Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Вопрос
Контрольные вопросы
Вопрос
Вопрос
МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
Учебно-методическое пособие
Редактор Л.А.Мягина
ПД №6 - 0011 от 13.06.2000.
Подписано в печать 04.12.2007.
Формат 60х84 /1 16. Бумага типограф.
Печать офсетная.
Уч. – изд. л.3,5.
Тираж 100 экз. Заказ №105882.
Рязанский институт (филиал) МГОУ
390000, г. Рязань, ул. Право-Лыбедская, 26/53
1. Основные виды промзданий и их конструктивные схемы 3
2. Вопросы типизации и унификации промзданий 6
3. Каркас одноэтажных промзданий ……………... 8
4. Каркасы многоэтажных промзданий …………… 20
5. Покрытия промзданий ……………………………. 22
6. Световые и аэрационные фонари ………………. 23
7. Полы промышленных зданий …………………… 25
8. Кровли. Водоотвод с покрытий …………………. 27
9. Прочие конструктивные элементы промзданий 29
10. Список литературы………………………………… 33
Тема «Основные виды промзданий и их конструктивные схемы»
1 Архитектурно-конструктивные требования к промзданиям.
2 Классификация промышленных зданий.
К промышленным зданиям относят такие здания, в которых выпускается промышленная продукция. Промышленные здания отличаются от гражданских внешним обликом, большими размерами в плане, сложностью решения вопросов инженерного оборудования, большим количеством строительных конструкций, воздействием многочисленных факторов (шум, пыль, вибрация, влажность, высокие или низкие температуры, агрессивные среды и т.д.).
Разрабатывая проект промышленного здания, необходимо учитывать функциональные, технические, экономические и архитектурно-художественные требования, а также обеспечить возможность его возведения поточно-скоростным методом с применением укрупнённых элементов. При проектировании производственных зданий следует заботиться о создании наилучших удобств для работающих и нормальных условий для осуществления прогрессивного технологического процесса.
Предопределяющим фактором для определения объёмно-планировочных и конструктивных схем промзданий является характер технологического процесса, поэтому основным требованием к промзданию является соответствие габаритных размеров технологическому процессу.
Промышленные предприятия классифицируются по отраслям производства.
Промздания независимо от отрасли промышленности разделяют на 4 основные группы:
- производственные ;
- энергетические ;
- здания транспортно-складского хозяйства ;
- вспомогательные здания или помещения .
К производственным относят здания, в которых размещены цехи, выпускающие готовую продукцию или полуфабрикаты.
К энергетическим относят здания ТЭЦ, снабжающие промпредприятия электроэнергией и теплом, котельные, электрические и трансформаторные подстанции, компрессорные и др.
Здания транспортно-складского хозяйства включают гаражи, стоянки напольного промышленного транспорта, склады готовой продукции, пожарные депо и т.д.
К вспомогательным относятся здания для размещения административно-конторских помещений, бытовых помещений и устройств, медпунктов и пунктов питания.
По числу пролётов – одно-, двух- и многопролётные . Однопролётные здания характерны для небольших производственных, энергетических или складских зданий. Многопролётные широко используются в различных отраслях промышленности.
По числу этажей – одно- и многоэтажные . В современном строительстве преобладают одноэтажные здания (80%). Многоэтажные здания применяют в производствах с относительно лёгким технологическим оборудованием.
По наличию подъёмно-транспортного оборудования – на бескрановые и крановые (с мостовым или подвесным оборудованием). Практически все промздания снабжены ПТО.
По конструктивным схемам покрытий – каркасные плоскостные (с покрытиями по балкам, фермам, рамам, аркам), каркасные пространственные (с покрытиями – оболочками одинарной и двоякой кривизны, складками); висячие различных типов _ перекрёстные, пневматические и т.д.
По материалам основных несущих конструкций – с ж/бетонным каркасом (сборным, монолитным, сборно-монолитным), стальным каркасом , кирпичными несущими стенами и покрытиями по ж/б, металлическим или деревянным конструкциям.
По системе отопления – отапливаемые и неотапливаемые (с избыточным теплоотделением, здания, не требующие отопления – склады, хранилища и т.д.).
По системе вентиляции с естественной вентиляцией через оконные проёмы; с искусственно-притяжной вентиляцией ; с кондиционированием воздуха .
По системе освещения – с естественным (через окна в стенах или через фонари в покрытиях), искусственным или совмещённым (интегральным) освещением.
По профилю покрытия - с фонарными надстройками или без них . Здания с фонарными надстройками устраивают для дополнительного освещения, аэрации или того и другого вместе.
По характеру застройки – сплошная (корпуса большой длины и ширины); павильонная (сравнительно небольшая ширина).
По характеру расположения внутренних опор – пролётные (размер пролёта преобладает над шагом колонн); ячейкого типа (имеют квадратную или близкую к ней сетку колонн); зальные (характерны большие пролёты – от 36 до 100м).
1. Назовите основные требования, предъявляемые к промышленным зданиям.
2. Назовите отличия промышленных зданий от гражданских.
3. Как классифицируют промздания по характеру расположения внутренних опор.
4. Какие промздания выполняют неотапливаемыми?
5. Какие типы покрытий используются в зданиях с плоскостными покрытиями.
Тема «Вопросы типизации и унификации промзданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Формы унификации объёмно- планировочных и конструктивных решений промзданий.
2 Система привязок конструктивных элементов к модульным разбивочным осям.
Унификация объёмно-планировочных и конструктивных решений промзданий имеет две формы – отраслевую и межотраслевую . Для удобства унификации объём промышленного здания расчленяют на отдельные части или элементы.
Объёмно-планировочным элементом или пространственной ячейкой называют часть здания с размерами, равными высоте этажа, пролёту и шагу.
Планировочным элементом или ячейкой называют горизонтальную проекцию объёмно-планировочного элемента. Объёмно-планировочные и планировочные элементы в зависимости от расположения их в здании могут быть угловые, торцевые, боковые, средние и элементы у температурного шва .
Температурным блоком называют часть здания, состоящую из нескольких объёмно-планировочных элементов, расположенных между продольными и поперечными температурными швами и торцевой или продольной стеной здания.
Унификация позволила сократить число типоразмеров конструкций и деталей и тем самым повысить серийность и снизить стоимость их изготовления, кроме того, было сокращено число типов зданий, созданы условия для блокирования и внедрения прогрессивных технологических решений.
Унификация объёмно-планировочных и конструктивных решений возможна только при наличии координации размеров конструкций и размеров зданий на основе единой модульной системы с применением укрупненных модулей .
В целях упрощения конструктивного решения одноэтажные промздания проектируют в основном с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты.
Перепады высот в многопролетных зданиях менее 1.2м обычно не устраивают, поскольку они значительно усложняют и удорожают решения зданий. Шаг колонн по крайним и средним рядам принимают на основании технико-экономических соображений с учетом технологических требований. Обычно он составляет 6 или 12м. Возможен и больший шаг, но кратный укрупненному модулю 6м, если допускает высота здания и величина расчетных нагрузок.
В многоэтажных промышленных зданиях сетку колонн каркаса назначают в зависимости от нормативной полезной нагрузки на 1м2 перекрытия. Размеры пролетов назначают кратными 3м, шаг колонн кратным 6м. Высоты этажей многоэтажных зданий устанавливают кратными укрупненному модулю 0,6м, но не менее 3м.
Большое влияние на сокращение числа типоразмеров конструктивных элементов, а также на их унификацию оказывает расположение стен и других конструкций здания по отношению к модульным разбивочным осям.
Унификация промзданий предусматривает определенную систему привязки конструктивных элементов к модульным разбивочным осям. Она позволяет получить идентичное решение конструктивных узлов и возможность взаимозаменяемости конструкций.
Для одноэтажных зданий установлены привязки колонн крайних и средних рядов, наружных продольных и торцевых стен, колонн в местах устройства температурных швов и в местах перепада высот между пролетами одного или взаимно перпендикулярных направлений. Выбор «нулевой привязки » или привязки на расстоянии 250 или 500мм от наружной грани колонн крайних рядов зависит от грузоподъёмности мостовых кранов, шага колонн и высоты здания.
Такая привязка позволяет сократить типоразмеры конструктивных элементов, учитывать действующие нагрузки, устанавливать подстропильные конструкции и устраивать проходы по подкрановым путям.
Температурные швы, как правило, устраивают на спаренных колоннах. Ось поперечного температурного шва должна совпадать с поперечной разбивочной осью, а геометрические оси колонн смещают от нее на 500мм. В зданиях со стальным или смешанным каркасом продольные температурные швы выполняют на одной колонне с устройством скользящих опор.
