4. Производственные фонды объекта экономики

4.1. Типовые промышленные здания и сооружения

Классификация промышленных предприятий

Классификация промышленных предприятий производится главным образом по функциональному признаку. Из всего многообразия предприятий можно выделить несколько основных групп:

1. Эксплуатационные (для эксплуатации, хранения, обслуживания и текущего ремонта техники: базы, парки, гаражи и т.п.).

2. Ремонтные (для капитального ремонта техники).

3. Строительной индустрии и по выпуску других видов продукции (заводы по производству железобетонных изделий, домостроительные комбинаты, автосборочные заводы).

4. Складские (арсеналы, склады, базы снабжения).

Здания предприятий МО классифицируются по различным призна-

По назначению они могут быть разделены на следующие виды:

• производственные;

• энергетические;

• транспортные;

• конические;

• складские здания и сооружения;

• вспомогательные здания и помещения для обслуживания трудящихся.

По строительному решению производственные здания подразделяются на две основные группы: одноэтажные и многоэтажные. Каждая из них объединяет большое число типов зданий. Так, одноэтажные производственные здания могут быть прокатного, ячеистого, зального и других типов. Типы зданий могут различаться также по конструктивной схеме, типу стен, виду подъемно-транспортного оборудования, по наличию устройств для согласованного освещения, температурно-влажностному режиму и другим признакам. По капитальности здания делятся на капитальные и временные. Капитальные здания практикуются по четырем классам.

Фундаменты

Фундамент - это часть конструкции здания, предназначенная для передачи давления на основание от нагрузки здания и сооружения.

Материалами для устройства фундаментов могут служить: древесина, кирпич, бутовый камень, бетон и железобетон. В настоящее время основным материалом для устройства фундаментов служит железобетон в виде монолита и свай. Применение железобетонных фундаментов, по сравнению с другими, позволяет уменьшить глубину их заложения и высоту.

Типы железобетонных фундаментов:

• отдельные фундаменты под колонны;

• ленточные фундаменты под рядами колонн или под стенами;

• сплошные фундаменты из железобетонных плит под всем сооружением или частью его;

• свайные фундаменты.

По способу возведения фундаменты могут быть:

• отдельно стоящими,

• монолитными,

• возводимыми на месте

• и сборными.

Для изготовления фундаментов применяют бетон марки В15, В20, а при тяжелых нагрузках на фундамент – В30 и выше.

Чтобы обеспечить возведение всех подземных конструкций до начала монтажа надземных конструкций и выполнить работы нулевого цикла, верх фундаментов располагают на 150 мм ниже уровня пола первого этажа.

Стоимость фундамента составляет до 6% от стоимости здания. Для выбора наиболее экономичного фундамента составляют несколько вариантов. Размеры и армированные фундаменты определяют расчетом.

Отдельные фундаменты под колонны

Отдельные конструкции под фундаменты наиболее распространены и экономичны.

Фундаменты могут иметь квадратную и прямоугольную формы и их устанавливают симметрично относительно оси. Отдельные фундаменты и служат для установки сборных и монолитных колонн. Фундаменты могут выполняться монолитными и сборными.

Монолитные фундаменты, как правило, имеют ступенчатую и пирамидальную форму.

Фундаменты пирамидальной формы сложнее в изготовлении, хотя и экономичнее, поэтому в настоящее время применяются редко.

Ступенчатые фундаменты устраивают с двумя или тремя уступами. Общая высота нижней ступени принимается расчетом. Высоту ступени принимают кратной 100мм.

Подошва фундаментов армируется сеткой из стержней периодического профиля не менее Ø 10мм, а шаг не более 200мм и не менее 100мм. Защитный слой бетона - 70мм. При сухих песчаных и гравийных грунтах защитный слой может быть снижен до 35мм. Сборная колонна с фундаментом соединяется в гнездах - стаканах фундаментов и заделывается бетоном.

Для соединения монолитных колонн с фундаментами из последних выпускают арматуру площадью сечения, равной расчетной площади сечения арматуры колонны из обреза фундамента.

Сборные фундаменты бывают цельными и многоблочными.

Цельные сборные фундаменты выполняются с одной ступенью. Для снижения веса фундамента и экономичности их выполняют ребристыми.

Для уменьшения веса подошвы фундамента их выполняют сборными Масса сборных фундаментов может достигать нескольких тонн.

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты под стены могут быть монолитные и сборные. Монолитные ленты под стены имеют вид безреберных плит со скосами, армируются, как правило, в поперечном направлении, а продольные стержни являются распределительными.

