Промышленное проектирование. Промышленные здания. 1. Объемнопланировочные параметры одноэтажных промышленных зданий
 Скачать 6.1 Mb.
|
|
Содержание
Введение Основой индустриального промышленного строительства является заводское изготовление конструкций и их узлов, монтируемых на стройке с использованием современных средств механизации и автоматизации. Индустриализация невозможна без унификации и типизации зданий целиком, их частей (блоков), узлов (модулей) и отдельных конструкций. Использование крупноразмерных сборных конструкций и монтаж крупными узлами и блоками значительно повышают индустриальность строительства. В промышленном строительстве широко применяются сборные железобетонные и стальные конструкции, а также монолитный железобетон, алюминий, дерево и пластмассы. Основными направлениями повышения технического уровня и снижения стоимости промышленного строительства являются: - объединение предприятий в промышленные узлы с использованием общих инженерных коммуникаций, вспомогательных, складских и обслуживающих зданий; - блокирование производственных, вспомогательных и др. цехов (объединение нескольких цехов под одной крышей); - строительство, в основном, одноэтажных промышленных зданий с пролетами одного направления, одинаковой высоты и ширины; - использование универсальных типов промышленных зданий (павильонного типа, с межферменными этажами, с подпольными этажами и т.п.); - замена мостовых кранов более эффективными видами внутрицехового транспорта: подвесными или напольными кранами, авто- и электрокарами и т.п.); - снижение массы зданий за счет уменьшения расхода материалов; - применение из стали и бетонов высоких марок, предварительно напряженных, тонкостенных и пространственных прогрессивных большепролетных конструкций; - размещение технологического оборудования вне зданий или под навесами; - удобное размещение бытовых помещений по отношению к рабочим местам с применением новейшего санитарно-технического оборудования. 1. Объемно-планировочные параметры одноэтажных промышленных зданий 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 пролетав промышленном здании (L) – расстояние между продольными координационными осями – складывается из величины пролета мостового крана (Lк) и удвоенного расстояния между осью рельса подкранового пути и модульной координационной осью (2К): L=Lк + 2К (рис.1).  Рис. 1. К определению параметров пролета 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. 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 Н1 и расстояния от верха рельса до низа несущей конструкции покрытия Н2 (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. 2. Конструктивные решения промышленных зданий Конструктивные системы промышленных зданий выполняют по различным конструктивным схемам. В основном для промышленных зданий применяют каркасную схему, в которых прочность, жесткость и устойчивость обеспечивается пространственными рамными каркасами как с поперечным или продольным расположением ригелей, так и безригельными. Выбор конструктивной схемы осуществляют с учетом конкретных нагрузок и воздействий на здание, а также в соответствии с функциональными, экономическими и эстетическими требованиями. Наиболее предпочтительной является каркасная система с поперечным расположением ригелей, при которой в поперечном направлении образуются рамы, которые совместно со связями обеспечивают пространственную жесткость и устойчивость здания и позволяют, изменяя шаг колонн, обеспечивать гибкость планировочного решения внутреннего пространства здания. Каркасные системы – основной тип промышленных зданий, так как в них действуют большие сосредоточенные нагрузки, удары, сотрясения от технологического оборудования и кранов. В бескаркасных зданиях размещают небольшие цеха с пролетами шириной до 12 м, высотой до 6 м и кранами грузоподъемностью до 50 кН. В местах опирания стропильных конструкций стены с внутренних сторон усиливают пилястрами. Многоэтажные промышленные здания по бескаркасной системе строят очень редко. Производственные здания с неполным каркасом проектируют под небольшие нагрузки: бескрановыми с Q < 50 кН. В таких зданиях отсутствуют пристенные колонны, а наружные стены выполняют и несущую и ограждающую функции. 3. Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование Технологический процесс требует перемещения внутри здания сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и т.п. Применяемое при этом подъемно-транспортное оборудование необходимо не только с точки зрения технологии производства, но и для облегчения труда, а также для монтажа и демонтажа технологических агрегатов. Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование делят на 2 группы: - периодического действия; - непрерывного действия. К первой группе относят мостовые краны, подвесной и напольный транспорт. Вторая группа включает: конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, подвесные цепные), нории, рольганги и шнеки. В основном в промышленных зданиях применяют мостовые и подвесные краны. Они обслуживают достаточно большую площадь цеха и перемещаются в трех направлениях. Подвесные краны имеют грузоподъемность от 2,5 до 50 кН, редко до 200 кН и состоят из легкого моста или несущей балки, двух- или четырехкатковых механизмов передвижения по подвесным путям и электротали, которая перемещается по нижней полке мостовой балки (рис.2).  Рис. 2. Основные параметры подвесных однобалочных кранов По ширине пролета устанавливают один или несколько кранов в зависимости от ширины пролета, шага несущих конструкций покрытия, грузоподъемности. По количеству путей подвесные краны могут одно-, двух- и многопролетными. Управление кранами осуществляют с пола цеха (ручные) или из кабины, подвешенной к мосту. Мостовые краны имеют грузоподъемность от 30 до 5000 кН. В промышленных зданиях в основном применяются краны грузоподъемностью от 59 до 300 кН. Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего рабочий пролет помещения, механизмов передвижения вдоль подкрановых путей и передвигающейся вдоль моста тележки с механизмом подъема. Несущий мост выполняют в виде пространственных четырехплоскостных коробчатых балочных или ферменных конструкций. Краны перемещаются по рельсам, уложенным по подкрановым балкам, опирающимся на консоли колонн. Управляют мостовыми кранами из подвешенной к мосту кабины или с пола цеха (краны с ручным управлением). Грузоподъемность, габариты и основные параметры мостовых кранов также как и подвесных определены ГОСТами (рис.3).  Рис. 3. Основные параметры пролетов с мостовыми кранами В зависимости от продолжительности работы в единицу времени эксплуатации цеха мостовые краны подразделяют на краны тяжелого режима работы (Киспольз. ≥ 0,4), среднего режима (Киспольз. = 0,25 – 0,4) и легкого режима (Киспольз. = 0,15 – 0,25). В одном пролете можно устанавливать два или несколько кранов, располагаемых как в одном, так и в двух уровнях цеха. Очень часто объемно-планировочное и конструктивное решения промышленных зданий определяются наличием и характеристиками кранового оборудования. Проектировщики стремятся уменьшить грузоподъемность кранов или вообще освободить каркас здания от крановых нагрузок. Так как это позволяет уменьшить сечения колонн и размеры фундаментов, избавиться от устройства подкрановых путей и получить возможность применения укрупненной сетки колонн. Технологические процессы в зданиях без кранов обслуживают напольным транспортом. К ним относят вагонетки, рольганги, автомобильные краны и погрузчики. В крупнопролетных зданиях для перемещения громоздких и тяжелых грузов целесообразно применять козловые и полукозловые краны, передвигающиеся по уложенным в уровне пола цеха рельсам. Одной опорой полукозлового крана является подкрановый путь. При замене мостовых кранов козловыми требуется увеличение пролета и высоты здания. Так, для пролетов 12 и 15 м такие увеличения пролета и высоты должны составлять, соответственно, 3 м и 1,6 м, а для пролета 18 м - соответственно 6 и 3 м. Однако, отказ от мостовых кранов в одноэтажных зданиях приводит к значительному экономическому эффекту, т.к. снятие крановых нагрузок с каркаса помимо экономии материалов открывает возможности создания легких большепролетных зданий с пространственными системами покрытий. 4. Типизация и унификация промышленных зданий Типизация и унификация в нашей стране начали внедряться в промышленное строительство в годы первой пятилетки: тогда рекомендовалось в цехах металлургической и машиностроительной промышленности принимать пролеты кратными 3 м, а шаг – 6 м. В 1939 году на основе размеров кратных 3 м были разработаны типовые ячейки (секции) одноэтажных промышленных зданий и выпущены альбомы типовых деталей. В 1955 году Госстрой СССР установил единую систему назначения основных строительных параметров зданий многих отраслей промышленности, и были разработаны габаритные схемы зданий. В этих схемах указывались размеры здания в плане, его поперечный и продольный профили, высота помещений, вид и грузоподъемность внутрицехового транспорта. В 1957 году был издан первый каталог унифицированных сборных железобетонных конструкций для промышленного строительства. В 