Раздел 4. Конструкции промышленных зданий.

Тема 4,1 Классификация и конструктивные системы промышленных зданий.

Промышленные здания делятся на производственные, энергетические, складские, вспомогательные.

Производственные здания- здания, где осуществляется какой-либо производственный процесс.

Подсобные – обслуживание основного производства (ремонтные, инструментальные и т.д.)

Энергетические- снабжают теплом, энергией (ТЭЦ, АЭС и т.д.).

Транспортные – гаражи, депо. Складские – готовых изделий, материалов, полуфабрикатов.

Вспомогательные- где размещены административные, конторские, бытовые и т.п. В зависимости от назначения и вида производства вспомогательные помещения могут располагаться в отдельном стоящем помещение или непосредственно в цехах.

Промышленные здания подразделяются на:

- по числу пролетов: одно-; многопролетные. Однопролетные целесообразнее для небольших зданий или для размещения производств, требующих большой пролет (от 36 м). при необходимости в них выполняют этажерки- конструкции не связанные с основным каркасом для размещения оборудования.

-по числу этажей: одно-; двух-; многоэтажные. Преобладают одноэтажные, это связано с лучшим размещением оборудования, организации трудового процесса и применение грузоподъемных механизмов. В многоэтажных зданиях применяют легкое оборудование, которое можно разместить на перекрытие, с возможным использованием вертикальной организации работ. Применяются такие здания и при ограниченной площади застройки. Удобно все технические коммуникации располагать в технических этажах или межферменном пространстве.

- - по конструктивным схемам покрытия: плоскостные (фермы, балки, арки), пространственные (оболочки, висячие и т.д.).

- по освещенности: естественное, искусственно, совмещенное,

- по системе отопления: отапливаемые, неотапливаемые, с избыточным тепловыделением.

- по системе вентиляции: естественная, искусственная, совмещенные.

- по наличию фонарей: аэрационные, световые, светоаэрационные.

-по материалу несущих конструкций: железобетон, стальные, смешанные.

Основные конструктивные элементы зданий: колонны крайнего и среднего ряда, фахверковые колонны, стропильные конструкции покрытия, плиты покрытия, фундаментные балки, фундамент, стеновое ограждение, фонарная ферма, световое ограждение, парапетная или карнизные плиты, подкрановая балка, грузоподъемный механизм, площадки и т.д.

Объемно- планировочные решения должны обеспечить функциональное назначение зданий и создать оптимальные условия для производства. Они зависят от множества разнообразных требований: от последовательности технологического процесса, расположения и габаритов оборудования, необходимостью обеспечения техники безопасности и т.д.

Параметры объемно-планировочного решения (рис.):

Продольный шаг – расстояние между осями, располагаемые перпендикулярно длине здания, обозначается цифрами.

Поперечный шаг – расстояние между продольными осями, обозначаются буквами русского алфавита.

Ширина пролета – расстояние между колоннами, на которые опираются конструкции покрытия.

Высота пролета – расстояние от чистого пола до низа стропильной конструкции. При наличии подъемно-транспортного оборудования H₁+Н₂. , где H₁- расстояние от пола до головки кранового рельса. Н₂- расстояние от головки кранового рельса до низа стропильной конструкции.

Н₂= Н₃+f+100, где H₃ – высота крана в самой высокой ее части, f- строительный прогиб стропильной конструкции.

Планировочные решения.

1. В зависимости от тех. процесса промышленное здание делится на пролетный, зальный, ячейковый и комбинированный типы.

• Здание пролетного типа применяется в тех случаях, когда процесс проходит вдоль пролета и возникает необходимость грузоподъемного оборудования.

Пролет 18 м – шаг 6 м.; пролет 24 м- шаг 12 м.

• Зальный тип применяется при необходимости больших площадей для большегабаритного оборудования, ширина 36 м и более, покрытие в этом случае обычно пространственное.

• В зданиях с квадратной сеткой колонн можно производить частую модернизацию технологического процесса, такая структура называется ячейковой. В таких зданиях крановое оборудование может работать в обоих направлениях.

Пролет 12 – шаг 12 м; пролет 15 – шаг 12 м., пролет 9 м- шаг 6 м.

2. По расположению пролетов между собой: перпендикулярные и параллельные (рис.). Характеризуются расположением стропильных конструкций.

3. По размерам пролетов: мелкопролетные (6,9,12 м); среднепролетные (18,24 м); крупнопролетные (30,36,42 м).

