лекции прядко

Література

1.СниП 11-89-80. Генеральные планы промышленных предприятий.

2.Б.Я. Орловский и др. «Архитектура», М.: Высшая школа, 1984. – 287 с.

Лекція №3

Основи проектування промислових будівель.

Промисловими називають будівлі, споруди для розміщення знаряддя виробництва та виконання виробничих процесів, в результаті яких утворюється промислова продукція (будівлі цехів, електростанцій, будівель транспорту, складів та інші).

Класифікація промислових будівель базується на основі галузевої класифікації виробництва. Незалежно від галузі промислові будівлі розподіляються на 4 основні групи: виробничі, енергетичні, транспортно - складські, допоміжні будівлі та приміщення.

До виробничих належать будівлі, в яких розташовані цехи, які виготовляють готову продукцію або напівфабрикати (рис. 1.). Виробничі будівлі за призначення розподіляють на багато різновидів, відповідно до галузей виробництва.

До енергетичних належать будівлі ТЕЦ, паровичень, електричні та трансформаторні підстанції, компресорні станції та інші.

Будівлі транспортно - складського господарства вміщують гаражі, стоянки підлогового транспорту, склади, пожежні депо та інші.

До допоміжних належать будівлі для розташування адміністративно - конторських приміщень, приміщень суспільних організацій, побутових приміщень та пристроїв, пунктів харчування та медичних пунктів.

Об’ємно - планувальні та конструктивні рішення промислових будівель залежать від призначення, характеру розташування технологічних процесів та відрізняються суттєвою різноманітністю. Такі будівлі класифікуються за наступними ознаками (рис. 2):

1.По кількості прогонів - однопрогонові, багатопрогонові, одноповерхові промислові будівлі. Однопрогонові будівлі придатні для невеликих виробничих, енергетичних або складських будівель. Вони застосовуються також для розміщення виробництв, які потребують

значних прогонів (від 36 м і більше) та значної висоти (більше 18 м.). Багатопрогонові - найбільш поширений тип одноповерхових промислових будівель.

2.За кількістю поверхів - одноповерхові та багатоповерхові. У сучасному будівництві використовують переважно одноповерхові (приблизно 80 %), оскільки вони мають певні переваги. Вони створюють сприятливі умови для розташування обладнання, організації виробничих потоків, застосування транспортних та вантажопідйомних пристроїв. У будь - якому місці будівлі може бути змонтовано обладнання будь - якої ваги,

оскільки воно стає безпосередньо на грунт. В одноповерхових будівлях забезпечене маневрування за умов зміни технологічного процесу.

Використання багатоповерхових промислових будівель обмежено виробництвами з відносно легким технологічним обладнанням, яке

розміщується на міжповерхових перекриттях. Багатоповерхові будівлі також доцільні у випадках, коли технологічний процес організований за прямовисною схемою, і матеріалом пересуваються від діяння власної ваги.

Крім того, ці будівлі використовують за умов обмеженої території.

3.По наявності підйомно - транспортного обладнання - на кранові та безкранові.

4.За конструктивноюсхемою покриття - каркасні площинні: (з покриттям по балках, фермах, арках, рамах), каркасно - просторові (з покриттями - оболонками одної та подвійної кривизни складками), висячі різноманітних типів, перехресні, пневматичні (рис. 4).

5.За матеріалом основних несучих конструкцій - із залізобетонним каркасом (збірним, монолітним, збірно - монолітним), сталевим каркасам, цегляними несучими стінами та покриттям по залізобетонним, металевим та дерев’яним конструкціям. Окрім перелічених ознак можна визначити ще декілька, які обумовлені технологічними вимогами.

6.За системою опалення - опалювані та неопалювані.

7.За системою вентиляції - з природною вентиляцією та з аерацією через спеціальні просвіти в огороджуючих конструкціях; штучною приточно - витяжною вентиляцією, кондиціонуванням повітря.

8.За системами освітлення - з природним, штучним та суміщеним освітленням.

9.За профілем покриття - з ліхтарним надбудовами та без таких.

Нарешті до особливої групи можуть бути віднесені спеціальні види будівель, наприклад навіси для вибухонебезпечних виробництв, «будівлі - агрегати» та інші.

До складу промислового підприємства окрім промислових будівель належать промислові споруди. До їх належать - споруди для промислового транспорту (естакади, нахилені галереї та інші.), споруди для комунікацій (тунелі, канали, окремі опори, естакади та інші) пристрої для встановлення обладнання (фундаменти під обладнання), етажерки для розміщення обладнання, спеціальні споруди (ємності, бункери димарі, градирні, водонапірні башти та інші).