Сборные фундаменты под сплошные стены монтируются из отдельных блок-подушек. Ширина блок-подушек и ленты фундамента принимаются расчетом.

Ленточные фундаменты под рядами колонн устраиваются для выравнивания возможных осадок основания по длине ряда. Для более точного установления работы колонн с ленточными фундаментами производится расчет. Ленточные фундаменты для усиления несущей способности армируют стрежнями, каркасами, сетками.

Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты устраиваются на слабых грунтах с целью выравнивания неравномерной осадки колонн.

Сплошная фундаментная плита без балок при сетке колонн, близкой к квадратной, может конструироваться и рассчитываться как перевернутое безбалочное перекрытие.

Рис. 4.1. Сплошные фундаменты

Типы и конструктивные схемы промышленных зданий

Типы и конструктивные схемы одноэтажных и многоэтажных производственных зданий значительно отличаются, поэтому их необходимо рассматривать отдельно.

Одноэтажные - производственные здания проектируются, как правило, по каркасным схемам. Несущие стены и неполный каркас применяются для небольших мелко-пролетных зданий с объемом не более 5000м³. Для вывода конструктивной схемы здания большое значение имеют тип и грузоподъемность кранового оборудования, объемно-планировочные параметры пролет, шаг и высота пролета.

Высота пролета одноэтажного здания считается от пола до низа стропильных конструкций. В значительной степени конструктивную схему одноэтажного здания определяет его тип: пролетный, ячейковый или зальный.

Пролетный тип здания характеризуется преобладанием пролета над шагом колонн, длины здания над пролетом. Здания могут быть одно- и многоэтажные, с одинаковыми или разными по величине пролетами, оборудованные мостовыми или подвесными кранами или без них. При наличии кранов передача грузов из одного пролета в другой возможна только по средствам дополнительных передаточных устройств.

Здания ячейкового типа имеют укрупненную сетку колонн, близкую к квадратной (18x18) и крупнее, одинаковую высоту помещений и оборудуются только подвесными кранами. При этом имеется возможность организации перемещения кранов во взаимно перпендикулярных направлениях с помощью специальных поворотных устройств в пересечениях подкрановых путей.

Зальные здания имеют большие площади без внутренних опор по форме, приближающиеся к квадрату или кругу со сторонами или диаметром 40-100м и более. Особенностью таких зданий является наличие большепролетных конструкций перекрытий. Подъемно-транспортное оборудование в них устраивается подвесное или напольное.

В крупнопролетных или зальных зданиях могут, при необходимости, устраиваться многоярусные этажерки, позволяющие размещать в них оборудование, подсобные и вспомогательные помещения. При изменении технологии эти этажерки можно реконструировать, не затрагивая несущих ограждающих конструкций основного здания павильона.

Здания ячейкового, зального и павильонного типов имеют общую характерную черту, заключающуюся в том, что в них могут осуществляться различные технологические процессы. Такие здания именуются гибкими или универсальными. Они могут быть ячейкового типа с сеткой колонн 6x6; 9x6 либо пролетного типа с сеткой колонн 12x6.

Особый тип представляют собой двухэтажные производственные здания, вмещающие качества одноэтажных и многоэтажных зданий.

Каркасы одноэтажных производственных зданий

Каркасы пролетных зданий обычно рамно-связного типа представляют собой поперечные рамы с шагом 6 или 12 м. Ригели выполняются в виде стропильных балок или ферм, балок-настилов, а также элементов пространственных перекрытий. Поперечная жесткость рам от ветровой нагрузки и и тормозных усилий кранов обеспечивается замоноличиванием колонн в фундаментах. Для обеспечения продольной жесткости каркаса дополнительно могут предусматриваться вертикальные связи между колоннами. В передаче горизонтальных нагрузок в колонны участвуют также подкрановые балки, подстропильные конструкции и различные типы перекрытий. Стальные каркасы выполняются большей степенью по бесшарнирной схеме с жесткими узлами сопряжения стоек с ригелями.

Каркас здания ячейкового типа представляет собой пространственную раму с жестко защемленными колоннами, воспринимающими горизонтальные нагрузки в продольном и поперечном направлениях. Для покрытия ячейки могут применяться перекрестные фермы, оболочки, структурные плиты и другие конструкции.

Каркасы зданий зального типа имеют весьма разнообразные конструктивные решения в зависимости от типа покрытия.

Наиболее характерны для них покрытия в виде большепролетных ферм и висячих конструкций.

Сборный железобетонный каркас. В современном индустриальном строительстве имеет наибольшее распространение. Основные элементы являются, как правило, унифицированными, типовыми и приводятся в каталогах.

