Конструкции одноэтажных промышленных зданий выполняют по каркасной схеме. Каркасные системы наиболее рациональны при значительных статических и динамических нагрузках, характерных для промышленных зданий, и значительных размерах перекрываемых пролетов.

Несущим остовом одноэтажных каркасных промышленных зданий являются поперечные рамы и связывающие их продольные элементы. Поперечные рамы каркасов состоят из стоек, жестко заделанных в фундаменты и ригелей (ферм или балок) , опертых на стойки каркаса.

Продольные элементы каркаса обеспечивают его устойчивость в продольном направлении и воспринимают кроме нагрузок от собственного веса продольные нагрузки от торможения кранов и нагрузки от ветра, действующего на торцевые стены здания. К этим элементам относятся: фундаментные, обвязочные, и подкрановые балки, несущие конструкции ограждающей части покрытия и связи между стойками и несущими конструкциями покрытия.

Студенты самостоятельно, зная габаритные размеры здания, применяя приемы унификации и типизации, пользуясь каталогами типовых конструкций и изделий одноэтажных промышленных зданий и сооружений, подбирают основные конструктивные элементы здания: фундаменты, колонны, стойки фахверка, стропильные и подстропильные элементы покрытия промышленного здания, подкрановые балки, стеновые конструкции, элементы горизонтального ограждения покрытия.

3.3.1 Фундаменты

Конструкция фундамента здания зависит от конструктивной системы здания. Фундаменты под каркасное здание – отдельно стоящие столбчатые. Фундаментымогут выполняться монолитными и сборными.

Сборные фундаменты выполняют из подколонника и одной или нескольких плит. Фундаменты имеют квадратное или прямоугольное очертание в плане. Глубина заложения фундаментов зависит от технологических требований, механических свойств грунта, глубины его промерзания и нагрузок на основание.

Отметка верхнего обреза фундамента под железобетонные колонны, независимо от вышеперечисленных условий, должна быть на 150 мм ниже отметки чистого пола производственного здания.

Размеры подошвы фундамента при проектировании определяются расчетом. В курсовом проекте в зависимости от габаритов здания, назначения фундамента и крановой нагрузки она может быть принята равной 1200×1200 мм; 1500×1800 мм; 1800×2100 мм и т.д.

Фундаменты должны быть защищены от внешних атмосферных воздействий асфальтовой или бетонной отмосткой. В случае заложения подошвы фундаментов ниже уровня грунтовых вод необходимо устройство специальной гидроизоляции. Конструкции фундаментов, соприкасающиеся с грунтом, покрываются двумя слоями окрасочной гидроизоляции (два слоя горячего битума).

1 - стакан; 2 - обрез фундамента; 3 - подколонник стаканного типа; 4 - плитная часть одно-, двух- или трехступенчатая

Рисунок 1 - Монолитный железобетонный фундамент стаканного типа

Рисунок 2 - Сборный фундамент под железобетонные колонны

а - со стальной плитой; б - с траверсой; 1 - стальная колонна; 2 - стальная опорная плита; 3 - анкерные болты; 4 – анкерная шайба; 5 - цементный раствор; 6 - бетонный фундамент; 7 - траверса

Рисунок 3 - Опирание стальной колонны на фундамент

3.3.2 Железобетонные колонны промышленных зданий

Сборные колонны формуют из тяжелого бетона класса В15-В30. Для наиболее распространенных объемно-планировочных решений зданий с сетками координационных осей до 12х36 м железобетонные колонны унифицированы для бескрановых зданий, зданий с подвесными кранами и для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т.

Для бескрановых зданий и зданий с подвесными кранами применяют колонны сплошного и постоянного по высоте сечения. Ступенчатые колонны зданий с опорными мостовыми кранами имеют верхнюю надкрановую часть, воспринимающую нагрузки от стен и покрытия, и нижнюю - подкрановую, воспринимающую нагрузки от стен и крана. Колонна может быть сплошной или сквозной (двухветвевые колонны). Номенклатура конструкций колонн сплошного сечения промышленных зданий представлена в таблице 3. Номенклатура конструкций двухветвевых колонн промышленных зданий представлена в таблице 4.

Таблица 3 - Основная номенклатура колонн сплошного постоянного сечения и ступенчатых колонн

Таблица 4 - Основная номенклатура двухветвевых колонн

3.3.3 Железобетонные несущие конструкции покрытия промышленного здания

Железобетонные несущие конструкции покрытий проектируют из стержневых элементов (ферм, балок, арок или рам) в сочетании с плоскостными (панелями или настилами). Стержневые стропильные и подстропильные балки и фермы - проектируют преимущественно предварительно напряженными из бетона класса В22,5-В40.

Унифицированные конструкции балок применяют для покрытий с пролетами 6, 9. 12 и 18 м с наружным и внутренним водоотводом и выполняют односкатными, двухскатными и с параллельными поясами (рисунок 4).

Фермы полигональные, с параллельными поясами и треугольные служат для перекрытия пролетов 18, 24, и реже 30 м. Широкое распространение имеют сегментные фермы с раскосной или безраскосной решеткой.

Подстропильные балки и фермы применяют при шаге колонн 12 или 18 метров, превышающем шаг стропильных конструкций. Для уменьшения строительной высоты покрытия стропильные конструкции опирают па нижний пояс подстропильных.

а - решетчатые балки для скатных кровель; б - сплошные балки для плоской и скатной кровли

Рисунок 4 - Железобетонные стропильные балки

а - сегментная раскосная; б – сегментная безраскосная, для малоуклонных кровель пролетом 18 м; в - варианты сегментных безраскосных ферм пролетом 24 м. для малоуклонных и уклонных кровель; г - с параллельными поясами; д - полигональные двускатные сборные; 1 - стальная стойка; 2 - закладные детали для плит шириной 1,5 м; 3 - то же, 3 м

Рисунок 5 - Железобетонные фермы

а - подстропильная балка; б - подстропильная ферма для малоуклонных кровель; в - то же, для скатных кровель

Рисунок 6 - Подстропильные конструкции

Плоские элементы покрытия проектируют в виде панелей из тяжелого бетона, легкого или автоклавного ячеистого бетона, непосредственно опирающихся на стропильные конструкции. Панели из легкого или ячеистого бетона применяют для утепленных покрытий при шаге стропильных конструкций 6м. Железобетонные предварительно напряженные панели и настилы в виде тонкостенных ребристых конструкций изготовляют из тяжелого бетона класса В20 - В40 в утепленных и неутепленных покрытиях. Ширина панелей составляет 3 и 1,5 м.

Рисунок 7 - Железобетонные ребристые панели покрытия

3.3.4 Подкрановые балки для промышленного здания

Железобетонные предварительно напряженные подкрановые балки применяют при легком и среднем режиме работы и грузоподъемности мостовых кранов до 30 т. Они унифицированы, имеют тавровое сечение высотой 0.8 и 1 м при шаге колонн 6м и двутавровое высотой 1.4; 1.6; и 2 м при шаге 12 м.

Рисунок 8 – Балки подкрановые

3.3.5 Стальные колонны одноэтажных промышленных зданий

В зависимости от высоты зданий и величины крановых нагрузок применяют колонны сплошной, сквозной или раздельной конструкции.

Сплошные колонны постоянного сечения применяют в зданиях с шагом колонн до 12 м, высотой до 9,6 м при грузоподъемности кранов до 20 т. Но наиболее широко применяются сквозные колонны, обеспечивающие существенную экономию в расходе стали. Раздельные колонны применяют преимущественно при кранах грузоподъемностью свыше 100 т или при двухъярусном их расположении.

а - одноветвевые без опорных кранов; б - одноветвевые с опорными кранами до 20 т; в - двухветвевые с опорными кранами до 50 т; г - двухветвевые с опорными кранами и проходом

Рисунок 9 - Типы стальных колонн

3.3.6 Стальные конструкции покрытия одноэтажных промышленных зданий

Ригели поперечных рам каркасов выполняют в виде стропильных конструкций из балок двутаврового сечения или ферм. Балки применяются для перекрытий пролетов 12 и 18 м. Стальные фермы типизированы для пролетов 18, 24, 30, и 36 м и шагов колонн 6 и 12 м. Типизированы три очертания ферм: полигональные, с параллельными поясами, и треугольные.

Конструкции ферм сварные, из стержней открытого (утолки, швеллеры, двутавры) или закрытого трубчатого профиля.

Подстропильные фермы изготавливают с параллельными поясами для пролетов 12, 18 и 24 м.