Перепад высот между пролетами одного направления или при двух взаимно перпендикулярных пролетах устраивают на спаренных колоннах со вставкой с соблюдением правил для колонн крайнего ряда и колонн у торцевых стен. Размеры вставок 300, 350, 400, 500 или 1000мм.
В многоэтажных каркасных промзданиях разбивочные оси колонн средних рядов совмещают с геометрическими.
Колонны крайних рядов зданий имеют «нулевую привязку», либо внутреннюю грань колонн размещают на расстоянии а от модульной разбивочной оси.
Контрольные вопросы
1. Какое назначение имеет унификация и типизация в промышленном строительстве?
2. Что называется температурным блоком?
3. Как называются планировочные элементы в зависимости от их расположения в здании?
4. Как назначают сетку колонн в одно- и многоэтажных промзданиях?
5. Что означает «нулевая привязка»?
6. Как устраивают продольные температурные швы в зданиях со стальным или смешанным каркасом?
Тема «Каркас одноэтажных промзданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Элементы каркаса одноэтажных зданий.
2 Железобетонный каркас.
3 Стальной каркас.
Производственные одноэтажные здания строят, как правило, по каркасной схеме (рис. 16.1). Каркас применяют чаще всего железобетонный, реже стальной; в отдельных случаях может быть применен неполный каркас с несущими каменными стенами.
Каркасы производственных зданий, как правило, представляют собой конструкцию, состоящую из поперечных рам, образуемых колоннами, защемленными в фундаментах и шарнирно (или жестко) связанными с ригелями покрытия (балками или фермами). При наличии подвесного транспортного оборудования или подвесных потолков, а также при подвеске различных коммуникаций несущие конструкции покрытий в ряде случаев можно располагать через 6 м и применять подстропильные конструкции при шаге колонн 12 м. Если подвесного транспортного оборудования нет, стропильные балки и фермы располагают через 12 м, применяя плиты пролетом 12 м.
При стальном каркасе конструктивные схемы в основном аналогичны схемам из железобетона и определяются сочетанием основных элементов здания – балок, ферм, колонн, связанных в единое целое (рис. 16.2).
Рамные железобетонные каркасы являются основной несущей конструкцией одноэтажных производственных зданий и состоят из фундаментов, колонн, несущих конструкций покрытий (балок, ферм) и связей (см. рис. 16.1). Железобетонный каркас может быть монолитными и сборным. Преимущественное распространение имеет сборный железобетонный каркас из унифицированных элементов заводского изготовления. Такой каркас наиболее полно удовлетворяет требованиям индустриализации.
Для создания пространственной жесткости плоские поперечные рамы каркаса в продольном направлении связывают фундаментными, обвязочными и подкрановыми балками и панелями покрытия. В плоскостях стен каркасы можно усилить стойками фахверка, иногда называемого стеновым каркасом.
Фундаменты железобетонных колонн. Выбор рационального типа, формы и надлежащих размеров фундаментов существенно влияет на стоимость здания в целом. В соответствии с указаниями технических правил (ТП 101–81) бетонные и железобетонные отдельно стоящие фундаменты производственных зданий на естественном основании следует выполнять монолитными и сборно-монолитными (рис. 16.3). В фундаментах предусматривают уширенные отверстия – стаканы, имеющие форму усеченной пирамиды (рис. 16.3, I, III), для установки в них колонн. Дно стакана фундамента располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонн, с тем чтобы подливкой раствора под колонну компенсировать возможные неточности размеров высоты колонн, допускаемые при их изготовлении, и выровнять верх всех колонн.
Размеры фундаментов определяют по расчету в зависимости от нагрузок и грунтовых условий.
Фундаментные балки предназначены для опирания наружных и внутренних стеновых конструкций на отдельно стоящие фундаменты каркаса (см. рис. 16.3, II, III, в, г). Для опирания фундаментных балок применяют бетонные столбики, устанавливаемые на цементном растворе на горизонтальные уступы башмаков или на фундаментные плиты. Установка стен на фундаментные балки кроме экономических создает также и эксплуатационные преимущества – упрощается устройство под ними всевозможных подземных коммуникаций (каналов, туннелей и т. п.).
Для защиты фундаментных балок от деформаций, вызванных увеличением объема при замерзании пучинистых грунтов, и для исключения возможности промерзания пола вдоль стен их засыпают с боков и снизу шлаком. Между фундаментной балкой и стеной по поверхности балки укладывают гидроизоляцию, состоящую из двух слоев рулонного материала на мастике. Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку. Для стока воды тротуарам или отмосткам придают уклон 0,03 – 0,05 от стены здания.
Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях применяют обычно унифицированные сплошные железобетонные одноветвевые колонны прямоугольного сечения (рис. 16.5, a) и сквозные двухветвевые (рис. 16.5, б). Прямоугольные унифицированные колонны могут иметь размеры сечения: 400х400, 400х600, 400х800, 500х500, 500х800 мм, двухветвевые – 500х1000, 500х1400, 600x1900 мм и др.
Высоту колонн подбирают в зависимости от высоты помещения Н и глубины их заделки а в стакан фундамента. Заделка колонн ниже нулевой отметки в зданиях без мостовых кранов равна 0,9 м; в зданиях с мостовыми кранами 1,0 м – для одноветвевых колонн прямоугольного сечения, 1,05 и 1,35 м – для двухветвевых колонн.
Для укладки подкрановых балок на колоннах устраивают подкрановые консоли. Верхнюю надкрановую часть колонны, поддерживающую несущие элементы покрытия (балки или фермы), называют надколонником. Для крепления несущих элементов покрытия к колонне в верхнем ее торце закрепляют стальной закладной лист. В местах крепления к колонне подкрановых балок и стеновых панелей (рис. 16.7) располагают стальные закладные детали. Колонны с элементами каркаса сопрягают сваркой стальных закладных деталей с последующим их обетонированием, причем в колоннах, расположенных по наружным продольным рядам, предусматривают также стальные детали для крепления к ним элементов наружных стен.
Связи между колоннами. Вертикальные связи, расположенные по линии колонн здания, создают жесткость и геометрическую неизменяемость колонн каркаса в продольном направлении (рис. 16.8 а , б). Их устраивают для каждого продольного ряда в середине температурного блока. Температурным блоком называют участок по длине здания между температурными швами или между температурным швом и ближайшей к нему наружной стеной здания. В зданиях малой высоты (при высоте колонн до 7...8 м) связи между колоннами можно не устраивать, в зданиях большей высоты предусматривают крестовые или портальные связи. Крестовые связи (рис. 16.8, а) применяют при шаге 6 м, портальные (рис. 16.8, б) – 12 м, их выполняют из прокатных уголков и соединяют с колоннами путем сварки косынок крестов с закладными деталями (рис. 16.7, г).
Плоские несущие конструкции покрытий. К ним относят балки, фермы, арки и подстропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия изготовляют из сборного железобетона, стали, дерева. Тип несущих конструкций покрытия назначают в зависимости от конкретных условий – величины перекрываемых пролетов, действующих нагрузок, вида производства, наличия строительной базы и др.
Железобетонные балки покрытий. В качестве несущих конструкций в ряде случаев используют железобетонные предварительно напряженные балки пролетом до 12 м для односкатных и малоуклонных покрытий, двускатные решетчатые пролетом 12 и 18 м (рис. 16.10, а – в) – при наличии подвесных монорельсов и кран-балок. Односкатные балки предназначены для зданий с наружным водоотводом, двускатные можно применять в зданиях как с наружным, так и внутренним водоотводом. Уширенную опорную часть балки (рис. 16.10, г) прикрепляют к колонне шарнирно посредством анкерных болтов, выпущенных из колонн и проходящих через опорный лист, приваренный к балке.
Железобетонные фермы и арки покрытий. Очертание фермы покрытия зависит от вида кровли, расположения и формы фонаря и общей компоновки покрытия. Для зданий пролетом 18 м и более применяют железобетонные предварительно напряженные фермы из бетона марки 400, 500 и 600. Фермы предпочтительнее балок при наличии различных санитарно-технических и технологических сетей, удобно располагаемых в межферменном пространстве, и при значительных нагрузках от подвесного транспорта и покрытия.
В зависимости от очертания верхнего пояса различают фермы сегментные, арочные, с параллельными поясами и треугольные.
Для пролетов 18 и 24 м применяют раскосные фермы сегментного очертания (рис. 16,11, б), а также типовые безраскосные фермы при скатной и малоуклонной кровлях (рис. 16.11, а). Последние обладают определенными преимуществами (удобный пропуск коммуникаций, особенности технологии изготовления).