Промислові будівель класифікуються за капітальністю, така класифікація необхідна для вибору економічно доцільних рішень при проектуванні. В основу класифікації покладено поділення будівель на класи в залежності від їх призначення та вартості.

Будівлі поділяються на 4 класи (I, II, III, та IV). До першого класу належать будівлі, яких стосуються підвищені вимоги.

Встановлені три ступені довговічності огороджуючих конструкцій, I ступінь - термін служби неменше 100 років, II ступенів - неменше 50 років і III ступень - не менше 20 років.

Будівлі та споруди за вогнетривкістю розподіляються на п’ять ступенів. Ступень вогнетривкості, яка характеризується групою займистості та межею вогнетривкості основних будівельних конструкцій.

Залежно від характеру забудови території промислового підприємства, промислові будівлі бувають суцільної та павільйонної забудови.

За характером розташування внутрішніх опор виробничі будівлі поділяються на крочонові, ячейкові та зальні.

Технологічний процес та основні вимоги до промислових будівель. Технологічний процес вміщує пересування матеріалів та виробив по території підприємства поміж цехами та в межах цехів, зберігання їх у складі або у цехах та власно технологічний процес, при якому відбувається якісне змінення оброблюваного матеріалу (рис. 3).

При проектуванні промислового підприемства необхілно вирішувати низку взаемопов’язаних екологічних, економічних, організаційних, технічних, містобудіних, архітектурно - художніх та інших питань. Сучасне промислове підприємство та його виробничі будівлі та споруди повинні бути запроектовані з урахуванням вимог найбільш прогресивного технологічного процесу та перспектив його розвитку.

Технологічні процеси розробляють на основі закономірностей, які вивчають окремі галузі промисловості (хімічна, деревообробча та інші), тобто на основі науки про способи обробки та переробки вихідної сировини, напівфабрикатів виробів.

При проектуванні промислового підприємства в цілому, або його окремого цеху складають технологічну частину проекту та вирішують усі питання, які пов’язані з вибором способів виробництва, типів обладнання, його продуктивності..

у цю частку на першіц стадій проектування входить технологічна схема, яка встановлює послідовність операцій, а відтак, і послідовність розміщення обладнання та компонування виробничих приміщень.

Технологічна частина проекту складається спеціалістами, інженерами - технологами окремої галузі виробництва. Архітектор та інженер - будівельник разом з інженером - технологом а також зі спеціалістом по промисловому транспорту розміщують технологічне обладнання згідно із схемою послідовності, компонуючи розташування цехів, вибираючи матеріал та конструкції будівлі, що відповідають умовам технологічного процесу. Лише при сумісній творчій праці цих спеціалістів можна розраховувати на раціональне вирішення будівлі.

Технологічний процес є головним фактором, який вирішує розташування будівлі, тобто її розміри, форму, конструкції, санітарно-побутове обладнання та зовнішній вигляд.

Виробництво, тобто технологічний процес, ставить низку конкретних вимог до того матеріально організованого середовища, (промислової будівлі), яке створюють будівельники. Ці вимоги витікають з двох основних засад, які не можна забувати проектувальникам промислових будівель:

– забезпечення таких параметрів середовища, за яких технологічний процес протікає в найбільш сприятливих умовах і при яких забезпечується якість продукції;

– забезпечення таких параметрів середовища, які є оптимальним для діяльності людини з санітарно-гігієнічної точки зору, забезпечуючи умови зберігання здоров’я людини, високої продуктивності праці та зниження втомлюваності.

Можна умовно відокремити наступних п’ять різновидів вимог до будівель взагалі та до промислових будівель зокрема; технологічні або функціональні, технічні, архітектурно-художні, екологічні та економічні.

До технологічних вимог належать:

а). до простору, розміру якого повинні бути достатніми для розміщення технологічного та підйомно-транспортного обладнання та забезпечити переміщення матеріалів та виробів, а також технологічного обладнання при його монтажу та демонтажу; б). до виробничого простору для робітників, які задіяні на виробництві, та до

простору для пересування людей в приміщенні (проходи). При цьому загальний простір будівлі (згідно с БН245-71) повинен складати не менше 15 м3 на одного працівника, а площа – не менше 4,5 м2/людину; в). до повітряного середовища для забезпечення здорових умов праці людини,

відповідної якості продукції або збереження технологічного обладнання, на яке може впливати температура повітря, його вологість, ступінь забруднення шкідливими речовинами; г). до світлового режиму для забезпечення необхідного рівня освітлення

простору цеху, робочих місць та необхідного спектрального складу світла

(БН245-71);

д). до акустичного режиму для забезпечення необхідного рівня шуму та ізоляції від сторонніх звуків, які перебільшують припустилий рівень, заважають технологічному процесу та втомлюють робітників (ДБН II-12-77).