Рисунок 10 - Малоуклонные фермы из горячекатаных профилей (в скобках указаны размеры ферм пониженной высоты)

Рисунок 11 – Треугольные стальные фермы из горячекатаных профилей

3.3.7 Стальные подкрановые балки и связи одноэтажных промышленных зданий

Подкрановые балки проектируют, как правило, разрезными, сплошными или сквозными. При шаге колонн 6 м и 12 м подкрановые балки могут быть выполнены из прокатных двутавров или составного сплошного сечения. Сквозные подкрановые балки применяют при шаге колонн 18 м, их выполняют в виде ферм с треугольной решеткой.

Рисунок 12 – Балки подкрановые, серия I.426.2-7, марка Б12-230Ш2

Связи, обеспечивающие пространственную устойчивость стальных каркасов, устраивают между колоннами и в покрытиях. Между колоннами устанавливают вертикальные продольные связи, аналогично применяемым в железобетонном каркасе, в покрытиях горизонтальные (продольные и поперечные) и вертикальные.

а - по верхним поясам; б - по нижним поясам; 1 - распорки; 2 - растяжки; 3 - раскосы; 4 - вертикальные связи; 5 - стропильная ферма; 6 - связевые фермы

Рисунок 13 - Связи по стропильным фермам покрытия

3.3.8 Вертикальные наружные ограждения промышленных зданий

К вертикальным наружным ограждениям относятся наружные стены. Они должны удовлетворять общим эстетическим и экономическим требованиям, прочности, жесткости, долговечности, теплозащиты, а также водо- и воздухонепроницаемости.

Конструкции наружных стен проектируют: несущими, самонесущими и ненесущими. Их выполняют из несгораемых материалов. Несущие и самонесущие стены - из бетонных панелей, блоков или кирпича, ненесущие из бетонных или кирпичных панелей и конструкций из небетонных материалов. Наиболее распространенной является конструкция ненесущих и самонесущих стен из бетонных панелей горизонтальной разрезки.

Панели из тяжелого бетона применяют для стен неотапливаемых зданий, панели из легкого и ячеистого бетона - для отапливаемых зданий.

Размеры панелей всех видов типизированы: длина - 1,5; 3; 6 и 12 м, высота - 0,9; 1,2; 1,5; и 1,8 м. Стыки бетонных панелей изолируют по методу «закрытого стыка» с герметизацией вертикальных и горизонтальных швов синтетическими мастиками по упругим прокладкам.

Углы здания при утепленных стенах закрывают специальными угловыми блоками, при неутепленных – удлиненными до 6,15 или 6,35 м панелями торцевых стен.

Панели и проемы размещают в плоскости стен в соответствии с требованиями естественной освещенности и статической функции стены, с учетом требований унификации и условий монтажа. Самонесущие стены проектируют с замкнутыми проемами, чередующимися с несущими простенками Они состоят из рядовых, простеночных и перемычечных панелей. Последние отличаются от остальных усиленным армированием, дополнительными закладными деталями, а при необходимости и повышенным классом бетона. При раскладке стеновых панелей по фасадам руководствуются единым укрупненным модулем 600 мм по высоте здания. Нижний ярус стен проектируют самонесущим с установкой панелей на фундаментные блоки по слою гидроизоляции.

Торцевые стены обычно имеют большую площадь, мало нагружены по вертикали, но воспринимают большие ветровые нагрузки. Для обеспечения их устойчивости фахверковый каркас усиливается ветровыми фермами, работающими в горизонтальном положении.

Легкие ненесущие наружные стены проектируют утепленными и неутепленными с применением металлических листов или асбоцементных плит. Утепленные легкие металлические стены принимают преимущественно в зданиях, все конструкции которых выполняют из металла. Материалами для легких стен служат: профилированные листы из стали или алюминиевых сплавов, легкие утеплители с объемной массой 300…60 кг/м 3 .

Внутренние стены промышленного здания принимают толщиной 80…120 м. Это обусловлено акустическими или теплоизоляционными требованиями. Внутренние стены выполняются из однослойных железобетонных или гипсобетонных панелей.

Рисунок 14 – Стеновые панели: железобетонные и типа «сэндвич»

3.3.9 Ограждения покрытий промышленных зданий

Покрытия включают в себя глухую часть ограждения, конструкции фонарей и элементы организации водоотвода - парапеты, карнизы, ендовы, лотки, водоприемные воронки и др. Основная часть ограждения (глухая) проектируется утепленной (для отапливаемых зданий) или неутепленной (для отапливаемых и теплоизбыточных зданий). Неутепленные конструкции должны удовлетворять требованиям прочности, долговечности и гидроизоляции, утепленные, кроме того, требованиям тепло и пароизоляции.

Утепленные покрытия проектируют, как правило, совмещенными невентилируемыми или вентилируемыми. Конструкция покрытия по железобетонным панелям содержит пароизоляционный слой, утепляющий слой, выравнивающий слой и гидроизоляцию. Для утепляющего слоя используются разнообразные материалы от легких бетонов до пенопластов с объемной массой от 600 до 30 кг/м 3 . Основание под гидроизоляцию выполняют в виде монолитной стяжки из асфальта или цементного раствора. Гидроизоляционный слой состоит из многослойного рулонного ковра или безосновных мастик. В качестве рулонных покрытий применяются различные материалы, в том числе битумно-рубероидные и синтетические.

Существенное уменьшение массы покрытия обеспечивает применение конструкций из асбоцементных или стальных профилированных листов. Эти настилы опираются на прогоны либо непосредственно на фермы. Между собой листы стыкуются внахлестку и соединяются комбинированными заклепками. По настилу укладываются остальные слои покрытия. При утеплении полиуретаном масса такой конструкции (без учета прогонов) не превышает 40 кг.

Водоотвод применяется наружный или внутренний. Применение наружного водоотвода имеет ограничения по высоте здания (отметке карнизного свеса относительно поверхности земли). Внутренний водоотвод является универсальным и применяется наиболее часто.

Воронки внутренних водостоков размещают в пониженных участках (ендовах) покрытий, а при плоских покрытиях регулярно вдоль каждого ряда колонн. Их количество определяется по нормативной площади водосброса на одну воронку в м 2 (от 600 до 1200 м 2). Расстояние между воронками в скатных крышах не должно превышать 48 м, в малоуклонных – 60 м.

3.3.10 Светопрозрачные и аэрационные элементы в покрытиях

Под аэрацией промышленных зданий понимают организованный управляемый и регулируемый воздухообмен.

Для этих целей в плоскости покрытий одноэтажных промышленных зданий встраивают фонарные надстройки (фонари). В некоторых случаях конструкцию фонарей выполняют в расчете на совместное освещение и аэрацию помещений. Такие фонари называются светоаэрационными.

Фонари обычно размещают на покрытии вдоль здания, в середине пролета, не доводя их до торцов здания для более удобного тушения пожара на кровле и очистки снега с покрытия фонаря и всего здания. При большой протяженности цехов предусматриваются разрывы их по длине, обычно в пределах температурного блока.

По форме поперечного сечения различают фонари прямоугольные с вертикальным остеклением, трапецеидальные, зенитные и зубчатые (шедовые) с односторонним, преимущественно вертикальным остеклением.

Продольные фонари состоят из несущих и ограждающих элементов. Несущим является стальной каркас, ограждающими – покрытия, стены и светопрозрачные элементы. Ширина рам унифицирована: 6 м при пролете стропильных конструкций 12 и 18 м; 12 и более метров при пролетах 24, 30 и 36 м.

Поперечные рамы состоят из стоек, верхнего пояса и раскосов. Продольную устойчивость рам фонаря обеспечивают стальные продольные распорки между узлами рам и вертикальные и горизонтальные связи, устанавливаемые в крайних панелях каркасов фонарей. Конструкция покрытия фонарей принимается такой же, как и конструкция покрытия всего здания.

Прямоугольные фонари являются наиболее распространенными, но им присущи эксплуатационные и экономические недостатки. Они обеспечивают сравнительно малую интенсивность освещения.

3.3.11 Ненесущие второстепенные элементы промышленных зданий (окна, двери, ворота, полы, перегородки)

В промышленных зданиях светопроемы проектируют в виде отдельных окон или витражей. Размеры и размещение проемов определяют светотехническим расчетом и корректируют по требованиям архитектурной композиции и унификации.

Наиболее распространенная система устройства светопроемов – переплетная, с одинарным, смешанным (двойным – в рабочей зоне, одинарным – на высоте более 2,4 м от уровня пола) и двойным остеклением.

Конструкция переплетов – из дерева, стали и алюминия (первая в последние годы применяется редко). Размеры оконных панелей унифицированы. В качестве беспереплетных заполнений применяются стеклопрофили и стеклоблоки.

Двери промышленных зданий аналогичны применяемым в гражданских зданиях. Ворота для безрельсового и рельсового транспорта чаще всего по конструкции распашные или раздвижные. Применяются также подъемные, складные и шторные конструкции.