Фермы с параллельными поясами использованы главным образом на многих действующих предприятиях при пролетах зданий 18 и 24 м и шаге 6 и 12 м. В некоторых случаях для покрытия большепролетных производственных зданий применяют сборные железобетонные арочные конструкции. По конструктивной схеме арки разделяют на двухшарнирные (с шарнирными опорами), трехшарнирные (имеющие шарниры в ключе и на опорах) и бесшарнирные.
Стальные каркасы применяют в цехах при крупных пролетах и значительных крановых нагрузках при строительстве предприятии металлургии, машиностроения и др.
По своей конструктивной схеме стальной каркас в целом подобен железобетонному и представляет собой основную несущую конструкцию промышленного здания, поддерживающую покрытие, стены и подкрановые балки, а в некоторых случаях – технологическое оборудование и рабочие площадки.
Основными элементами несущего стального каркаса, воспринимающими почти все действующие на здание нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами (ригелями) (рис. 16.14, I, а). На поперечные рамы, расставленные согласно принятому шагу колонн, опирают продольные элементы каркаса – подкрановые балки, ригели стенового каркаса (фахверка), прогоны покрытия и в некоторых случаях фонари. Пространственная жесткость каркаса достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях, а также (при необходимости) жестким закреплением ригеля рамы в колоннах.
1. Какой фактор является предопределяющим при определении объёмно-планировочной и конструктивной структуры промышленного здания.
2. Какие здания относят к обслуживающим?
3. Как классифицируются промздания по характеру расположения внутренних опор?
4. В каких случаях в качестве основного материала несущих элементов применяют металл?
5. Каким подъёмно-транспортным оборудованием могут быть оснащены промздания.
Тема «Каркасы многоэтажных промзданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Общие сведения.
2 Конструктивные схемы зданий.
Многоэтажные промышленные здания служат для размещения различных производств – цехов лёгкого машиностроения, приборостроения, химической, электротехнической, радиотехнической, лёгкой промышленности и др., а также базисных складов, холодильников, гаражей и т.п. Их проектируют, как правило, каркасными с навесными панелями стен.
Высоту промышленных зданий обычно принимают по условиям технологического процесса в пределах 3…7 этажей (при общей высоте до 40м), а для некоторых видов производств с нетяжёлым оборудованием, устанавливаемым на перекрытиях, - до 12…14 этажей. Ширина промышленных зданий может быть равной 18…36м и более. Высоту этажей и сетку колонн каркаса назначают в соответствии с требованиями типизации элементов конструкций и унификации габаритных параметров. Высоту этажа принимают кратной модулю 1,2м, т.е. 3,6; 4,8; 6м, а для первого этажа – иногда 7,2м. Наиболее распространенная сетка колонн каркаса 6х6, 9х6, 12х6м. Такие ограниченные размеры сетки колонн обусловлены большими временными нагрузками на перекрытия, которые могут достигать 12 кН/м2, а в некоторых случаях 25 кН/м2 и более.
Основные несущие конструкции многоэтажного каркасного здания – железобетонные рамы и связывающие их междуэтажные перекрытия. Каркас состоит из колонн, ригелей, расположенных в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях, плит перекрытий и связей в виде ферм или сплошных стенок, выполняющих функции диафрагм жёсткости. Ригели могут опираться на колонны по консольной или бесконсольной схемам с размещением плит на полках ригелей или по их верху.
Колонны каркасов состоят из нескольких монтажных элементов высотой на один, два или три этажа. Сечение колонн прямоугольное 400х400 или 400х600мм с трапециидальными консолями, предназначенными для опирания ригелей. У крайних колонн - консоли с одной стороны, у средней – с двух сторон.
Колонны изготовляют из бетона классов В20…В50, рабочую арматуру – из горячекатаной стали периодического профиля класса А-III.Стыки колонн располагают над перекрытиями на высоте 0,6…1м. Конструкция стыка должна обеспечивать его равнопрочность с основным сечением колонны.
Ригели бывают прямоугольные (при опирании плит сверху ригелей) и с опорными полками (при опирании плит в одном уровне с ригелями).Высота ригелей унифицирована:800мм для сетки колонн 6х6м, 6х9м. В ригелях для зданий с сеткой колонн 6х6м применяют ненапрягаемую рабочую арматуру из стержневой стали класса А-III и бетон класса В20 и В30, а в ригелях для зданий с сеткой колонн 9х6м – предварительно-напряжённую арматуру из стали классов А-IIIв и А-IV.
Конструкции междуэтажных балочных перекрытий изготовляют в двух вариантах – с опиранием плит на полки ригелей и с опиранием поверх прямоугольных ригелей. Размеры основных плит, укладываемых на полки ригеля, - 1,5 х 5,55 или 1,5 х 5,05 м (для укладки у торца здания и у деформационных швов). При укладке поверх ригелей приняты плиты размером 1,5 х 6 м. Доборные плиты имеют ширину 0,75м при обычной длине.
Безбалочные перекрыти я в многоэтажных производственных зданиях имеют меньшую высоту, чем балочные, благодаря чему при их применении уменьшается объём здания. Кроме того, при безбалочных перекрытиях упрощается прокладка трубопроводов под плоским потолком и создаются лучшие условия для вентилирования пространства под ним.
Железобетонный сборный каркас состоит из колонн высотой на один этаж, капителей, надколонных и пролётных плит сплошного сечения. Колонны с размерами 400 х 400, 500 х 500 и 600 х 600мм в месте опирания капителей имеют четырёхсторонние консоли и пазы по граням ствола. Основная капитель имеет в центре квадратное отверстие, по граням которого устроены пазы. Для пропуска инженерных коммуникаций предусмотрены капители с круглыми отверстиями диаметром 100 и 200 мм. На торцах плит имеются выпуски арматуры.
В зданиях с безбалочными конструкциями могут быть самонесущие кирпичные стены, самонесущие вертикальные и навесные горизонтальные стеновые панели. Каркасное здание рассматривают как систему многоярусных многопролётных рам с жёсткими узлами, работающих в двух направлениях. Образуют эти рамы колонны, капители и надколонные плиты.
1. Какие элементы входят в состав многоэтажных промзданий.
2. Какие конструктивные решения применяют в балочных перекрытиях?
3. Назовите элементы безбалочных перекрытий.
4. Назначение капителей в составе безбалочных перекрытий.
5. Какие стены используют в зданиях с безбалочными перекрытиями.
Тема «Покрытия промзданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Общие сведения.
2 Покрытие по ж/б панелям.
3 Покрытия по стальным профилированным настилам.
В состав ограждающейчасти покрытий могут входить: кровля (водоизоляционный слой) – чаще всего рулонный ковёр, реже асбестоцементные волнистые листы и др.; выравнивающий слой – стяжка из асфальта или цементного раствора; теплозащитный (термоизоляционный) слой, который в зависимости от местных условий может состоять из плит пено- и керамзитобетоных, минеральной пробки и т.п.; пароизоляция , предохраняющая теплоизоляционный слой от увлажнения водяными парами, проникающими в покрытие из помещения; несущий настил , поддерживающий ограждающие элементы покрытий.
По степени утепления ограждающие конструкции покрытий производственных зданий Разделяют на холодные и утеплённые . В неотапливаемых помещениях или горячих цехах со значительными выделениями производственной теплоты ограждения покрытия проектируют холодные (изоляционный слой не укладывают). В помещениях отапливаемых зданий покрытия предусматривают утеплённые, причём степень утепления определяют, исходя из требования предотвращения конденсации влаги на внутренней их поверхности.
В неотапливаемых производственных зданиях массового строительства часто в качестве несущих элементов покрытий применяют предварительно-напряжённые ж/бетонные ребристые плиты длиной 6 и 12м обычно при ширине 3 и реже 1,5м. В отапливаемых зданиях при шаге несущих стропильных конструкций покрытия, равном 6м, используют панели из лёгких, ячеистых и других бетонов. Находят широкое применение комплексные настилы , которые совмещают все необходимые функции и поступают с завода в полной готовности с уложенной пароизоляцией, утеплителем, стяжкой и пр. После укладки настила заделывают швы, укладывают защитный слой и выполняют другие нетрудоёмкие операции.
Следует предусмотреть укладку плит на несущие конструкции покрытия так, чтобы обеспечить плотность их опирания и надёжность крепления стальных закладных деталей между собой, а также последующее замоноличивание стыков.
Различные типы стального профилированного несущего настила за последнее время получили применение в промышленном строительстве. Его изготовляют из стали толщиной 0,8…1,0мм с высотой ребра 60…80мм при ширине листов настила до 1250мм и длине до 12м. Настил укладывают по прогонам или несущим конструкциям покрытия и крепят к стальным конструкциям покрытия (фонарям и прогонам) самонарезающимися болтами диаметром 6мм. Между собой элементы настила соединяют на специальных заклёпках диаметром 5мм.
