мм. Таких косынок имеется восемь на каждом полотне; четыре расположены с наружной и четыре с внутрен- ней стороны полотна ворот. Косынки сделаны из ко- тельного железа толщиной в 6 и (детали 1, 2 и 3, фиг. 623). Размеры каркаса полотна, считая в осях обвязки, равняются 1933 X 3233 мм. На расстоянии 1991,5 мм от нижнего края (считая в осях) обвязочная рама имеет средник тоже из дву- таврового железа, соединенный с вертикальными частями рамы посредством косынок, расположенных как с наружной, так и с внутренней стороны; этот средник разделяет раму каждого полотна на две клетки (фиг. 622). Нижняя клетка каркаса левого полотна на расстоя- нии 861 мм от правого края, считая в осях обвязки, разделена на две неравные части вертикальным сред- ником из двутаврового железа № 10, приклепанным
510 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА при помощи косынок с наружной и внутренней сто- рон одним концом к горизонтальному среднику, а дру- гим к нижней стороне обвязки рамы. Правая более узкая часть служит отверстием для калитки. Каркас полотна калитки представляет раму из угло- вого железа 50 X 50 X 6 мм, склепанную посредством четырех косынок с наружной стороны. Размер полотна калитки в чистоте равен 800 X 1930,5 мм. К этой раме привертывается болтами другая, сделанная из полосового железа 50 X 5 мм и сваренная в углах 52—118 I— 35^-35-5 Полос. Железо ЮОхбУ'30'*^30") Фиг. 620. Раздвижные ворота американского типа 3x3 м — детали. Уровень пола Болты через 250 плашмя на ус (фиг. 623, деталь рамки). Между этими двумя рамами зажимается деревянное заполнение про- света калитки, причем для стягивающих болтов в обеих рамах сделаны отверстия. Во избежание провеса полотна и перекашивания углов рамы последняя в каждой своей клетке имеет крестообразно расположенные стяжки из полосового железа 40 X 6 мм, по две штуки в каждой клетке с наружной и внутренней сторон. Эти стяжки одним концом приклепаны к угловой косынке, а другим — к косынке, соединяющей средник с боковыми сторонами периметра обвязки; такими стяжками укреплен также каркас калитки. Заполнение каркаса деревом произво- дится следующим образом: с внутренней стороны периметра, а также и в средники заложены между полками двутаврового же- леза деревянные бруски сечением 70 X. X 70 мм (фиг. 623, разрез по А — Б де- тали 3).' Эти бруски обшиваются с обеих сторон, в диагональном направлении, шпун- тованной вагонной шелевкой толщиной 15мм, причем для утепления под обшивкой внутренней стороны из середины проложено два слоя войлока и один слой толя. С на- ружной стороны периметра между полок двутаврового железа также заложены дере- вянные брусья. Со стороны притвора эти брусья имеют сечение 106 X 124 мм, с вынутой четвертью для образования самого притвора; с остальных трех сторон полотна наружные брусья имеют сечение 66 X X 106 aim. Как внутренние, так и наруж- ные брусья во избежание коробления кар- каса при усыхании дерева состоят из от- дельных кусков длиной по 700 мм, причем швы их расположены вразбежку. Внутрен- ние брусья скреплены с наружными посред- ством болтов диаметром 10 мм (фиг. 624, детали 4 и 5), проходящих через каждые 400 мм сквозь стенку двутаврового железа обвязки, вследствие чего на каждый кусок бруса приходится по два болта. Деревянное заполнение каркаса калитки выполнено сле- дующим образом. В рамку из углового же- леза укладываются в диагональном направ- лении сплоченные в шпунт доски вагонной шелевки толщиной 15 мм, рустом наружу; затем прокладывается войлок и толь на толщину 15 мм, а по ним опять сплоченная вагонная шелевка, рустом наружу. Поверх всего этого накладывается рамка из поло- сового железа и притягивается болтами к рамке из углового железа, зажимая концы досок (фиг. 623, разрез по В — Г дета- лей 4 и 5). Воротные петли имеют следующее уст- ройство. Два отрезка углового железа 100 X 100 X 10 мм склепываются между собой полками (фиг. 624, деталь 1) таким образом, что осталь- ные их две полки лежат в одной плоскости, причем с одной сто- роны они срублены от конца на 70 мм под прямым углом, а с другой стороны срезаны на- искось — соответственно конфи- гурации верхней угловой ко- сынки ворот. Склепанные между собой полки образуют гори-
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 511 зонтальную пластинку толщиной 20 мм, вы- дающуюся в той части, где срублены вер- тикальные полки, на 70 мм при ширине 100 мм. Эта выдающаяся часть закруглена по радиусу, равному 50 мм, причем в ней просверлено сквозное круглое отверстие, имеющее снизу — на толщину 5 мм •—• диаметр в 55 мм, а сверху — на тол- щину 15 мм — диаметр в 72 мм. В это углубление наглухо, без возможности вра- щения забивается внешняя кольцеобраз- ная обойма шарикоподшипника, на внут- ренней стороне которой имеется жоло- бок для катания шариков. Эта обойма имеет высоту 19 мм, вследствие чего она выступает на 4 мм над поверхностью, образованной склепанными горизонталь- ными полками петли, в отверстие кото- рой она забита. Этот .выступ препят- ствует сдвигу особого кольца из отрезка газовой трубы, помещающегося над шарико- подшипником и имеющего высоту 28 мм, при толщине' стенок в 2 мм. Сбоку, в стенке этого кольца, имеется круглое от- верстие диаметром в 6 мм для заполнения его смазочным маслом (деталь 3, фиг. 624, отверстие в левой стенке кольца). Это соединение представляет собой ту часть воротной петли, которая своей плос- костью, образованной вертикальными пол- ками уголков, прикрепана к полке двута- врового железа вертикальной части обвязки воротного полотна поверх соединительной косынки; с этой целью направление скошен- ной стороны угольников соответствует на- правлению гипотенузы косынки. Те части петли, которые приклепываются к воротному поставу, представляют собой также два отрезка углового железа 100 X X 100 X 12 мм, вертикальные полки кото- рых срублены с одного края на протяжении 45 мм; выступающие при этом концы гори- зонтальных полок закруглены по радиусу, равному 45 мм, причем в них просверлены круглые отверстия диаметром 30 мм в нижнем уголке и 28 мм в верхнем. Другой угол горизонтальной полки также закруглен по радиусу в 45 мм (фиг. 624, деталь 2). Один уголок приклепывается к воротному поставу сверху, на высоте верхнего края полотна во- рот, причем он имеет горизонтальную полку внизу; выступающей частью с круглым отверстием он обра- щен в сторону полотна. Другой нижний уголок при- клепывается к воротному поставу горизонтальной пол- кой кверху, т. е. симметрично верхнему уголку, с рас- стоянием между горизонтальными полками уголков в 65 мм (фиг. 624, деталь 3). Горизонтальная полка той части петли, которая приклепана к воротному полотну, помещается между горизонтальными полками уголков, приклепанных к воротным поставам, причем все три сквозные отвер- стия центрированы на одной оси. Снизу, через все Эти три отверстия проходит штырь, обращенный го- ловкой вниз; он укреплен к горизонтальной полке нижнего уголка при помощи шпильки, а вверху, над полкой верхнего уголка, он имеет резьбу, на которую навинчена зашплинтованная гайка. В средней части на штырь наложено не наглухо, но так, чтобы полу- чилось тугое вращение, внутреннее кольцо обоймы шарикоподшипника, на внешней поверхности которой также имеется жолобок для катания шариков. Между Фиг. 621. Раздвижные ворота американского типа 3X3 м—деталь шарнира для подвески. сквозные внешним и внутренним кольцами обоймы помещаются стальные шарики, катающиеся по жолобкам, причем сверху, в прозор между внешним и внутренним коль- цами обоймы, проходит смазочное вещество в виде тавота. Петля в собранном виде изображена на детали 5 фиг. 624. Нижняя петля имеет несколько иное устройство. Здесь та часть, в которую заделана обойма шарико- подшипника, приклепывается не к полотну ворот, а к воротному поставу. Она представляет два скле- панных между собой горизонтальными полками об- резка углового, железа 100 X 100 X 10 мм, верти- кальные полки которых срублены под прямым углом на расстоянии 45 мм от одного конца. Образовавшийся выступ склепанных горизонтальных полок закруглен по радиусу в 45 мм, причем в нем просверлено сквозное отверстие, имеющее снизу на толщину 5 мм диаметр 50 мм, а сверху на толщину 15 мм диаметр 62 мм. В это отверстие так же, как и в верхней петле, заде- лана наглухо внешняя обойма шарикоподшипника (фиг. 625, детали 7 и 11). В нижнем углу воротного полотна, поверх соедини- тельной косынки, приклепаны к полкам двутаврового железа обвязки и к косынкам два отрезка углового железа 100 X 100 X 14 мм и 100 X 80 X 12 мм. Нижний, меньшего размера уголок имеет горизонталь-
512 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА ную полку вверху, а верхний — внизу, причем рас- стояние между их горизонтальными полками равно 45 мм. С одного конца у обоих уголков срублены под прямым углом вертикальные полки на протяжении 65 мм от края. Выступающие части горизонтальных полок закруглены по радиусу в 45 мм, образуя про- ушины с круглыми отверстиями, равными 30 мм в верхней проушине и 40 мм в нижней. Верхний уго- лок имеет длину 287 мм, а нижний — 327 мм. Гори- зонтальные их полки с другого конца скошены под углом в 45°, причем у верхнего уголка добавочно скошен также конец вертикальной полки в соответ- ствии с конфигурацией косынки, на которую он на- клепывается (фиг. 625, детали 6 и 9). В собранном виде петля имеет вид, изображенный на фиг. 625, деталь 8. Уголки, в которые заделана обойма шарикоподшипника, помещаются между проу- шинами уголков, приклепанных к воротному полотну, причем отверстия обоймы и проушин находятся на одной оси. Снизу вставляется штырь, имеющий ступен- чатую форму с переменным сечением в 40, 70, 40 и 30 мм соответственно отверстиям в проушинах и внутренней обойме шарикоподшипника (фиг. 625, деталь 7). Нижний конец штыря обточен полушаро- видно и образует пяту, помещающуюся в подпятнике. Этот последний имеет форму стакана с полушаровид- ным дном. С внутренней стороны сдакан выполнен с диаметром в 46 мм внизу и 55 мм вверху, образуя таким образом раструб. Зазор между стенками ста- кана и штырем служит для набивки тавота. Отрезок газовой трубы длиной 60 мм, приваренный к штырю в том месте, где он имеет наибольший диаметр, служит колпаком, предохраняющим подпятник от засо- рения. Сбоку, в верхней части стенки колпака, имеется круглое отверстие для масла диаметром 6 мм. Подобный отрезок газовой трубы длиной 12 мм, приваренный нижней частью к угловому железу петли, образует предохранение от засаривания обоймы ша- рикоподшипника, а также служит для заполнения его тавотом. Нижняя часть 'подпятника выхожена в виде штыря с резьбой. Посредством этого штыря и зашплинтован- ной гайки подпятник укрепляется к отрезку углового железа, приклепанному к металлическому обрамлению воротного проема. Это последнее устроено следующим образом: с наружной стороны воротный проем, имею- щий в свету размеры 4000 X 4020 мм, окаймлен рамой из углового железа 100 X 100 X 10 мм, заложенной в четверть, образованную кладкой (фиг. 626). Боковые ребра кладки с внутренней стороны проема обложены вертикальными отрезками углового железа 60 Фиг. 622. Наружные распахивающиеся ворота в металлическом каркасе — фасад, план и разрез.
