Промышленные здания

Классификация промышленных зданий
по назначению
по конструктив-ной схеме
по числу этажей
по расположению внутренних опор
по наличию подъемно-транспортного оборудования
производственные
вспомогательные
энергетические
транспортно-складского хозяйства
Каркасные
Бескаркасные
С неполным каркасом
Одноэтажные
Многоэтажные
Смешанной этажности
Ячейковые
Зальные
Пролетные
Без мостовых кранов
С мостовыми кранами

производства разделяют на 6 категорий:
А, Б, В, Г, Д и Е
В зависимости от категорий в зданиях проектируют требуемую степень огнестойкости конструкций, этажность и max площадь между противопожарными преградами
I класс зданий – предъявляют max требования
По огнестойкости и долговечности
IV класс зданий – предъявляют min требования
По взрывной и пожарной опасности
Требования к промышленным зданиям
Промышленные здания находятся в более разнообразных, сложных и часто более неблагоприятных условиях, чем гражданские.
Долговечность
Огнестойкость
Взрывная и пожарная безопасность

а - одноэтажное здание;
б - двухэтажное здание с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа;
в - двухэтажное здание с подвеской перекрытия к усиленной стропильной конструкции;
г - многоэтажное здание с постоянной сеткой колонн на всех этажах;
д - многоэтажное здание с техническими этажами;
е - многоэтажное здание с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа;
ж - здание смешанной этажности.
Производственные здания различной этажности

а - массового типа;
б - с верхним крановым этажом;
в - с межферменными этажами;
г - двухэтажные;
1 - мостовой кран;
2 - межферменные этажи
Типы многоэтажных промышленных зданий

Многоэтажные здания с техническими этажами:
а - перекрытия по балкам-стенкам;
б - то же, по фермам
а
б
Типы многоэтажных промышленных зданий

ячейковые
зальные
пролетные
Используется квадратная или близкая к квадрату сетка колонн с небольшим шагом
Для производств, требующих значительных свободных площадей без внутренних опор
Для производств с горизонтальным процессом.
Наиболее распространенный тип одноэтажного производственного здания.
каркасные здания
Объемно-планировочные решения промышленных зданий

Ячейковые и зальные промышленные здания

а - с мостовыми кранами и фонарем над средним пролетом;
б - бескрановые с зенитным фонарем;
в - бесфонарные с техническим этажом в межферменном пространстве;
г - павильонные с этажерками для установки оборудования;
1 - мостовой кран;
2 - фонарь;
3 - зенитные фонари;
4 - технический этаж;
5 - этажерки.
Промышленные здания пролетного типа

Состоят из пролетов
Промышленные
здания пролетного типа
Пролет– это объем производственного здания, ограниченный продольными рядами колонн и несущими конструкциями покрытия. Направление пролета соответствует направлению технологического процесса в здании.

Многопролетные
Однопролетные
Промышленные
здания пролетного типа

Стальной каркас промышленного здания
1 – стропильная ферма;
2 – колонна;
3 – подкрановая балка;
4 – фонарь;
5 – крестовая связь;

1 — фундаменты под внутренние колонны; 2 — колонны наружного ряда;
3 — бетонный столбик; 4 — фундаментная балка; 5 — стеновые плиты; 6 — консоли колонн; 7 — подкрановая балка; 8 — плиты покрытия; 9 — балки покрытия; 10 — внутренние колонны
Элементы каркаса здания пролетного типа

Шаг
Пролет
Высота
Расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия
Расстояние между опорами в поперечном направлении
Унифицированные параметры одноэтажных производственных зданий
Расстояние между опорами в продольном направлении

Унифицированные параметры одноэтажных производственных зданий

ВЫБОР МАТЕРИАЛА КАРКАСА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
Каркас одноэтажного промышленного здания состоит из поперечных рам, образованных колоннами и несущими конструкциями покрытия (балками, фермами, арками) и продольных элементов (фундаментных, подкрановых и обвязочных балок), а также плит покрытия и связей.
Промышленное здание может быть решено:
в стальном каркасе;
в железобетонном каркасе;
в смешанном (с железобетонными колоннами и стальными фермами) каркасе.
Общий вид железобетонного сборного каркаса
1 – колонна;
2 – подкрановая балка;
3 – стропильная ферма;
4 – плита покрытия;
5 – рама фонаря;
6 – стальная связь

Стальной каркас промышленного здания
Каркас одноэтажных промышленных зданий: http://feo-stroyka.ru/page/35/ -

План и разрез здания
а,б - привязка колонн и стен к крайним продольным осям (узел 2); в-г - то же, к поперечным осям в торцах зданий и местах поперечных температур­ных швов (узлы 3,4); д-ж - то же, при перепаде высот параллельных пролетов (узел 5); з-и - то же, при взаимно перпендикулярном примыкании пролетов (узел 6); 1 - колонны повышенных пролетов; 2 - колонны пониженных пролетов, примыкающие торцами к повышенному поперечному про­лету
Правила привязки конструктивных
элементов к разбивочным осям

Привязка элементов
одноэтажных зданий к продольным и поперечным разбивочным осям

привязка колонн и стен к крайним продольным осям

Привязка колонн в торце здания

Фундаменты под колонны
Фундаменты устраивают монолитными и сборными. Сборные железобетонные фундаменты могут быть из одного блока, из блока и плиты или из нескольких блоков и плит. Блоки и плиты укладывают на подготовку толщиной 100 мм - щебеночную при сухих грунтах и бетонную (марки 50) при влажных грунтах.
Фундаменты под колонны каркаса применяют сборные железобетонные стаканного типа (рис. 4). Размеры подошвы фундаментов и число ступеней подбирают в соответствии с расчетом. Глубина стакана для надежности закрепления колонны должна быть не менее наибольшего размера ее поперечного сечения. Толщина днища стакана рассчитывается на продавливание, но при всех условиях должна быть не менее 200 мм.