Контрольные вопросы
Тема «Световые и аэрационные фонари»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Классификация фонарей и их конструктивные схемы.
2 Светоаэрационные фонари.
3 Зенитные фонари.
По назначению фонари в промышленных зданиях подразделяют на световые, светоаэрационные и аэрационные. Они обеспечиваютверхнее естественное освещение и при необходимости вентилирование зданий.Фонари, как правило, располагают вдоль пролетов здания.
Фонарь состоит из несущей конструкции – каркаса и ограждающих конструкций – покрытия, стен и заполнения световых или аэрационных проемов.
По форме фонари подразделяют на двусторонние, односторонние (шеды) и зенитные. Двусторонние и односторонние фонари могут иметь вертикальное и наклонное остекление. В связи с этим поперечный профиль фонаря может быть: прямоугольным, трапецеидальным, зубчатым и пилообразным .
В целях удобства эксплуатации (снегоочистка) и по противопожарным требованиям длина фонарей должна быть не более 84м. Если требуется большая длина, то фонари устраивают с разрывами, величина которых 6м. По этим же причинам фонарь не доводят до торцевых стен на 6м.
Размеры конструктивных схем фонарей унифицированы и согласованы с основными габаритами здания. Обычно для 12-ти и 18-ти метровых пролетов принимают фонари шириной 6м, а для пролетов 24, 30 и 36м – 12м. Высоту фонаря определяют на основании световых и аэрационных расчетов.
Светоаэрационные фонари разработаны шириной 6 и 12м под профнастил и ж/б плиты при шаге стропильных конструкций 6 и 12м. Они представляют собой П-образную надстройку на покрытии здания, в продольных и торцевых стенах которой световые проемы заполнены переплетами. Несущие конструкции фонарей состоят из фонарных панелей, фонарных ферм, панелей торца. П-образные стальные рамы фонаря устанавливают на несущие конструкции покрытия здания. Рама представляет собой стержневую систему, состоящую из вертикальных стоек, верхнего пояса и раскосов, все элементы которой выполняют из прокатного металла и соединяют между собой при помощи фасонок на сварке и болтах.
Устойчивость каркаса фонаря обеспечивается устройством горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальные и вертикальные крестообразные связи устанавливают в крайних панелях у деформационных швов, а в плоскости ригелей поперечных рам – распорки.
Зенитные фонари выполняются в виде прозрачных куполов с двухслойными светопропускающими элементами из органического стекла или в виде возвышающихся над кровлей остекленных поверхностей. Их используют в тех случаях, когда необходимы высокий уровень и равномерность освещенности помещений. Зенитные фонари могут быть точечного типа или панельные. Форма колпака в плане может быть круглой, квадратной или прямоугольной, с вертикальными или наклонными, холодными или утепленными стенками бортового элемента. Для повышения светоактивности фонарей внутреннюю поверхность их бортовых элементов делают гладкой и окрашивают в светлые тона. Обычно конструкция панельных фонарей состоит из нескольких точечных фонарей, соединенных в ряд.
Конструкция зенитных фонарей состоит из светопропускающего заполнения, стального стакана, нащельников, фартуков и при необходимости механизмов открывания. Светопропускающее заполнение для всех зенитных фонарей приняты наклонными под углом 12 к плоскости покрытия. Для светопропускающего заполнения используют двухслойные стеклопакеты толщиной 32мм из оконного силикатного стекла толщиной 6мм или профильное стекло швеллерного типа.
Каркасом зенитных фонарей являются стальные стаканы, элементы которых (продольные и поперечные стержни, переплеты, сетка и т.д.) соединяются в основном на болтах. Фартуки зенитных фонарей изготовляют из оцинкованной стали толщиной 0,7мм. В фонаре размером 3х3м стыки между стеклопакетами в продольном и поперечном направлениях перекрывают алюминиевыми нащельниками, прикрепляемыми к опорным элементам стакана. Края стеклопакетов вдоль нижней части ската оклеивают алюминиевой фольгой.
Для освещения больших площадей при значительной высоте цеха зенитные фонари располагают сосредоточенно. Например, на одной плите размером 1,5х6м можно разместить четыре фонаря с размером основания 0, х 1,3м.
1. В каких зданиях могут применяться световые и аэрационные фонари, каково их назначение?
2. Каким может быть поперечный профиль фонарей, зарисуйте их.
3. Назовите основные унифицированные размеры фонарей. Как определяется их высота?
4. Перечислите основные элементы светоаэрационных фонарей.
5. Как обеспечивается устойчивость каркаса фонаря?
6. В каких случаях используют зенитные фонари?
7. Назовите элементы конструкции зенитного фонаря.
8. Из чего выполняют светопропускающее заполнение для зенитных фонарей?
Тема «Полы промышленных зданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1. Общие сведения
2. Конструктивные решения полов
3. Примыкание полов к каналам и приямкам
В промышленных зданиях полы устраивают по перекрытиям и по грунту. Полы испытывают воздействия, зависящие от характера технологического процесса. На конструкцию пола передаются статические нагрузки от массы различного оборудования, людей, складированных материалов, полуфабрикатов и готовых изделий. Также возможны вибрационные, динамические и ударные нагрузки. Для горячих цехов характерны тепловые воздействия на пол. В некоторых случаях на полы воздействуют воды и растворы нейтральной реакции, минеральные масла и эмульсии,органические растворители, кислоты, щелочи, ртуть. Эти воздействия могут быть систематические, периодические или случайные.
К полам промышленных зданий, кроме обычных, предъявляются и специальные требования: повышенная механическая прочность, хорошая сопротивляемость истиранию, несгораемость и жаростойкость, стойкость в отношении физико-химических и биологических воздействий, при взрывоопасных производствах полы не должны давать искр при ударах и движении безрельсового транспорта, полы должны обладать диэлектричностью, по возможности быть бесшовными.
При выборе типа пола в первую очередь учитывают те требования, которые в условиях данного производства наиболее важные.
Конструктивные схемы полов. Конструкция пола состоит из покрытия,прослойки,стяжки, гидроизоляции, подстилающего слоя и тепло- или звукоизоляционных слоев.
В промышленных зданиях полы классифицируют в зависимости от типа и материала покрытия и подразделяют на три основные группы.
Первая группа - полы сплошные или бесшовные. Они могут быть:
а) на основе естественных материалов : земляные, гравийные, щебеночные, глинобитные, глинобетонные, комбинированные;
б) на основе искусственных материалов : бетонные, сталебетонные, мозаичные, цементные, шлаковые, асфальтовые, асфальтобетонные, дегтебетонные, ксилолитовые, полимерные.
Вторая группа - полы из штучных материалов. Они могут быть: каменные, булыжные, брусчатые, кирпичные и клинкерные; из плиток и плит бетонных, железобетонных, металлоцементных, мозаичных террацо,асфальтовых,дегтебетонных,ксилолитовых,керамических,чугунных,стальных,пластмассовых,древесно-волокнистых,литых шлаковых, шлакоситаловых; деревянные - торцовые и дощатые.
Третья группа - полы из рулонных и листовых материалов : рулонные - из линолеума, релина, синтетических ковров; листовые - из винипласта, древесно-волокнистых и древесно-стружечных листов.
2.1 Полы сплошные или бесшовные
Земляные полы устраивают в цехах, где возможны воздействия на пол больших статических и динамических нагрузок, а также высоких температур. Земляной пол выполняют чаще всего в один слой толщиной 200-300 мм с послойным утеплением.
Гравийные, щебеночные, шлаковые полы применяют в проездах для транспорта на резиновом ходу и в складах. Гравийные и щебеночные полы устраивают из двух или трех слоев гравия или щебня. Покрытие пола представляет собой гравийно-песчаную смесь толщиной 100-200 мм с последующим уплотнением катками. Для шлаковых полов используют каменноугольные шлаки.
Бетонные полы применяют в помещениях, где пол подвергается систематическому увлажнению или воздействию минеральных масел, а также в проездах при движении транспорта на резиновых и металлических шинах и гусеничном ходу.
Толщина покрытия зависит от характера механического воздействия и может быть 50-100 мм; покрытие делают из бетона марок 200 - 300. Поверхность пола после начала схватывания бетона затирают. Для увеличения прочности покрытия бетонного пола в его состав добавляют стальные или чугунные стружки и опилки крупностью до 5 мм.
Цементные полы применяют в тех же случаях, что и бетонные, но при отсутствии больших нагрузок, их выполняют толщиной 20-30 мм из цементного раствора составов 1:2 – 1:3 на цементах марки 300 - 400. Из-за большой хрупкости цементно-песчаного покрытия под него устраивают жесткий подстилающий слой.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляют к полам промзданий?