Цветаев Фиг. 623. Наружные распахивающиеся ворота в металлическом каркасе — детали.
514 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА 60 X 60 X 8 мм на всю его высоту, причем эти уголки укреплены к стене вверху и внизу штырями. С ра- мой, образующей четверть, это угловое железо соеди- нено полосовым железом 40 X 10 мм, изогнутым в виде скоб или хомутов, числом по девяти с каждой стороны. Расстояние между скобами, считая в осях, примерно равно 570 мм, за исключением крайних, расположенных на расстоянии 265 и 280 мм. Эти хо- муты-скобы изогнуты таким образом, что середина каждого прилегает к торцовой грани проема; один конец, обогнув внутренний угол, заделан загнутым концом в кладку с внутреннего лица стены, а другой конец, обогнув одну грань четверти, заделан в сере- дину кладки, в которой удерживается при помощи от- гиба длиной 100 мм (фиг. 626, деталь 1). Рама, образующая четверть, в нижней своей части укреплена горизонтальной полкой к кладке посред- ством И штырей, расположенных на равном расстоя- нии друг от друга; эти штыри заделаны в кладку за- гнутыми концами. В верхней части рама укреплена подобными же штырями, но заделанными наклонно в перемычку, при- чем сами штыри пропущены, чередуясь, то через вер- тикальную, то через горизонтальную полки рамы (фиг. 626, деталь 2). Сверху и снизу к угловому железу рамы прикле- паны угольники, составляющие часть описанных выше петель. Внизу же кроме того к горизонтальной полке нижней стороны рамы посредством отрезков неравно- бокого углового железа 100 X 65 X 10 мм укреплены отрезки углового железа 100 X 100 X 10 мм, поддер- живающие стаканы подпятников (детали 7 и 8, фиг. 625 и детали 3 и 4, фиг. 626). При необходимости сэкономить место и одновре- менно с этим обеспечить ворота от коробления иногда применяются раздвижные деревянные ворота в метал- лическом каркасе (фиг. 627). Полотно представляет собой раму из равнобокого углового железа на шесть клеток. К угловому железу прикреплены деревянные бруски с четвертями,. по ко- торым произведена обшивка в четверть досками, обрустованными с лицевой стороны и пригнанными гладкой стороной заподлицо с телом деревянных брус- ков; с внутренней стороны полотно двери обито 6-ки- лограммовым кровельным железом. Места пересечения углового железа рам закрыты с лицевой стороны накладками восьмиугольной формы из котельного железа. К каждому из двух-верхних углов полотна приделано по одному рольному механизму с крючкообразными обоймами, в которых заключен ролик с жолобчатым ободком. Для правильной работы этого механизма не- обходимо соблюсти условие, что отношение ширины ворот к длине прорези, по которой двигается ось ро- лика, равняется отношению диаметра ролика к диа- метру оси. Посредством роликов полотно двери под- вешено на направляющие, устроенные следующим образом: зетообразно склепаны полками два отрезка углового железа; одной свободной полкой это зето- образное соединение прикреплено болтами к заделан- ным в стену подкладкам из котельного железа, а на торец другой полки навешивается своим жолобком ро- Фиг. 624. Наружные распахивающиеся ворота в металлическом каркасе — деталь верхней петли.
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 515 Отвер. для масла 30? для t^iyffiaSugltu, тавота 70$Место для ^фнабивки ^2Ф тавота Фиг. 625. Наружные распахивающиеся ворота в металлическом каркасе — деталь нижнего подпятника. лик. Под направляющими, во всю ширину дверного отверстия, прикреплено угловое железо, закрывающее щель между дверью и стеной и одновременно с этим предупреждающее соскакивание ролика с рельса, при случайном подъеме полотнища кверху (детали 1 и 4). Перед дверью сделан в полу приямок, накрытый чу- гунной или железной решоткой из параллельных брус- ков и служащий для сбора пыли и грязи для предо- хранения нижней части ворот от засорения (детали 2 и 3). Устройство таких приямков является весьма ра- циональным как гарантирующее правильную работу ворот. 3. САМОЗАПИРАЮЩИЕСЯ ПРОТИВО- ПОЖАРНЫЕ ВОРОТА Согласно «Единым нормам» дверные проемы, служа- щие для сообщения между помещениями, разделенными брандмауерами, должны быть снабжены огнестойкими самозапирающимися полотнищами. Такими же полот- нами должны быть снабжены проемы для пропуска продукции. Однако, несмотря на настоятельную необ- ходимость, у нас до настоящего времени не разработан их окончательный тип, поэтому ниже приводятся отно- сительно рационально запроектированные самозапи- рающиеся ворота, позволяющие при возникновении пожара в каком-либо помещении произвести локали- зацию огня в его пределах. Самозапирающиеся ворота в фасаде и горизонталь- ном и вертикальном разрезах изображены на фиг. 628. Полотно ворот, имеющее размеры 2100 X 2700 мм, представляет собой обвязку из деревянных брусьев, сечением 50 X 100 мм, с двумя поперечными средни- ками 50 X 80 мм. По внутреннему периметру просве- тов обвязки вынут паз глубиной 15 мм. В этот паз заводятся гребни 50-миллиметровых досок, заполняю- щих просветы. Со всех сторон полотно обивается кровельным железом по войлоку или асбестовому кар- тону, что дает общую толщину его в 72 мм. Соеди- нение листов кровельного железа друг с другом про- изводится в замок. В верхней части полотна, по обоим верхним углам, прикреплены особые рамки из полосового железа. Нижняя часть каждой рамки, имеющая вид угольника, служит для прикрепления к дверному полотну, а верх- няя представляет собой два отростка полосового же- леза, загнутые крючкообразно (фиг. 629, деталь 1); эти последние соединены между собой в поперечном направлении двумя отрезками полосового железа, из 65*
516 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА которых один приклепан снаружи, а другой изнутри— к загнутым концам. Сквозь эти две поперечные по- лосы, расположенные одна против другой, проходит ось, на которой вращается жолобчатый ролик. Таким образом каждая рамка, представляет собой обойму для этого жолобчатого ролика. Левая рамка делается ко- роче правой, вследствие чего в правом углу ось ролика находится от верхнего края дверного полотна на рас- стоянии 472 мм, а ось левого ролика—на 257 мм. Это решение весьма простое, но благодаря своей примитивности страдает известными недостатками; целесообразнее выполнить подвешивание согласно фиг. 621. Воротный проем имеет размеры 1800 X 2500 мм; над ним, а также правее его укреплена наклонная направляющая из углового железа, имеющая длину несколько большую двойной ширины полотна. Угловое железо обращено отверстием к стене, причем одна полка имеет вертикальное направление, а другая—на- клонная — укреплена к консолям из углового железа, заделанным в стену. Воротное полотно подвешивается к наклонной на- правляющей путем насаживания жолобка ролика на вертикальную полку углового железа. Таким образом. если, подвесив ворота с правой возвышенной стороны, свободно отпустить их, полотнище по наклонной на- правляющей само скатится влево и вниз, и ворота автоматически закроются. Для оставления в обычное время проема открытым, а полотна ворот в подвешенном состоянии с правой стороны проема, применяется специальный противовес (детали 6 и 7). Он представляет собой призматического вида гирю, весом около 30 кг, помещенную в верти- кальный короб, который на половину своего сечения заделан в стену и имеет два отверстия: внизу — для выемки гири и добавления к ней груза для точного уравновешения противовеса и полотна, и вверху — для прохода стального троса, к которому подвешен про- тивовес. Этот трос, проходя через два блока, распо- ложенные вверху влево и вправо от воротного проема, изменяет направление силы тяжести противовеса и, будучи другим концом прикреплен к левому краю верхней части воротного полотна, подтягивает ворота вправо, т. е., иначе говоря, удерживает полотнище ворот от скатывания влево и вниз. Над правым углом воротного проема трос перерезан для вставки легкоплавкой пластинки, имеющей вид восьмерки, к соприкасающимся окружностям которой Фиг. 626. Металлическая рама для наружных распахивающихся ворот в металлическом каркасе.