Стальной каркас проектируется в основном по конструктивным схемам, аналогичным схемам железобетонного каркаса. Кроме этого используются рамные схемы с жесткими узлами опирания ригелей на колонны.

План здания должен иметь простую форму с возможно меньшим количеством типоразмеров пролетов. Здания с пролетами одного направления лучшим образом отвечают требованиям унификации и блокировка Пристройки вдоль пролетов к зданиям с естественным освещением через окна или со значительными тепло-, водо- и газовыделениями допускаются общей протяженностью не более 40% протяженности стены. В остальных случаях необходимо предусматривать возможность обеспечения приток, наружного воздуха в производственные помещения.

Каркасы многоэтажных производственных зданий

Многоэтажные производственные здания проектируются с полным каркасом, реже с неполным и с несущими стенами. Основным типом являются каркасы здания с балочными или безбалочными перекрытиями.

Сборный железобетонный каркас рамно-связевого или связевого типа с балочными перекрытиями и поперечным расположением ригелей с про летами 6, 9, 12м при шаге колонн 6м получил наибольшее распространение.

Колонны таких каркасов выполняются высотой на 1, 2 и 3 этажа (рис.4.2).

600-1200 _{ 600-1100 . 600-1200

Рис. 4.2. Типы и конструктивные схемы многоэтажных производственных зданий:

а - общий вид многоэтажного производственного здания;

б - профиль зданий с сеткой колонн 6x6 м; 9x6 м; 12х6(12)м;

в – то же с большепролетным верхним этажом;

г - то же с безбалочным перекрытием;

1 - фундамент (в остальных схемах не показан);

2 - колонна;

3 - ригель поперечной рамы;

4 - то же продольной рамы жесткости;

5 - плита перекрытия (покрытия);

6 - стропильная конструкция;

7 - капитель колонны.

Ригели после сварки выпусков арматуры и закладных деталей образуют жесткие узлы с колоннами.

Ребристые плиты шириной 1,5 м и доборные - шириной 0,75 м укладываются на полки ригелей и крепятся к ним и между собой сваркой закладных деталей. Плиты изготавливаются с различной несущей способностью.

Для сеток колонн 6x6 и 9x6 м временная нормативная нагрузка 5-25 кН/м а для сетки 12x6 м от 5 до 10 кН/м². Плиты и ригели, укладываемые п продольным осям средних колонн, выполняют роль распорок, восприми мающих ветровые нагрузки от торцевых стен здания.

Каркасы с безбалочными перекрытиями могут выполняться по ра личным схемам разрезки плит перекрытий.

Временные нормативные нагрузки на безбалочные перекрытия при нимаются от 500 до 30 кН/м².

В зданиях с межфермерными этажами, несущими элементами перс крытий служат железобетонные или свайные безраскосные фермы или фермы с подкосами в крайних элементах решетки. Применение зданий i межфермерными этажами обеспечивает снижение расхода железобетона HI 16-19% по сравнению с производственными зданиями, имеющими при стройки для размещения вспомогательных и подсобных помещений.

Конструкции промышленных зданий

Промышленные здания могут быть рамными, связного и рамно связного типа. Рамы каркаса могут быть расположены поперек здания реже вдоль. Шаг их унифицирован и равен 6 м.

В каркасах бывает 1-4 пролета, размер пролетов: 6, 9, 12 м. В завися мости от типа каркаса, узловые сопряжения элементов рамы могут быть в виде жестких рамных узлов или шарнирных соединений, элементы же ко­лонн соединяются между собой всегда жестко.

При шарнирном сопряжении ригеля с колонной в каркасе связевой системы ригель устанавливают на консоль колонны с приваркой только закладных изделий ригеля к закладному листу консоли без какой-либо свя­зи или с конструктивной связью в верхней части узла.

ны каркасных многоэтажных зданий могут быть кирпичными или Й i .1монссущими, несущими или

навесными.

11 II ные стены из панелей или облегченной каменной кладки уста-i к.i консоли колонн, которые могут быть железобетонными или

i i i ими

fi Hecj щие стены возводят на фундаментных балках, укладываемых i.i колонн каркаса. Масса стен передается непосредственно на кы балки и далее на фундамент. Стены соединяются с каркаса­ми ;мми. В сборно-монолитных конструкциях для надежности i и чипа ния смонтированных ригелей и настилков из них делают вы-ры в виде скоб и петель (рис.4.3).

чмые рамы. Ригели поперечных рам выполняются в виде балок

мнение ригеля со стойками рам может быть жесткихМ и шар-

и шиш иг от перекрываемого пролета. Шарнирное соединениери-

шами упрощает их форму, облегчает конструкцию стыка и

I urn mi кое изготовление.