4. По расположению пролетов между собой L₁= L₂ ; L₁> L₂ ; L₁< L₂ .

5. тип здания по застройке: сплошная застройка, павильонная.

Сплошная застройка – под одной крышей блокируются 3 и более пролета, объединяются цеха с различными техническими процессами, но родственные по агрессивности и выделение вредных веществ.

Павильонная – здание не более 2 пролетов, цеха имею хорошую освещенность.

Конструктивные решения зданий зависят от требований, предъявленных к зданию, производству (степень агрессивности среды, огнестойкости и т.д.), от района строительства (климатические условия, нагрузки и т.д.)

На основе анализа требований к предприятиям различных отраслей промышленности разработаны стандарты на габаритные схемы и параметры зданий: одноэтажные- ГОСТ 23887-79, ГОСТ 23838-79, многоэтажные- ГОСТ24336-80, ГОСТ 24337-80.

Унификация параметров производится на основе основного модуля, определен оптимальный ряд укрупненных модулей: 3М, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М. Градация параметров планировочных и конструктивных элементов устанавливается равному одному из укрупненных модулей. Н-р пролеты и шаги колонн и соответствующие размеры покрытий рекомендуется 60М, реже 30М, для размеров высот 6М, 12М.

На основе унификации разработаны стандарты и каталоги типовых конструкций и деталей с обеспечением взаимозаменяемости.

Важный момент это привязки конструкций к разбивочным осям. Размеры привязок обеспечивают оптимальное взаимосочетание сборных элементов и назначаются так, чтобы исключить или свести к минимуму применение доборных элементов или дополнительных работ по закрытию промежутков между конструкциями.

Правила привязок одноэтажных зданий:

• Привязка колонн к поперечным осям со смещением -500 мм, колонны фахверка с нулевой привязкой.

• Привязка к продольной оси в зависимости от пролета, высоты здания и грузоподъемности оборудования- 0, 250, 500 мм.

Тип колонн	Наличие кранового оборудования	Шаг колонн крайнего ряда, м	Высота здания Н0	Грузоподъемность здания	Наличие прохода для обслуживания кранов	Размер привязки, мм
Стальные	Без мостовых кранов	6; 12	6; 7,2; 8,4	-	-	нулевая
	С мостовыми кранами	6; 12	8,4; 9,6	≤20	без проходов	250
			10,8 ÷18	≤50	без проходов и с проходами	250
		12	10,8÷21,6	≤100		500
Железобетонные	Без мостовых кранов	6	3÷4,2	-	-	нулевая
		6; 12	4,8÷12
	С мостовыми кранами	6	8,4÷14,4	≤30	без проходов	нулевая
		12	9,6÷18	≤50		250

• Привязка средних колонн - по геометрической оси

Многоэтажные здания привязка колонн к продольным осям - нулевая или центральная; к поперечным- 500 мм или центральная. Привязка колонн по линиям поперечных температурных швов выполняется на двух разбивочных осях, проходящих по центральной оси колонн и расстоянием между ними 1000 мм. Или с одной разбивочной осью с расстоянием 500 мм от разбивочной оси до оси элемента по обе стороны.

Между внутренней поверхностью стены и гранью колонны предусматривают зазор 30 мм.

Величины деформационных швов:

параллельные пролеты Н₁= Н₂, x =привязка1+500+привязка2;

параллельные пролеты: Н₁≠ Н_2, х= t_стены+30+привязка 1+привязка 2+70 (110);

перпендикулярные пролеты: х= привязка + 30+ t_стены+ 70 (110)

Поперечные температурные швы выполняют на двух осях со вставкой между ними или совмещая ось шва с координационной осью. Размер шва кратен 50 мм., величина привязки рекомендуется аналогично привязке торцевых колонн.

• Продольный температурный шов осуществляют двумя координационными осями со вставкой между ними. Размер вставки должен быть равен сумме размеров привязок к продольным осям граней колонн, обращенных в сторону шва, и расстояния между этими гранями, равного 500 мм или равному большему размеру, кратному 250 мм.

• Привязка наружных кирпичных стен определяется размером плиты перекрытия и величиной минимального опирания плиты на стену (не менее 120 мм)

Перепады высот вдоль и поперек пролетов здания осуществляют на парных колоннах, предусматривая две координационные оси со вставкой между ними, размер вставки должен быть кратен 50 мм и не менее 300 мм.