В промышленных зданиях, в отличие от гражданских, полы подвергаются более широкому кругу силовых и несиловых воздействий.

К силовым воздействиям относятся статические, динамические, вибрационные и ударные воздействия, к несиловым – тепловые, агрессивные (вода, растворы, кислоты, щелочи) и др.

Наибольшее распространение в одноэтажных промышленных зданиях получили полы по грунту. Отметка уровня чистого пола располагается на 150 мм выше спланированной поверхности территории. Конструкция включает в себя подстилающий слой, устраиваемый по подготовленному основанию, гидроизоляционный слой, прослойку под покрытие и покрытие пола. В полах по перекрытиям несущие конструкции служат одновременно основанием и подстилающим слоем.

Подстилающий слой распределяет нагрузку от пола на основание, выполняется несвязанным в виде песчаной, шлаковой или щебеночной подсыпки или связанным жестким из бетона. Гидроизоляционный слой устраивают для защиты основания от сточных, грунтовых вод и других производственных жидкостей. Гидроизоляция от грунтовой влаги обычно выполняется из литого асфальта или дегтебетона. Рулонная оклеечная изоляция применяется только при расположении низа подстилающего слоя пола в зоне опасного капиллярного поднятия вод.

Прослойка из цементно - песчаного раствора или клеевого состава – тонкий промежуточный слой между покрытием и нижележащим слоем пола. Служит для связи между слоями или создания упругой постели для покрытия. Прослойку применяют при покрытии пола штучными, рулонными или плитными материалами.

Покрытия пола воспринимают все нагрузки и воздействия от техноло-гического оборудования и результатов его действия, внутрицехового транспорта, рабочих. Различают три основных вида покрытия полов: сплошные (бесшовные), из штучных материалов и из рулонных материалов. Среди бесшовных широко распространены полы из различных бетонов с добавками, повышающими их сопротивление различным воздействиям. Для повышения сопротивления истиранию – сталебетон (бетон со стальными стружками или опилками крупностью до 5 мм), тепловым ударам – жароупорный бетон с армированием сеткой верхнего слоя, кислотам – кислотоупорный бетон на вяжущем из жидкого стекла и др. Применяются также шлифованные бетонные мозаичные полы.

В промышленных зданиях находят применение стационарные и сборно-разборные перегородки – выгораживающие и ограждающие. Выгораживающие – предназначаются для выгородки отдельных подсобных производств, ограждающие – для ограждения пространства, отличающегося особым акустическим или температурно-влажностным режимом.

Выгораживающие перегородки проектируют сборно-разборными с вертикальной разрезкой на сборные элементы – перегородочные щиты. Ограждающие перегородки часто выполняют панельными или кирпичными.

→ Реконструкция и ремонт жилых зданий

Конструктивные решения здании

Для определения экономических показателей внутренней перепланировки помещений при реконструкции зданий особое значение имеет рациональное использование конструктивной схемы здания.

Конструктивные схемы зданий

Несмотря на разнообразие старой застройки, в ней можно проследить определенные планировочные закономерности; это доказано изучением планировочных решений зданий не только в Ленинграде, но и в других городах. Исследования проводились Ленинградским научно-исследовательским институтом АКХ, сектором жилых зданий АКХ в Москве и рядом других проектных организаций. Конструктивные схемы старых кирпичных домов, как правило, характеризуются большой насыщенностью несущими элементами, частым расположением прочных связей между стенами, что обеспечивает прочность и долговечность зданий.

Конструктивная схема здания представляет собой комплекс всех несущих и ограждающих конструкций, объединенных в единую пространственную систему. В результате исследований в Ленинграде было установлено пять типов конструктивных схем (рис. 1):
тип I - двухпролетная схема со средней продольной стеной. Ширина здания (В) имеет значение 10-17 м, а расстояние между лестничными клетками (А) - 12-30 м; повторяемость данной схемы составляет 52%. Здания расположены кварталах по красной линии (лицевые), а также частично в глубине дворов;
тип II - многопролетная схема с поперечными несущими стенами; £=4-f-18 м; А = 12-=-20 м; повторяемость схемы - 9%. Дома расположены обычно вдоль боковых участков квартала;
тип III - однопролетная схема с наружными несущими стенами; б = 4-г-12 м; Л = 12-=-22 м; повторяемость схемы-13%. Здания расположены в третьем ряду застройки;
тип IV - трехпролетная схема с двумя продольными внутренними стенами; В= 124-26 м; А = 13-4-32 м; повторяемость схемы-11%. Здания расположены обычно в лицевом и втором рядах застройки;
тип V - смешанная схема (комбинируется из первых четырех типов); В = 9-М8 м; Л = 12—20 м; повторяемость схемы - 15%. Здания расположены во втором и третьем рядах застройки.

Рис. 1. Конструктивные схемы зданий а - двухпролетная схема со средней продольной несущей стеной; б - многопролетная схема с поперечными несущими стенами; в - однопролетная схема с наружными несущими стенами; г - трехпролетная схема с двумя продольными внутренними стенами; д - смешанная схема

Перечисленные конструктивные схемы зданий оказывают значительное влияние на возможность их переустройства, реконструкции и капитального ремонта. Из анализа явствует, что наиболее экономична схема типа I, ибо она обеспечивает возможность рациональных планировочных решений жилых квартир. При реконструкции зданий шириной более 12-14 м возникает необходимость при устройстве перекрытий уменьшать величину пролетов. Для этого осуществляют укладку несущих прогонов и устройство промежуточных опор. Такие же особенности имеют здания, отнесенные к типу III .

Здания с конструктивной схемой типа II характеризуются часто расположенными несущими поперечными стенами, что Дает возможность непосредственно укладывать по ним перекрытия, располагая конструктивные элементы вдоль наружных стен. К недостаткам данной схемы следует отнести трудность обеспечения удобной планировки квартир, так как часто расположенные поперечные стены препятствуют этому.

Трехпролетные жилые дома с конструктивной схемой типа IV имеют значительную ширину. При решении вопроса о замене перекрытий в таких зданиях не возникает трудностей для среднего пролета, который обычно не превышает 5 м. В крайних пролетах нередко приходится производить их членение путем установки промежуточных опор и укладки несущих прогонов.

Встречаются также здания, в которых различным образом сочетаются конструктивные схемы указанных четырех типов. Принципиальные вопросы устройства и замены перекрытий для зданий со смешанной схемой типа V разрешаются соответственно тому, как это рекомендуется для первых четырех схем.

Как показывает практика реконструкции зданий, для каждой конструктивной схемы выработались определенные планировочные и конструктивные решения, возможность более рационального распределения нагрузки на стены и фундаменты реконструируемого дома. Появляется также возможность снять часть нагрузки с перегруженных стен и фундаментов путем перераспределения ее на другие несущие элементы или на вновь возводимые опоры. Опыт свидетельствует о том, что многообразие пролетов и различие отдельных характеристик старых зданий не препятствуют максимальной типизации проектных решений.

Конструкции существующих зданий

Изучение жилой застройки Ленинграда говорит о том, что реконструироваться должны в основном каменные здания, построенные в период капитализма (1861-1917 гг.). Рассмотрим, какие конструктивные элементы преобладают в этих зданиях и как они устроены.

Фундаменты. При строительстве фундаментов применяли прочный строительный материал, который отличался большой долговечностью и не разрушался под влиянием влаги, низких температур и механических воздействий от нагрузки здания. Таким требованиям удовлетворяли каменные породы, в частности путиловская или волховская плита, булыжник, пережженный кирпич-железняк.

По конструктивным особенностям фундаменты старых зданий делятся на четыре вида: непрерывные (ленточные), на отдельных опорах (столбчатые), сплошные, свайные.

Непрерывные фундаменты встречаются двух видов: симметричные и несимметричные по отношению к вертикальной оси.

Фундаменты с симметричным профилем. Фундаменты такого профиля (рис. 2) применялись в тех случаях, когда равнодействующая давления стены близка к вертикальной оси фундамента (не выходит за пределы средней трети его ширины). Поперечное сечение фундаментов выполнялось в виде прямоугольника или трапеции.

Рис. 2. Фундаменты симметричного профиля а - прямоугольные; б - с уступами

Рис. 3. Фундаменты несимметричного профиля

Рис. 4. Фундаменты на сваях а - однорядные сваи; б - многорядные сваи 1 - обвязка; 2 - ограждение; 3 - сваи

Рис. 5. Разгрузочные арки а-в местах слабого грунта; б-в местах расположения трубопровода

Рис. 6. Обратная арка

Фундаменты с несимметричным профилем. Они выполнялись в тех случаях, когда равнодействующая давлений имела наклонное направление, выходящее за пределы средней трети ширины фундамента. Несимметричный фундамент уширялся в сторону отклонения равнодействующей R.