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 517 привязываются перерезанные концы троса. В случае пожара легкоплавкий замок рас- плавляется от высокой температуры, вслед- ствие чего трос разрывается, и таким обра- зом ничем не удерживаемое полотнище скользит влево и вниз, закрывая воротный проем. Для образования притвора с левой сто- роны проема помещен в вертикальном поло- жении отрезок швеллерного железа № 10, прикрепленный к стене посредством консо- лей из углового железа 50 X 50 X 5 мм, 'заделанных на взаимном расстоянии в 650 мм. Вместо швеллера паз для ворот может быть образован также двумя отрез- ками углового железа 50 X 50 X 5 мм (де- тали 8 и 9, фиг. J529). Для закрытия щели между швеллером или уголками и бранд- мауерной стеной к стенке швеллера или полкам уголков прикрепляется кровель- ное железо. Вверху, над притолокой ворот- ного проема, к стене укреплен отрезок углового железа 30 X 30 X 5 мм, длиной равный ширине полотна двери, а соответ- ственно этому к воротному полотнищу на расстоянии 170 мм от верхнего края при- креплен такой же длины отрезок углового железа 40 X 40 X 5 мм. Стенной уголок имеет направление отверстия вверх, а ворот- ный вниз, вследствие чего при опущенном положени ворот горизонтальная полка одного уголка ложится на горизонтальную полку другого, тем самым закрывая щель. Таким же образом закрывается щель между стеной и воротным полотном с правой сто- роны — один отрезок углового железа укреплен к стене около правой притолоки проема, а другой соответственно первому к воротному полотну — заподлицо с правым его краем. Для облегчения скольжения ворот служат два ролика, имеющие вертикальные оси. Верхний ролик (детали 2 и 3 фиг. 629) укреплен к верхнему углу полотнища по- средством отрезка швеллера № 6,5, сквозь полки которого проходит его ось. . Поверх- ность ролика скользит по поверхности 2-миллиметрового полосового железа со- ответственной ширины, укрепленного к за- деланному в стене брусу. Другой ролик (детали 4 и помещается внизу направо от воротного проема; ось его укреплена к консоли из углового железа, заделан- ной в стену. По поверхности этого релика скользит 2-миллиметровое полосовое железо, набитое на ворот- ное полотно с внутренней стороны и имеющее наклон, соответствующий наклону верхней направляющей. У нижней части воротного полотна во всю его ширину с внутренней стороны прикреплено угловое железо, обнимающее ролик и обращенное вертикальной полкой вниз и отверстием угла к полотну ворот; укрепление этого уголка к полотну выполняется посредством ко- ротких— по 100 мм длиной — отрезков углового же- леза. Назначение углового железа заключается в том, чтобы не позволить нижнему концу ворот отклоняться в сторону. Таким образом оно служит добавочной на- правляющей, причем нижний ролик является как бы запертым между угловым железом с одной стороны и полосовым с другой. Самозапирающиеся ворота такого устройства, сами по себе разработанные относительно рационально, 5) 200— Фиг. 627. Раздвижные деревянные ворота в металлическом каркасе — фасад, план, разрез и детали. имеют однако существенный недостаток, заключаю- щийся в том, что они закрывают обслуживаемое ими отверстие лишь при условии, что пожар возник по- близости от них или сам пожар распространился на- столько, что развиваемое им тепло достигло ворот. Поэтому за последнее время за границей нашли зна- чительное распространение ворота с термостатами, автоматически закрывающими отверстие при повыше- нии температуры в любой точке помещения.
518 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА 4. ЗАПОРЫ Устройство запоров обычного типа, применяемых для закрывания дверей и ворот, общеизвестно и не нуждается в добавочном описании. Поэтому можно ограничиться несколькими примерами достаточно ра- циональных, но одновременно с этим более сложных устройств для запирания ворот. Запор-щеколда (фиг. 630) выполнен следующим об- разом: к швеллерному железу обвязки ворот кйк с наружной, так и с внутренней сторон, на высоте примерно 1,2—1,3 м от пола, наклепаны щечки из котельного железа. Правая часть щечки имеет вид прямоугольника с шириной, равной ширине полки швеллера, на которую она наклепана, а левая высту- пает в виде равнобедренного треугольника со скошен- ным тупым углом. В этой части, в каждой щечке просверлены отверстия, расположенные одно против другого, причем в деревянном брусе притвора соответ- ственно этому имеется сквозное отверстие. Через эти отверстия проходит стержень, на концах которого выкованы головки в виде параллелепипедов; в послед- них просверлены круглые отверстия, куда заходят концы согнутого кольцеобразно круглого железа ру- кояток. Вращаясь в гнездах головки, кольца могут находиться как в висячем положении, так и в поднятом перпендикулярно плоскости ворот направлении. Стер- жень и кольца сделаны из круглого 18-миллиметрового железа. Под головками стержня подложены шайбы; кроме того с наружной стороны ворот на него наглухо на- сажена одним концом щеколда из полосового железа 50 X 8 мм. Другой конец щеколды загнут вперед под прямым углом, а затем отогнут опять обратно — па- раллельно первому отгибу. Перед загибом, к щеколде наклепан отрезок углового железа 65 X 65 X 8 Л1,и. Другой отрезок такого же углового железа наклепан поверх прокладки из полосового железа 65 X 8 льи к полке швеллера второго полотна; эта прокладка под- ложена под нижним концом углового железа, благо- даря чему между внутренней поверхностью верхнего конца полки уголка и поверхностью воротного полотна получается прозор, куда и закладывается щеколда. Для удержания стоячей половинки у ворот приме- няются шпингалеты. Один из таких шпингалетов, изо- браженный на фиг. 631, представляет собой стержень из круглого железа диаметром 20 мм и длиной 775 мм, верхний конец которого отогнут под прямым углом в сторону, причем самый край отогнутой части не- много оттянут кверху в виде лапки. Два коротких отрезка углового железа укреплены двумя сквозными 10-миллиметровыми болтами к об- вязке ворот. Первый уголок 75 X 75 X 10 мм распо- ложен внизу на расстоянии 35 мм от нижнего края полотна ворот, с отверстием угла, обращенным кверху, а второй 80 X 80 X Ю мм укреплен выше —на рас- стоянии 460 мм. В выступающих горизонтальных полках этих уголков просверлено по круглому отвер- Фиг. 628. Самозапирающиеся пожарные ворота--фасад, план и разрез.
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 519 стию, одно против другого, сквозь которые проходит стержень шпинга- лета. Короткий отрезок круглого железа диаметром 20 тт, изогнутый двойным коленом с размерами 74 + 50 + 22 тт, имеет на своем более длинном конце шейку диаметром 14 тт, заточенную на 24 тт от края; шейка вставлена в соответствующее отверстие в высту- пающей полке верхнего уголка и рас- клепана снизу. Этот коленообразный отрезок круглого железа служит упо- ром, поддерживающим рукоятку шпин- галета, когда он находится в при- поднятом состоянии. Внизу, в вертикальной полке угло- вого железа, образующего четверть для притвора, сделан вырез шириной в 50 тт, в который закладывается од- ним концом кусок железа 70 X 50 тт, длиной 150 тт, привариваемый или приклепываемый к уголку. На другом конце этого железа имеется верти- кальное сквозное круглое отверстие, в которое входит снизу и расклепы- вается впотай шейка круглого 16-мил- лиметрового штыря длиной 200 тт; другой конец штыря отогнут под пря- мым углом в сторону. Штырь заделы- вается в бетонную кладку и служит анкером, закрепляющим положение описанного выше куска железа. Для нижнего конца шпингалета в послед- нем сделано гнездо; сверху на глубину в 55 тт оно прямоугольное, а ниже овальное. Внутренняя стенка прямо- угольной части наклонена в сторону от ворот. Для запирания ворот изнутри могут быть применены специальные теханизты, позволяющие одним движением рычага надежно запереть или, на- оборот, легко открыть ворота. Такие устройства являются до известной степени сложными по своему вы- полнению и вследствие этой сложности, а следовательно и дороговизны могут быть в настоящее время допу- щены к осуществлению лишь для основных въездных или выездных ворот при условии весьма частого их открывания. Один из таких механизмов показан на фиг. 632; его устройство выполнено следующим образом. У по- ловины ворот, открывающейся первой, к вертикальному брусу, образующему притвор, с внутренней стороны привернута 12-миллиметровыми болтами обойма, сере- дина которой находится примерно на высоте 1 т от нижнего коая воротного полотна. Эта обойма представляет собой два отрезка поло- сового железа 50 X 10 тт, из которых один — пря- мой — имеет длину 180 тт, а другой изогнут в виде скобы с отогнутыми концами, прилегающими плашмя к концам первого отрезка таким образом, что длина скобы получается также 180 мт. Отгибы концов скобы имеют длину по 50 мм, а средняя, выгнутая, часть образует прозор шириной 27 тт и