Рисунок 4 - Составной железобетонный фундамент из сборных элементов.
а- стакан (подколонник); б - нижний блок; в -общий вид фундамента; 1- столбик под фундаментную балку; 2- стальные закладные детали; 4- обетонировка

Фундаменты с подколонниками пенькового типа устраивают под железобетонные колонны большого сечения или под стальные колонны (рис. 5, е). Пенек, являющийся элементом колонны, устраивают во время работ нулевого цикла. Пенек с фундаментом и колонну с пеньком соединяют сваркой выпусков арматуры и бетоном, нагнетаемым в швы.
Свайные фундаменты устраивают в случае залегания у поверхности земли слабых грунтов и наличия грунтовых вод (рис. 5, в) Головные части свай связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который одновременно является и подколонником.

б – с подколонником пенькового типа

Фундаменты ж/б колонн
Типы фундаментов промышленных зданий:
а — монолитный, б — сборный составной, в — свайный, г — сборный ребристый, д — сборный пустотелый, е — с подколнником пенькового типа, 1 — ростверк, 2 — свая

Рассмотрим элементы несущего остова.
Фундаменты и фундаментные балки
Колонны одноэтажных промышленных зданий, как правило, устанавливают на столбчатые (или отдельные) фундамен-ты.
В каркасных зданиях проектируют столбчатые фундаменты стаканного типа. Фундаменты подбирают после подбора колонн, так как их размеры зависят от размеров сечения колонн и глубины промерзания грунта в районе строительства.
В местах установки двух или четырех колонн (в температурно-деформацион-ных швах) принимается общий фунда-мент с отдельным стаканом под каждую колонну.

Фундаменты
По способу возведения фундаменты делят на монолитные и сборные.
Под колонны каркасного здания устраивают, как правило, столбчатые фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки.
Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300 мм или 450 мм.
В верхней части подколонника устроен стакан для установки в него колонны.
Обрез фундамента под железобетонные колонны располагают на отметке -0.15 м независимо от грунтовых условий. Такое решение дает возможность:
- осуществить монтаж конструкций наземной части после того, как произведена обратная засыпка котлована,
- устроить подготовка под полы,
- проложить все коммуникации,
- предотвратить попадания воды в котлован в условиях просадочных грунтов.

Нетиповые фундаменты

Предельные отклонения для фундаментов

Температурные
Осадочные
Деформационные швы
Устраиваются в зданиях большой протяженности во избежание в наружных стенах трещин, вызываемых усилиями от воздействия температур. Длина температурного блока - 60 м в зданиях с мостовыми кранами, и 72 м в зданиях без мостовых кранов.
Устраиваются на границе участков с разной нагрузкой на основание (в местах перепада высот). При этом здание разделяется по всей высоте до подошвы фундаментов.
Здания рассекают деформационными швами на отдельные блоки, которые при этом получают возможность независимых деформаций. Шов решается установкой парных колонн, поддерживающих конструкции смежных участков здания.

температурный
осадочный
Деформационные швы

Температурный шов
1— наружные панели стен; 2 — колонны каркаса
Деформационные швы

а - на одном раду колонн при скользящих опорах; б - то же, на катковых опа­рах; в - то же, на гибкой пластине; г - поперечный шов в покрытии; д - то же продольный; е - шов в месте перепада высот смежных пролетов; ж - шов в стене без вставки; з - в полах на грунте со сплошной одеждой; и - в полах на перекрытиях; к - в полах с оклеенной гидроизоляцией;
1 - несущие конструкции покрытия; 2- стальные пластины с прокладкой пленки; 3 - колонна; 4 - каток;
5 - гибкая пластина;
6 - настилы покрытия;
7 - стальной компенсатор;
8 - кровельная сталь;
9 - стеклоткань; 10 - кирпичная стенка; 11 - стеновая панель;
12 - мастика или пакля; 13 - уголок; 14 - компенсатор;
15 - гидроизоляция
Температурные
Деформационные швы

Температурный шов
Деформационные швы

Фундаментные балки
Рисунок. Фундаментные балки:
а – типы балок;
б – опирание балок на столбики;
в – то же, на выпуски арматуры: 1 – набетонка высотой 120 мм;
2 – подливка из раствора толщиной 20мм;
3 – железобетонный столбик;
4 – стеновая панель;
5 – выпуски арматуры

Рисунок. Детали фундаментов крайнего ряда колонн:
1- песок; 2 – щебеночная подготовка; 3 – асфальтовое покрытие толщиной 20-40 мм; 4 – гидроизоляция; 5 – колонна;
6 – шлак или крупнозернистый песок; 7 – ж/б столбики;
8 – фундаментная балка

По положению в здании колонны подразделяются на:
1.крайние
2. средние.
К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения.
Для производственных зданий пролетного типа разработаны типовые колонны:
1. сплошного прямоугольного сечения (одноветвевые)
2. сквозного прямоугольного сечения (двухветвевые).