В случае примыкания сооружения к соседнему участку запрещалось уступы фундамента располагать на этом участке, а потому их возводили несимметричными. Работы выполнялись особенно тщательно, если фундамент примыкал к соседнему возведенному дому. Чтобы предотвратить осадку грунта, забивали ряд или несколько рядов круглых деревянных свай по самой границе. Со стороны соседнего участка сваи ограждались шпунтовыми досками на глубину 1,5-2 м.

Разгрузочные и обратные арки. При обследовании фундаментов в толще их стен встречаются арки, выложенные из кирпича. Устраивались они в местах слабого грунта или расположения трубопроводов; эти арки воспринимают нагрузку от стены и называются разгрузочными. Арки толщиной в два-три кирпича выкладывались на цементном растворе.

При отсутствии нагрузки на отдельных участках фундаментов (там, где имеются проемы) в теле фундамента устраивались обратные арки; они предотвращали разрушение фундамента в результате давления грунта. Пяты арок находились на 20-35 см ниже уровня земли.

Фундаменты на отдельных опорах (столбчатые). Такие фундаменты представляют собой отдельные столбы, с шагом 1-3 м по длине здания и на пересечениях стен. По столбам устанавливались арки, а затем - непрерывный фундамент или стены. Такая конструкция фундаментов встречается редко.

Рис. 7. Фундаменты на отдельных опорах

Рис. 8. Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты. Они применялись в сооружениях с большими нагрузками (памятники, высокие башни, уникальные здания). При этом старались распределить нагрузку на возможно большую площадь основания.

Стены. Стены капитальных зданий возводились из кирпича, Утового или тесаного камня и из бетона. Каменные стены, особенно из тесаного камня, - наиболее прочны, устойчивы, не Ребуют при эксплуатации особого ухода, но обладают большой теплопроводностью. Такие стены возводились чаще всего при сооружении уникальных зданий.

К тому же периоду (начало XVIII в.) относится введение единого размера кирпича для всей страны: 11×5,5×2,75 дюйма (или 28X14X7 см). В дальнейшем размер этот менялся, но всегда уделялось внимание толщине кирпича, так как она определяет количество рядов на квадратную единицу стен (при постоянных восьми кирпичах на одну сажень длины); это упрощало составление смет и строительство зданий.

В этот период на строительстве каменных зданий в большинстве зарубежных стран использовался кирпич небольших размеров. Это объяснялось технологическими и строительными преимуществами (более равномерная сушка, уменьшение брака, экономия материала благодаря меньшей толщине стен).

Зарубежный опыт оказал влияние и на строительство зданий в Петербурге. В период классицизма стеновой кирпич выпускался толщиной 4,5 и 6,5 см. С применением кирпича разной формы связаны характер и система кирпичной кладки. В таких зданиях, как дворец Меншикова (1710-1716 гг.), Летний дво-

Петра I (1711 - 1714 гг.) и другие, кладка стен - неопределенного вида, из разномерных камней и кирпича. Но, несмотря на это, на принятую меру длины (сажень, аршин, фут и т Д-) укладывалось определенное количество камней или кирпича. Такое правило строго соблюдалось на протяжении столетий, поскольку оно было удобно мастерам-каменщикам - как русским, так и иностранным. Данная традиция дошла до наших дней, несколько видоизменившись, и выражается в определении толщины стен в кирпичах (два кирпича, полтора кирпича и т. д.).

Способы кирпичном кладки. Исследования здании, построенных в XVIII-XIX вв., показали, что в России при возведении монументальных зданий применялись в основном три способа кирпичной кладки.

Рис. 9. Способы кирпичной кладки а -верстовая кладка (польская, или готическая); б -тычковая; в - цепная

Польская, или верстовая, кладка стен. Такого рода кладка являлась преобладающей. Ее преимущества заключались в простоте, возможности использования кирпича неточных размеров; правильная их перевязка достигалась посредством швов.

Тычковая кладка стен. Данный способ более сложен, но кладка получалась более прочной. Преимуществами ее являются: большое количество швов на единицу поверхности, что улучшало сцепление штукатурки; удобство при возведении стен закругленной формы в плане (например, Пиль-башня в Павловске, Круглый павильон в Пушкине и др.).

Применялась эта кладка и для закруглений небольших радиусов. По данным В. И. Радивановского, минимальный радиус, при котором можно класть стены без тески, равнялся 22 длинам кирпича (около 6 м) или его 17 толщинам. Толщина швов снаружи - 2 см, внутри 1 см (больше всего применялась в Москве).

Цепная кладка стен. Она применялась с начала VIII в. только в Петербурге, а с XIX в. повсеместно. Возникла под влиянием зарубежного (голландского) опыта, проста и удобна при возведении стен.

Толщина стен отапливаемых зданий из естественных камней вследствие большой теплопроводности составляет 1 -1,5 м.

Кирпичные стены жилых зданий возводились на известковом и цементном растворах, они имели большую толщину, были прочными и долговечными. На каждом этаже в плоскости перекрытий делались уступы. На верхнем этаже стены выкладывались толщиной в 2-2,5 кирпича, а на нижних она увеличивалась поэтажно на величину выступа.

Стены жестко скреплялись между собой металлическими связями из полосового железа размером 7,5X1,2 см или 7,5х Х1,6 см. Для облегчения переноски и укладки они состояли из отдельных звеньев длиной до 6 м и соединялись в проушинах штырями из квадратного или круглого железа толщиной 2-2,5 см и длиной 0,7-1 м.

Связи укладывались над перемычками второго этажа и через этаж на последующих этажах. Они предназначались для гашения горизонтального распора от арок и перемычек, а также повышения устойчивости стен, главным образом в начале постройки здания.

Кирпичная кладка часто облицовывалась естественным камнем или же сочеталась с кладкой стен из них. В качестве естественных камней использовались главным образом известняки местного происхождения. В большинстве случаев тесаный камень применялся для облицовки зданий снаружи, а иногда и изнутри.

Примерами облицовки зданий в Ленинграде могут служить: стены Исаакиевского собора, облицованные мрамором, стены многих зданий на улице Герцена-радомским песчаником, стены Дома книги - гранитом. И если облицовка стен естественным камнем является дорогостоящей и не всегда оправданной, то облицовка цоколей зданий была целесообразной.

Перекрытия. Конструкции перекрытий в старых зданиях выполнялись обычно по деревянным и металлическим балкам. Кроме того, встречались железобетонные монолитные, своды и сводчатые перекрытия.

В перекрытиях по деревянным балкам расстояние между балками принималось равным 1,5 аршина (107 см), а высота их составляла V24 перекрываемого пролета.

В перекрытиях по металлическим балкам для заполнения использовали дерево, железобетон и кирпичные сводики.

Для устройства кирпичных сводиков изготавливалась опалубка из 2,5-см досок по кружалам толщиной 5-6 см, со стрелой подъема 9-15 см. Кружала поддерживались стойками и клиньями. На опалубке укладывался кирпич (в полкирпича) на цементном (1:3) или цементно-известковом (1:1:6) растворе. После набора прочности, через 10-20 суток, ослабляли клинья и снимали опалубку. Расстояние между балками принималось от 1 до 1,5 м. По сводикам делали подготовку из тощего бетона или мусора, после чего укладывали лаги и пол. Масса (вес) такого перекрытия достигала 430-470 кгс/м2.

Железобетонные перекрытия. Железобетонные перекрытия, встречающиеся в существующих зданиях, делятся на плоские, ребристые и пустотелые.

Рис. 9. Перекрытие по деревянным балкам а - по балкам с «черепами»; 6 -по балкам с пазами; в - по балкам с черепными брусками 1 - пол из шпунтованных досок; 2 - лаги из пластин; 3 -глиняная смазка с прокладкой толя; 4 - подборы из досок; 5 - подшивка потолка; 6 - штукатурка; 7 - дощатый пол на шпонках; 8 - лаги; 9 - засыпка; 10 - паркетные щиты; 11 - лаги

Плоские перекрытия устраивались по металлическим балкам с замоноличиванием их бетоном.

Ребристые перекрытия состоят из главных балок, второстепенных балок и железобетонной плиты. Пролет главных балок 5-8 м. Расстояние между ними 4-8 м, а между второстепенными 1,2-4 м. Толщина плиты 8-10 см.