высотой 80 тт. В отгибах скобы и в концах первого отрезка просвер- лены по одной оси, на расстоянии 20 мт от краев, отверстия диаметром 13 тт, сквозь которые и прохо- дят болты, прихватывающие обойму к брусу; кроме того в середине обоймы в обоих отрезках полосового железа просверлены одно против другого два отверстия. Фиг. 629. Самозапирающиеся пожарные ворота — детали. Сквозь них просунут болт диаметром 19 тт, головка которого утоплена впотай в прямой отрезок полосо- вого железа обоймы, а конец проходит сквозь выгну- тую часть скобы и снаружи закрепляется зашплинто- ванной гайкой. Этот болт служит осью вращения для рычага-рукоятки, надетого на него своим отверстием между выгнутой частью обоймы и шайбой толщиной 13 тт, подложенной к прямой части обоймы у головки болта. Рычаг сделан из полосового железа 40 X 12 тт и имеет длину 847 тт. На расстоянии 20 тт от конца в нем просверлено отверстие, которым он надевается на ось, а другой конец его отогнут двойным коленом под прямым углом в виде рукоятки. Средняя часть выгиба, т. е. расстояние между внутренней поверх- ностью рычага и внутренней плоскостью рукоятки, равняется 73 тт. К этой средней части выгиба при- креплена скоба в виде буквы П, из полосового железа 40 X 10 тт, причем сама приклепка выполнена при помощи двух заклепок впотай с внутренней стороны. Зев скобы равняется 62 тт, а длина каждого ее ото- гнутого конца снаружи принята в 45 лш. В этих кон- цах просверлены одно против другого два отверстия диаметром И тт, сквозь которые проходит круглый 10-миллиметровый стержень длиной 125 мт. На стер- жень, имеющий длинную резьбу, навинчены две гайки, помещающиеся внутри скобы таким образом, что одна гайка находится от закругленного конца стержня на расстоянии 20 тт, а другая — на 60 мт. За первой гайкой следует шайба, а между ней и вто-
520 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ. И ВОРОТА Фиг. 630. Запор-щеколда для ворог. рой гайкой помещен отрезок газовой трубы длиной в 30 мм. Другой конец стержня заточен в виде шейки, раскле- панной после того, как на нее надета вторая шайба толщиной 6 мм; вторая шайба служит ручкой для стержня. Внутри скобы помещена червеобразная пру- жина из стальной проволоки диаметром 2 мм, сквозь которую проходит описанный стержень с газовой трубкой и второй гайкой. Пружина упирается одним концом в отогнутый конец скобы, а другим — в шайбу, помещенную за первой гайкой. Под действием этой пружины закругленный конец стержня входит в от- верстие, имеющееся в верхней планке направляющей дуги. Направляющая дуга состоит из двух отрезков по- лосового железа 32X10 мм длиной 490 мм, прило- женных друг к Другу плашмя и соединенных между собой на концах посредством прокладок толщиной 14 мм таким образом, что между обоими отрезками образуется прозор в виде щели, сквозь которую про- ходит полосовое железо рычага. К воротному по- лотну направляющая дуга укрепляется при помощи сквозных болтов, проходящих по концам дуги через обе ее планки с зажатыми между ними прокладками, а также через подложенные снизу добавочные под- кладки толщиной 13 мм. Направляющая дуга расположена таким образом, что внутренняя кромка планок имеет форму окруж- ности, описанной из центра оси, на которой вращается рычаг рукоятки. На расстоянии 100 мм от центра этой оси в рычаге просверлено отверстие, сквозь которое проходит болт диаметром 15 мм с зашплинтованной гайкой на конце. Стержень этого болта пропущен также сквозь отвер- стия в двух щеках, облегающих с обеих сторон рычаг; последние сделаны из котельного 6-мйллиметрового Фиг. 631. Шпингалет для запора ворот, железа и имеют форму равнобедренного треугольника со скругленными углами. Отверстия в щеках, сквозь которые проходит болт, соединяющий щеки с рычагом, сделаны удлиненной формы в виде двух обращенных друг к другу полуок- ружностей диаметром 16 мм с центрами, взаимно от- стоящими на 17 мм, причем эти полуокружности со- единены между собой двумя параллельными линиями; центр крайней левой полуокружности отстоит от ос- нования треугольника на 60 мм. При поднятии ры- чага кверху болт скользит по краям отверстия, пере- мещаясь от одного1 его края к другому. Щеки, облегающие рычаг, расположены таким об- разом, что сторона, служащая основанием фигуры треугольника, направлена вертикально. Сверху и сни- зу между щеками зажаты и укреплены заклепками расплющенные концы отрезков круглого 25-милли- метрового железа. Нижний отрезок этого железа яв- ляется шпингалетом, проходящим сквозь отверстия в полках двух отрезков углового железа (см. деталь нижнего шпингалета), приклепанных впотай отверсти- ем угла вниз к полке двутаврового' железа обвязки во- рот. На нижнем конце шпингалета выковано утолще- ние, которым последний входит в гнездо, образованное скобой из полосового железа 100 X 6 мм, приклепан- ной отогнутыми краями к угловому железу обрамления нижней части воротного проема.
УСТРОЙСТВО ВОРОТ 521 Другой, верхний отрезок круглого железа, прикле- панный также между щеками, представляет собой тягу, верхний конец которой расплющен и помещается ме- жду двумя щечками из полосового железа 35 X 6 мм; соединение тяги с последними произведено заклепкой впотай, причем на заклепку насажен отрезок газовой трубы, благодаря чему образуется шарнирное соеди- нение. Эти две щечки представляют собой шатун, ка- чающий верхнюю защелку, имеющую вид изогнутого коромысла, вырубленного из 12-миллиметрового ко- тельного железа. Нижний конец коромысла помещен между щечками шатуна и соединен с ними шарнирно при помощи валика, а верхний при опускании тяги прижимается к угловому железу обрамления верхней части воротного проема, препятствуя таким образом открытию воротного полотна. Цветаев.
522 XI. ДВЕРИ, ТАМБУРЫ И ВОРОТА Фиг. 633. Механизм для запирания ворот простого устрой ства. Коромысло защелки качается на оси, представляю- щей собой болт диаметром 19 мм, проходящий сквозь две стенки, образующие обойму для укрепления оси коромысла (см. деталь обоймы коромысла). Эта обойма сделана из двух кусков 10-миллиметрового котель- ного железа длиной 165 ии шириной (считая по вы- соте) 115 мм; отогнутые под прямым углом концы их приклепаны к полке двутаврового железа обвязки по- лотна ворот поверх скрепляющих косынок и прокла- док. Ось коромысла вынесена от лица косынок на 100 мм. При поднятии рукоятки рычага кверху одновремен- но поднимается шпингалет и опускается верхний край защелки, позволяя тем самым открыть ворота. Для удержания рычага в определенном положении служит описанный выше стержень, входящий в отвер- стие в верхней планке направляющей дуги и прижи- мающийся пружиной. Применение запоров сложного типа должно быть ограничено зданиями капитального характера с до- статочно длительным сроком амортизации. В обыч- ных зданиях промышленного характера, а также в подсобных зданиях вполне уместным является устрой- ство простых запоров, разработанных Гипротрансом НКПС для железнодорожных ворот. Механизм для запирания ворот простого устройства (фиг. 633) выполнен следующим образом: к полотну ворот, которое открывается первым наружу, с вну- тренней стороны в верхней части обвязки притвора укреплен отрезок неравнобокого углового железа 250 X 140 X 15 мм, выгнутый из котельного железа (детали 1, 2 и 3). Узкая его полка прямоугольной фор- мы прихвачена двумя болтами к обвязке, а широкая полка имеет вид трапеции, обращенной косым углом вниз. Эту полку охватывает с обеих сторон вилооб- разный конец коромысла, вращающегося вокруг болта, прикрепляющего его к полке углового железа. Другой конец коромысла сечением 50 X 30 мм загнут под ту- пым углом кверху и имеет утолщение на краю в виде кубика 50 X 50 X 50 мм. К концам вилообразной части коромысла шарнирно укреплен вилообразный же конец тяжа из круглого 12-миллиметрового железа; нижний конец этого тяжа имеет также вилообразную форму. На высоте примерно 1 м — удобной, чтобы действо- вать руками, — к обвязке полотна прикреплен другой отрезок неравнобокого углового железа (детали 4 и 5), причем к нему таким же образом укреплен вило- образный конец рукоятки, имеющий длину между ося- ми отверстий в 125 мм. Другой конец рукоятки сна- чала на длину в 250 мм отогнут под прямым углом вниз, а затем еще раз под тупым углом в 150° на дли- ну в 300 мм. Последний отгиб собственно и предста- вляет рукоятку. Прикрепляющий болт помещен в вер- шине прямого угла, а вилообразный конец, охваты- вающий полку углового железа, в свою очередь охва- чен вилообразным нижним концом описанного выше тяжа, с которым он соединен шарнирно. При поднятии рукоятки вверх вилообразный конец ее перемещается вниз, увлекая за собой тяж, а тот в свою очередь тянет вниз вилообразный конец верх- него коромысла, другой конец которого вследствие этого прижимается к притолоке воротного проема, обложенного угловым железом. Для предохранения тяжа от отклонения в сторону в обвязку забито обнимающее его кольцо.