До технологічних вимог належать:

а). вимоги до міцності, стійкості (жорскості) будівельних конструкцій, довговічності матеріалів та основних конструкцій будівлі, які залежать від низки факторів, таких як повзучість, морозостійкість, вологостійкість, корозостійкість та біостійкість. Довговічність визначає термін служби будівлі;

Лекція №4

МОДУЛЬНА КООРДИНАЦІЯ РОЗМІРІВ ПРОМИСЛОВИХ БУДІВЕЛЬ.

Уніфікація.

Незважаючи на розмаїтість технологічних процесів, які відбуваються у промислових будівлях, при їх проектуванні можна застосувати у більшості випадків уніфіковані планувальні та конструктивні рішення, які базуються на модульній системі.

Уніфікація об’ємнопланувальних та конструктивних рішень промислових будівель має дві форми – галузеву та між галузеву. Зараз створюються уніфіковані промислові будівлі для різних галузей промисловості.

Для зручності уніфікації об’єм промислової будівлі розчленовують на окремі частини або елементами.

Об’ємно-планувальним елементом, або просторовим вічком є частина будівлі з розмірами, які дорівнюють поверху, прогону, кроку.

Планувальним елементом, або вічком є горизонтальна проекція об’ємнопланувального елементу. В залежності від розташуванні у будівлі вони можуть бути кутові, торцеві, бокові, середині та елементи біля температурного шва.

Температурним блоком є частина будівлі яка складена з кількох об’ємнопланувальних елементів, розташованих поміж поздовжніми та поперечними температурними швами, або між температурними швами та торцевої або поздовжньої огорожі будівлі.

Основні уніфіковані параметри та упружнені модулі для одноповерхових промислових будівель наведені у таблиці 1.

Об’ємна уніфікація дозволила замінити кількість типорозмірів конструкцій та деталей будівель і таким чином підвищити серійність та змінити вартість їх виготовлення.

Для деяких галузей промислові будівлі виконувались із збірного залізобетонного каркасу та оздоблювались підвісними або мостовими кранами вантажо……містю до 50т. розробка проектів проводилась на базі використання уніфікованих типових секцій (УТС) або уніфікованих типових прогонів (УТП).

Уніфікована типова секція – це об’ємна частина будівлі, яка складається із декількох прогонів постійної висоти. Частіше тока секція виглядає як температурний блок будівлі.

Блокуючи уніфіковані типові секції та прогони поміж собою, можна отримати об’ємно-планувальне та конструктивне рішення промислової будівлі, яка відповідає умовам технологічного процесу.

Таблиця 1. Основні параметри та модулі для одноповерхових промислових будівель.

На рис. 1 зображено об’ємно-планувальне вирішення уніфікованої типової секції розміром у плані 144 х 72 м обладнаної мостовими кранами, для підприємств машинобудування.

В залежності від застосованих сіток колон а також від характеру блокування у будівлі уніфіковані типові секції бувають: I тип – багато прогонні для будівель суцільної забудови, які розраховані на блокування секції з будь

уніфіковану типову секцію та прогон розроблені та видані робочі креслення їх використання зменшує обсяг проектної документації, зменшує вартість проектних робіт, зменшує терміни проектування, застосувати мінімальну кількість типів конструктивних елементів.

Проте практика проектування показала, що використання УТС та УТП в окремих випадках значно збільшує площі та об’єми виробничих будівель. Подальше удосконалення архітектурно-будівельної уніфікації прямує шляхом переходу від міжгалузевої до міжвидової, тобто до визначення запальних об’ємно – планувальних та конструктивних рішень для виробничих, сільскогосподарських та цивільних будівель.

Шляхом взаємосполучення об’єма планувальних єлементів можна отримати потрібні різновиди температурних блоків, а від цього – й уніфікованих габаритних схем промислових будівель розмаїтих габаритів. Як відомо, уніфікація можлива тільки за наявністю координації розмірів конструкцій та розмірів будівель на основі єдиної модульної системи з використанням збільшених модулей, які наведені у таблиці №1.