1962 году началось проектирование зданий из унифицированных типовых секций (УТС) и пролетов (УТП). УТС – самостоятельный объем здания (температурный блок) с установленными объемно-планировочными параметрами. Параметры УТС (размеры в плане, сетка колонн, высота, грузоподъемность кранов) приняты с учетом требований производства, на основе габаритных схем и номенклатуры унифицированных конструкций. Из этих секций компонуют здания с размерами, определяемыми технологическими требованиями и блокирования производств. Применительно к УТС и УТП разработаны следующие типовые проектные материалы: - чертежи типовых конструкций (ТК) и деталей (ТД) для заводов-изготовителей; - чертежи типовых монтажных деталей (ТДМ) и их сопряжений для монтажников; - чертежи типовых архитектурно-строительных деталей (ТДА) для проектировщиков и строителей. Унифицируют и типизируют объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий на основе ЕМС, которая позволяет взаимоувязывать размеры зданий и их элементов. Для промышленного строительства установлен единый модуль М=600 мм как для вертикальных, так и для горизонтальных измерений. При проектировании используют укрупненные модули, кратные единому модулю (6М ). В одноэтажных зданиях для ширины пролетов и шага колонн принимают укрупненный модуль 10М, а для высоты (от чистого пола здания до низа несущих конструкций покрытия) – 1М. В многоэтажных зданиях для ширины пролетов принимают укрупненный модуль 5М, для шага колонн – 10М и высоты этажа – 1М и 2М. Размеры параметров одноэтажных зданий: Пролеты (L) для бескрановых зданий принимают от 12 до 36 м; для зданий с мостовыми кранами – от 18 до 36 м , кратно 6 м. Шаг колонн (а) принимают, как правило, 6 или 12 м. Высота здания (Н) назначается от 3 до 6 м, кратно 0,6 м и от 7,2 до 18 м, кратно 1,2 м. Размеры параметров многоэтажных зданий: Пролеты (L) могут быть 6, 9, 12 м и > (кратные 6 м). Шаг колонн (а) принимают 6 и 12 м. Высоту этажа (hэ) назначают равной: при L= 6 м - 3,6; 4,2; 4,8 и 6м (для 1-го этажа - 7,2 м); при L= 9 м - 3,6; 4,2; 4,8 и 6м; при L= 12 м - 4,2; 4,8; 6 и 7,2м. При назначении размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов используют номинальные размеры (расстояния между модульными координационными осями здания). Номинальные размеры всегда кратны модулю. Конструктивные размеры не являются модульными. Их увязывают с номинальными размерами за счет толщины швов, зазоров и стыков. Так, при а = 6м длина стеновых панелей равна 5,98 м. Объемно-планировочные параметры конструктивных размеров не имеют. 5. Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий Железобетонный каркас одноэтажных зданий включает систему фундаментов, колонн, стропильных и подстропильных конструкций (если шаг колонн больше шага стропильных конструкций), подкрановых и обвязочных балок, а также связей жесткости. Поперечную раму каркаса образуют колонны, которые жестко связаны с фундаментом и шарнирно со стропильными конструкциями (балками или фермами) верхние пояса которых развязаны системой горизонтальных связей (в прогонных покрытиях) или сплошным плитным покрытием (рис.1).  Рис. 1. Фрагмент железобетонного каркаса 6. Железобетонные колонны Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизонтальные постоянные и временные нагрузки. Для массового индустриального строительства разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий с опорными мостовыми кранами и для бескрановых зданий. Железобетонные колонны для зданий с мостовыми кранами имеют консоли для опирания подкрановых балок. Для бескрановых зданий применяют колонны без консолей. По расположению в системе здания колонны делят на крайние (расположенные у наружных продольных стен), средние и торцовые (расположенные у наружных поперечных (торцовых) стен). Для бескрановых зданий высотой от 3 до 14.4 м разработаны колонны постоянного сечения (рис. 7). Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах) и могут быть квадратными (300х300, 400х400 мм) или прямоугольными (от 500х400 до 800х400 мм). В фундаменты их заглубляют на 750 - 850 мм.  Рис. 7. Типы железобетонных колонн для бескрановых зданий Для зданий с опорными мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режимов работы и грузоподъемностью до 300кН разработаны колонны переменного сечения высотой от 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для зданий с кранами грузоподъемностью до 500кН – двухветвевые колонны высотой от 10.8 до 18 м (рис.9). Размеры колонн переменного сечения в подкрановой части составляют от 400х600 до 400х900 мм, в надкрановой – 400х280 и 400х600 мм. Колонны двухветвевые имеют размеры в подкрановой части 500х1400 и 500х1900, а отдельных ветвей – 500х200 и 500х300 мм.  