XII. люки устройство люков Обычно на конструкцию люков для углехранилищ обращается чрезвычайно мало внимания, вследствие чего они быстро коробятся и ломаются, и вода начи- нает проникать внутрь помещений. Поэтому ниже приводятся два типа люков, один — более сложный, а другой — более простой, запроектированных достаточ- но рационально с конструктивной стороны. На фиг. 634 изображен люк более сложной системы, у которого прямоугольное отверстие, размерами 2,5 X 1 м, обделано по периметру рамой, склепанной креплен к бетонной кладке заделанными в нее анке- рами. Кроме того к наружному краю этого котельного железа приклепано обрамление из углового железа с отверстием вниз, предохраняющее ребро утолщенной части бетона от выкрашивания. Со стороны оси вра- щения крышки это котельное железо имеет напуск над отверстием люка, а с остальных трех сторон не- сколько не доходит до края отверстия, образуя чет- верть для крышки люка. Сама крышка представляет собой рамку из угло- Фяг. 634. Люк сложного типа. из швеллерного железа № 16, обращенного стенкой внутрь отверстия люка, а полками наружу — для за- делки в бетон. Ввиду утолщения железобетонного пе- рекрытия вокруг люка до 32 см стенки швеллерной рамы, имеющие высоту 16 см, нарощены снизу на 16 см котельным железом толщиной в 3 мм, прикле- панным к нижним полкам швеллеров посредством уг- лового железа. По нижнему краю котельного железа тоже приклепано кругом угловое железо, обрамляю- щее нижнее ребро тела бетона и предохраняющее его от выкрашивания. Это угловое железо по про- дольным сторонам периметра люкового отверстия укреплено к бетонной кладке заделанными в нее ан- керами. Возвышающееся над уровнем асфальта утолщение бетона заи'ищено сверху от разрушения 5-миллиме- тровым котельным железом вокруг всего отверстия лю- ка. Внутренний край этого железа приклепан к верх- ним полкам швеллеров рамы, а наружный край при- вого железа, с отверстиями уголков вниз и внутрь и с параллельными пересечениями с нижней стороны из такого :ке железа, направленными под углом 45° к сторонам рамки для усиления жесткости крышки. Сверху на рамку наклепан лист котельного железа толщиной в 5 мм. Со стороны оси вращения крышки этот лист несколько не доходит до края рамки, об- разуя четверть, направленную кверху, а с остальных трех сторон имеет напуск над рамкой, образуя чет- верть, направленную книзу. К каждой из поперечных сторон рамки приклепаны к стенкам углового железа по ушку, одно против дру- гого; отверстия этих ушков совпадают с такими же отверстиями в стенках углового железа. Через эти отверстия продет стержень из круглого 25-миллиме- трового железа, заделанный концами в стенки швел- леров и являющийся осью вращения крышки люка. Для подъема крышки к ней приделаны две желез- ные рукоятки в виде колец, а для удержания ее в при- 66*
524 ХИ. ЛЮКИ поднятом положении служат два рычага-останова, рас- положенные со стороны оси вращения на некотором расстоянии от концов крыши. Эти рычаги представ- ляют собой железные коромысла, оси которых укре- плены в хомутообразных обоймах из полосового же- леза, заделанных в вертикальном положении в желе- Люк более простой конструкции показан на фиг. 635. Отверстие его размерами 3 X 1 л обделано дву- тавровыми балками, к верхним полкам которых при- клепаны уголки для предохранения от выкрашивания бетонного и асфальтового покрытия двора. Крышка, состоящая из трех частей, сделана из котельного же- Фиг. 635. Люк простого устройства. зобетонную кладку нижними своими частями. На од- них концах коромысел имеются крючкообразные зубья, обращенные кверху, а на других концах проти- вовесы. Против каждого рычага к крышке прикле- паны отогнутые под углом железные проушины. При подъеме крышки край проушины, скользя по закруг- ленной стороне зуба коромысла, отклоняет его книзу. Когда же зуб попадает в отверстие проушины, то бла- годаря противовесу рычаг поднимается и, зацепившись за проушину, удерживает крышку в приподнятом по- ложении. леза толщиной 5 мм, обрамленного рамкой из углового железа 50 X 50 X 6 мм. Для предохранения от по- падания дождевых и талых вод в углехранилище ко- тельное железо напускается на угловое, причем этот напуск, следуя местному утолщению железобетон- ного покрытия вокруг люка, сделан также несколько наклонным. Крышка вращается здесь не на оси, а на навесах, приклепанных к вертикальной полке углового обрамления люкового отверстия; она удерживается в приподнятом состоянии при помощи приклепанных к ней проушин, а также крючьев, заделанных в стену.
ЛИТЕРАТУРА ПЕРЕЧЕНЬ ГЛАВНЕЙШИХ ПОСОБИЙ и ИСТОЧНИКОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ КНИГИ «СОВРЕМЕННАЯ ФАБРИЧНО-ЗАВОДСКАЯ АРХИТЕКТУРА» 1. Строительный архив треста Моспроект. 2. Строительный архив треста МОКХ Москомстрой. 3. Строительный архив треста Металлостройпроект (ныне Промстройпроект). 4. Ряд проектов, конструкций и работ ЦНИПС, Строи- теля, Мосстроя, Госпроектстройлегпрома, Госпроекта, Гип- ростроя, Заводстроя (ныне Промстройпроекта), Ленин- градстроя, Огнеупорпроекта, ВСУ РККА, ВСУ УС РККА, Днепростроя, Челябтракторстроя, сварочной конторы Оргаметалла, Уралмашстроя, Стальмоста, американской корпорации «Альберт Кан» и пр. 5. Общесоюзные стандарты, а также проекты стан- дартов. 6. Всесоюзный комитет по стандартизации при Гос- плане ССОР, Единые нормы строительного проектирова- ния, М. 1931. 7. Институт норм и стандартов строительной промыш- ленности, Железобетонные и бетонные конструкции и со- оружения, Технические условия и нормы проектирования и возведения, М. 1931. 8. ЦНИПС, Временная инструкция по сборным желе- зобетонным конструкциям, М. 1933. 9. Институт норм и стандартов строительной про- мышленности, Металлические конструкции и сооружения, Технические условия и нормы проектирования и возведе- ния, М. 1931. 10. Институт норм и стандартов строительной про- мышленности, Сварные металлические конструкции, Ин- струкции по применению дуговой электросварки в строи- тельстве, М. 1931. И. Всесоюзный комитет по стандартизации при Гос- плане СССР, Сварка, М. 1931. 12. Институт норм и стандартов строительной про- мышленности, Деревянные конструкции и сооружения, Технические условия и нормы проектирования и возведе- ния, М. 1931. 13. Росстрой ВСНХ РСФСР, Сектор рационализации и реконструкции, Пути технической реконструкции строи- тельства, М. 1931. 14. Проф. В. Л. Гофман, Фабрично-заводская архи- тектура, т. I, Л. 1931. 15. Проф. В. Л. Гофман, Фабрично-заводская архи- тектура, т. II, Л. 1928. 16. Проф. Л. Сер к, Архитектура промышленных зда- ний, М. 1927. 17. Проф. М. Ферстер, Справочная книга для ин- женеров-строителей, М. 1931. 18. Справочник для инженеров строительной специаль- ности, М. 1928. 19. Проф. Э. М э р ш, Железобетонные сооружения, М. 1930. 20. Проф. Р. 3 а л и г е р, Железобетон, его расчет и проектирование, М. 1931. 21. Инж. А. Д. Глухове кий, Железобетонные без- балочные перекрытия,-М. 1931. 22. Германский бетонный союз, Проектирование и рас- чет железобетонных конструкций, М. 1928. 23. С. С т а ф и л е в с к и й, Сборные железобетонные конструкции, М. 1931. 24. П. Ю. Савицкий, Расчет тонкостенного желе- зобетонного свода, М. 1930. 25. К. Керстен, Железобетонные сооружения, Л. 1927. 26. Инж. Д. Леве, Безбалочные покрытия, М 1927. 27. С. С. Да выдов, Железобетон, М. 1931. 28. К. В. С а х и о в с к и й, Железобетонные сооруже- ния, Л. 1932. 29. Инж. П. Ю. Савицкий, Конструирование железо- бетонных элементов, М. 1932. 30. Инж. И. Я. Рапопорт, Л. И. 3 а р х и, А. С. М а л и е в, Перекрытия системы Цейсс-Дивидаг, Л. 1932. 31. ВСНХ СССР, Труды научно-исследовательских ин- ститутов промышленности, Труды Всесоюзной конферен- ции по бетону и железобетону, М. 1932. 32. Иннорс, Картотека конструкций, Железобетонное сборное строительство, М. 1932. 33. Инж. А. Грегор, Железные, конструкции, т. I, М. 1930. 34. Инж. А. Грегор, Железные конструкции, т. II, М. 1931. 35. Е. О. Патон и Б. Н. Горбунов, Стальные мосты, Киев 1930. 36. Проф. М. Ферстер, Металлические конструк- ции гражданских сооружений. 37. Ф. В. Д е н с е р и Р. М и т ц к а р т, Американские металлические конструкции, М. 1931. 38. Н. Н. Аистов, Плоские стропильные железные фермы, Л. 39. К. Керстен, Железные конструкции граждан- ских сооружений, М. 1931. 40. А. Ривош, Металлические стропильные фермы, Л. 1926. 41. Проф. И. С. Подольский, Пространственные фермы, М. 1931. 42. А. П. Кузнецов, Электросварка методом со- противления, Томск 1931. 43. А. С. О г и е в е ц к и й, Электрическая сварка ме- таллов в вопросах и ответах, М. 1931. 44. Проф. П. Шимпке и инж. Г. Горн, Электри- ческая сварка, М. 1931. 45. Труды Всесоюзного комитета по автогенному делу, Автогенное дело, Л. 1930. 46. W. Smit. Nijmegen (Голландия), Ежегодник В. Смит, 19В0. 47. Инж. А. С. О г и е в е ц к и й, Сварка строительных металлоконструкций, М. 1932. 48. А. Геркен, Сварные конструкции, М. 1932. 49. ОНТС, Автогенная сварка, вып. Ill, М. 1932. 50. Инж. В. X л а м о в, Применение сварки в металли- ческих конструкциях, Л. 1932. 51. Т. Г е с т е ш и, Деревянные сооружения. М, .1931. 52. Инж. Б р о н н е к, Деревянные конструкции, М. 1931. 53. Г. Г. Карлсен, Деревянные конструкции, М. 1930. 54. Московское высшее инженерно-строительное учи- лище, Дим. Кочетков, Деревянные конструкции, вып. I, II и III, М. 1931. 55. Госпроектстрой, инж. А. Ка р т а ш е в, Сегментные деревянные стропильные фермы, их расчет й сборка. М. 1931; 56. А. Кузнецов, Узловые сопряжения деревянных ферм. М. 1932. 57. Иннорс, Деревянная ферма пролетом 25 .« на глад- ких1 кольцевых шпонках, М. 1932. 58. Иннорс, Деревянная стропильная феома на-врубках «ножницы», М. 1932. 59. К. Керстен, Современные инженерные деревян- ные конструкции, М. 1932. 60. Инж. Г. А. Цвингмаи, Деревянные конструк- ции в капитальном строительстве СССР, М. 1932.
