Карта сайта Контакты Главная
Сегодня:
















Скрыть рекламный блок
 » » Промышленные здания и их конструкции (стр


Промышленные здания и их конструкции (стрПромышленные здания и их конструкции (стр. 1.

1. ЭЛЕМЕНТЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ.

Промышленные предприятия делят на отрасли производства, которые являются составной частью народного хозяйства. Промышленные предприятия состоят из промышленных зданий, которые предназ­начены для осуществления производ­ственно-технологических процессов, пря­мо или косвенно связанных с выпуском определенного вида продукции.

Независимо от отрасли промышленно­сти здания подразделяют на четыре ос­новные группы: производственные, энер­гетические, здания транспортно-складского хозяйства и вспомогательные здания или помещения.

К производственным относят здания, в которых осуществляется выпуск.

готовой продукции или полуфабрикатов. Их подразделяют на многие виды со­ответственно отраслям производства. Среди них механосборочные, термиче­ские, кузнечно-штамповочные, ткацкие, инструментальные, ремонтные и др.

К энергетическим относят зда­ния ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), ко­тельных, электрические и трансформа­торные подстанции и др.

К зданиям транспортно-складского хозяйства относят гаражи, склады готовой продукции, пожарные де­по и др.

К вспомогательным зданиям от­носят административно-конторские, бы­товые, пункты питания, медицинские пункты и др.

и конструктивного решения промыш­ленных зданий зависит от их назначения и характера технологических процессов.

Здания подразделяют на четыре класса. причем к I классу относят те, к которым предъявляются повышенные требовании, а к IV классу — постройки с минимальны­ми требованиями. Для каждого класса установлены свои эксплуатационные качества, а также долговечность и огне­стойкость основных конструкций зданий.

Установлены три степени долговечно­сти промышленных зданий: I степень — не менее 100 лет; II — не менее 50 лет и III — не менее 20 лет.

По степени огнестойкости здания и со­оружения подразделяют на пять степе­ней. Степень огнестойкости, характери­зуемая группой возгораемости и преде­лом огнестойкости основных строи­тельных конструкций, принимается: для зданий I класса — не ниже II степени, для зданий II класса — не ниже III степени. Для зданий III и IV классов степень огне­стойкости не нормируется.

По архитектурно-конструктивным при­знакам промышленные здания подразде­ляют на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности. Производства, в которых технологиче­ский процесс протекает по горизонтали и характеризующиеся тяжелым и гро­моздким оборудованием, крупногаба­ритными изделиями и значительными динамическими нагрузками, целесообраз­но размещать в одноэтажных зданиях. В настоящее время в одноэтажных про­мышленных зданиях размещается около 75 % промышленных производств.

В зависимости от числа пролетов одно­этажные здания могут быть одно-и многопролетными (рис. 19.1). Проле­том называется объем промышленного здания, ограниченный по периметру ря­дами колонн и перекрытий по однопролетной схеме. Расстояние между про­дольными рядами колонн называют ши­риной пролета.

В многоэтажных зданиях размещают.

Рис. 19.1. Основные типы одноэтажных промышленных зданий.

а — однопролетное бесфонарное, о — то же, с мостовым краном, в, г — многопролетные с фонарями.

производства с вертикально напра­вленными технологическими процессами для предприятий легкой, пищевой, радио­технической и аналогичных им видов промышленности (при поверхностных на­грузках на междуэтажные перекрытия 45 кН м2). Их, как правило, сооружают многопролетными (рис. 19.2). На первых этажах располагают производства, имею­щие более тяжелое оборудование, выде­ляющие агрессивные сточные воды, в верхних — производства, выделяющие газовые вредности, пожароопасные, и др.

По наличию подъемно-транспортного оборудования здания бывают крановые (с мостовым или подвесным транспор­том) и бескрановые.

По материалу основных несущих кон­струкций здания можно разделить: с же­лезобетонным каркасом (сборным, сборно-монолитным и монолитным); со стальным каркасом; с кирпичными стена­ми и покрытием по железобетонным, ме­таллическим или деревянным конструк­циям.

Кроме перечисленных факторов про­мышленные здания классифицируют и по другим признакам: по системе отопле­ния, вентиляции. освещения, по профилю покрытия. Ниже будут рассмотрены осо­бенности проектирования зданий и с уче­том этих признаков.

к промышленным зданиям.