2. Какие типы полов применяют в промзданиях?
3. От каких факторов зависит толщина покрытия
4. Какие полы относят к бесшовным?
5. Назовите воздействия на полы промзданий.
Тема «Кровли. Водоотвод с покрытий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Кровли промзданий.
2 Водоотвод с покрытий.
В современном промышленном строительстве применяют скатные, малоуклонные кровли с гидроизоляционным ковром из рулонных материалов – рубероида, стеклоткани, гидроизола и др. В большинстве случаев рекомендуют покрытия отапливаемых зданий с рулонной или мастичной (безрулонной) кровлей проектировать малоуклонными, т.е. с уклонами от 1.5 до 5%. В случаях применения более теплостойких мастик на отдельных участках допускается проектировать покрытия с несколько большим уклоном. В некоторых случаях устраивают кровли из волнистых асбестоцементных и алюминиевых листов.
Конструкции плоской кровли отличаются следующими качествами: многослойностью, относительной легкоплавкостью и высокой пластичностью приклеивающей мастики; применяемый тонкий рулонный материал приклеивается ровными слоями; поверх ковра устраивают защитное двойное покрытие из мелкого гравия (или шлака) на горячей мастике для надёжной защиты ковра от прямого механического и атмосферного воздействия.
Заполняемые водой плоские кровли выполняются из четырёх слоёв толь-кожи, гидроизола, дегтебитумного материала с двумя защитными слоями из гравия. В местах примыкания кровель к парапетам (см. рис.1), стенам, шахтам и другим выступающим конструктивным элементам основной водоизолирующий ковёр усиливают дополнительными слоями рулонных или мастичных материалов. Верхний край дополнительного водоизоляционного ковра должен подниматься над кровлей на 200…300 мм. Его закрепляют и защищают от затекания воды и воздействия солнечной радиации фартуками из оцинкованной кровельной стали.
Отвод воды с кровель отапливаемых многопролётных зданий, как правило, следует предусматривать по внутренним водостокам . Покрытие с наружным отводом воды допускается проектировать при отсутствии на площадке дождевой канализации, высоте зданий не более 10м и общей длине покрытия (с уклоном в одну сторону) не более 36м при соответствующем обосновании. Наружный водоотвод в одноэтажных однопролётных производственных зданиях принимают обычно произвольным , т.е. неорганизованным .
В неотапливаемых производственных зданиях следует проектировать свободный сброс воды с покрытия.
При внутреннем водоотводе расположение водоприёмных воронок, отводных труб и стояков, собирающих и отводящих воду в дождевую канализацию, назначают в соответствии с Размерами площади покрытия и очертания его поперечного сечения. Из стояка вода поступает в подземную часть водоотводной сети, которую можно устраивать из бетонных, асбестоцементных, чугунных, пластмассовых или керамических труб в зависимости от местных условий (рис.1, а).
Для обеспечения надёжного отвода воды в сеть внутренних водостоков особое значение имеет конструкция ендов кровельного покрытия. Необходимый уклон в сторону водоприёмных воронок создают укладкой в ендовах слоя лёгкого бетона переменной толщины, образующего водораздел. По периметру здания с внутренними водостоками предусматривают парапеты (рис.1, б), а при наружном свободном сбросе воды с кровли – карнизы (рис.2).Система внутренних водостоков с кровли состоит из водоприёмных воронок, стояков, отводных трубопроводов и выпусков в канализацию.
Водонепроницаемость кровель в местах установки водосточных воронок достигается наклейкой на фланец чаши воронки слоёв основного водоизоляционного ковра с усилением тремя мастичными слоями, армированного двумя слоями стеклохолста или стеклосетки (рис.1, г).
При отводе воды по внутренним водостокам необходимо предусматривать равномерное Размещение воронок по площади кровли.
Максимальное расстояние между водосточными воронками на каждой продольной разбивочной оси здания не должно превышать для скатных кровель 48 м, малоуклонных (плоских) – 60 м. В поперечном направлении здания на каждой продольной разбивочной оси здания следует располагать не менее двух воронок.
При определении расчётной водосборной площади следует дополнительно учитывать 30% суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней.
1. Какими качествами отличается конструкция плоской кровли.
2. Как решают места примыкания плоских кровель к парапетам?
3. Как решается отвод воды с кровель промышленных зданий?
4. Какой водоотвод используют в неотапливаемых зданиях.
5. Из каких элементов состоит система внутренних водостоков.
1. Какие элементы входят в состав покрытий.
2. В каких помещениях используют холодные покрытия?
3. Назовите состав комплексной панели.
4. Назначение пароизоляции в составе покрытия.
5. Как крепят стальные профилированные листы.
Тема «Прочие конструктивные элементы промзданий»
Вопросы, подлежащие изучению:
1 Устройство технических этажей, рабочих площадок и этажерок.
2 Перегородки, ворота и лестницы специального назначения.
В многоэтажных крупнопролетных промышленных зданиях для производств с технологическими процессами, требующими больших складских и вспомогательных площадей, целесообразно устраивать технические этажи . Их также устраивают для размещения установок кондиционирования воздуха, приточно-вытяжной вентиляции, воздуховодов, транспортных и других инженерных коммуникаций.
В универсальных многоэтажных пром.зданиях для перекрытия пролетов 12-36 м применяют несущие конструкции в виде балок, ферм, арок с шагом 3-6м. Высота их (2-3 м) обеспечивает возможность размещения в межбалочном, межферменном или в межарочном пространстве технических или вспомогательных этажей.
Технические этажи устраивают и в одноэтажных пром.зданиях. Их можно Располагать в подвалах, при решетчатых несущих конструкциях покрытия – в пространстве между ними, а при сплошных – технические этажи выполняют подвесными.
Подвесной потолок служит одновременно полом технического этажа и устроен из ребристых железобетонных плит, уложенным по ж/б балкам таврового сечения. Балки подвешены к несущим конструкциям покрытия.
Рабочие или технологические площадки устраивают для обслуживания надземного транспортного хозяйства цеха (подвесные и мостовые краны), инженерного (вентиляторы, камеры кондиционирования и др.) и технологического оборудования (домны, котлы и др.). В зависимости от назначения их подразделяют на переходные, посадочные, ремонтные и смотровые .
Рабочие площадки используют и для размещения на них технологического оборудования. В химической, нефтяной и др. отраслях промышленности получили большое распространение рабочие площадки в виде этажерок, ав металлургической промышленности – в виде одноярусных эстакад.
Переходные, посадочные, ремонтные, смотровые, а также рабочие площадки под легкое технологическое оборудование состоят из балочной несущей конструкции, настила и ограждения. Несущие конструкции площадок опирают либо на основные конструкции здания, либо на технологическое оборудование, либо на специально устраиваемые опоры.
В практике строительства получили распространение стальные сборно-разборные перегородки. Основное достоинство таких перегородок – их технологическая гибкость. Этажерки имеют каркас, решенный по связевой схеме, с шарнирным соединением ригелей и колонн и жестким соединением колонн с колоннами. Максимальная высота этажерок 18м.
Каркас состоит из колонн, связей и парных ригелей, которые опираются на колонны при помощи съёмных металлических консолей. Консоли крепят к колоннам стяжными болтами на любой высоте, кратной 120мм. Ригели располагают в поперечном направлении. Жесткость каркаса достигается с помощью металлических связей – портальных в поперечном направлении и крестовых с распорками в продольном направлении. Плиты перекрытий укладывают по ригелям в продольном направлении без закрепления, что позволяет устраивать проемы в любых участках перекрытий.
Сборные конструкции этажерок имеют сетку колонн каркаса с пролетами 4,5 – 9м, кратными 1,5м при шаге 6м. В поперечном направлении можно иметь консольные участки перекрытий с вылетом 1,5 или 3м.
Отличительной особенностью перегородок , устраиваемых в промышленных зданиях в том, что их в большинстве случаев устраивают сборно-разборными на высоту, меньшую высоты помещений цеха. Такое решение обеспечивает быстрый демонтаж в случае изменения технологического процесса производства. Стационарные перегородки выполняют из кирпича, мелких блоков, плит или крупных панелей из несгораемых материалов.
Сборно-разборные перегородки устраивают из щитов или панелей, выполняемых из дерева, металла, железобетона, стекла или пластмассы. Устойчивости щитовой перегородки достигают путем введения в конструкцию легкого каркаса, состоящего из стоек и обвязок, расположенных вверху или внизу. Стойки каркаса устанавливают на специальные фундаментные плиты.