526 ЛИТЕРАТУРА 61. Е. Л. Ш т а м м, Современное промышленное строи- тельство в Америке, М. 1930. 62. Строительная индустрия, т. VI, Части зданий, под редакцией инж. Н. С. Дюрнбаума, М. 1933. 63. Госплан СССР, Оргкомитет по созыву Всесоюзной конференции по реконструкции строительства во втором пятилетии, Сборное строительство, М. 1933. 64. Центральная библиотека чертежей и литературы по строительству НКТП СССР, Сводный каталог проектов, Промышленное строительство, вып. I, М. 1932. 65. Научно-технический совет текстильной промыш- ленности, Капитальное строительство текстильной про- мышленности, изд. НТУ ВСНХ СССР, М. 1929. 66. Инж. К. П. Виганд, Рациональные типы и стан- дарты фабрично-заводских корпусов и вспомогательных построек, М. 1931. 67. ВСУ РККА, Конструктивные детали зданий, вып. I, II, III и IV, М. 1932. 68. Цекомбанк, Части и детали конструкций граждан- ских и санитарно-технических сооружений, вып. 1, II и III, Л. 1932. 69. Гипрогор, Альбо.м деталей, М. 1932. 70. Государственный институт сооружений, Сообще- ние 1, Е. В. Костырко. Технические указания по про- изводству и применению в строительстве теплобетонных камней, М. 1929. 71. Государственный институт сооружений, Сообще- ние 10, Е. В. Костырко, Гипс и его применение в строи- тельстве, М. 1930. 72. Государственный институт сооружений, Сообще- ние 12, Е. В. Костырко, Текущие работы по новым строительным материалам, М. 1930. 73. Государственный институт сооружений, Сообще- ние 13, О. А. В утке, Шлакобетонные наружные стены, М. 1930. 74. Государственный институт сооружений. Сообще- ние 16, инж. Н. С. Дю рнбаум, Кладка стен системы Герарда, М. 1930. 75. Государственный институт сооружений. Сообще- ние 18, П. А. Воронцов-Вельяминов, Технические характеристики, рецептуры и способы приготовления глав- нейших новых строительных материалов, М. 1930. 76. Институт норм и стандартов строительной промыш- ленности, Типовые конструкции стен из пустотелых бето- нитовых камней, М. 1931. 77. Иннорс, Кирпичная кладка толщиной в 1% и 2 кир- пича на теплом растворе, М. 1932. 78. Иннорс, Картотека конструкций, Стены, М. 1932. 79. М. Щукин, Кладка шлакобетонных камней, М. 1932. 80. Проф. Д. Н. Алексеев, Постройки из бетонных камней, М. 1927. 81. Инж. В. П. Некрасов, Материалы для стен и заполнений, М. 1930. 82. Инж. В. П. Некрасов, Новые материалы и кон- струкции, М. 1930. 83. Инж. С. Л. Прохоров, Современное строитель- ство из пустотелых бетонных камней с железобетонным каркасом, М. 1926. 84. Инж. Р. М. Михайлов, Теплый бетон, М. 1928. 85. Инж. Р. М. Михайлов, Пемзовые строитель- ные материалы, М. 1930. 86. А. А. Брюшков, Газо- и пенобетон, М. 1930. 87. Эффективный кирпич, Временные технические условия на изготовление и, применение в строительстве эффективного кирпича, изд. официальное ВСНХ СССР, М. 1930. 88. Институт норм и стандартов строительной промыш- ленности, Пористый кирпич, М. 1931. 89. Инж. Р. М. Михайлов, Пустотелый красный кирпич, М. 1930. 90. Д. Г. Ч и с л и е в, Артикские строительные туфо- вые лавы и конструкции из. них, М. 1932. 91. Строительный отдел Мособлисполкома, Инструк- ции: 1 по кладке утоненных наружных стен на теплых растворах; II по кладке И расчету рядовых перемычек; III по производству каменной кладки и штукатурных ра- бот на известково-диатомовых растворах, М. 1931. 92. Проф. В. В. Эвальд, Строительные материалы, их приготовление, свойства и испытания, Л. 1931. 93. Московское областное управление строительного контроля, Технические условия и справочник на строитель- ные материалы, М. 1931. 94. Типовые проекты и конструкции жилищного строи- тельства, Стройкой РСФСР, М. 1930. 95. Мосстрой. Пояснительная записка и технические указания, М. 1931. 96. Б. Ф, Вологодский, Новые строительные ма- териалы и их применение, М. 1932. 97. Советско-германское общество «Культура и техника», Труды Всесоюзной конференции по стандар- тизации и производству новых строительных материалов, М. 1932. 98. Н. А. Рынин, Дневное освещение, 1912. 99. Государственный оптический институт и Государ- ственный институт прикладной оптики, Всесоюзная конфе- ренция по естественному освещению, Тезисы докладов, Л. 1931. ЮО. То же, Труды I Всесоюзной конференции по есте- ственному освещению, вып. I, Общие данные о конферен- ции и резолюции, Л. 1931. 101. Всесоюзная ассоциация лабораторий осветительной техники при НИС ПТЭУ НКТП СССР, Труды 1 Всесоюзной конференции по естественному освещению, вып. II, До- клады, М. 1932. 102. Инж. П. П. Жданов, Строительство в Германии, М. 1931. 103. Институт норм и стандартов строительной про-, мышленности, Перегородки для жилых зданий, М. 1931. 104. Иннорс, Огнестойкие лестницы для промышленного строительства, М. 1932. 105. Инж. А. Б. Бру дня к, Отвод ливневых и талых вод с крыш зданий, Л. 1932. 106. Инж. В. В. Исидоров, Железобетонные окон- ные переплеты, М. 1928. 107. Стройобъединение РСФСР, Руководство по приме- нению рулонных кровельных материалов, составлено госу- дарственной конторой Кровлестрой, М. 1931. 108. Цемтрест, Террофазерит. 109. Инж. В. А. Воробьев, Кровельный толь и ру- бероид, М. 1930. 110. Инж. В. А. Воробьев, Битуминозные кровель- ные материалы, М. 1932. 111. Инж. М. О. Жуковский, Толь и рубероид в строительстве, М. 1992. 112. Инж. Г. Г. Головин, Устройство толевых и гольццементных кровель, М. 1931. ИЗ. Инж. В. А. Воробьев, Рубероид, М. 1932. 114. Ворс, Асбест' и его применение в строительстве, М. 1932. 115. Инж. И. С. Перельман, Асбоцемент в строи- тельстве, М. 1931. 116. Арх. С. И. Воробьев, Черепичные, шиферные и этернитовые кровли, М. 1931. 117. В. В. Ушаков, Волнистый шифер и способы по- крытия им крыш, М. 1932. 118. Проф. Д. Н. Алексеев, Кровельная фанера- терроксил, М. 1932. 119. П. В. Лапшин, Магнолитовые полы, М. 1931. 120. Р и т ш е л ь-Б р аб б е, Центральное отопление и вентиляция, т. I и II, 1928. 121. Проф. В. Д. Цветаев и инж. В. В. Куч еру к, Фабрично-заводские здания с точки зрения оздоровления труда и техники безопасности, М. 1933. 122. В. Д, Цветаев, Автогаражное строительство, М. 1931. 123. В. Д. Цветаев, Строительство хлебозаводов, изд. Цекомбанка, М. 1931. 124. О. Bondy, Stahlbau. Ausgewdhlte Schweisskonstructio- nen, I Band. V. D. I Berlin 1930. 125. Hanbduch ftir die Ausfiihrung geschweisster Stahlbau- ten. Arcos-Ausgaben. Aachen 1930. 126. Alfred Gregor, Det praktische Eisenhochbau. I Band. Berlin, 1930. 127. Alfred Gregor, Der praktische Eisenhochbau. Ill Band. Berlin 1930. 128. Alfred Gregor, Der praktische Stahlhochbau. II Band. 2 Tell, Berlin 1931. 129. Beton-Kalender 1932. Taschenbuch fur Beton- u. Eisenbe- tonbau. I Teil. Berlin 1931. 130. Beton-Kalender 1932. Taschenbuch fiir Beton-u. Eisenbe- tonbau. II Teil. Berlin 1931. 131. O. Kommerell, Eriauterungen zu den Vorschrlften fiir geschweisste Stahlbauten mit Beisplelen fiir die Berechnung und bauliche Durchbildung. Berlin 1931. 132. Friedrich Huth, Schallsichere Decken und schalldam- pfende FussbOden. Berlin 1931. ЖУРНАЛЫ 133. «Строительная промышленность», M. 134. «Строитель», М. 135. «Строительство Москвы», М. 136. «Стройиндустрия», М. 137. «Строительные материалы», М. | и 1446
ЛИТЕРАТУРА 627 138. «ВИС», М. 139. «НОИС», М. 140. «Проектирование и стандартизация в строитель- стве» (ныне «Проект и стандарт»), М. 141. «Орга-информация», М. 142. «Автогенное дело», М. 143. Industriebau. 144, Beton u. Eisen, Berlin. 145. Der Bauingenieur. Berlin. 146. Die Bautechnik. Berlin. 147. Der Stahlbau. Beilage zur Zeitschrift „Die Bautechnik", Berlin. 148. Zeitschrift filr Schweisstechnik, Basel. 149. Bauwelt. 150. Die Schmelzschweissung. Zeitschrift der Verbandes fiir autogene Metallbearbeitung, Hamburg. 151. Die Elektroschweissung. Zeitschrift fiir die Gebiete der elektrischen Schweissverfahren und deren Anwendung, Biaun- schweig. 152. Autogene Metallbearbeitung. Halle a. S. 153. Welding Pittsburgh. P. A. 154. Journal of the American Welding Society. New York. 155. Mechanical and Welding Engineer. The Official Organ of the Australian Welding Institute, Melbourne. 156. The Welding Engineer, Chicago. 157. The Welding Journal, London. 158. Revue de la Soudure Autogene, Paris. 159. Soudure et oxy-coupage. Supplement A la Revue de la Soudure Autogene, Paris. 160. La Technique des Travaux, Paris. ИНОСТРАННЫЕ КАТАЛОГИ 161. Truscon pivoted steel windows. Truscon Steel Company. Joungstown. Ohio. 162. „О-T" open truss steel joists a product of Truscon. Truscon Steel Company. Joungstown. Ohio. 163. Truscon 3/4" ,,Hy-Rib“ for roofs, floors and walls of in- dustrial buildings. Truscon Steel Company. Joungstown. Ohio. 164. Allen-Drew Company. Specialists in the motor operation of doors, windows, walls... Cambridge. Mass. 165. Crittall metal windows. Crittal casement window Com- pany. Detroit. Michigan. 166. Ogden turnover doors. Edward Ogden Company. New York. 167. Motor operation of buildings’parts. Allen-Drew Company. 168. Truscon double-hung steel windows. Truscon Steel Com- pany. 169. Industrial day lighting by the Fenestra method. Detroit Steel Products Company. 170. 3-way sidewalk lights. American 3-way Luxfer prism Company. 171. Arc welding structural steel. General Electric Company. Schenectady. New York. 172. Hardware for modern door-ways. Ri.hards-Wilcox. Mfg. Company. Aurora. Illinois. U. S. А. и др.