Рис. 8. Типы сплошных железобетонных колонн для зданий с мостовыми опорными кранами В зданиях с тремя и более кранами в пролете для безопасности персонала, обслуживающего краны и подкрановые пути, предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей в уровне верха подкрановых балок размером 0.4х2.2 м (рис.10).  Рис. 10. Двухветвевые железобетонные колонны с проходами в уровне крановых путей В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок, стеновых панелей (в крайних колоннах) и вертикальных связей (в связевых колоннах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы пропущены анкерные болты. В зданиях с подстропильными конструкциями длину колонн принимают на 600 мм меньше. 7. Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий Стальной каркас применяют для зданий с укрупненной сеткой колонн, с большими высотами, с кранами большой грузоподъемности или тяжелого режима работы. Основным видом соединения стальных конструкций в каркасе является сварка. Соединения на заклепках применяются в случаях знакопеременных и динамических нагрузок, а также в подкрановых балках зданий с кранами тяжелого режима работы. Болтовые соединения применяются там, где сварка является трудоемким процессом. В соединениях на болтах используют высокопрочные, повышенной и нормальной точности болты. Стальные колонны Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение (в виде одного профиля), а подкрановая – сквозное (в виде двух профилей, соединенных решеткой). В зданиях бескрановых и с кранами грузоподъемностью до 200 кН высотой до 8.4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1а, б). В бескрановых зданиях высотой Н = 9.6 – 18 м используют колонны двухветвевые (рис.1б). В зданиях высотой 10.8 – 18.0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 500 кН используют унифицированные двухветвевые колонны ступенчатого очертания, состоящие из двух частей: подкрановой (решетчатой) и надкрановой (из сварного двутавра) (рис.2). Для зданий, имеющих высоту более 18 м и оборудованных кранами грузоподъемностью 750 кН и более, стальные колонны проектируют индивидуально. Двухветвевые колонны по типам сечения ветвей проектируют в трех вариантах: 1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллера и двутавра, соответственно; 2. При ширине сечения 400 – 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра; 3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая - из сварного двутавра. Надкрановая часть колонны проектируется из сварного двутавра с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах. а   б вб г  а – для бескрановых зданий высотой до 8.4 м; б - для бескрановых зданий высотой 9.6 -18 м; в – для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 кН; г - средняя колонна постоянного сечения из сварных двутавров для зданий с мостовыми опорными кранами Рис. 1. Стальные колонны постоянного сечения Для соединения ветвей сквозных колонн применяют решетки различного очертания: треугольные, раскосные, крестовые и полукрестовые. Решетку устраивают двухплоскостной, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетка усиливается диафрагмами, расположенными через четыре раскоса по высоте. а б   Рис. 2. Стальные двухветвевые колонны: а – средняя колонна с проходом вдоль подкранового пути; б - типы колонн для зданий с мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 100 – 500 кН Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью, которая выполняется из сварного двутавра. Сплошные колонны применяют при центральном сжатии или при малых эксцентриситетах продольной силы. Чаще используют колонны сквозного сечения, требующие меньшего расхода металла, хотя они и более трудоемки в изготовлении. В зданиях с кранами тяжелого режима работы и при их двухъярусном расположении, а также при пролетах, со стороны которых предусматривают расширение цеха целесообразно применять раздельные колонны, позволяющие усиливать подкрановую ветвь (например, при увеличении грузоподъемности крана), не нарушая конструкции покрытия (рис.3).  