Рис. 10. Перекрытие по металлическим балкам 1 - балка; 2 - настил из досок; 3 - подшивка; 4 - засыпка

Рис. 11. Перекрытие по металлическим балкам с заполнением кирпичными сводиками 1 - балка; 2 - кирпичный сводик; 3 -засыпка; 4 - лага; 5 - пол

Рис. 12. Устройство перекрытия с кирпичными сводиками 1 - кирпичные сводики; 2 - кружала из досок толщиной 5-6 см; 3 - опалубка из досок толщиной 2,5 см; 4 - клинья

Пустотелые перекрытия аналогичны ребристым и отличаются от них заполнением в виде пустотелых блоков, укладываемых между ребрами второстепенных балок. Существует несколько разновидностей таких перекрытий в зависимости от применяемого материала (керамические камни, сетка Ра-битиа, блоки из гипса, бетона). Перекрытия назывались по фамилиям их авторов: Аст-Молинса, Цельнера, Релла и Лемана.

Рис. 13. Железобетонные перекрытия по металлическим балкам

Рис. 14. Ребристые железобетонные перекрытия 1- главные балки; 2 - второстепенные балки; 3- плита

Рис. 15. Пустотелые перекрытия 1- рабочая арматура; 2 - пустотелые блоки; 3 - забетонированное перекрытие; 4 - подкладка; 5 - обвязка; 6 - стойка

Встречаются, кроме того, железобетонные перекрытия - безбалочные плоские и сводчатые. Они применялись для устройства перекрытий в складах, магазинах, мастерских.

Своды, или сводчатые покрытия. Сводчатые покрытия перекрывают пространство между стенами; они делятся на цилиндрические, купольные и парусные.

Цилиндрические своды перекрывают прямоугольные помещения и передают давление и распор опорным стенам. Толщина сводов, перекрывающих подвалы пролетом 4,8-6 м, в замке - 1/2-1 кирпич, а в пятах она увеличивается.

Разновидностью цилиндрических сводов являются сомкнутые и крестовые своды, образуемые от пересечения цилиндрических сводов одинаковой высоты. В сомкнутых сводах все стены - опорные, а в крестовых сводах давление и распор передаются на угловые столбы и ребра; в них имеются утолщения кладки - так называемые гурты.

Купольные своды состоят из клинообразных камней, укладываемых горизонтальными кольцами. Каждое кольцо замыкается замковым камнем и само по себе устойчиво. Таким образом, кладку купола можно прекратить по высоте в любом месте, оставив вверху отверстие для освещения; это отверстие называется барабаном. Купол передает распор и давление на всю длину опорных стен.

Рис. 16. Цилиндрические своды

Парусные своды, представляют собой купол, покрывающий квадрат; его опорами служат толстые столбы - пилоны или опорные стены.

Своды выполнялись главным образом из кирпича, но позже их вытеснили монолитные бетонные и железобетонные своды. Преимущество бетонных сводов перед кирпичными заключается в повышенной прочности, позволяющей принять меньшую толщину, в простоте устройства, но недостатком их является возможность возникновения трещин; этот недостаток исключается в железобетонных сводах.

Конструкции крыш. По конфигурации крыши существующих зданий очень разнообразны. Наиболее часто среди них встречаются: одно-, дву

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗДАНИЙ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

В современных условиях возведение зданий повышен­ной этажности основано на использовании монолитного и монолитно-сборного железобетона.

Здания со стенами из монолитного железобетона (рис. 31, а) отличаются сложной конфигурацией в пла­не, группировкой квартир вокруг лифтовой шахты и не­редко криволинейными очертаниями наружных стен. Высота таких зданий достигает 35 этажей.

Здание с монолитным стволом, обстроенное сборны­ми железобетонными конструкциями (рис. 31, б, в). Монолитный ствол выполнен в виде шахты, в которой размещены лифты, лестницы и санитарно-технические коммуникации. Со всех сторон к шахте примыкают эта­жи, смонтированные из сборных конструкций. В таких зданиях монолитная шахта воспринимает горизонталь­ные нагрузки, а примыкающие отсеки здания из сборных конструкций - вертикальные нагрузки. Предельная вы­сота зданий с монолитным стволом - 50 этажей.

Тема: Здания из объёмных блоков

Объемными блоками называют крупные железобетонные коробки, представляю­щие отдельные помещения или квартиры и изготовляемые в заводских условиях. При изготовлении блоков в заводских условиях выполняют также все работы по отделке и внутреннему оборудованию помещений. Объемные элементы применяют для возведения жилых домов, гостиниц, пансионатов и других зданий с одинаковой комнатной структурой.

Изготовленные на заводе объемные блоки, полностью подготовленные к экс­плуатации, доставляют специальными транспортными средствами на строитель­ную площадку, где их монтируют. Опыт строительства зданий из объемных блоков показывает, что можно достичь значительного повышения каче­ства строительных работ, сокращения стоимости строительства и расхода мате­риалов, повышения производительности труда и сокращения сроков монтажа на строительной площадке по сравнению с крупнопанельными примерно в 5...6 раз. При этом около 85 % всех работ по возведению здания переносится в завод­ские условия. В настоящее время строи­тельство зданий из объемных блоков перешло из стадии массового экспери­ментирования к массовому поточному строительству.

По способу изготовления объемные блоки бывают составные из отдельных панелей и монолитные (Рис. 1). Со­ставные блоки изготовляют из крупно­размерных панелей и делят на каркасные и бескаркасные. Каркасные блоки состоят из каркаса (стоек и ригелей), навесных панелей и плит полов. Бескаркасные со­бирают в специальных кондукторах из отдельных панелей и затем соединяют между собой путем сварки закладных деталей.

Рисунок 1. Типы объемных блоков по способу изготовления:

1-составные,2-монолитные, а- бескаркасный, б- каркасный, в- монолитный блок типа "колпак",

г-то же, типа "стакан",д- то же, без торцовой наружной стены

По конструктивной схеме дома из объемных блоков условно подразделяют на три типа: блочные, панельно-блочные и каркасно-блочные (Рис 2).

При блочной схеме дома состоят из от­дельных блоков, устанавливаемых рядом и друг на друга. Эта схема наиболее индустриальна, так как позволяет большую часть работ перенести в заводские усло­вия. Недостатком этой схемы является наличие двойных внутренних стен и перекрытии, т. е. неоправданный расход мате­риалов.

При панельно-блочной схеме наряду с блоками применяют панели, которые позволяют получать однослойные стены. Для этой схемы характерным является необходимость производства более поло­вины отделочных работ на строительной площадке.

Каркасно-блочные схемы представляют собой сочетание каркаса из стоек и риге­лей и объемных блоков, опирающихся на каркас. Учитывая то, что каждый блок воспринимает незначительные нагрузки, их можно изготовлять из легких материа­лов. Однако для зданий с этой схемой ха­рактерным является увеличение числа монтажных элементов, причем резко от­личающихся по своим массе и габаритам. Учитывая изложенное, наиболее предпоч­тительными являются блочные схемы.

Конструктивные решения объемных блоков

По размерам и массе объемные блоки можно разделить на три группы.

Мелкие объемные блоки, к которым относят санитарно-технические блоки-ка­бины, имеющие широкое применение в строительстве многоэтажных зданий.

Объемные блоки средней величины размером на комнату (блок-комната) имеют следующие габариты: размеры в плане от 2,4 х 4,8 до 3,6 х 6 м и массу от 5 до 10ми более. В этих блоках-ком­натах размещаются жилые комнаты, спальни, кухни, лестница или комбина­ции: спальня + коридор, кухня + сан­узел + прихожая и др.

Крупноразмерные объемные блоки раз­мером на две комнаты или на квартиру

имеют размеры в плане по ширине от 2,4 до 6 м и по длине 8...Юм и более. Масса их зависит от размеров и колеблется от 15 до 25 т. Ха­рактер статической работы блоков и их конструкции зависят от способа опирания блоков друг на друга. Применяют сле­дующие способы опирания объемных блоков (Рис. 3): по четырем углам, по двум коротким сторонам, по двум длинным сторонам, по периметру. На­ибольшее распространение получил первый способ, так как в этом случае обеспечивается надежность передачи уси­лий, имеется возможность хорошего до­ступа к каждой из четырех опор.

На Рис. 4 показаны узлы сопряжения объемных блоков здания с несущими по­перечными стеновыми панелями (опирание по двум длинным сторонам) и само­несущими продольными (наружными и внутренними) панелями.

Вертикальные колодцы, образованные стыкованием наружных стеновых пане­лей, заполняют легким керамзитобетоном (рис. 13.6, в). Блоки между собой кре­пят с помощью сварки закладных дета­лей. Чаще всего для зданий из объемных блоков устраивают столбчатые сборные фундаменты.

Тема: Деревянные здания

Типы деревянных зданий

Строительство деревянных зданий осу­ществляется преимущественно в тех рай­онах, где лес является местным материа­лом. Деревянные здания обычно возво­дят не более чем в два этажа. По конструктивным решениям стен эти зда­ния делят на бревенчатые (рубленые), брусчатые, щитовые, каркасные и каркасно-щитовые.