предметный указатель Амби— камни—: 134; кладка—134. Аристос—.укрупненный кирпич — 124. Арматура продольная — 158, 160; спи- ральная —169; вертикальная и го- ризонтальная в стенах марки Б — 131; рабочая и монтажная в пли- тах —. 181, 184; в балках •— 182; в сводах—'266; в стыках — 359. Армирование стен—131; башмаков — 162—164, 350—354; колонн — 158— 162, 355—358; плит—181—184; ба- лок—182, 359—360. Арочные фермы деревянные — 197, 200, 209, 217, 234—239. Артикский туф —137. Асбофанерные кровли — 316. Асбоцементные кровли — 309. Асфальтовая мастика—488. Аустин — стандарт здания — 65. Ауфбау—система камней — 135. Аэрация — см. естественная венти- ляция. Аэродинамическая тень — 94, 395. Балки деревянные с цельной стен- кой— 99, 172, 213; коробчатые — 99, 213; тавровые — 68—69, 213; двутавровые с перекрестной доща- той сплошной или с фанерной стен- кой—27, 33, 41, 43, 44, 50, 51, 67, 74, 85, 173, 214—216; двутавровые с разреженной перекрестной стен- кой— 33, 215; в перекрытиях — 111, 166—172; металлические—112, 175, 177—'180; железобетонные в пере- крытиях — 112, 181—484;- - сборные железобетонные системы Грубера— 185—188; Стафилевского — 188; ко- робчатые—188, 189, 349; рапид — 189; двутавровые — 189, 190; рель- сы—190; сборные разрезного типа 361; сборные консольные — 362— 364; сборные неразрезные — 364— 366; анализ типов балок — 365— 366; подкрановые — 20, 55, 57, 65— 67, 70, 74, 79, 81, 92, 452, 263, 264, 364, 365. Балочные фермы деревянные с со- единениями на врубках—-32, 33, 197—202; со шпоночными соедине- ниями—-32, 33, 53, 54, 206—209; с нагельными соединениями — 32, 33, 52—54, 56, 57, 61—63, 71, 74, 216— 234. «Баттерфляй» (бабочки) — фонари — 30, 58, 80, 91, 93, 97, 395, 406, 407. Башмаки—-колонн — 40, 57, 144—145, 147—151, 153, 156, 157, 162—164, 350—354; ферм —211, 212, 224, 226, 229—231, 237. Безбалочные перекрытия — 112, 184. Бетонные камни — 125—136; колонны— 157, 158. Блоки —32, 111, 126, 139, 347. Брода (Шухова) свод — 34, 53, 54, 69, 71, 241—246. Брусчатые прогоны — 40. 172. Буало — фонарь — 40, 42, 43, 56, 72, 397, 398, 416, 417. Бункер — 35, 36. Бутовые фундаменты— 163, 164. Вагранки — 92, 93. Вентиляция искусственная — 16, 30, 47; естественная (аэрация) — 28, 30, 55, 57—61, 66, 78, 81—83, 86, 90—91, 93, 94, 97, 99, 101, 103, 104, 375, 391—398. Вкладыши — 228, 230, 231. Влагоемкость туфа—137. Водонепроницаемый слой —193. Воздухонепроницаемый слой —193. Войлок соломенный — 329. Воронки — 337—341. Ворота —496—498, 501—517. Врубки —32, 33, 197—202. Выбор материалов и конструкций—19, 26, 27. Высота зданий —18, 28, 29, 31, 55. Газобетоны—126. Газовая сварка — 284. Галлереи — 71—77. Гальке — кесонные перекрытия — 190. Гау-фермы — 54, 74, 197, 200, 235, 237. Герарда стены—117,—119. Гигроскопичность туфа—137. Глинобетон — 484, 485. Глиио-кальцинированные камни— 126, Гольццементные кровли — 307—309. Горбыльки — 378, 379, 384, 407, 409— 416, 430—433, 441—448. Грубера балки — 185—188. Двери — 496, 498—1500. Двутавровые балки деревянные гвоз- девые—“см;-балки. Двутавры — 146, 152, 153, 156. Деревянные покрытия — 196—257. Дефлектора — 28, 60, 93. Диаграмма рабочая—19, 20; частная— 20. Диатомовые камни —125. Ендовы —30, 79, 323, 327, 329. Железные кровли — 299. Железобетонные колонны— 158—162; прогоны — 175; перекрытия — 181— 193; покрытия— 257—276; сборные железобетонные конструкции — 343—366. Жолоба —46, 47, 51, 123, 303, 321, 342. Заделка концов балок и прогонов — 176. Заполнения—ИЗ, 114, 119, 125, 135, 136. Запоры — 518—522. Застройка — метод—17- Затяжки—34, 36, 68, 69, 74, 217, 218, 237. Защелка — 521, 522. Звукоизоляционный слой — 193, 194. Здания — требования к производствен- ным зданиям — 13; классифика- ция —14—19; одноэтажные произ- водственные здания — 19; общая методология проектирования —19, решение плана и выбор материалов и конструкций — 19; европейские методы проектирования — 27; аме- риканские— 29; здания малой вы- соты: 1) одноПролетные—-31; 2) многопролетные конькового типа— а) с боковым светом — 37, б) с комбинированным — 38; 3) много- пролетные с повторением проле- тов— 43, а) с малыми пролетами с боковым светом, зенитным и двухсторонним верхним — 44, с од- носторонним верхним — 47; б) про- летные с боковым светом — 52, с комбинированным — 52; про- изводственные зданий большой высоты — 55: 1) однопролетные, а) для производств без выделения те- пла и вредных гадов—56, б) с выде- лением— 57; 2) многопролетные конькового типа — 64, а) с общим уклоном крыши — 64, б) с подъ- емом отдельных пролетов — 66, в) с галлереями — 71; 3) многопролет- ные с повторением пролетов — 77, а) для производств без выделения тепла и вредных газов — 78, б) с выделением —87; многоэтажные — 108. Зубчато-кольцевая, шпонка — 212. Изготовление камней —126; газо- и пенобетона— 127—128. Изоляционный слой— 130, 131, 133. Изоляция — 193—194, 325—335. Импосты — 382, 383. Импрегнирующие вещества —193. Инсоритовые кровли — 323, 324. Каброль— система арок — 57, 234, 237. Калевка — 498. Калитка — 502, 505, 510. Каменноармированные столбы — 33, 38, 67, 133. Камышит —119, 333. Капитель — 145, 149—151. Керамзитовые камни —125. Кирпич красный — 115; силикатный — 117, 119; эффективный пористый — 122, пустотелый — 123; многодырча- тый —124. Кирпичная кладка—115, 117. Кирпичные стены—113—124. Кислотоупорность туфа—137. Кладка кирпичная—115, 124; по си- стеме Герарда — 117—119; из тепло- бетонных камней —126, 129—136; стен из артикского туфа— 138, 139; перегородок—473, 474; швы в клад- ке—116, 121. Колонны—14, 35, 38, 41—43, 45, 46, 49—51, 57, 59. 61, 63, 67, 69, 79, 80, 85, 94, 99, 111, 112, 145—164, 344—346, 355—358. Кольба—свод — 46, 54, 268—270. Консольные фермы — 278- Контрфорсы— 34, 129, 131, 133. Коридоры — 22, 23, 46, 51, 52.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 529 Коромысло — защелки — 522; в лю- ках — 524. Косоуры — 452, 453—459. Косыни — 303. Косяки — 34, 246. Коэфициент (всеобщий) теплопере- дачи—30, 117, 135, 324, 325, 334, 335; теплопроводности камней — 129, 130, 132; звукопоглощения туфа—137; освещенности 369—374. «Крестьянин» — система камней — 135. Кровли —27, 31, 33, 35, 38, 44, 69, 79, 94, 196, 210' 243, 298—324; утеплен- ные—324—336; на крыше фонаря— 394, 441. Кружально-сетчатые покрытия — 34, 246—248. Крыши—30, 81, 37, 196—342; шедо- вые — 47—52, 801, 393. Кузницы — 57—64. Купола — 279. Лестницы — 16. 109, 450—466. Лестничные клетки — 451. Лещадные полы — 487. Литейные цеха — 90—99. Люки — 523—524; световые — 448. Магнезит каустический — 489. Магнит хлористый — 489. Магнолитовые полы — 489—491. Мансардный этаж —108. Марки камней — 128, 129, 130, 132.. Междуэтажные перекрытия —14, 165— 193. Металлические балки —14, 172, 175, 177—180. Механосборочный цех — 79—82. Миллекен — стандарт стальных эле- ментов — 65. Многодырчатый кирпич —124. Многопролетные здания малой высо- ты: 1) конькового типа а) с боко- вым светом — 37; б) с комбиниро- ванным—38; 2) с повторением про- летов — 43, а) с малыми пролетами с боковым светом, зенитным и двух- сторонним верхним — 44, с одно- сторонним верхним — 47; б) про- летные с боковым светом — 52; с комбинированным — 52; большой высоты: 1) конькового типа — 64, а) с общим уклоном крыши — 64; б) с подъемом отдельных проле- тов— 66; в) с галлереями — 71; 2) с повторением пролетов — 77, а) для производств без выделения тепла и вредных газов — 78, б) с выделением — 87. Многоэтажные здания — 108—112; ко- лонны—149 — 151; 158—160, 347 — 349. Нагельные соединения — 212—240. Настил —111, 112, 170, 171, 188, 189, 190, 210, 302, 327—329, 403, 423. Обвязка —378, 379, 384, 389, 446,498, 501, 502, 506, 508. Облицовка плитами—119, 120. Оболочка колонн (стальная) — 160. Объемный вес кирпичной кладки — 117; кладки из теплобетонных кам- ней—129, 130 и 132; сфагнума — 118; сплошного кирпича— 122—123; теплых бетонов — 124; артикского туфа —137. Однопролетные здания — 31—37; 56 — 64. Окна — 374—391; с деревянными пере- плетами — 378; с железобетонны- ми— 384; с металлическими — 389. Опалубка —158, 183, 272, 302. Органиковые камни—126. Освещение зданий —16, 18, 22,. 