Железобетонные колонны

Железобетонные колонны
Рисунок. Основные типы железобетонных колонн:
а – прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов с шагом колонн 6 м; б – то же, с шагом 12м; в – двухветвевые для зданий без мостовых кранов с шагом колонн 6 и 12 м;
г – прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами и шагом колонн 6 и 12 м; д – то же, двутаврового сечения; ж – закладные элементы колонны: 1 – для крепления стропильной конструкции; 2,3 – то же, подкрановой балки; 4 – то же, стеновых панелей

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 0,900 м.
Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.
Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.
Железобетонные колонны для здания высотой 10,8 – 14,4 м без опорных кранов:
а – крайнего ряда;
б – среднего ряда

Шаг колонн составляет 6 и 12 м. Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок. Они рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 Н/м2 мостовых кранов и ветра.
Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.
Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.
Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой) части.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,000 м.
Железобетонные колонны для зданий высотой 8,4 – 14,4 м, оборудованных опорными кранами:
а – крайнего ряда;
б – среднего ряда

Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м. Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.
Для крайних колонн при шаге 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 30 т принята ну­левая привязка, в остальных случаях 250 мм.
Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизон­тальными распорками через интервал 1,5–3 м.
Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.
Отметка головки кранового рельса рассчитана, исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,05м.
Железобетонные двухветвевые колонны:
а – колонна крайнего ряда;
б – колонна среднего ряда

Цилиндрические колонны из центрифугированного железобетона
Колонны фахверка
Преимущества: сокращение расхода бетона до 50%, стали - 30%.
Размеры: Бескрановые здания: диаметр 300÷1000 мм, высота 3,6÷18м; крановые гр. до 30т : высота до 14.4м.
Толщина стенок 100÷120мм.
Сплошные 400х400, или ступенчатые до400х600.
Сплошные, выше 10,8 ступенчатые, до Н 14,4м.

Стальные колонны могут быть сплошного и сквозного типов с постоянным и переменным по высоте сечением. Колонны постоянного сплошного сечения из сварного широкополочного двутавра используют в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м, а также в зданиях с мостовыми кранами (Q=20 т) высотой 8,4–9,6 м. В остальных случаях применяют двухветвевые колонны с нижней решетчатой и верхней сплошной частями.
Основные типы стальных колонн
а) постоянного сечения, б - г) переменного сечения, д) раздельная
а) б) в) г) д)

Нагрузку от колонн на фундаменты передают через башмаки, которые крепят у фундаментам анкерными болтами.
Конструкции базы зависят от способа опирания колонны, сечения колонны, нагрузки.
Сплошного сечения с небольшим опорным моментом, имеют базу из толстых опорных плит, при этом под торец колоны укладывают стальной лист.
Для обеспечения равномерного давления по всей площади листа и лучшего восприятия опорного момента у колонны с внецентренно сжатые со значительными опорным моментом устраивают опорную базу в виде траверсы, размеры которой устанавливают расчетом. Траверсы выполняют сварными из листов или швеллеров
Базы к фундаментам крепят анкерными болтами, закладываемыми в фундамент при их изготовлении. Базу, включая опорный лист и анкерные болты, заглубляют ниже отметки чистого пола и обетонируют. Это освободит пол вокруг колонны и защитит базу от коррозии.

Схема расположения фахверковых колонн

Схема торцевого фахверка 1-1
Схема продольного фахверка 2-2

Нижний конец колонн крепится к фун-даменту шарнирно. Для этого поверх фундамента устанавливается строго по осям и по уровню (при помощи анкер-ных болтов и цементной подливки) стальной лист. Колонна свободно уста-навливается на этот лист и привари-вается к нему с помощью своих заклад-ных деталей.
Колонны армируются пространственны-ми сварными каркасами. Колонны изго-тавливаются из бетона марок М 200-М 400. Рабочая арматура – из горяче-катаной стали периодического профиля класса А-3.
Крепление железобетонного фахверка к фундаменту

Крепление стального фахверка к фундаменту

Обеспечение жесткости покрытия в целом
Устойчивость сжатым поясам ригелей поперечных рам
Восприятие ветровых нагрузок на торец здания
Восприятие тормозных усилий от мостовых кранов
Повышение пространственной жесткости каркаса здания
Система связей

Связи
Связи подразделяют:
- на вертикальные, которые устраивают между колоннами и в покрытиях.
- и горизонтальные, которые устраивают только в пределах покрыт
Вертикальные связи между колоннами обеспечивают каркасу зданий:
- геометрическую неизменяемость,
- продольную жесткость,
- собирают все горизонтальные усилия с покрытия и продольных рам,
- передают их на фундаменты.
Устанавливают связи: по колоннам в каждом ряду посередине температурного блока (в каждом продольном ряду).
По конструктивному решению связи могут быть:
- крестовые
- портальные.

Расположение связей в одноэтажном промышленном здании:

Крестовые связи

Стык связей

Узел крепления связи к колонне

Крестовые связи (вариант)

Подкрановые балки длиной 6 и 12 м для кранов легкого и среднего режима работы Q до 32 т включительно.
Сборные железобетонные подкрановые балки
а – сечение балки;
б – крепление балки к колонне;
в – упор мостового крана;
г – устройство кранового пути;
1 – колонна; 2 – закладная деталь в колонне; 3 – крепежная деталь;
4 – закладная деталь балки;
5 – подкрановая балка; 6 – болты;
7 – опорный стальной лист консоли колонны; 8 – закладная деталь балки; 9 – подкрановый рельс;
10 – деревянный брус; 11 – упругие прокладки; 12 – лапки

Область применения стальных несущих конструкций в одноэтажных производственных зданиях.
Колонны:
при высоте Н>14,4 м;
при Ш>12 м;
при наличии мостовых кранов общего назначения Q>50 т включительно;
при наличии мостовых кранов весьма тяжелого режима работы Q<50 т;
при двухъярусном расположении мостовых кранов.