В последнее время получают все большее распространение перегородки из легких эффективных материалов – слоистых пластиков, стеклопластиков, асбестоцементных листов, древесно-волокнистых или древесно-стружечных плит с легкими металлическими каркасами.
Для ввода в промышленное здание транспортных средств, перемещения оборудования и прохода большого числа людей устраиваютворота . Их размеры увязывают с требованиями технологического процесса и унификации конструктивных элементов стен. Так, для пропуска электрокаров, вагонеток применяют ворота шириной 2м и высотой 2,4м, для автомашин различной грузоподъёмности – 3х3, 4х3 и 4х3,6 м, для узкоколейного транспорта – 4х4,2м, а для железнодорожного транспорта широкой колеи 4,7х5,6м.
По способу открывания ворота подразделяют на распашные, раздвижные, складчатые (многостворчатые), подъемные, шторные, откатные многостворчатые . Полотна ворот выполняют из дерева, из дерева со стальным каркасом и из стали. Ворота могут быть утепленными, холодными, с калитками и без них.
Широко применяются распашные ворота. Если размер полотен небольшой, ворота выполняют из дерева. При высоте или ширине ворот более 3м устраивают ворота со стальным каркасом. Деревянные полотна ворот состоят из обвязки с одним или несколькими средниками и обшивки из шпунтованных досок толщиной 25мм в один или два слоя. Рама, к которой навешивают полотна ворот, может быть выполнена из дерева, металла или железобетона.
Лестницы в промышленных зданиях подразделяют на основные, служебные, пожарные и аварийные.
Основные лестницы предназначены для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей в случае пожара и аварии.
Служебные лестницы обеспечивают связь с рабочими площадками, на которых установлено оборудование, а в некоторых случаях их применяют для дополнительной связи между этажами. Служебные лестницы обслуживают также посадочные и ремонтные площадки мостовых кранов.
Пожарные лестницы предназначены в случае пожара для доступа в верхние этажи и на покрытие здания. Аварийные лестницы используют только для эвакуации людей из здания на случай пожара и аварии. Запасными путями эвакуации помимо основных аварийных и пожарных лестниц могут быть специально устраиваемые как внутри, так и снаружи здания спуски и штанги.
Служебные лестницы делают открытыми, сквозной конструкции и с крутым подъёмом. Служебная лестница состоит из промежуточных площадок и сборных лестничных маршей. Несущей конструкцией марша служат две тетивы из полосовой или уголковой стали, к которым прикрепляют ступени, имеющие только проступь. При уклоне лестницы до 60 ступени выполняют из листовой рифлёной стали с отогнутым для жесткости передним краем.
Пожарные металлические лестницы располагают по периметру здания через 200м в производственных и через 150м во вспомогательных зданиях в тех случаях, когда высота до верха карниза превышает 10м. При высоте здания менее 30м лестницы устраивают вертикальными шириной 600мм, а при высоте 30м и более – наклонными под углом не более 80 шириной 700мм с промежуточными площадками не реже, чем через 8м по высоте.
Пожарные лестницы устанавливают против простенков, не доводят до уровня земли на 1,5-1,8м и при наличии на покрытии фонарей выводят между ними.
Аварийные стальные лестницы имеют такую же конструкцию, как служебные или пожарные, но их обязательно доводят до земли. Уклон их маршей должен быть не более 45, ширина не менее 0,7 м, а расстояние по вертикали между площадками не более 3,6 м.
1. Какое назначение имеют технические этажи и рабочие площадки?
2. Как по назначению подразделяются технологические площадки.
3. Из каких элементов состоит каркас сборных этажерок?
4. Назовите преимущества сборно-разборных перегородок. Из каких материалов они выполняются?
5. Назначение ворот в промзданиях. Как назначают их размеры?
6. Как подразделяют ворота по способу открывания?
7. Назовите виды лестниц, используемых в промзданиях.
8. Какая разница между пожарными и аварийными лестницами?
9. Какую конструкцию имеют служебные лестницы?
10. В каких местах промзданий устанавливают пожарные металлические лестницы?
Пролет - расстояние между разбивочными осями в направлении несущих конструкций (для ж/б каркасов: 6, 12, ..., 24 м, для металлических каркасов: 6, 12, ... 36 м).
Шаг - расстояние между разбивочными осями в направлении перпендикулярном пролету (6, 12м)
Высота этажа - (1) для многоэтажных зданий: расстояние от пола лестничной клетки данного этажа до пола последующего этажа; (2) для одноэтажных зданий: расстояние от пола до низа стропильной конструкции (3, 3.3, 3.6, 4.2 ... 18 м)
Основой объемно-планировочного решения промышленного здания служит схема технологического процесса производства. Промышленные здания должны быть запроектированы так, чтобы производственный процесс был организован наиболее рационально, а для работающих были бы созданы наилучшие условия труда. Независимо от характера производства на каждого рабочего следует предусматривать не менее 4,5 м2 производственной площади и не менее 15 м3 объема помещения.
При проектировании промышленных зданий в большинстве случаев можно применять типовые и унифицированные объемно-планировочные и конструктивные решения, основанные на модульной системе.
Для различных отраслей промышленности разработаны так называемые габаритные схемы, представляющие собой схемы типовых объемно-планировочных решений цехов. В этих схемах унифицированы основные объемно-планировочные параметры зданий, высоты помещений, пролеты, ттги колонн, нагрузки кранов и т. п. На рис. 208 показана габаритная схема одноэтажного четырехпро-летного промышленного здания шириной 96 м, состоящего из четырех блоков длиной по 60 м, разделенных температурными швами. Несущим остовом здания является сборный железобетонный каркас.
Рис. 1. Габаритная схема одноэтажного промышленного здания со сборным железобетонным каркасом
Рис. 2. Унифицированные параметры одноэтажных промышленных зданий со сборным железобетонным каркасом: а - бескрановых зданий без подвесного и с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 5 Г включительно; б - зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 Т включительно
Рис. 3. План одноэтажного промышленного здания с унифицированными параметрами
Унифицированные параметры одноэтажных промышленных зданий со сборным железобетонным каркасом показаны на рис. 209. План одноэтажного промышленного здания с унифицированными параметрами приведен на рис. 3.
Места расположения колонн в плане определяются пересечением взаимно перпендикулярных осевых линий, образующих сетку колонн. На чертежах поперечные оси обычно обозначают цифрами, а продольные - заглавными буквами русского алфавита. В последние годы с целью снижения стоимости промышленного строительства получило распространение блокирование цехов, т. е. объединение нескольких цехов под одной крышей. Блокирование влечет за собой значительное повышение плотности застройки, позволяет сократить протяженность коммуникационных и транспортных сетей, площадей ограждающих конструкций, эксплуатационных затрат и др.
Новым этапом в типизации и унификации объемно-планировочных и конструктивных решений является разработка универсальных типовых секций (УТС) одноэтажных промышленных зданий с целью типизации не целых зданий, а отдельных их объемных частей - секций.
Типовые секции дают возможность блокировать цеха и компоновать промышленные корпуса любых площадей, тогда как использование типовых проектов отдельных зданий ограничивает возможности блокирования.
Оптимальные размеры блоков типовых унифицированных секций для предприятий машиностроительной промышленности приняты размерами в плане 144X72 и 72X72 м с сеткой колонн 24×12 и 18×12 м. Конечно, использование типовых секций возможно лишь в тех случаях, когда все параметры удовлетворяют требованиям данного технологического процесса.
В ряде отраслей промышленности технология производства совершенствуется особенно быстро, в результате чего возникает необходимость периодического изменения объемно-планировочной структуры здания и выполнения ряда трудоемких и дорогостоящих работ по реконструкции здания. Чтобы избежать такой громоздкой и дорогой реконструкции, проектируют универсальные или так называемые гибкие здания (с точки зрения гибкой приспособленности их к различным технологическим процессам). К особенностям таких зданий относятся крупноразмерная сетка колонн, единая высота всех пролетов и использование подвесного или напольного транспорта.
Рис. 4. Схема многоэтажного типового промышленного здания: а - план; б - поперечный разрез; в - продольный разрез
Типовое проектирование многоэтажных зданий развивается в различных направлениях. Одним из них предусматривается создание типовых секций здания, из которых можно создавать многоэтажные корпуса разной этажности, любой площади и формы в плане. Ширина универсальных многоэтажных промышленных зданий по условиям производства внутреннего режима, экономики и унификации конструкций может быть равной 12, 18, 24, 36, 42 и 48 м. Наиболее распространены здания шириной 18, 24 и 36 м. Высота этажей между отметками чистого пола смежных этажей назначается в 3,6; 4,8; 6 м, а для первого этажа допускается высота 7,2 м в зависимости от высоты оборудования. Сетку колонн в многоэтажных зданиях принимают соответствующей нормативным полезным нагрузкам. При нагрузках 500, 1000 и 1500 кГ/м2 рекомендуется принимать бХбиЭХбл, причем преимущественное применение для нагрузки до 1000 кГ/м2 имеет сетка колонн 9X6 м, при нагрузках 2000 и 2500 кГ/м2 принимают сетку 6X6 м.