Стены бревенчатых (рубленых) домов (Рис. 1) представляют собой горизон­тально уложенные ряды бревен, которые связываются друг с другом в углах вруб­ками. Каждый ряд бревен называется венцом. В совокупности венцы образуют сруб. Нижний венец, который опирается непосредственно на фундаменты, назы­вается окладным венцом. Для защиты от продувания в швы между бревнами про­кладывают теплоизолирующую прокладку.

Применяют тщательно обработанные круглые бревна диаметром 200...240 мм. В каждом бревне с нижней стороны вы­тесывают паз, которым бревно уклады­вают на круглую поверхность нижележа­щего венца. Внутреннюю поверхность чисто отесывают, образуя гладкую стену.

Основными типами конструкции угло­вого стыка бревен являются врубки с остатком (Рис. 2,6) и без остатка («в лапу») (Рис. 2, в).

Бревенчатые стены дают значительную (до 5%) осадку, поэтому их оштукатури­вают по штукатурной драни через 1...2 года после устройства. Над дверными и оконными коробками оставляют зазор на величину расчетной осадки стены.

Стены из бревен весьма трудоемки в устройстве, требуют значительного рас­хода материала и не индустриальны в изготовлении.

Стены брусчатых домов позволяют для их изготовления использовать инду­стриальные методы, сократить расход материалов и трудозатраты (Рис. 3). Выполняют их из брусьев, т. е. опиленных на четыре канта бревен сечением 180 х 180 и 150 х 150 мм для наружных и 100 х 150 или 100 х 180 мм для вну­тренних стен. Брусья соединяют между собой на шкантах (шипах), а углы и со­пряжения соединяют с внутренними сте­нами в шпунт или «в лапу». При устрой­стве стен из брусьев стремятся, чтобы свободная длина не превышала 6,5 м. При большей длине против выпучивания стен по вертикали устраивают сжимы.

При укладке бревен между ними про­кладывают паклю, а после устройства стены пазы тщательно проконопачивают. Стены из бревен также дают значитель­ную осадку, поэтому через 1...2 года швы окончательно проконопачивают и производят обшивку или оштукатури­вание поверхностей. Обшивают на­ружные поверхности стен строгаными до­сками толщиной 16 мм по рейкам, прикрепляемым к стенам.

Фундаменты под стены бревенчатых и брусчатых домов выполняют бутовы­ми, бутобетонными, бетонными и дере­вянными. В зависимости от особенностей грунтов и района строительства фунда­менты могут быть ленточными или столбчатыми. Цоколь деревянных зданий обычно устраивают из того же материа­ла, что и фундаменты, или из обожжен­ного керамического кирпича. При устрой­стве столбчатых фундаментов расстояние между столбами принимают 2,5...3 м с обязательным устройством столбов в углах здания и в местах примыкания внутренних стен. Между столбами по пе­риметру здания устраивают забирку из кирпича, укладываемого на песчаное ос­нование.

Для защиты от загнивания окладные венцы располагают выше планировочной отметки поверхности грунта на 40 см и тщательно антисептируют 2 %-ным рас­твором фтористого натрия, а также про­кладывают между фундаментом и брев­нами или брусьями два слоя толя или ру­бероида. Обязательно устройство по пе­риметру здания отмостки. В случае устройства столбчатых фундаментов из бревен забирку делают деревянной.

Балки перекрытий в бревенчатых зда­ниях врубают в наружные стены или делают врубку типа ласточкина хвоста. На Рис. 2 показано опирание балок перекрытия на внутренние стены. Полы первого этажа для беспод­вальных зданий устраивают по лагам и кирпичным Столбикам. В случае необ­ходимости устройства подполья его вы­сота должна быть не менее 60 см; для обеспечения хорошей вентиляции необхо­димо предусматривать открывающиеся на лето продухи в цоколе.

Перегородки устраивают из досок или деревянных щитов. Для обеспечения сво­бодной осадки стен между потолком и перегородкой устраивают зазор, обра­зующийся с помощью прибиваемого к потолку направляющего бруска и при­крепляемых к нему щековых досок.

Лестницы состоят из площадок и лест­ничных маршей. Марши устраивают из двух тетив, ступеней и перил. Тетивы своими концами врубаются в площа­дочные балки. Марши и площадки снизу подшивают рейками и иногда оштукату­ривают.

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Архитектура Гражданских и промышленных сооружений»

на тему: «Одноэтажное промышленное здание. Механический цех»

Разработал: студент III курса гр. П-04 Гвоздева Ю. В.

Проверил: Пономаренко А.М.

Курсовой проект защищен «_»____2012

Самара 2012

Введение ………………………………………………………………………..3

1. Характеристика районов строительства. Генеральный план участка предприятия ……………...............................................................................3

2. Объемно-планировочное решение промышленных зданий …………………….4

3. Теплотехнический расчет …………………………………………………….5

4. Конструктивное решение промышленных зданий ……………………………7

………………………………..8

6. Объемно-планировочное решение зданий АБК… ……………………………..12

7. Конструктивное решение зданий АБК… ……………………………………..13

8. Отделка наружных и внутренних стен помещений в проектируемых зданиях................................................................................................................................................14

9. ТЭП проектируемых зданий ……………………………………………….15

Список использованной литературы ……………………………………………15

Введение

Современное индустриальное строительное производство ведется на базе развитой сети заводов - изготовителей, направляющих на строительные площадки, подготовленные к монтажу укрупненные элементы зданий массой до 50 тонн в соот­ветствии с грузоподъемностью монтажных кранов

Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по ти­повым проектам. Типизация заключается в постоянном отборе наиболее уникальных для данного периода объемно- планировочных и конструктивных решений, дающих наиболее экономический эффект в строительстве и эксплуатации зданий.

Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предше­ственников тем, что они унифицированы - подготовлены для возведения методами строительной индустрии. Унификация производится путем применения наиболее экономичных и универсальных элементов зданий, отобранных в соответствии с воз­можностями заводов - изготовителей, простой перевозки, монтажа и другими критериями.

Несущий каркас промышленных зданий воспринимает значительные усилия, возникающие в связи с перекрытием больших площадей, необходимых для расстанов­ки крупногабаритных машин, а так же в связи со значительными и порой динамиче­скими нагрузками, вызываемых технологическим процессом. Поэтому несущие карка­сы промышленных зданий выполняют в виде каркасных схем из особо прочных мате­риалов: стали и железобетона

От внешней среды помещения здания изолируются ограждениями - стена­ми и крышами. В стенах устраивают дверные, оконные и воротные проемы, в кры­шах - фонари. Они служат для освещения, связи и проветривания помещений.

Внутренние конст

1. Характеристика района строительства. Генеральный план участка предприятия

Район строительства - г. Самара

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки - -30°С

Зона влажности наружного климата - сухая

Рельеф местности - спокойный, средний уклон 1%

При разработки генплана руководствуются СНиП 2.04.02 - 84. Определяют район расположения промышленного предприятия с полным набором вспомогатель­ных и подсобных служб.

Проектируемое промышленное здание ориентировано на генплане застройки так, чтобы преобладающие направление господствующих ветров в зимний период времени было направленно в торец здания.

Здание АБК расположено с наветренной стороны по отношения к промыш­ленному зданию, где размещается кузнечный цех.

Благоустройство территории предприятия включает: разбивку газонов, по­садку деревьев и кустарников, спортивную площадку, площадку для индивидуального транспорта, устройство переходных тропинок и дорожек.

Система автодорог - смешанная, дороги с двухсторонним движением име­ют ширину биЗмс обочинами по краям проезжей части 3 и 1,5 м.

К зданию цеха штамповки обеспечены подъезды пожарных машин со всех сторон, а так же имеются подъезды с разворотными площадками с трех сторон для подвоз­ки оборудования, материалов и для вывоза готовой продукции из цеха.

С целью разделения людских и грузовых потоков входы для людей и въезды для транспорта расположены с разных сторон предприятия.

Зеленные зоны на территории промышленных предприятий улучшают его архитектурно-художественные качества, создают условия для эффективного отды­ха на открытом воздухе во время внутрисменных и обеденных перерывов, улучшаю микроклимат, и служат защитой от неблагоприятных климатических воздействий, от распространения промышленных отходов. Наиболее активно озеленение исполь­зуют у АБК.

Система под

2. Объемно - планировочное решение промышленных зданий

Объемно-планировочные параметры промышленных зданий назначаются ис­ходя из необходимости создания отдельных транспортных условий для организации производственного процесса в здании

В созданном объеме промышленном здании размещается необходимое тех­нологическое оборудование. В здании размещены: склад металла и заготовочное отделение, участок штамповки, термический участок, термический участок, мастерские, лаборатория, кладовая, санузлы.