Подкрановые балки
Предназначены для движения мосто-вых кранов по уложенным на них рельсам.
Балки выполняют железобетонными или стальными. Форма сечения тав-ровая или двутавровая.
Предпочтительная схема работы – однопролетные разрезные балки.
Сборные железобетонные
подкрановые балки:
а – таврового сечения длиной 6 м;
б – двутаврового сечения длиной 12 м;
Металлические подкрановые балки

Железобетонные подкрановые балки:
а – при шаге колонн 6 м; б – то же, 12 м; в – крепление балок к колоннам; г – крепление кранового рельса к балке; д – устройство упора для мостового крана;
1 – опорный стальной лист (160×12×500 мм); 2 – анкерный болт; 3 – стальная пластинка (100×12 мм); 4, 5 - закладные элементы колонны; 6 – стальная лапка; 7 – болт; 8 – упругие прокладки толщиной 8 мм; 9 – крановый рельс; 10 – деревянный брус 200×280×360 мм; 11 – швеллер № 45 длиной 1 228 мм; 12 – стальная пластина 12×300×970 мм

Стальные подкрановые балки
По конструкции подкрановые балки бывают:
- разрезные постоянного сечения, стыкуемые на опорах;
- неразрезные, компонуемые из различных сечений, свариваемых между собой заводскими или монтажными стыками в четвертях пролетов.
Высота унифицированных балок на опоре:
для шага колонн 6м: при грузоподъемности крана Qкр < 20т - 800мм;при грузоподъемности крана Qкр = 30т, 50т - 1300мм.
для шага колонн 12м: при грузоподъемности крана Qкр < 20т - 1100мм;
при грузоподъемности крана Qкр = 30т; Qкр = 50т - 1600м

Стальные разрезные рядовые подкрановые балки для шага колонн 6 м под мостовые краны г.п. до 50т
Крепление стальной подкрановой балки к стальной колонне:
1 - опорное ребро; 2 - крепежная планка;
3 - тормозная балка; 4 - шайбы 60х16;
5 – болт М20; 6 – упорная планка толщиной 16мм

Крепление стальной подкрановой балки высотой 800 мм к железобетонной колонне:
1 - стальная опорная фасонка толщина 10мм; 2 – крепежная гибкая планка 80х60; 3 - упорный уголок (подставка, компенсирующая разность высоты унифицированных стальных и железобетонных балок); 4 – подливка цементным раствором марки 200; 5 – болт М20; 6 – [ №22; 7 – крепление ∟125х80х7
Крепление стальной подкрановой балки высотой 1100 мм к железобетонной колонне:
1 - стальная опорная фасонка толщина 10мм; 2 – крановый рельс; 3 - упорный уголок (подставка, компенсирующая разность высоты унифицированных стальных и железобетонных балок); 4 – подливка цементным раствором марки 200; 5 – упорная планка 80х16; 6 – Болт М20; 7 - ∟75х50х5; 8 – подкрановая балка; 9 – шайбы 60х14

Железобетонные подкрановые балки применяют при железобетонных колоннах с шагом 6 и 12м для кранов грузоподъемностью 20 - 32т включительно.
Балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (первые предусматривают при шаге колонн 6м; вторые – при шаге 12м).
Железобетонные подкрановые балки
Железобетонные подкрановые балки при шаге колонн 6 м:
1 – опорный стальной лист 160х12х500 мм
Железобетонные подкрановые
балки при шаге колонн 12 м

Крепление кранового рельса к балке:
1 – стальная лапка; 2 – болт;
3, 4 – упругие прокладки толщиной 8мм;
Крепление железобетонных подкрановых
балок к железобетонным колоннам:
1 – Опорный стальной лист 160х12х500 мм
(опора подкрановой балки);
2 – анкерный болт;
3 – Стальная пластинка 100х12мм
(упор подкрановой балки);
4, 5 – закладные элементы колонны

Стропильные и подстропильные конструкции
Железобетонные балки пролетом 12 и 18 м применяются для скатных, плоских и малоуклонных покрытий промышленных зданий с фонарями шириной 6 м и без фонарей при шаге балок и колонн 6 м. Конструкции балок допускают крепление подвесного транспорта
а, в - односкатные балки; б, г, д - двускатные балки; е, ж - балки с параллельными поясами

Несущие конструкции покрытий
Подразделяют на :
- Стропильные: плоскостные - балки, фермы, арки и рамы.
пространственные – оболочки, складки, купола, своды и висячие системы.
- Подстропильные: - балки, - фермы.
- Несущие элементы ограждающей части покрытия: – в виде: крупноразмерных плит.
Железобетонные балки
применяют для устройства покрытия в промышленных зданиях при пролетах 6, 9, 12, 18м.

Железобетонные фермы разработаны для применения в скатных и мало-уклонных покрытиях одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами и с подвесным транспортом, с фонарями и без фонарей при пролетах 18 и 24 м.

Стропильные железобетонные
фермы:
а – сегментные;
б, в – безраскосные;
г – с параллельными поясами

1 – плиты покрытия; 2 – стропильные фермы; 3 – подстропильные фермы
Фрагмент покрытия
с различными стропильными фермами

Унифицированные стальные фермы разработаны для пролетов от 18 до 36 м.

Подстропильные конструкции применяют для опирания стропильных кон-струкций в случаях, когда шаг средних колонн больше шага крайних колонн.
Подстропильные конструкции устанавливаются вдоль пролета на средние колонны.
Существуют железобетонные подстропильные фермы при шаге колонн 12 м и стальные подстропильные фермы при шаге колонн от 12 до 24 м.