В приведенном на рис. 4, а плане многоэтажного типового производственного здания с многопролетной схемой принята сетка колонн 6 X 6 м.
Рис. 5. Привязка колонн и стен к разбивочным осям: а -нулевая привязка к продольным осям; б - то же, привязка 250 (500); в - нулевая привязка к поперечным осям; г - положение геометрической оси колонн у температурного шва
В процессе проектирования зданий различного назначения, в том числе и промышленных, большое значение имеет расположение и взаимосвязь различных элементов зданий. Для обеспечения этой связи производят привязку отдельных конструктивных элементов к основным разбивочным осям. Размер привязки определяется расстоянием от модульной разбнвочной оси до грани или до геометрической оси элемента, причем расстояние это должно быть кратным единому модулю.
Привязывая колонны крайних рядов и наружных стен к продольным разбивочным осям, наружные грани колонн и внутренние поверхности стен, кроме совмещения их с продольными разбивочны-ми осями (нулевая привязка), можно смещать с продольных разбивочных осей на 250 или 500 м (привязки 250 или 500). Нулевую привязку применяют в зданиях без мостовых кранов, а также в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 Т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м.
Привязка осей на 250 мм применяется в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 Т включительно, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия 16,2 и 18 м, а также при шаге колонн 12 м и высоте от 8,4 до 18 м.
Привязка на 500 мм допускается при соответствующем обосновании.
При привязке колонн и торцовых стен к поперечным разбивочным осям необходимо выполнять следующие условия:
а) геометрические оси сечений колонн совмещать с поперечными разбивочными осями (за исключением колонн в торцах зданий и примыкающих к температурным швам);
б) геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещать с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм, а внутренние поверхности торцовых стен должны совпадать с поперечными разбивочными осями - нулевая привязка. Поперечные температурные швы осуществляют на парных колоннах, при этом ось температурного шва совмещают с поперечной разбивочной осью, а геометрические оси парных колонн смещают с разбивочной оси па 500 мм.
1. Требования, предъявляемые к зданиям.
2. Объемно-планировочные параметры зданий.
3. Отдельные элементы зданий.
4. Вертикальные и горизонтальные коммуникации.
Требования, предъявляемые к зданиям.
Существуют обязательные условия, которым должно соответствовать здание. Такие условия называются требованиями .
Требования выражаются в виде общепринятых норм. Нормы фиксируются в печатной форме. Например, СНиПы, ГОСТы.
Эти требования и нормы меняются в связи с развитием экономики и техническим прогрессом.
Любое здание создается на основе нескольких видов требований:
. функциональных — зависят от назначения здания и обеспечивают его эксплуатацию в соответствии с этим назначением;
. технических — это обеспечение защиты помещений от воздей-ствия внешней среды, прочность, устойчивость, огнестойкость, долговечность;
. противопожарных — это такой выбор конструктивных элементов зданий, которые способны сохранять свои несущие и ограждающие способности при пожаре;
. эстетических — это создание художественного облика здания и окружающего его пространства за счет выбора строи-тельных материалов, конструктивной формы, цветовой гаммы;
. экономических — это обеспечение минимальных затрат на проектирование, строительство, эксплуатацию здания - это финансовая часть, затраты труда, сроки проектирования, строительства.
Функциональные требования включают в себя:
Состав помещений для жилых, общественных и вспомога-тельных зданий,
Нормы их площадей и объемов,
Качество наружной и внутренней отделки,
Состав необходимого технического и инженерного оборудования (вентиляция, сантехнические и электротехнические устройства и др.) для обеспечения санитарно-гигиенических условий в помещениях;
Для производственных зданий определяются размеры пролетов помещений, техническая оснащен-ность, установка специального оборудования и т.п.
Функциональные требования определяют- и взаимо-связь помещений между собой, которая должна обеспечить удобство эксплуатации здания.
Например :
В жилом доме должны быть проветриваемые светлые ком-наты, площади и размеры их соответствуют числу и составу семьи, для которых они предназначены, удобные кухни и санитарно-технические узлы (ванные, уборные);
Состав семьи и площади квартир
В зда-нии школы должно быть большое число просторных светлых классных поме-щений, рекреаций, лабораторий, должны быть спортивный и актовый залы, обслужи-вающие помещения, соответствующие числу учащихся, на которое рассчитано здание;
В магазине или торговом центре должны быть размещены удобные торговые залы, складские и торговые помещения и т. д.
Все нормативные значения требований указываются в соответствующих СНиПах:
СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»;
СНиП 31-02-2201 «Дома жилые одноквартирные»;
СНиП 2.08.01-89 «Общественные здания»;
СНиП 31-01-2001 «Производственные здания»;
СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания».
Функциональные требования зависят от класса здания.
На основе функциональных требований раз-рабатывается наиболее приемлемое объемно-планировоч-ное решение - это:
Установление пропорцио-нальных размеров помещений,
Их взаимного расположения,
Этажности здания,
Высоты этажей,
Путей движения людей к месту их пребывания и эвакуации из помещений,
Определение внешнего облика здания и характера его интерьеров.
В соответствии с назна-чением здания и его помещений обеспечиваются для каж-дого помещения санитарно-гигиенические условия .
Санитарно-гигиенические условия - это создание комфортных физических качеств среды для пребыва-ния человека и эксплуатации здания:
Температура и влажность воздуха в помещении,
Естественное и искусственное освещение,
Звукоизоляция и звукопоглощение,
Инсоляция и другие требова-ния.
Эти требования зависят от природно-климатических факторов и могут устанавливаться только в связи с ними.
Например :
При пониженной температуре воздуха имеет значение теп-лоустойчивость ограждающих конструкций;
При повышенном уровне шума в помещениях или на улице подбираются соответствующие строительные материалы для конструкций со звукоизоляцией пе-рекрытий, перегородок;
При небольшом количестве солнечных дней в году продумывается система искусственного освещения.
Технические требования обеспечивают надежность здания, безопасность, обоснованность технических решений. Они включают в себя требования прочности, устойчивости, огнестойкости, долговечности.
Эти требования лежат в основе:
Выбора конструктивных схем в соответствии с ар-хитектурным замыслом и функцией здания;
Выбора строительных материалов и изделий;
Защиты их в кон-струкциях от физических, химических, биологических и других воздействий.
Содержание требований к зда-ниям зависит от их назначения и зна-чимости, т.е. от класса здания . Для каждого класса установлены требования к долговечности и ог-нестойкости основных конструктивных элемен-тов, которые обеспечивают капитальность здания. Наиболее строгие требования к зданиям I класса (крупные общественные здания, правительственные учреждения, жилые дома высотой более 9 этажей, крупные электростанции и т.д.). Менее строгие - к зданиям IV класса (малоэтажные дома, небольшие производственные здания).
В отдельных случаях к конструкциям зданий предъявляются повы-шенные требования по водонепроницаемости, паронепроницаемости, влагостойкости. Например, в помещениях, где расположены бани, прачечные, ванные.
Для помещений специального назначения должно быть соблюдено требование непроницаемости против различных лучей (рентгеновских, гам-ма-лучей, атомного излучения).
Противопожарные требования к зданиям описаны в СНиП II-А.5-70 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений». В нем выделены два основных понятия - пожароопасность и огнестойкость.
Пожароопасность - это свойства материалов, конструкций, зданий, которые способствуют возникновению факторов пожара и его развитию.
Огнестойкость - это свойство сопротивляться воздействию пожара и его распространению.
Различается пожарная опасность функциональная и конструктивная.
Функциональная пожарная опасность зависит от назначения здания, способа использования здания и от степени безопасности людей в здании в случае возникновения пожара (с учетом их возраста, физического состояния, возможности пребывания в состоянии сна, количества людей).
СНиП выделяет 5 классов зданий по пожарной опасности:
Ф1 - для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей: детские сады, ясли, дома престарелых и инвалидов, больницы, спальные корпуса детских учреждений, санаториев, домов отдыха, гостиницы, общежития, одноквартирные и многоквартирные жилые дома;
Ф2 - зрелищные и культурно-просветительные учреждения (в которых характерно массовое пребыва-ние посетителей в определенные периоды): театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения, библиотеки, музеи, выставки;
ФЗ - предприятия по обслуживанию населения (с большим количеством посетите-лей, чем обслуживающего персонала): предприятия торговли, общепита, бытового обслуживания, вокзалы, поликлиники, лаборатории, почты;
Ф4 - учебные заведения, научные и проектные организации, учреждения управления (где помещения используются в течение суток некоторое время);
Ф5 - производственные, складские и сельскохозяйственные здания, сооружения и помещения (где имеются постоянные работающие, в том числе и круглосуточно).