фуктивно соединение ригеля с колонной выполняется с по-iiki рных болтов и монтажной сварки опорного листа ригеля с за-1исм в колонне.

/ Могут быть сплошными - прямоугольного сечения и сквоз-гвевыми.

кшжыс колонны применяются при кранах грузоподъемностью до 1ия более 10,8 м. Могут изготовляться колонны двутавро-п и* мот сечения.

1С чнухветвевые колонны в нижней части имеют две стойки.

фундаментом распорками, а в верхней, подкрановой части -

прямоугольное сечение. Расстояния между распорками колеб-

i.i n 2-3 м. Распорки располагают так, чтобы на уровне пола

проход между ветвями колонны.

64

I \i_ifLi/ *

Рис.4.3. Ребристое сборно-монолитное перекрытие с остовом из крупных железо­бетонных плит

Сплошные и двухветвевые колонны изготавливают в виде одного элемента.

Для опирания подкрановых балок в колонне устраивают короткие консоли под углом 45 градусов к горизонту. Консоли колонн армируют.

Стены. Стены каркасных промышленных зданий выполняются из панелей или кирпичной кладки.

Кирпичные самонесущие стены, передающие горизонтальные ветро­вые нагрузки на колонны каркаса, применяются очень часто. Также стены армируются горизонтальными стержнями диаметром 10-12 мм с шагом по

65

) I и стержни связывают с колоннами. Стены возводят на и.IX балках, укладываемых концами на фундаменты колонн. | мдшиентные балки делают сборными однопролетными. Перед и фундаментные балки, укладываемые концами на фундаменты i рынают снизу и с боков по сухой поверхности битумом. и «и п \ панелей наиболее экономичны, ноше панели в большинстве случаев бывают 3-х видов: I 1. hi мыс из легких бетонов;

доем мойные железобетонные для неотапливаемых зданий и много-• if о отливаемых. ⁽ 1СИ( >вые панели рассчитываются на нагрузки и воздействия:

i носа панели в вертикальной при выемке из форм, перевозке и

Веса одной панели, расположенной выше рассчитываемой, в вер-п i носкости;

действия ветровой нагрузки; ютвия откоса ветра.

новые панели располагают над и под оконными проемами. // Пространственная устойчивость каркасных зданий обеспечи-

■ ицемлением колонн в фундаментах, конструкциями покрытия и 1Кже специальными связями. В поперечном направлении устойчи-

■ чается рамными поперечниками каркаса, а в продольном - сово- аботой всех конструкций здания и связями.

М И'шрогонных покрытиях железобетонные плиты укладывают не-i« гвенно по стропильным балкам как по фермам и приваривают к

И прогонных покрытиях устраивают специальные связи. Ветровые i юйствующие на торцевые стены, воспринимаются и внизу переда-I на фундаменты.

4.2. СЕТИ КОММУНАЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВ

Сети коммунально-энергетического хозяйства (КЭХ) промышленных предприятий - одна из важнейших составляющих его основных производственных фондов, обеспечивающая работу основного технологического оборудования. В то же время энергетическая система производств имеет сложную разветвленную структуру и характеризуется не только дороговизной создания, трудностью контроля технического состояния и ремонта, но и высокой степенью уязвимости по отношению к опасным факторам внешнего техногенного либо природного (естественного) воздействия.

Сети коммунально-энергетического хозяйства предприятия включают: сети водоснабжения (включая оборотное водоснабжение), газоснабжения, электроснабжения с различными характеристиками, топливо- и продуктопроводы, системы и сети теплоснабжения, промышленные сети ежа того воздуха, промышленную канализацию, а также локальные или общи< системы вентиляции (для подземных объектов).

Все они имеют свои особенности проектирования, строительства технического обслуживания и ремонта. Кроме того, сети КЭХ категорированных объектов по ГО, а также объектов жизнеобеспечения должны удовлетворять общим требованиям:

• обеспечить устойчивое функционирование объекта;

• сети должны быть закольцованы;

• объекты должны иметь не менее двух независимых вводов;

• наиболее ответственные участки должны быть оборудованы байпасами, обводными (и резервными) линиями;

• различные системы коммунального хозяйства не должны создавать сложности в эксплуатации сетей;

• запорная и регулирующая арматура должна быть защищена;

• подземное, надземное и наземное размещение сетей всякий раз обосновано с учетом возможных аварий и чрезвычайных ситуацй природного характера.

•хилости безаварийной эксплуатации и построение каждой из се-|ом их важности для устойчивого функционирования объекта в матриваются в отдельном курсе.