Подстропильные конструкции
применяют в промышленных зданиях, когда технологический процесс требует широкого шага колонн каркаса, то несущие конструкции покрытия опирают на подстропильные конструкции.
Ж/б подстропильные конструкции изготавливают:
- в виде балок высотой 1500мм,
- или в виде ферм высотой 2200 или 3300мм

Стропильные и подстропильные конструкции:
в отапливаемых зданиях с L≥30 м;
в неотапливаемых зданиях без кран-балок с L≥24 м;
в неотапливаемых зданиях с L=18 при кран-балках Q=3,2 т;
в зданиях с подвесными кран-балками Q>5 т, что превышает показатели, предусмотренные для типовых железобетонных конструкций;
в зданиях с большими динамическими нагрузками (копровые цехи, взрывные отделения и т.п.);
над горячими участками цехов с интенсивным теплоизлучением при температуре нагрева поверхностей конструкций более 100оС (холодильники прокатных цехов, отделения нагревательных колодцев, печные и разливочные пролеты и т.п.).

Стальной каркас промышленного здания
1 – стропильная ферма;
2 – колонна;
3 – подкрановая балка;
4 – фонарь;
5 – крестовая связь;

Стальные несущие конструкций покрытий
В состав стальных несущих конструкций покрытий входят прогоны, стропильные и при необходимости подстропильные фермы, опорные стойки, горизонтальные и вертикальные связи. Шаг стропильных ферм принимают 6 или 12 м.
Стальные фермы применяют:
- с параллельными поясами
- полигональные
- треугольные
Типы решеток:
- треугольная
- треугольная с дополнительной стойкой
- раскосные решетки: входящие раскосы, нисходящий, крестовые решетки
Расстояние между уздами верхнего пояса ферм равна 3м.
При необходимости расстояние может быть уменьшено до 1,5 м., благодаря установки дополнительных шпренгельных стоек.
Стропильные конструкции выполняются без боковых стоек, т.к. они уже смонтированы на колоннах. Крепление к стойке осуществляется с помощью накладных деталей.

Покрытия и кровли
В промышленном строительстве чаще всего в качестве несущих конструкций покрытия используют стальные, железобетонные фермы или балки, а в качестве несущего настила – сборные железобетонные плиты или стальные оцинкованные профилированные листы.
Наиболее часто в качестве несущих элементов покрытий применяют предварительно напряженные железобетонные ребристые плиты размером 1500×6000 и 3000×6000 мм, реже 1500×12000 и 3000×12000 мм.
Плиты укладывают на фермы или балки покрытия и скрепляют с ними путем сварки стальных закладных деталей в плитах и фермах (балках). Швы между плитами заполняют цементным раствором марки не ниже М 200.

Конструктивное решение ограждающей части покрытия
Покрытия промышленных зданий состоят из
несущей и ограждающей частей.
Несущие элементы ограждающей части покрытия.
При плоских и скатных несущих конструкциях покрытия промышленных зданий, несущие элементы ограждающей части покрытий могут быть выполнены с применением
прогонов, по которым укладывают мелкоштучные плиты,
и в виде крупноразмерных плит.

Беспрогонные покрытия
Для устройства беспрогонных покрытий используют крупноразмерные панели, которые опирают непосредственно на несущие конструкции покрытия.
Крупноразмерные плиты служат не только ограждающей частью покрытия, но и обеспечивают пространственную жесткость покрытия в целом.
Длину панелей принимают равной шагу стропильных конструкций покрытия (6 и 12 м). Ширину панелей увязывают с размерами несущей конструкции покрытия и с учетом нагрузки, действующей на покрытие.
Ширина ребристых плит 3м, доборных – 1,5м.
Ребристые плиты выполняют из тяжелого железобетона,
- с основными продольными ребрами расположенными по краям,
- с поперечными ребрами
- и армированной полкой.
Эти плиты наиболее универсальны их применяют в утепленных и холодных покрытиях неотапливаемых зданий.
Плиты из легкого бетона (керамзитобетонные …) применяют для устройства теплых покрытий. Плиты из армопенобетона и из легкого армированного бетона, размером: 1.5х6м.
Они одновременно и несущие и теплоизоляционные элементы. В зависимости от теплотехнических требований толщину плит назначают различной. Эти плиты применяют в зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом.

Железобетонные плиты покрытий

Покрытия по прогонам.
Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные конструкции. Прогоны выполняют сплошного сечения и решетчатые.
А) – стальные прогоны из гнутых и прокатных профилей.
Б) – железобетонные прогоны.
При прогонной схеме покрытия применяют легкие эффективные крупноразмерные панели, плиты, настилы и листовые конструкции. Двухслойные панели (монопанели) представляют собой конструкцию, состоящую из профилированного стального листа (настила), утеплителя и покровного слоя.
Ширина 1м, длина 12м.

1 – стальной прогон,
2 – стальной профилированный настил,
3 – слой кровельного материала насухо, жесткие минераловатные плиты, кровля.

Покрытия и кровли
Количество слоев рулонного ковра принимается в зависимости от уклона кровли и составляет:
при уклоне до 1,5 % - 4 слоя;
свыше 1,5% до 2,5 % - 3 слоя;
свыше 2,5 % - 3 слоя.
Карнизные свесы отклеивают дополнительными слоями рулонного материала и обделывают оцинкованной кровельной сталью. Места примыкания ковра к парапетам, бортам фонарей, а также к температурным швам оклеивают на высоту не менее 250 мм отдельными полотнищами длиной не более 2 м с сопряжением их со слоями примыкающего ковра внахлестку.
Верхние концы ковра в месте примыкания к вертикальной стенке закрывают фартуком из оцинкованной стали, а щели над фартуком в стене заделывают цементным раствором.
По верхнему слою кровель, как правило, устраивают защитный слой из мелкого гравия, втопленного в битумную мастику.