Рис. 3. Раздельные колонны: а – при расширении здания; б – при низко расположенных тяжелых кранах 8. Покрытия промышленных зданий Виды покрытий и требования к ним Покрытие промышленного здания определяет долговечность, характер внутреннего пространства и внешний облик здания. На него приходится от 20 до 50% от общей стоимости одноэтажного здания. По теплотехническим качествам покрытия делят на утепленные и неутепленные (холодные). Их выбирают с учетом требований условий микроклимата помещений, климатических особенностей района строительства и способа удаления снега с кровли здания. Утепленные покрытия устраивают над отапливаемыми помещениями. Толщину утеплителя назначают с расчетом, чтобы исключить образование конденсата на внутренней поверхности покрытия. Ендовы часто делают менее утепленными, нежели основное покрытие, что способствует их большему прогреву и исключает скопление снега и образование наледей. Не утепленные покрытия устраивают в не отапливаемых зданиях и с избыточными выделениями тепла. По конструктивным схемам покрытия классифицируют на плоскостные и пространственные. В первых несущие и ограждающие конструкции работают в основном независимо друг от друга. Во вторых – функции несущих и ограждающих конструкций совмещаются. Пространственные покрытия, имея криволинейные поверхности рациональной геометрической формы, обладают высокой жесткостью, позволяют снизить расход материала и целесообразны в зданиях с пролетами, превышающими 30 м. Покрытия должны иметь хорошую гидроизоляцию, теплозащиту, должны быть прочными, долговечными и надежными в эксплуатации, обладать необходимыми огнестойкостью и пожарной безопасностью, быть индустриальными, иметь простые и надежные узловые сопряжения конструктивных элементов. Конструкции покрытий Покрытия промышленных зданий, как правило, устраивают бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций. Несущими стропильными конструкциями являются фермы, балки, арки и рамы. Они поддерживают ограждающую часть, придавая ей, соответствующий материалу кровли, необходимый уклон. Ограждение включает настил (железобетонные плиты, асбестоцементные или металлические листы и т.п.), пароизоляцию, утеплитель, выравнивающую стяжку и гидроизоляцию. В неутепленных («холодных») покрытиях отсутствуют пароизоляция и утеплитель. В одноэтажных промышленных зданиях наиболее распространены покрытия из крупноразмерных плит, укладываемых по верхним поясам стропильных конструкций. При использовании настилов из мелкоразмерных элементов последние опирают на прогоны, укладываемые на стропильные конструкции. Несущие конструкции покрытий Несущие конструкции покрытий изготавливают из железобетона, металла, дерева и комбинированными (из перечисленных выше материалов, напр. металлодеревянные фермы и т.п.). Металлические покрытия являются прочными и легкими конструкциями. Они просты в изготовлении и монтаже, являются высокосборными конструкциями. Покрытия, выполненные из железобетона, отличаются огнестойкостью и долговечностью. Железобетонные стропильные балки и фермы. Железобетонные балки применяются в односкатных, многоскатных и малоуклонных, а также плоских (i=1:20) покрытиях одноэтажных промышленных зданий с пролетами (L) от 6 до 18 м. Балки односкатных, плоских и малоуклонных покрытий имеют прямолинейный верхний пояс (, а в двускатных балках верхний пояс имеет ломаное очертание с уклоном i = 1:12. Конструкция балок допускает крепление к ним подвесных кранов грузоподъемностью до 50 кН. Для пролетов 6 и 9 м балки имеют тавровое сечение с высотой на опоре 590 и 890 мм. Балки пролетами 12 и 18 м изготавливают двутаврового или прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм. Балки двутаврового сечения с толщиной стенки 80 мм усилены на опорах массивными вертикальными ребрами. Для снижения массы в балках прямоугольного сечения устраивают отверстия. Такие балки опорных частях просты в изготовлении и облегчают разводку верхних коммуникаций, но имеют больший вес, нежели балки таврового или двутаврового сечений. На верхнем поясе железобетонных балок предусматривают закладные элементы (М) для крепления прогонов или плит покрытия, на нижнем поясе и стенке – для крепления подвесных путей, а в – стальные листы с вырезами для крепления балок к колоннам. Железобетонные фермы применяют для перекрытия пролетов 18, 24 и редко 30 м. По очертанию поясов они бывают сегментными, арочными безраскосными и раскосными, с параллельными поясами и полигональными. Треугольные фермы применяют, в основном, для кровель из асбестоцементных и металлических листов, а с параллельными поясами – для плоских покрытий под рулонную кровлю. Для придания кровле небольших уклонов используют сегментные и арочные фермы со столбиками для опирания на них панелей покрытия. Наиболее рациональны по распределению материала сегментные и арочные фермы, имеющие ломаный или криволинейный верхний пояс. По сравнению с фермами других очертаний в элементах решетки этих ферм усилия меньше, что