В зависимости от того , к какому классу относится здание, выбираются строительные конструкции. Например, здание детского сада не будет построено из деревянных конструкций, будут использованы конструкции железобетонные.
Конструктивная пожарная опасность здания зависит от степени участия его конструкций в развитии пожара и образовании его факторов.
Строительные конструкции обладают пожарной опасностью и огнестойкостью.
По пожарной опасности строительные конструкции де-лятся на четыре класса:
КО — непожароопасные;
К1 — малопожароопасные;
К2 — умеренно пожароопасные;
КЗ — пожароопасные.
Огнестойкость строительной конструкции определяется пре-делом огнестойкости - это максимальное время в часах, при котором конструкция сопротивляется огню при пожаре.
По СНиП 2.01.02 - 85 «Противопожарные нормы» установлено 5 основных степеней огнестойкости зданий.
При I степени огнестойкости здания все его конструкции выполнены из несгораемых материалов:
Несущие стены должны сопротивляться огню 2,5 часа (выше ответственность конструкций);
Наружные ненесущие стены и перегородки могут сопротивляться огню всего 0,5 часа.
При II степени огнестойкости допускается внутренние стены выполнять из трудно сгораемых материалов:
Несущие стены должны сопротивляться огню 2 часа (выше ответственность конструкций);
Наружные ненесущие стены и перегородки могут сопротивляться огню всего 0,25 часа.
При III степени огнестойкости допускается и перекрытия выполнять из трудно сгораемых материалов.
При IV степени огнестойкости допускается все конструкции выполнять из трудно сгораемых материалов или сгораемых, но защищенных.
При V степени огнестойкости допускается все конструкции выполнять из сгораемых материалов.
Т.е. чем выше степень огнестойкости здания, тем менее оно ответственно.
К зданиям I, II и III степеней огнестойкости относят каменные здания.
К IV степени огнестойкости - деревянные оштукатуренные здания.
К V степени огнестойкости - деревянные неоштукатуренные здания.
Пожарная опасность строительных материалов зависит от их:
- горючести - строительные материалы подразделя-ют на горючие (Г) и негорючие (НГ), горючие бывают - слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4);
- воспламеняемости - горючие строительные материалы подразделяются на три группы:
Трудновоспламеняемые (В1), умеренновоспламеняемые (В2), легковоспламеняемые (В3);
- рас-пространении пламени по поверхности - горючие строительные материалы бывают: нераспространяющие пламя (РП1), слабораспространяющие (РП2), умереннораспространяющие (РП3), сильнораспространяющие (РП4);
- дымообразующей спо-собности - горючие строительные материалы по ды-мо-образующей
Способности подразделяются на три группы : с малой дымообразующей способ-ностью (Д1), с умеренной дымообразующей способ-ностью (Д2), с высокой дымообразующей способ-ностью (Д3);
- токсичности - горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы: малоопасные (Т1), умеренноопасные (Т2), высокоопасные (Т3), чрезвычайно опасные (Т4).
Виды строительных материалов, которые относятся к этим характеристикам можно видеть в ГОСТах:
По горючести - ГОСТ 30244 - 94 «Материалы строительные. Методы испытания на го-
рючесть»,
По воспла-меняемости - ГОСТ 30402 - 96 «Материалы строительные. Методы испытания на воспламеняемость»,
По распрос-транению пламени - ГОСТ 30444 - 97(ГОСТ Р 51032—97) «Материалы строительные. Методы испытания на распространение пламени»,
По дымо-образующей способности и токсич-ности продуктов горения - ГОСТ 12.1.044 - 89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов».
Строительные мате-риалы и конструкции по степени возгораемо-сти делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под воздействи-ем огня или высокой температуры не воспла-меняются, не тлеют и не обугливаются.
Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры вос-пламеняются, тлеют или обугливаются и про-должают гореть или тлеть только при нали-чии источника огня; после удаления источни-ка огня горение и тление прекращаются.
Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеня-ются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
Конструкции, выполненные из трудносго-раемых материалов, а также из сгораемых, но защищенных от огня штукатуркой или облицовкой, относятся к трудносгораемым.
Требования огнестойкости и противопожарной безопасности влияют не то-лько на выбор строительных материалов, но и на планировочные решения зданий.
Зда-ния значительной протяженности , вы-строенные из сгораемых или трудно-сгораемых материалов, необходимо разделять на отсеки противопожарными преградами . Назначение этих преград препятствовать распростране-нию огня и продуктов горения по всему зданию. К ним от-носятся: противопожарные стены (брандмауэры), зоны, перегородки, тамбуры-шлюзы и т. п.
Типы проти-вопожарных преград, их минимальные пределы огнестойкости (от 0,75 до 2,5 ч), расстояние между ними принимаются в зависимости от назна-чения и этажности здания, степени его огнестойкости.
Эстетические требования - это требования в отношении цвета, фактуры, гигиеничности конструкций здания, сопротивле-ния истиранию и теплоусвоению (полы) и др.
Экономические требования включают в себя:
Экономичность архитек-турно - технических решений в целом;
Экономич-ность при возведении здания;
Экс-плуатационные расходы, т.е. экономич-ность в процессе эксплуатации;
Стои-мость износа и восстановительная стоимость здания (реконструкции).
Экономичность при проектировании и возведении зданий достигается за счет унификации элементов.
Унификация - это приведение элементов и конструкций здания к нескольким типам. Например, использование одного или двух типов заполнения оконных проемов, трех типов дверей. Т.е. используются типовые конструкции.
Конфигурация и размеры плана, высота и профиль промышленного здания определяются параметрами, количеством и взаимным расположением пролетов. Эти факторы зависят от технологии производства, характера выпускаемой продукции, производительности предприятия, требований санитарных норм и пр.
Ширина пролета в промышленном здании (L ) – расстояние между продольными координационными осями – складывается из величины пролета мостового крана (L к ) и удвоенного расстояния между осью рельса подкранового пути и модульной координационной осью (2К): L = L к + 2К (рис.1).
Пролеты мостовых кранов увязаны с шириной пролетов и определяются ГОСТом. Величину К принимают: 750 мм при кранах грузоподъемностью Q ≤ 500 кН; 1000 мм (и более кратно 250 мм) при Q > 500 кН, а также при устройстве в надкрановой части колонн прохода для обслуживания подкрановых путей.
Рис. 1. К определению параметров пролета
Минимально допустимая ширина пролетов, определяемая условиями технологии производства (габариты и характер оборудования, система его расстановки, ширина проездов и др.) не всегда экономически целесообразна. Цеха равновеликие по площади и имеющие одинаковую длину могут быть как мелкопролетными, так и крупнопролетными, а в некоторых случаях и большепролетными. Например, здание шириной 72 м может быть сформировано шестью пролетами размером 12 м, четырьмя пролетами по 18 м, тремя пролетами по 24 м, двумя – по 36 м или одним пролетом шириной 72м. При этом надо помнить, что большепролетные здания, имея укрупненную сетку осей, являются высоко универсальными в технологическом отношении.
Шаг колонн – расстояние между поперечными координационными осями – назначают с учетом габаритов и способа расстановки технологического оборудования, размеров выпускаемых изделий, вида внутрицехового транспорта. Так, при крупногабаритном оборудовании и больших изделиях шаг колонн назначают большим, что повышает эффективность использования производственных площадей, но усложняет конструкции покрытия и подкрановых путей. В основном принимают шаг колонн равным 6 или 12 м.
Высота пролета – расстояние от уровня чистого пола до низа несущих конструкций покрытия – зависит от технологических, санитарно-гигиенических и экономических требований, предъявляемых к промышленному зданию. Складывается она в пролетах с мостовыми кранами из расстояний от уровня чистого пола до верха кранового рельса Н 1 и расстояния от верха рельса до низа несущей конструкции покрытия Н 2 (рис. 1).
Одноэтажные здания, как правило, проектируют с параллельными пролетами одинаковой ширины и высоты. В случаях технологической необходимости здания проектируют с взаимно-перпендикулярными пролетами разной ширины и высоты. В последних случаях перепады высот рекомендуется совмещать с продольными температурными швами, а величину разницы в высотах назначать кратной 0,6 м и не менее 1,2 м.