1 - защитный слой;
2 - водоизоляционный ковер;
3 - стяжка;
4 - теплоизоляция;
5 - пароизоляция;
6 - плита покрытия.

1 – сборная железобетонная плита покрытия; 2 – пароизоляция (по расчету);
3 – теплоизоляция; 4 – выравнивающая стяжка; 5 – основной кровельный ковер;
6 – крупнозернистая посыпка верхнего слоя наплавляемого рулонного материала;
7 – дополнительные слои кровельного материала; 8 – дюбели; 9 – костыли 40×4 через 600 мм; 10 – оцинкованная кровельная сталь; 11 – стена; 12 – грунтовка
Покрытия промышленного здания

Рис. 2. Индустриальная конструкция комплексной панели:
1 — гидроизоляция; 2 — стяжка; 3 — теплоизоляция 4 — пароизоляция; 5 — железобетонная или легкобетонная плита

Рис. 3. Индустриальные конструкции покрытия по стальному настилу:
а — вид одного из вариантов настила; 6 — деталь покрытия; в — панель двухслойная (монопанель); г — то же, трехслойная (типа «сэндвич»);
д — деформационный шов; е — установка водоприемной воронки;
1— защитный слой; 2 — водоизоляционный ковер; 3 — жесткий плитный утеплитель; 4 — слой рубероида; 5 — стальной профилированный настил;6 — вспенивающийся пенопласт; 7 — верхняя стальная обшивка;8 — то же, нижняя; 9 — заклепки комбинированные; 10— прогон; 11—самонарезающиеся болты

Конструкции покрытия из асбестоцементных листов
Кровли из асбестоцементных материалов применяют в скатных как неутепленных, так и утепленных покрытиях промышленных зданий и сооружений. В неутепленных покрытиях обычно используют волнистые листы усиленного профиля размером 2800×1200×8 мм.
Их укладывают по стальным или железобетонным прогонам, по двухпролетной схеме, т.е. каждый лист опирается на три прогона.
Листы располагают рядами параллельно коньку и соединяют между собой внахлестку. В коньковой и карнизной частях покрытия применяют листы специального профиля.
Конструкции неутепленного покрытия из асбестоцементных волнистых листов:
1 - асбестоцементный лист; 2 - прогон;
3 - кляммеры; 4 - верхний пояс фермы балки

ПЛАН КРОВЛИ
Выполняется в масштабах 1: 400 или 1 : 500. Масштаб изображения не должен вызывать затруднения при его просмотре.
На плане кровли показываются:
рамные и зенитные фонари и другие надстройки,
линии водораздела,
водосточные воронки,
парапеты,
металлические ограждения,
температурные и деформационные швы,
участки с легкосбрасываемой кровлей ( если категория пожарной опасности технологического процесса А или Б),
пожарные лестницы.
Должны быть указаны осевые размеры здания, размеры и привязка участков с лёгкосбрасываемоой кровлей, привязка воронок, а также схематический профиль кровли.

На чертеже плана кровли указываются:
координационные оси с их маркировкой – габаритные оси здания и пролётов, оси температурных швов, оси около водосточных воронок, оси по торцам рамных фонарей, оси привязок зенитных фонарей;
генеральные размеры здания в осях;
величины корректирующих вставок между осями в местах деформационных осадочных швов;
участки с лёгкосбрасываемой кровлей, их размеры и их привязки к модульным осям;
схематический профиль крыши с указанием направления и величины уклонов;
водосборные воронки и их привязки к продольным и поперечным координационным осям;
пожарные лестницы у торцов фонарей, в перепадах высот и с земли ( через 200 м по периметру);
эвакуационные лестницы;
маркировка этих лестниц.

Таблица 1
МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМАЯ ПЛОЩАДЬ ВОДОСБОРА
НА ОДНУ ВОДОСТОЧНУЮ ВОРОНКУ, М2

Воронка внутреннего водостока
1 – сборная железобетонная плита покрытия; 2 – пароизоляция (по расчету);
3 – теплоизоляция; 4 – выравнивающая стяжка; 5 – основной кровельный ковер;
6 – дополнительный слой кровельного ковра; 7 – крупнозернистая посыпка верхнего слоя наплавляемого рулонного материала; 8 – колпак водоприемной воронки; 9 – легкий бетон выравнивающего слоя ендовы; 10 – водоприемная чаша; 11 – уплотнитель

Фонари

Фонари
Тип фонаря следует назначать в соответствии с технологическими и санитарно-гигиеническими требованиями и климатическими условиями района строительства. Светоаэрационные фонари допускается применять в зданиях с избытками явного тепла. В зданиях, где процессы сопровождаются избытками явного тепла и выделением пыли и газов, предусматривают функциональное разделение проемов на световые и светоаэрационные.
Светоаэрационные фонари проектируют преимущественно с вертикальным остеклением и наружным водостоком. Ширина фонаря для пролетов 12 и 18 м составляет 6 м, для пролетов 24 и 30 м – 12 м.
Для зданий и сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом и незначительными избытками явного тепла следует применять зенитные фонари.

Фонари следует проектировать длиной не более 120 м.
Расстояние между торцами фонарей принимают равным шагу стропильных конструкций.
Торцы фонарей, как правило, отступают от торцов здания и деформационных швов на один шаг стропильных конструкций.

По периметру наружных стен зданий высотой более 10 м на кровлях с уклоном от 5 до 35 % следует предусматривать ограждения высотой не менее 0,6 м из несгораемых материалов.
При наружном водостоке по периметру наружных стен проектируют решетчатые ограждения.