К промышленным зданиям предъявляют технологические, технические, архитек­турно-художественные и экономические требования. Технологические требова­ния обусловливают полное соответствие здания своему назначению, т. е. здание должно обеспечивать нормальное функ­ционирование размещаемого в нем тех­нологического оборудования и нор­мальный ход технологического процесса в целом. С этой целью при проектирова­нии здания составляют технологическую часть проекта и решают все вопросы, связанные с выбором способа производ­ства, типов оборудования, его производи­тельности и т. д. В эту часть проекта вхо­дит так называемая технологическая схе­ма, устанавливающая последователь­ность операций в технологическом про­цессе и, следовательно, последователь­ность расстановки оборудования и ком­поновки производственных помещений.

С учетом технологических требований выбирают вид и материал несущих и ограждающих конструкций, тип и гру­зоподъемность внутрицехового подъем­но-транспортного оборудования, обеспе­чивают необходимые санитарно-гигиени­ческие условия работающим в цехе, каче­ство и характер отделки.

Решая вопросы объемно-планировоч­ного и конструктивного решения здания, необходимо учитывать перспективы раз­вития данного технологического процес­са, что позволит изменять и совершен­ствовать производство без реконструкции самого здания.

К техническим требованиям относят обеспечение необходимых про­чности, устойчивости и долговечности зданий, противопожарных мероприятий, а также возведение зданий инду­стриальными методами. Перечисленные качества, обеспечиваемые при проектиро­вании и строительстве здания, характери­зуют его надежность. Под надежностью здания или его отдельных конструк­тивных элементов обычно понимают их безотказную работу в заданных услови­ях и всего расчетного периода эксплуа­тации.

К техническим требованиям относят также требования по пожарной, взрывопожарной и взрывной опасности. Следует иметь в виду все повышающееся значение этого фактора в связи с усложняющейся технологией производства, применением дорогостоящего оборудования.

Архитектурно-художе­ственные требования предусма­тривают необходимость придания про­мышленному зданию красивого внешнего и внутреннего облика, удовлетворяющего эстетическим запросам людей с учетом значимости здания. При этом особое внимание уделяют комплексности за­стройки, созданию цельного архитектур­ного промышленного ансамбля. Важную роль в этом играют фактура и цвет по­верхностей ограждающих конструкций, художественное сочетание различных строительных материалов и высокое ка­чество строительно-монтажных работ.

Экономические требования выдвигают задачу оптимального, научно обоснованного расхода средств на строи­тельство и эксплуатацию проектируемого здания. Для этого обычно принимают не­сколько вариантов объемно-планиро­вочных и конструктивных решений и сравнивают их по основным технико-экономическим показателям.

Для проектирования промышленных зданий используют автоматизированную систему проектирования объектов строи­тельства (АСПОС). Составленные ис­ходные данные на проектирование здания вводятся в ЭВМ, которая по соответ­ствующей программе осуществляет многовариантный поиск с количествен­ной оценкой проектных решений по кри­териям оптимальности. а также дает ком­промиссное решение. Окончательную оценку и выбор варианта объемно-плани­ровочного решения здания производит проектировщик.

1.3. Подъемно-транспортное оборудование.

Для перемещения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции внутри цеха, облег­чения труда рабочих и монтажа техноло­гического оборудования применяют вну­трицеховое подъемно-транспортное обо­рудование (ПТО), которое подразделяют на две группы: периодического и не­прерывного действия. К первой группе относятся подвесные средства (тали, кош­ки, тележки и др.), мостовые краны и напольный транспорт (козловые краны, электрокары); ко второй — конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые.

Рис. 19.3. Схемы разрезов зданий с кранами: а — с подвесным краном, б — с мостовым краном, I - несущая балка, 2 - механизм передвижения, 3 — подвесной путь, 4 — электроталь, 5 - кабина кра­новщика, 6 — механизм передвижения вдоль крано­вого пути, 7 - несущий мост, 8 - тележка с грузо­подъемным механизмом, 9 — подкрановый путь, 10 — токопровод.

ковшовые, подвесные цепные, грузоведущие), нории, рольганги и шнеки, сред­ства пневматического и гидравлического транспорта.

Наибольшее влияние на объемно-пла­нировочные и конструктивные решения оказывают подвесные и мостовые краны, которые получили наиболее широкое рас­пространение в промышленных зданиях.

Подвесные краны (кран-балки) могут транспортировать грузы массой от 0,25 до 5,0 т и состоят из легкого моста или несущей балки, подвешиваемой к несу­щей конструкции покрытия здания (балке или ферме); двух или четырех Катковых механизмов передвижения по подвесным путям и электротали, перемещающейся по нижней полке мостовой балки (рис. 19.3.