29, 30, 31, 36—40, 44, 47, 52, 54, 56, 64, 66, 72, 78, 80, 81, 367—449. Оси (сетка осей) колонн — 20, 27, 29, 37, 38, 49, 50, 51, 57, 65, 68, 69, 76, 81, 82, 94, 99, 108. Основания люд полы — 481—486. Отвод воды—29, 30, 31, 37, 44, 47, 51, 52, 54, 59, 63, 79, 83, 336—342. Павильонные здания —17. Пемзовые камни —125. Пенобетоны — 127, 325, 332, 334. Пергамин—-306. Переборки (перегородки) — 78, 86,93, 467 — 479. Перекрытия несгораемые — 14; требо- вания к перекрытиям — 165, клас- сификация — 165; по деревянным балкам — 166—176; по металличе- ским балкам—117—180; по железо- бетонным— 112, 181—193; изоля- ция) ’л. — 193, 194. Переплеты—28, 59, 74, 82, 83, 85,136, 374—391, 423, 424, 439, 442, 444. Перила — 466. Петли воротные — 505, 509—512. План зданий — решение плана—19; формы плана 20—23, 65, 91. Плиты —36, 71, 119—121, 126, 132, 149, 151, 171, 181, 184, 325, 350, 453—456, 458, 476, 477—479, 488, 491. Плоскостные системы деревянных по- крытий — 197—241; металлических строительных ферм — 277, 278. Подбалка—143. Подвальный этаж —108. Подкрановые колонны — 152—156, 160—162, 357—358, балки —20, 55, 57, 65—67, 70, 74, 79, 81, 92, 152, 263, 264, 364, 365. Подпятник — 512. Подшивка—166, 167, 170, 171. Покрытия — классификация зданий по форме покрытий—18; выбор типа— 27; деревянные — 32, 33, 54, 57,69, 74, 83, 101, 196: 1) плоскостные си- стемы—197; 2) пространственные системы — 241; железобетонные 1) рамные конструкции — 257, 2) сводчатые покрытия—264, 3) тонко- стенные железобетонные своды ти- па Кольба — 268, 4) цилиндриче- ские сводчатые по системе Цейсс- Дивидаг — 271, 5) складчатые — 273; по металлическим конструк- циям— 276; 1) системы стропиль- ных конструкций—276, 2) клепаные конструкции стропильных ферм — 279;“ 3) сварные конструкции — 284. Полы — 480—495. Польман—'Система балок—191, 192. Понд —30, 63, 75, 86, 94, 97—99, 196, 392, 393—398, 400-405, 449. Пористый кирпич —122. Прогоны —37. 38. 40. 111, 150, 151, 172—176, 177, 242, 403. Проектирование — 13; общая методо- логия проектирования —19; усло- вия— 20; особенности европейских методов’—27—!2£>; американских — 29—31. Производственные потоки —13. Прокатные цеха —99—101- Пролеты—17, 18, 22, 29, 34, 37, 38, 41, 47, 63, 66—69, 74—82, 85, 197, 225. Простильный пол—166, 167. Пустотелы —190. Пустотелые камни (теплобетонные) — 126. Пустотелый кирпич—122. Разжолобки — 315, 317, 322. Рамы железобетонные — 35, 36, 38, 40, 41, 44, 54, 257—264; дощатые— 239; фонарные — 403, 419, 421; во- рот— 512, 514. Рапид — система балок — 189. Раствор теплый —115, 116, 119, 122, 129—132. Ребристый свод-оболочка — 254 — 256. Реми — камни — 190. Рубероидная кровля—304 — 307. Руберойд — 304. Сборные железобетонные конструк- ции — 343—366. Сварка — 284—298. Сварные конструкции — 284—298. Свод-оболочка деревянный — 34, 35, 248—256; железобетонный — 36, 44, 78, 271, 273. Своды двойные гнутые Шухова-Бро- да — 34, 53, 54, 69, 71, 241 — 246; тонкостенные Кольба — 36, 54, 268—270. Сегментные фермы — 225—234. Серповидные двухшарнирные аоки — 235. Сетчатые купола — 279. Силикат-органики —126. Силикат-органические плиты — 121, 170, 194. Силикатный кирпич—117, 119. Сланцевые кровли — 318, 319. Смазки — термоизоляционные — 119, 120 193 Соломит—119, 325, 333. Сплошные камни — 126—133. Стальные колонны —145—157. Стафилевского балки —188, 190. Стекла — 376—378. Стены — огнестойкость — 14; требова- ния—113; классификация — 113; из красного кирпича на теплом рас- творе— 115; из силикатного кирпи- ча на теплом растворе—117; си- стема Герарда—117; из красного или силикатного кирипича с утеп- лением термоплитами и смазками - 119; из красного кирпича с внут- ренней штучной термоизоляцией — 121; эффективного (легковесного) кирпича — 121 — 124; монолитные стены из теплого бетона —124; из теплобетонных камней — 125—126; из артикского туфа—137—139. Столбы —32, 67, 68, 141; 142. Ступени — 451—462 Сфагнум —99, 118, 194, 325, 330, 333. Тамбуры — 496. Теплобетонные плиты — 121; камни — 125—136. __ Теплые бетоны —124. Термический цех—101, 103. Термозитовые камни—125. Термоизолирующие материалы —119; плиты—119, 120, 121. Термоизоляционные блоки —126. Термоизоляция — '120; внутренняя штучная —121. Терроксиловые кровли — 323. Террофазеритовые кровли — 310—315. Тетива — 460, 462, 464. Технические показатели растворов — 115; стен —117; технические дан- ные теплобетонных камней марки А — 129, марки Б — 130, марки В — 132; артикского туфа — 137. Толевые кровли — 299, 301—304. Толь —301. Торонто — система кладки—133. Торфолеум—119, 194. Торцовый деревянный пол — 492. Трапецондальные фонари — 44 — 47, 54—56, 72, 74, 80—86, 97, 98, 392, 395—398, 417—424, 438—444, 448. Трепельные камни—125. Троскан — стандарт стальных элемен- тов — 65. Туф —137. Туфовые камни —125. Тухшереровские гладкокольцевые шпонки — 33, 54, 203—212. Цветаев. 67
530 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Укрепление фибролита—J20. Устройство прогонов — 172 — 176. Утепленные кровли — 324—336. Уширенные неутепленные швы — 121. Фанерные двутавровые балки — 27, 33, 34, 74, 175, 215, 216. Фасонки (косынки) — 150, 179, 280. Феппля — покрытие —248, 279, Фибролит—119, 194, 333, 349, 477, 478. Филенки — 497, 498. Фонари —28—31, 39—47, 52—56, 58— 66, 71—76, 78—86, 91, 93—95, 97, 98, 210, 391—449. Форточки — 28, 382, 386. Фотометрические величины — 368. Фундаменты колонн —162 — 164. Цейсс-Дивидаг—цилиндрические свод- чатые .покрытия (своды-оболочки)— 36, 44, 78, 271, 273. Центрально-нагруженные колонны — 145, 158—160. Цех металлических конструкций — 57; кузнечный — 57—64; нагрева- тельных колодцев, мартеновский— 74—76; механосборочный — 79 — 82; литейный — 90—99; прокатные цеха — 99—101; термический—1^)1— 103; электролитный — 78, 79, 272, 273. Цоколь — 130, 131, 133. Цокольный этаж — 108. Цольбау — кружально-сетчатые по- крытия— 34, 246—248. Часторебристые перекрытия — 192. Чердачные перекрытия — 165, 167. Чердачный этаж —108. Черепица—14, 319, 320. Черепичные кровли — 319—323. Чугунное ядро колонн—160. Шаг опор — см. оси колонн. Шанар-Этуаль — см. дефлектора. Шашки — 492, 493. Швы кладки—116; вертикальные — 117, 138; уширенные неутеплен- ные— 121; расширения —192—193; в сварных конструкциях — 285, 286; температурные—306, 484, 488, 493. Шед — фонари — 47—52, 373, 392,393, 398—400. Шедовые здания — 47—52, 196. Шлак—118, 325, 333. Шлаковые камни —125. Шпонки — 203—212. Шпоночные соединения — 203—212. Шпренгельиый прогон —176. Штукатурка внутренняя и наружная— 115, 116, 118, 119, 121, 130, 131, 133. Шухова-Брода двойные гнутые сво- ды — см. Брода (Шухова). Электрическая сварка — 284—289. Эми — арки — 234. Этажи — классификация — 108. Этажность производственного зда- ния— 15; выбор этажа—16, 108. Этернит—14, 310. Этернитовая кровля — 33, 310—315. Этуаль-Шанар — дефлекторы — 28, 60, 93. Ячеистый бетон — 127.
ДЛЯ РДЗРЕЗД xsaKB—ssssgsssssszssss^^^asBSXSSSSSBSSSsssssssss^s f«<f/рл»/ oooc/xE too где E-Лоз*. ЕСГ. CCB. E °Л °JO h’' отсчеты /7о/?ервом/ гр/кы/Г? пг * РОВТОРОЛ/У " Н - воэф. зргрязн. стеррр //зрге//р 2ОРВЫЛЕРР or ОДДоЦб
Графин №2 а СВЕДЕН н □ с7и помещении. Т я s л и ц я о С &е ценней тн 0х* Хо Uj л *с V** • ^2 * ъ V >С N С £ его п р о е ь/_____ 1 1 1^1 fcJI •"Ч Sf\ г4 «V <з( ДЛ^ П/1ДНД Примечание Н=о,31 E-tfh.