Пожарные и эвакуационные лестницы

Оказывает влияние на объемно-планировочное и конструктивное решение промышленных зданий.
Подъемно-транспортное оборудование
В качестве ПТО применяют в основном подвесные и мостовые краны.
Мосты кранов в виде ферм или балок перемещаются по подкрановым путям (рельсам), уложенным на подкрановые балки.

а - мостовой кран; б - кран-балка подвесная; в - то же, на подкрановых
балках;
1 - мост; 2 - горизонтальные связи; 3 - катки; 4- тележка с лебедками; 5 - крюк; 6 - будка крановщика; 7 - стальные решетчатые фермы,образующие мост крана
Подъемно-транспортное оборудование

1 - несущая балка
2 - механизм передвижения
3 - подвесной путь
4 - электроталь
5 - кабина крановщика
Подвесные краны
Мостовой кран
6 - механизм передвижения вдоль кранового пути
7 - несущий мост
8 - тележка с грузоподъемным механизмом
9 - подкрановый путь
10 - токопровод
Q > 5 тонн
Q ≤ 5 тонн
Подъемно-транспортное оборудование

Применяется для перемещения грузов до 5 тонн. Состоит из балки, подвешиваемой к несущей конструкции покрытия, катковых механизмов передвижения по подвесным путям и электротали, перемещающейся по нижней полке балки
Подвесной кран

Подвесной кран

Подвесной кран

Подвесной кран
Схема расположения

Мостовой кран
Применяется для перемещения грузов свыше 5 тонн.
Состоит из несущего моста, перекрывающего пролет, передвигающейся вдоль моста тележки и кабины управления.
Краны передвигаются по рельсам, уложенным по подкрановым балкам, монтируемым на консоли колонн каркаса.

Мостовой кран

Мостовой кран

Здания с подвесным, мостовым и козловым кранами:
а - пример размещения в пролетах длиной 18 м двух однопролетных и одного двухпролетного подвесных кранов; б - то же, в здании пролетом 24 м мостового крана; в - расположение козлового крана в одноэтажном здании;
1 -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

Окна , двери и ворота промышленных зданий

Оконные блоки промышленных зданий разделяются на деревянные окна, стальные и алюминиевые оконные блоки, стальные оконные панели и оконные заполнения из стекора (коробчатые профильные стекла) и стеклоблоков.

Деревянные окна состоят из оконных блоков-коробок с навешенными на петли створками, с наружным или внутренним открыванием. В одноэтажных зданиях применяют оба направления открывания; в многоэтажных — только внутреннее.
Оконные блоки заполняют отдельные проемы шириной 1,5; 3 и 4,5 м и высотой от 1,2 до 7,2 м с градацией 0,6 м, а также оконные панели той же высоты. Оконные блоки, заполняющие отдельные проемы, крепят к заложенным в боковые грани простеночных панелей, деревянным пробкам; заполняющие ленты — к колоннам и стальным или деревянным импостам, связанным с перемычечными стеновыми панелями.
Стыки между оконными блоками с двойными створками заполняют теплоизолирующими прокладками с наружной и внутренней сторон. Стыки закрываются планками — нащельниками.
Деревянные окна для многоэтажных зданий (ГОСТ 475—70) имеют спаренные (С) и раздельные (Р) переплеты. В северных районах страны устраивают окна преимущественно с раздельными переплетами и расстоянием между ними 90 мм. При панельных стенах толщиной 240 мм это расстояние может быть уменьшено до 50 мм, В южных районах в основном используют спаренные переплеты.

Воротный проем обрамляют сборной железобетонной рамой. Полотна ворот представляют собой стальной каркас (обвязка из швеллеров, средники из двутавров, раскосы из полосовой стали), заполненный дощатыми двухслойными филенками. В одном из воротных полотен устраивают калитку. Чтобы не было продувания по контуру воротной рамы, к каркасу приваривают нащельники из полосовой стали, а щели между распашными полотнами и под ними закрывают гибкими фартуками из резины или брезента.

Ураспашных ворот полотна навешивают на петли с шарикоподшипниками в нижней петле, а у раздвижных — подвешивают к верхней направляющей на двух ходовых роликах.
Подъемно-секционные ворота состоят из рамы портала и подъемных полотен, которые на роликах скользят по раме и при подъеме размещаются внутри цеха над воротным проемом.

Шторные железнодорожные ворота состоят из полотна-шторы, скользящей по направляющим и наматывающейся на барабан, который установлен на раме, расположенной над воротным проемом.
В отапливаемых зданиях ворота должны быть оборудованы механическими приводами и тепловыми завесами.

Двери производственных зданий имеют номинальные размеры: от 1 до 2 м по ширине и 1,8 – 2,4 м – по высоте. По конструкции они бывают: одно- и двупольные; распашные и откатные; по материалу – деревянные, металлические, стеклянные.
Эвакуационные двери проектируют только распашными и открывающимися наружу, по направлению движения. Глубина тамбура производственного здания назначается из расчета: ширина полотна двери плюс 0,4 – 0,5 м.
Дверные проемы обрамляют коробками. Деревянные коробки изготавливают из брусков и крепят гвоздями или ершами, забивая их в пробки, заложенные в стены. Деревянные полотна выполняют из клееных щитов или ДСП с облицовкой. Нижнюю часть полотна (60 см) обшивают оцинкованным железом.
В противопожарных деревянных дверях полотна выполняют из щитов, между которыми располагают асбестовый картон. Деревянные коробку и полотно пропитывают антипиренами.
Стальные двери имеют коробку и обвязку полотен из холодногнутых оцинкованных и окрашенных профилей, а полотна – из полужестких минераловатных плит, обшитых с двух сторон стальными листами толщиной 2 мм. Горизонтальные и вертикальные элементы обвязок коробки и полотна соединяют между собой при помощи уголков и самонарезающих винтов.
Стеклянные двери имеют обвязку из стальных или алюминиевых профилей с наличниками из пластмассы. Полотна выполняют из закаленного стекла («сталинита») качающимися.