В зависимости от величины пролета и шага несущих конструкций покрытия по ширине пролета устанавливают один или несколько кранов. Для повышения надежности транспортных операций на одном пути обычно устанавливают не менее двух кранов. Управляют кранами с пола цеха или из кабины, подвешенной к мосту.

Мостовые краны (рис. 19.3,6) состоят из несущего моста, перекрывающего ра­бочий пролет цеха, механизма передвиже­ния вдоль подкранового пути, передви­гающейся вдоль моста тележки с меха­низмом подъема и кабины управления, подвешенной к мосту. Краны передви­гаются по рельсам, уложенным по под­крановым балкам, которые монтируются на консоли колонн каркаса здания. На рис. 19.4 показано устройство служебной лестницы и посадочной площадки для мостового крана. Расстояния между ося­ми крановых путей мостовых кранов уни­фицированы и приведены в соответствие с пролетами зданий. Так, для пролетов 12, 18, 24, 30, 36 м расстояния между ося­ми крановых путей будут соответственно 10,5; 16,5; 22,5; 28,5; 34,5 м. Расстояние между координационной осью колонны и осью кранового рельса принимают ча­ще всего 750 мм. Могут быть и другие решения.

Грузоподъемность, габариты и ос­новные технические параметры кранов определяются ГОСТами.

В промышленных зданиях применяют и другие специальные мостовые краны: консольно-поворотные, консольно-передвижные, с поворотной тележкой, колодцевые, для извлечения слитков, зава­лочные и др.

Технологические процессы зданий без кранов обслуживают напольными сред­ствами транспорта: вагонетками. элек­трокарами, конвейерами, рольгангами, автомобильными кранами. погрузчиками и др. Применяют также козловые краны, передвигающиеся по уложенным в уровне пола цеха рельсам.

При выборе типа подъемно-транспорт­ного оборудования цеха необходимо ис­ходить не только из сравнения единовре­менных затрат, но и из приведенных затрат, включающих эксплуатационные расходы.

Рис. 19.4. Устройство служебной лестницы и посадочной площадки для мостового крана у внутренней колонны цеха.

1.4. Одно - и многоэтажные промышленные здания. Унификация.

Одноэтажные здания могут иметь в пла­не простые и сложные формы. В основ­ном преобладает прямоугольная форма, а сложные формы характерны для про­изводств со значительными тепло - и га­зовыделениями, когда требуется органи­зация притока и удаления воздуха.

В зависимости от характера технологи­ческого процесса одноэтажные здания по объемно-планировочному решению мо­гут быть пролетного, зального, ячейково­го и комбинированного типа.

Здания пролетного типа проектируют в тех случаях, когда технологические про­цессы направлены вдоль пролета и обслу­живаются кранами или без них.

Основными конструктивными элемен­тами современного одноэтажного про­летного промышленного здания являют­ся (рис. 19.5): колонны, которые пере­дают нагрузки на фундаменты; конструк­ции покрытия, которые состоят из несу­щей части (балки, фермы, арки) и огра­ждающей (плиты и элементы покрытия); подкрановые балки, устанавливаемые на консоли колонн; фонари, обеспечиваю­щие необходимый уровень освещенности и воздухообмен в цехе; вертикальные ограждающие конструкции (стены, пере­городки, конструкции остекления), при­чем конструкции стен опираются на спе­циальные фундаментные и обвязочные балки; двери и ворота для движения лю­дей и транспорта; окна, обеспечивающие необходимый световой режим в цехе.

Одноэтажные промышленные здания проектируют чаще всего по каркасной си­стеме, образованной стойками (колонна­ми), заделанными в фундамент, и ригеля­ми (фермами или балками.

Специальные связи (горизонтальные и вертикальные) обеспечивают простран­ственную жесткость каркаса.

Габариты сборных элементов для про­мышленных зданий унифицированы и со­ответственно унифицированы габариты конструктивных элементов на основе укрупненного модуля.

Пролет зданий (поперечное расстояние между колоннами) принимают 12, 18, 24, 30, 36 м и др.

Высота от пола до низа несущей кон­струкции покрытия устанавливается крат­ная модулю 6М (от 3,6 до 6,0 м), укрупненному модулю 12М (от 6,0 до 10,8 м) и модулю 18М (от 10,8 до 18,0 м.

Габаритные схемы маркируют ши­фром: Б-30 — 84 — бескрановое, пролетом 30 м, высотой 84 дм или К-24-144 — кра­новое, пролетом 24 м, высотой 144 дм.

Для каждой отрасли производства принимается своя габаритная типовая ячейка. Так, для пищевой промышленно­сти принята высота 4,8 и 6,0 м и размеры ячеек установлены: при сетке колонн 6 х 12 мхм, 48 хм, 72 хм. В тех случаях, когда шаг колонн 12, 18.