З метою запрошення конструктивного рішення одноповерхові промислові будівлі проектують в основному з прогонами одного напрямку, однакової висоти та ширини. Перепади висот у багатопрогонових будівлях менші за 1,2 м звичайно не улаштовують, оскільки вони значно ускладнюють та підвищують вартість будівлі. Перепади завбільшки 1,2 м, які необхідні за технологічними умовами, звичайно суміщують з температурними швами.

Крок колон по крайнім та середнім рядом визначають на основі технікоекономічних міркувань з урахуванням технологічних вимог. Звичайно він становить 6 або 12 м. Можливо використання й більших кроків, тільки кратних

збільшеному модулю 6 м, якщо це дозволяє висота будівлі та розрахункові навантаження.

В будівлях, обладнаних мостовими кранами, які утворюють значні навантаження, висоту приміщення та відзначку верхівки кранової консолі узгоджують не тільки з прогоном, але й з вантажопідйомністю крана та кроком копон каркасу (таблиця 2).

Таблиця 2. Відзначка верхівки кранової консолі в одноповерхових промислових

будівлях із збірним залізобетонним каркасом.

розподілювальних вісей.

Для одноповерхових промислових будівель встановлені прив’язки колон крайніх та середніх низок, зовнішніх поздовжніх та торцевих огорож, колон у місцях розташування температурних швів та місцям перепаду висот між прогонами одного або взаємноперпендикулярних напрямків – нульова прив’язка – (тобто співдання зовнішньої грані колони з розподілювального вісью) дозволяє зменшити типорозміри конструктивних елементів, урахувати навантаження, які діють, застосовувати підкрокв’яні конструкції та улаштовувати проходи по підкрановим шляхом. (рис.2).

Геометричні вісі торцевих колон головного каркасу змінюють з поперечних розподілювальнихвісей внутрь будівлі на 500 мм, внутрішні поверхні торцевих стін повинні співпадати з поперечними розподілювальними вісями, тобто мати нульову прив’язку (рис. 3).

При цьому відпадає необхідність у добірних елементах несучої частини огороджуючих конструкцій та з’являеться можливість у свободному розташуванні елементів фахверку (або каркасу) торцової стінки.

Температурні шви, як правило, улаштовують на подвійних колонах. Вісь поперечного температурного шва повишена співпадати з поперечногорозподілювального вісью, а геометричні вісі колон зменшують від неї на 500 мм (рис.4).

Поперечний температурний шов.

У поздовжні температурних швах прив’язку колон до поздовжніх розподілювальних вісей здійснюють за тимиж правилами, що й колони

крайньої низки. Розмір вставки, яка укладається в покрівлі залежить від розміру прив’язки й буває 300,350,400, 500, 1000 та 1500 мм (рис.5).

Поздовжній температурний шов В будівлях із металевим або змішаним каркасом поздовжні температурні

шви виконують на одній колоні з улаштуванням ковзних опор.

Найбільше відстані між температурними швами в каркасних будівлях, які можуть бути дозволені без перевірочного розрахунку міцності конструкцій в залежності від виду будівлі наведені в таблиці:

Частини будівлі , розділені швами, називають температурними блоками або відсіками.

*- поздовж прогонів;

**- у поперечному напрямку.

Перепад висот поміж прогонами одного напрямку або при двох взаємно перпендикулярних прогонах улаштовують на подвійних колонах із вставкою з утриманням правил прив’язки для колон крайнього ряду та колон у торцевих огорожах. Розмір вставок 300, 350, 400, 500 або 1000 мм (рис. 6).

Вставки 300, 350 та 400 мм не відповідають вимогам уніфікації, проте значно спрошують конструктивне рішення температурних швів та вузлів перепада висот у покриттях.

Прив’язку вісей підкранових рейок до поздовжніх розподілювальних вісей у будівлях, обладнаних мостовими кранами при їх вантажопід’ємности до 50 т.

– виконують 750 мм, а при наявності проходів, або при вантажопід’ємності більш 50т – 1000 мм.

Взаємно перпендикулярні прогони В одноповерхових будівлях з несучими зовнішніми стінами їх прив’язку

до повздовжніх розподілювальних вісей здійснюють з ти розрахунком, щоб забезпечити достатнє опирання для …….? покрить. Прив’язку несучої торцевої стіни при опиранні на неї плит покриття приймають таку ж, як для несучої поздовжньої стіни.

Це має відношення до промислових будівель із збірними залізобетонними або сталевими каркасами. Можливі й інші засоби прив’язки, якщо вони не ускладнюють конструктивне рішення, не збільшують кількість типорозмірів збірних елементів та не підвищують вартість будівництва. При використанні монолітних залізобетонних конструкцій, або покрить у вигляді просторових