Архитектура промышленных зданий

Архитектура промышленных зданий

Стены промышленных зданий
могут выполняться из кирпича или мелких блоков, из крупных блоков, из сборных крупных панелей. Стены из панелей применяются наиболее широко и выполняются как из железобетонных, так и из стальных элементов.
Крупные панели на основе тяжелых и легких бетонов применяются для стен отапливаемых и неотапливаемых производственных зданий. Они могут быть как навесными, так и самонесущими.
По местоположению в стене здания панели подразделяются на:
рядовые
угловые
перемычечные
парапетные
карнизные
простеночные.
Размеры панелей:
высота 900, 1200, 1500, 1800мм;
длина 6 и 12м;
толщина 200, 250, 300 и 350мм.

Стены из крупных панелей применяются для обеспечения полной сборности промышленного здания. Кроме того, использование крупных панелей ведет к сокращению трудоемкости и уменьшению массы здания.
Крупнопанельные стены могут быть навесными и самонесущими.
По местоположению различают панели рядовые, угловые, перемычечные, парапетные, карнизные, простеночные.
Размеры панелей по высоте: 900, 1200, 1500, 1800 мм (размеры кратны модулю 3М – 300 мм). Длина панели равна шагу колонн – 6м, 12 м.

Узел крепления железобетонной трехслойной панели к железобетонной колонне

Узел крепления панели типа «сандвич»
к металлической колонне
Вертикальные и горизонтальные швы между панелями заполняют упругими синтетическими прокладками из пороизола или гернита и герметизирующими мастиками, а также прокладками из утеплителя и цементно-песчаным раствором. Утеплитель используется в средней части трехслойных навесных и самонесущих панелей, а цементно-песчаный раствор – во внутренней части горизонтального шва при самонесущих панелях любого конструктивного типа.

Многослойные асбестоцементные панели толщиной 136 мм состоят из обрам-ляющего асбестоцементного профиля швеллерного сечения и утеплителя с пароизоляцией.
Кроме того, применяются асбестодеревянные и асбестометаллические панели.
Преимуществами стеновых ограждений из металлических листов и панелей являются незначительная масса, быстрое возведение и экономичность в эксплуатации. Недостатки – большой расход стали и малая огнестойкость.
Металлические листовые панели обычно выполняют с вертикальной их разрезкой с опиранием на дополнительные продольные ригели, которые крепятся к колоннам каркаса.
Металл в виде плоских или профилированных листов (обычно из оцинко-ванной стали или алюминия) применяется как самостоятельно – для неотапли-ваемых зданий, так и в виде трехслойных панелей типа «сэндвич» бескаркасного типа или с дополнительным внутренним каркасом.
Теплоизоляционную основу металлических стеновых элементов составляет эффективный утеплитель, располагаемый между двумя слоями металла.

Трехслойные стеновые панели типа «сэндвич» имеют ширину 1 м, высоту до 12 м и толщину от 50 до 150 мм, в зависимости от климатических условий района строительства.
В современной практике строительства наибольшее распространение получили трехслойные стеновые панели типа «сэндвич» бескаркасного типа. Каркасные панели со внутренними элементами собственного каркаса применяются реже, т.к. они менее экономичны за счет повышения расхода металла.
В трехслойных панелей наружная и внутренняя выполняется, как правило, из стальных оцинкованных листов толщиной 0,8 мм. Панели имеют боковые кромки в виде гребней и пазов, которые образуют стыки в форме шпунта.
Кроме основного типа рядовых панелей типа «сэндвич» существуют доборные панели меньшей ширины и угловые панели.

1 -
1– колонна каркаса;
2 – цоколь;
3 – внутренняя стеновая кассета;
4 – профнастил ТП 18, ТП 20, ТП 35;
5 – теплоизоляция Rockwool плотностью 30—70 кг/м3;
6 – термопрокладка ленточная;
7 – планка цокольная;
8 – супердиффузионная мембрана Jutadach 115;
Решение стен для промышленных зданий

Решение стен для промышленных зданий
1– колонна каркаса;
2 – цоколь;
3 – профнастил ТП 20C;
4 – теплоизоляция Isover, Knauf плотностью 11—25 кг;
5 – термопрокладка ленточная;
6 – стеновой ригель (Z-профиль) из оцинкованной стали;
7 – стеновой ригель (С-профиль) из оцинкованной стали;
8 – уплотнитель цокольный
9 – супердиффузионная мембрана Jutadach 85;
10 – планка цокольная;
11 – шуруп (винт) самонарезающий;
12 – пленка пароизоляции Jutafol N100
13 – профнастил ТП 8

Стены из кирпича и крупных блоков решаются идентично стенам гражданских зданий. Они применяются для небольших отдельно стоящих зданий и для участков стен с большим количеством технологических отверстий, окон, дверей и других проемов. Толщина стены зависит от теплотехнических расчетов.
Фрагмент стены
из крупных блоков

Варианты разрезки стен одноэтажных зданий:
а – при ленточном остеклении;
б – то же, при сплошном;
в-д – при проемах
1 – деревянные или стальные оконные панели размером 1,2×6 м;
2 – оконные панели из труб 1,8×6 м;
3 – то же, из гнутых профилей;
4, 5 – деревянные оконные панели

Варианты разрезки фасада промышленного здания