Рис. 19.5. Конструктивное решение одноэтажного многопролетного промыш­ленного здания.

/ — бетонный подлив для опирания фундаментных балок, 2 — подкрановая балка, 3 — колонна среднего ряда, 4 — подстропильная железобетонная ферма, 5 — железо­бетонная безраскосная ферма, 6 - железобетонная плита покрытия, 7 - пароизоля-цня, 8 — слой утеплителя. 9 — цементная стяжка, 10 — многослойный рубероидный ковер, // — конструкция остекления. 12 — стеновая панель, 13 — цокольная стеновая панель, 14 - колонна крайнею ряда, 15 - металлическая крестовая вертикальная связь между колоннами, 16 — железобетонная фундаментная балка, 17 — железобе­тонный фундамент под колонну.

Рис. 19.6. Конструктивное решение многоэтажного здания: / — вертикальная металлическая портальная связь между колоннами. 2 — балка (ригель). i — колонна. 4 — монтажный столик для опирания стеновых панелей, 5 — плита перекрытия железобетонная ребристая, 6 — железобетонная подкрановая балка, 7 — железобетонная двускатная балка покрытия, Я — железобетонная плита покрытия. 9 — стеновая панель, 10 — конструкции оконного остекления, // — отмоетка, 12 — фундаментная балка (ранд-балка), 13 — бетонный прилив для опирания фундамент­ных балок. 14 — песчаная подготовка.

и 24 м, а длина панелей 6 м, несущие элементы покрытия укладывают на подстропильные фермы или балки. Здания зального типа применяют в том случае, когда технологический процесс связан с выпуском крупногабаритной продукции или установкой большеразмерного оборудования (ангары, цехи сборки самолетов, главные корпуса мар­теновских и конверторных цехов и др.). Пролеты зданий зального типа могут быть 100 м и более.

Развитие и внедрение средств автома­тизации и механизации технологических процессов вызывает потребность пере­движения транспортных средств в двух взаимно перпендикулярных направлени­ях. Необходимость частой модерниза­ции технологического процесса более лег­ко осуществима в одноэтажных зданиях сплошной застройки с квадратной сеткой колонн. Такое объемно-планировочное решение получило название ячейковой, а здания — гибких или универсальных.

В зданиях комбинированного типа соче­таются основные признаки зданий заль­ного, пролетного или ячейкового типа.

Многоэтажные промышленные здания находят преимущественное применение в легкой, пищевой, электротехнической и других видах промышленности.

По конструктивной схеме много­этажные промышленные здания бывают с неполным каркасом и несущими на­ружными стенами или с полным карка­сом (рис. 19.6). Основными элементами каркаса являются колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Между­этажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

Сборные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обес­печивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизон­тальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе верти­кальные нагрузки воспринимаются рама­ми каркаса, а горизонтальные — рамами и вертикальными связями (диафрагма­ми). При связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами каркаса, а горизонтальные — верти­кальными связями.

Сетку колонн многоэтажных зданий принимают: 6x6, 6x9, 6 х 12, 6 х 18 и 6 х 24 м.

Высоты этажей многоэтажных про­изводственных зданий унифицированы и могут быть 3,6; 4,8; 6,0 м, а для первых этажей допускается высота 7,2 м. Для вертикального транспорта.

в многоэтажных зданиях предусматри­ваются грузовые и пассажирские лифты, которые вместе с лестницами объеди­няются в узлы.

При разработке проектов промыш­ленных зданий обязательно применение номенклатуры сборных железобетонных изделий и конструкций заводского изго­товления. Номенклатура содержится в каталогах сборных конструкций, утвер­жденных Госстроем СССР. Эта номен­клатура постоянно обновляется путем ис­ключения устаревших и замены их наибо­лее экономичными и прогрессивными ре­шениями.

При проектировании производственных зданий и сооружений промышленных предприятий обязательным для примене­ния является «Общесоюзный каталог ти­повых индустриальных железобетонных и бетонных изделий». Он включает сбор­ник: К-1 «Одноэтажные здания», К-2 «Многоэтажные здания», К-3 «Инже­нерные сооружения.

Для более гибкого использования ти­повых габаритных схем разработаны уни­фицированные типовые секции (УТС) и пролеты (УТП) как части зданий (см. гл. 26.

При выборе конструктивных решений.

Таблица 19.1. Ориентировочное соотношение.

стоимости, % конструктивных элементов и.

видов работ производственных зданий.

Виды зданий.

dle