Запроектировано одноэтажное многопролетное промышленное здание кор­пуса штамповки прямоугольной формы в плане.

Размеры в плане 250.0x210.0м

Состоит из 4 пролетов; 3х параллельных пролетов шириной 24м в продоль­ном направлении здания и 1-го в поперечном.

Подъемно - транспортное оборудование - мостовые краны грузоподъемно­стью 10 т; кран-балки грузоподъемностью 10 т.

Шаг крайних колонн 6 м

Шаг средних колонн 12 м

Высота пролетов 10.8м, 10.8м

Здание запроектировано с минимальной поверхностью ограждающих конструкции.

Теплотехнический расчет

Исходные данные:

I. проектируемое здание - корпус цеха холодной штамповки;

II. географический пункт строительства - г. Самара;

III. продолжительность отопительного периода - =203сут;

IV. расчетная температура внутреннего воздуха - t int -15°С;

V. расчетная температура наружного воздуха - 4» --30°С;

VI. температура отопительного периода - tfa ~-5,2°C ;

1. Теп

1 -Цементно-песчаная штукатурка: ƛ=0.76 Вт/м *С, 𝛿=0.02м

2-Керамзитобетонная панель: ƛ=0.2 Вт/м*С, 𝛿=0.4м

Теплотехнический расчет ведем согласно СНиП 23-02-2003 г. «Типовая защита зда­ний», СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Расчет производим из условий:

А) комфортных и санитарно-гигенических требований по формуле:

= ; , где

п - коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху (п-1);

- нормативный температурный перепад для стен =7°C

= 8,7 Вт/м °С - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограж­дающей конструкции

= =0.74

Б) Определяем требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из условий энергосбе­режения по градусосуткам отопительного периода:

Найдём R reg , для чего определяем градусо-сутки отопительного периода ( ):

=( =4100,6 ,

где и - средняя температура, °С, и продолжительность отопительного пе­риода, сут.

Величина R Kg определяется по табл. 4 СНиП 23-02-2003:

R reg = 1.82 .

В) Найдем фактическое сопротивление теплопередач:

где a int =8,7 Вт/м °С - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограж­дающей конструкции,

=23 Вт/м °С - коэффициент теплоотдачи наружней поверхности ограждаю­щей конструкции.

Отсюда

> = 1.94>1.82,

2. Теплотехнический расчет покрытия.

Конструкция покрытия:

1-4 слоя рубероида на битумной мастике: =0,17 Вт/м С, 0,02 м;

2- цементно-песчаная стяжка: : =0,76 Вт/м С, = 0,02м;

3-утеплитель (минерально-ватная плита): =0,064Вт/м С, =? ;

4 - пароызоляция 1 слой на битумной мастике: =0,17 Вт/м °С, = 0,005 м;

5 -сборная ж/б плита покрытия:): =1,92 Вт/м- "С, = 0,3 м;

=0.74 ;

=4100.6 ,

=1.82 ;

=1,82 ;
=0.663; 𝛿=0.064 =110мм

Принимаем

Конструктивное решение промышленного здания

Здание проектируется каркасным. Каркас решается в виде плоскостных рамных систем поперечных рам с заделанными в фундаменты колоннами и шарнирно

- соединенными с ними поперечными несущими конструкциями (фермы) и плит по­крытия.

Для обеспечения пространственной жесткости (от ветровых нагрузок) устраиваются вертикальные связи жесткости. При шаге колонн 6 м устраиваются крестовые связи, при шаге равном 12 м- портальные связи. Продольные вертикальные связи располагаются в каждом ряду колонн у середины каждого температурного блока каркас промышленного здания выполнен из сборного железобетона.

Фундаменты - столбчатые, в виде сборных железобетонных столбов и по­душек, применяются для передачи нагрузок от колонн и мостовых кранов на грунт. Подушки выполняются в виде блоков стального типа.

Колонны каркаса запроектированы прямоугольного сечения марок: КДП-1, КДП-3.

Фермы:

- стропильные безраскосные пролетом 24м марки ФБ24III-5

- подстропильные для малоуклонных покрытий пролетом 12 м марки ФП12II-4

Плиты покрытия - ж/б ребристые стандартного размера 3x6 м, высотой 300мм, марки П-1

Стеновые панели - из керамзитобетона стандартного размера 1,2x6 м и 1,8x6 м. Конструкция стены выбрана в соответствии с теплотехническим расчетом и состоит из керамзитной панели толщиной 350 мм н цементно-песчаной стяжки -20мм.

Окна - ленточные, стальные оконные панели номинальной высотой 1,2 и 1,8м

Светоаэрационный фонарь - стальная конструкция, с вертикальными ос­теклением, шириной 6м

Конструкция покрытия:

4 слоя рубероида на битумной мастике - 20 мм;

цементно-песчаная стяжка - 20 мм;

утеплитель - минеральная плита - 110мм

пароизоляция- слой рубероида на битумной мастике- 5 мм.

Полы : цементно-песчанная стяжка.

5. Здания административно-бытового корпуса

АБК проектируют исходя из состава помещений, расчета оборудования, расчета общей площади и выбора этажности.

Бытовые здания промышленных предприятий предназначены для размеще­ния следующих групп помещений обслуживания:

1- Санитарно-бытовые помещения;

2 - Помещения-здравоохранения;

4 - Помещения культуры;

Исходные данные:

Списочное количество работающих (мужчин/женщин), человек:

По группе 16 - 90/100

По группе 2б - 60/30

Количество работающих в многочисленную смену 168

Количество смен: 2.

Вспомогательное здание выполняется каркасного типа с сеткой колонн 6x6м

Дополнительные данные берем из СНиП 2.09.04-87 «Административные здания».

Табл. 1 Расчет оборудования бытовых помещений.

Всего по площади 1617.4 .

Принимаем здание АБК габаритами 18х48(м), 2-х этажное.

6. Объемно - планировочное решение здания АБК

Размеры в плане -18* 48 м. Количество этажей - 2. Высота этажа - 3,3 м. Высота здания – 7.5м.

ся на:

В соответствии с функциональными назначениями весь объем здания делит-

- гардеробный блок;

- блок помещения общественного питания и т.д.

Гардеробные блоки занимают около 60% площади - блоки расположены на 1 и 2 этажах. Душевые расположены в центре гардеробного блока, чтобы «мокрые» помещения не соприкасались с наружными ограждающими конструкциями.

Блок общественного питания включает буфет:

- обеденный зал;

- раздаточную;

- мойку;

- кладовую для продуктов;

- доготовочную;

Буфет устраивается из расчета 1 место на 4 человек в наиболее много­численную смену.

Блок помещений здравоохранения расположен на 1 этаже.

Медпункт размешается со стороны наружной стены с естественным ос­вещением.

Для связи предусмотрен теплый переход от промышленного здания до здания АБК на уровне 1го этажа.

7. Конструктивное решение здания АБК

Принято каркасное здание АБК, выполненное из сборного ж/б каркаса с на­весными наружными стенами из керамзитобетонных крупных панелей.

Сетка колонн с основной ячейкой 6* 6 м и дополнительной 6x3 м. Высота этажа- 3,3 м.

Для строительства АБК применяют типовые конструкции, используемые для общественных зданий.

Фундамент под колонны и балки под стены колонны прямоугольного сечения 300*300 мм двухэтажный разрезки с консолями для опирания ригелей марки ЗКДЗ.33,3 КО 3,33

Ригель выполнен длиной на пролет, сечением перевернутого тавра с высту­пами - полками для опирания плит покрытия. Марка ригеля РД6,60, РО 4,60

Плиты перекрытия - рядовые и пристенные, многопустотные, толщиной 220мм, шириной 1,2ми 1,5м, длиной6м.

Марки панелей: ПК57,12 -рядовая

ПК 57,15 - рядовая

ПК 57,15- пристенная

Стены имеют горизонтальную полосовую двухрядную разрезку. Дшна пане­лей равна расстоянию между блочными проемами. Применяют простеночные блоки различной ширины, высотой на высоту окна.

Толщина панелей 300 мм

Марки панелей ПСН, 60 - 15 рядовая; ПСН. 4-18 пристеночные. Перегородки применяют крупноразмерные, сборные, высотой на этаж, толщиной 80 мм из легкого бетона. Лестницы - это «Г» - образные конструкции, которые включают лестнич­ные марки с полуплощадками маркой ЛМЗЗ - 60 В.

Окна применяют высотой 1,8 м, шириной 1,5 м, марки ОР18-15

Двери применяют как глухие однополъные, глухие двухпольные, так и остек­ленные однополъные.

Полы - из керамической плитки на цементно-песчаном растворе.