позволяет делать решетку более редкой. Фермы с параллельными поясами и полигональные имеют простую конфигурацию и хороши тем, что взаимозаменяемы со стальными фермами. Однако, к их недостаткам следует отнести сравнительно мощную решетку и большую высоту, что приводит к перерасходу материала на стены и увеличению малополезного объема здания, кроме того, они требуют дополнительных вертикальных и горизонтальных связей в покрытии. Стальные прогоны Прогоны применяют в малоуклонных покрытиях с рулонной кровлей и стальным профилированным настилом при шаге стропильных ферм 6 и 12 м. Устанавливают их по верхним поясам стропильных ферм с шагом 3 м. При 6-метровом шаге стропильных ферм прогоны выполняют сплошностенчатыми из швеллеров (рис.15). Типовые конструкции 6-метровых стальных прогонов разработаны для применения в отапливаемых зданиях с высотой до низа стропильных конструкций не превышающей 18,8 м. Крепление прогонов к стропильным фермам предусматривают на болтах. В зависимости от расчетной нагрузки прогоны, располагаемые в пролете ферм, могут быть из одного или двух швеллеров. Прогоны, устанавливаемые в ендовах, состоят из швеллера и приваренного к одной из его полок листа.    Рис. 15. Сечения стальных 6-метровых прогонов покрытия При шаге стропильных ферм 12 м применяют стальные прогоны решетчатой конструкции. Решетчатые прогоны имеют треугольную форму с высотой в середине пролета 1,5 м. Верхний пояс прогона состоит из парных, а решетка из одиночных холодногнутых швеллеров. Серия унифицированных 12-метровых прогонов предусматривает рядовые прогоны и прогоны, устанавливаемые в торцах и у температурных швов зданий. Соединение элементов прогона выполняется электродуговой сваркой. Сопряжение элементов решетки прогона принято шарнирным. При решетчатых прогонах, как и при сплошностенчатых, профилированный настил укладывают непосредственно по прогонам. 9. Стены промышленных зданий Стены промышленных зданий должны удовлетворять следующим требованиям, обеспечивающим: - температурно-влажностный режим, необходимый технологическому процессу и комфортному труду людей; - прочность и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок; - огнестойкость и долговечность; - индустриальность; - эстетичность; - экономичность. Выбор материала стен зависит от температурно-влажностного режима помещения и климатических условий района строительства. Так, цеха с избыточным выделением тепла проектируют с «холодными» ограждениями не только в южных, но нередко и в средних климатических поясах. Наружные стены зданий со взрывоопасными производствами (категории А и Б) устраивают легкосбрасываемыми от воздействия взрывной волны. К легкосбрасываемым относят «холодные» стены из асбестоцементных, алюминиевых и стальных листов, а также «теплые» стены из этих листов с легким утеплителем. Классифицируют стены промышленных зданий, как и гражданских по статической работе на: несущие, самонесущие и навесные; по материалу и технологии возведения на: каменные (ручной кладки), бетонные (из монолитного бетона, крупных блоков или панелей), стены из небетонных материалов (фахверковые и каркасно-панельные); по конструктивному решению на: однослойные и многослойные. Ненесущие (навесные) стены выполняют ограждающую функцию, а свой вес они полностью передают на колонны каркаса, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Нагрузка от ненесущих стен передается на колонны через обвязочные балки в стенах из мелкоразмерных изделий, а в панельных стенах – через стальные опорные столики. Ненесущие (подвесные) стены состоят из стального фахверка и заполнения. Эти стены подвешивают к концам консолей покрытия, разгружая тем самым несущие конструкции средних участков покрытия. Фахверк заполняют из легких листовых или панельных элементов. Самонесущие стены из панелей применяют при большой массе и большой толщине панелей (не менее 300 мм), имеющих сплошное сечение. Высота таких стен ограничивается и зависит от прочности материала и толщины стены, шага колонн, величины ветровой нагрузки и т.п. Самонесущие стены на всю высоту здания наиболее эффективны для производств с влажными и мокрыми процессами, а также с химически агрессивной средой. Несущие стены применяют в зданиях с неполным каркасом или бескаркасных. Выполняют их из кирпича или мелких блоков. В многопролетных одноэтажных промышленных зданиях торцовые стены по конструктивным схемам и материалу не отличаются от продольных. Но из-за большого расстояния между продольными рядами колонн в торцах предусматривают дополнительные колонны (стойки фахверка) с шагом 6 или 12 м, которые обеспечивают необходимую устойчивость торцовых стен, а в панельных зданиях являются необходимыми элементами каркаса для крепления стеновых панелей. Стены из кирпича и мелких блоков проектируют для зданий небольших размеров; с влажной и агрессивной средой помещений; с большим числом ворот, дверей и технологических проемов. Такие стены возводят аналогично стенам гражданских зданий. Для обеспечения устойчивости их крепят к колоннам анкерами, клямерами или хомутами, которые устанавливают с шагом 70-100 мм по всей высоте стены (рис. 1). Прочность их крепления определяют расчетом на ветровые нагрузки. Стены из крупных блоков по сравнению с кирпичными имеют лучшие технико-экономические показатели. Их изготавливают из легкого бетона. Блоки подразделяют на угловые, рядовые, перемычечные. Крепят их к колоннам гибкими Т-образными анкерами из стержней диаметром 10 мм. Одни концы анкеров закладывают в горизонтальные пазы блоков, а другие приваривают к закладным элементам колонн. Стены из железобетонных и легкобетонных панелей позволяют снизить массу зданий, улучшить качество и уменьшить трудоемкость их возведения на 30-40 %. По расположению в стене панели подразделяют на рядовые; угловые удлиненные; перемычечные, усиленные для восприятия ветровой нагрузки от оконных заполнений; подкарнизные и парапетные; парапетные. По теплоизолирующим свойствам панели подразделяют на железобетонные однослойные - для неотапливаемых зданий и легкобетонные однослойные, а также железобетонные трехслойные – для отапливаемых зданий. Номинальная длина всех панелей составляет 6 и 12 м. Панели имеют номинальную высоту 900, 1200, 1800 мм. Подкарнизные панели выпускают высотой 1500 мм. Приторцовые панели удлиняют приваренными к ним угловыми блоками. Длина доборных блоков определяется толщиной панели и размерами привязки основных колонн к координационным осям здания. Стальные трехслойные панели («сэндвич») применяют для отапливаемых зданий. Стены состоят из вертикально расположенных стеновых панелей и горизонтальных ригелей, к которым крепят панели (рис. 6). Ригели крепят болтами к опорным консолям. В продольных стенах их приваривают к основным колоннам и стойкам фахверка, а также к опорным стойкам стропильных ферм. Стеновая трехслойная панель представляет собой конструкцию, в какой между двумя металлическими обшивками запрессован утеплитель. В качестве обшивки, в основном применяют стальные или алюминиевые профилированные листы, а для утеплителя используют пенополистирол или базальтовое волокно на синтетическом связующем. Конструктивные типы трехслойных панелей отличаются в основном формой продольных кромок, что приводит к различным конструктивным решениям вертикальных стыков панелей. 10. Окна промышленных зданий Форму, размеры и места расположения оконных проемов в промышленных зданиях выбирают на основании светотехнического расчета в целях обеспечения нормативного освещения для работающих и технологического процесса. При проектировании естественного освещения здания учитывают ряд факторов: назначение здания, особенности микроклимата помещений, климатические условия района строительства и др. Световые проемы предусматривают в стенах (естественное боковое освещение) здания виде отдельных окон или лент (одна или несколько лент по высоте) и при необходимости в покрытии (верхнее освещение через фонари). Окна должны обеспечивать необходимую освещенность, воздухообмен, теплозащиту здания, быть долговечными, прочными и эстетичными. В промышленных одноэтажных зданиях окна занимают значительную площадь в ограждающих стеновых конструкциях, поэтому при назначении их размеров должны учитываться и экономические факторы. Сплошное остекление целесообразно для зданий с избыточным выделением тепла, а также для зданий с взрывоопасными производствами. Конструкции окон испытывают как силовые, так и несиловые воздействия. К нагрузкам силового характера относят ветровые, снеговые, а также монтажные нагрузки. К несиловым воздействиям относятся: температурно-влажностные деформации, шум, солнечная радиация, пыль, атмосферные осадки, агрессивные химические примеси воздушной среды и т.п. Остекление в окнах может быть одинарным, двойным или тройным. Номинальные размеры оконных проемов по ширине и высоте принимают кратными 600 мм. Расстояние от уровня чистого пола здания до низа проема назначают 1,2 м , 1,8 м и более. Заполнение светопроемов осуществляют отдельными переплетами или панелями полной заводской готовности. По материалу окна делят на: деревянные, железобетонные и металлические. 11. Фонари промышленных зданий |