8. Отделка наружных и внутренних стен помещений в проек­тируемых зданиях

Внутренние стены корпуса цеха ЖБИ побелены. Внутренние стены здания АБК отделаны обоями, масляной краской, побелкой. Наружные стены фасада про­мышленного здания покрыты водогазостойкои краской. Поверхности панелей здания АБК отделаны цветным декоративным раствором.

ТЭП проектируемых зданий:

Технико-экономические показатели цеха холодной штамповки:

- площадь застройки = 6526 ;

- строительный объем = 70472,8мЗ;

- -этажность - 1 этаж;

Технико-экономические показатели здания АБК:

- площадь застройки ;

- строительный объем ;

-этажность - 2 этажа -общая площадь;

8общ=120м2

Список используемой литературы:

1 .СВ. Дятков, А.Л. Михеев «Архитектура промышленных зданий» - М, 1998 2.СНиП II. №-79* «Строительная теплотехника» М, 1995

З.СНиП 23.01.99 «Строительная климатология и геофизика»

4.«Проектирования вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий» Под. ред. А. Ф. Шубина и Б. Греквалъда - М, 1986 г.

5.И. А. Шерешевский «Конструирование промышленных зданий и сооруже­ний, Л., 1979 г.

6.СНиП 2.09.-02 -85* «Производственные здания», М, 1991

7.СНиП2.09.04 - 87 «Административные и бытовые здания» - М. 1995

.СНиП 2.04.02 - 84 «Генеральные планы промышленных предприятий» - М

Одноэтажные промышленные здания сооружают в основном каркасного типа. Каркас состоит из железобетонных колонн, фундаментов под ними, несущих элементов покрытия и системы связей (между колоннами и элементами покрытий). Кроме того, в состав каркаса входят фундаментные, обвязочные и подкрановые балки.

В современном промышленном строительстве каркасы выполняют преимущественно из сборного железобетона, иногда из монолитного, а при значительных крановых нагрузках или при крупных пролетах - из стальных балок и ферм по железобетонным или стальным колоннам.

Каркас из сборного железобетона состоит из колонн, защемленных нижними концами в фундаменты и шарнирно соединенных поверху балками или фермами покрытия.

Несущие элементы покрытия - балки или фермы, соединенные связями и приваренными к балкам или фермам плитами покрытия (швы между которыми замоноличеиы), образуют жесткую диафрагму, работающую в горизонтальной плоскости. Поперечная жесткость здания обеспечивается жесткостью конструкций, образованных колоннами с защемленными опорами и ригелями (балками пли фермами покрытия), шарнирно соединенными с колоннами.

Продольная жесткость здания обеспечивается жесткой системой, образованной защемленными в опорах колоннами, вертикальными связями между ними и горизонтальными ригелями в виде жесткого диска покрытия, а также системой горизонтальных и вертикальных связей покрытия.

Рис. 1. Общий вид каркаса из сборного железобетона одноэтажного промышленного здания: 1 - фундаменты под колонны; 2 - колонны каркаса наружные; 3 - то же, внутренние; 4 - несущие конструкции покрытия; б - плиты покрытия; 6 - самонесущая стена; 7 - фундаментные балки; 8 - подкрановые балки; 9 - колонны торцовой стены

Сборные железобетонные колонны подразделяют на 2 группы: применяемые в пролетах без мостовых кранов и в пролетах с кранами. Те и другие бывают крайними, которые располагают вдоль наружных стен, и средними.

Типовые сборные железобетонные колонны для зданий без мостовых кранов изображены на рис. 2, а, для зданий с мостовыми кранами на рис. 2, б, д, причем эти колонны в зависимости от высоты здания, величины пролета и грузоподъемности крана могут быть одно- или двухветвенными.

Под колонны каркаса здания устраивают отдельно стоящие железобетонные фундаменты ступенчатой формы, имеющие в верхней части стакан, в который при монтаже вставляют стержень колонны (рис. 3). Все зазоры, остающиеся после установки и закрепления колонны в проектном положении, заделывают раствором. Фундаменты железобетонных колонн имеют отметку верхней плоскости - 0,15 м, т. е. на 150 мм ниже уровня пола. В этом случае имеется возможность весь комплекс работ нулевого цикла, включая изготовление бетонной подготовки пола, выполнить полностью до монтажа колонн, что приводит к повышению темпов работ и к снижению стоимости строительства. Фундаменты небольших размеров (весом до 5 Т) могут быть сборными. Фундаменты большого размера иногда бетонируют на месте. Возможно применение составных фундаментов большого размера, состоящих из стакана и одной или нескольких опорных плит.

Рис. 2. Типы сборных железобетонных колонн одноэтажных промышленных зданий: а - для бескрановых пролетов крайняя и средняя; б - для крановых пролетов одноветвевые крайняя и средняя; в - для крановых пролетов двухветвевые ступенчатые крайняя и средняя; г - для крановых пролетов двухветвевая ступенчато-консольная под мостовые краны грузоподъемностью до 200 Г; 0 - расположение в колонне закладных деталей и рисок; 1 - стальной лист с анкерами для крепления несущих конструкций покрытия; 2 - стальной лист с анкерами для крепления подкрановых балок; 3 - стальной лист для крепления подкрановых балок поверху; 4 - детали из полосовой стали в колоннах наружных рядов для крепления элементов стен; 5 - газовая труба я 40 мм для подъема колонны; 6 - риска оси крана; 7 - риска разбивочной оси; s - проход по подкрановым путям; 9 - ограждение прохода; 10 - настил по тормозной ферме

Стены каркасных промышленных зданий опираются на фундаменты колонн через фундаментные железобетонные балки, которые укладывают на бетонные столбики, бетонируемые на уступах фундаментов, а при малой глубине заложения фундаментов - непосредственно на их уступы.

Рис. 3. Сборные железобетонные фундаменты и фундаментные балки: а - фундамент стаканного типа; б - опирание фундаментных балок на фундамент колонны; в - поперечный разрез фундаментного узла; 1 - бетонный столбик; 2 - железобетонная колонна; з - заделка бетоном; 4 - подливка раствором; 5 - гидроизоляция; 6 - стена; 7 - подсыпка; s - фундаментная балка; г - крепление рельса к сборной железобетонной подкрановой балке; 1 - крановый рельс; 2 - прижимной болт 0 20-22; з - стальная шайба; 4 - лапка-прижим; 5 - упругие прокладки; в - подкрановая балка

Рис. 4. Несущие конструкции покрытий из сборного железобетона: а - Валки двухскатные; б- балки односкатные (с параллельными поясами); в - фермы сегментные; г - фермы арочные; в - фермы с параллельными поясами; е - фермы полигональные (в фермах элементы с предварительным напряжением показаны пунктиром)

Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов. Для кранов грузоподъемностью до 30 Т применяют унифицированные подкрановые балки из сборного предварительно напряженного железобетона. Балки имеют при шаге колонн 6 м тавровое сечение и высоту 1000 мм, а при шаге колонн 12 м - двутавровое сечение и высоту 1400 мм.

Рис. 5. Опираиие ферм покрытия на подстропильные фермы: 1 - стропильная ферма; 2 - подстропильная ферма

Рис. 6. Элементы стального каркаса одноэтажных промышленных зданий: а - колонна постоянного сечения с консолью; б - ступенчатая сплошного сечения; в -то же, сквозного; г - раздельная; 1 - стропильная ферма; 2 - шатровая ветвь

В качестве несущих конструкции покрытий применяют сборные железобетонные одно- и двухскатные балки таврового и двутаврового сечения, а также фермы сегментные, арочные, с параллельными поясами и полигональные. Балки и фермы располагают с шагом 6 и 12 м. При шаге колонн 12 м и расстоянии между фермами или балками покрытия 6 м промежуточные из них опирают на подстропильные фермы или балки, как показано на рис. 5. Стальной каркас применяют главным образом в цехах металлургической и машиностроительной промышленности при крупных пролетах и значительных нагрузках.

Стальные колонны по конструкции бывают сплошные и сквозные. Первые имеют сплошное поперечное сечение, состоящее из прокатных профилей или листов, сваренных между собой по всей высоте; вторые состоят из нескольких отдельных ветвей, соединенных планками или решетками. Колонны могут быть постоянного сечения по высоте, ступенчатые пли раздельного типа, состоящие из шатровой и подкрановой ветвей, соединенных между собой, но раздельно воспринимающих нагрузки от покрытия и кранов.

Несущими конструкциями покрытий в промышленных зданиях со стальным каркасом являются стальные фермы. В промышленных зданиях с рулонной кровлей наибольшее распространение получили фермы полигональные.

Главная » Технологии » Конструктивные решения в строительстве. Особенности конструктивного решения промышленных здании