8. Промышленные здания

8. Промышленные здания.

Особенностью промышленных зданий является их зависимость от технологических требований.

В промышленных зданиях механизация и автоматизация технологических процессов диктует условия объемно-планировочным и конструктивным решениям. Однако человек остается одной из главных фигур в любой технологии, и поэтому объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий так же должна удовлетворять художественной выразительности.

По санитарным условиям производства делятся на:

1.очень грязные

2.стерильно чистые.

По пожарной опасности производства делятся на:

1.непожароопасные (например, механическая обработка металлов)

2.пожароопасные (где продуктом производства являются твердые сгораемые материалы, такие как дерево, резина и проч.)

3.взрывопожароопасные (где при производстве используются жидкости и газы, создающие взрывоопасные смеси).

Требования к температурно-влажностному режиму на некоторых производствах бывают очень высоки, допуская колебания в пределах долей градусов и процентов.

По своему назначению промышленные здания делятся на:

1.производственные (в свою очередь делятся по отраслям производства на химические, металлургические, машиностроительные, сельскохозяйственные

идр. здания)

2.вспомогательные

3.складские

4.энергетические

5.транспортные

Каждые из них имеют свои особенности. Так, химические промышленные здания представляют собой обычно каркасные здания типа многоярусных этажерок, где этажи часто не разделяются сплошными перекрытиями для того, чтобы сложное оборудование могло спокойно передвигаться с этажа на этаж. В таких конструкциях много лестниц и и промежуточных обслуживающих площадок. Машиностроительные здания обычно одноэтажные с крупной сеткой колонн из-за габаритности изделий и условий внутрицеховой транспортировки. Так же отличается особой высотой помещений, т.к в таком производстве есть необходимость в подвесном оборудовании.

Промышленные здания легкой промышленности представляют собой так же одноэтажные здания, но уже с менее крупной сеткой колонн и с небольшой высотой помещения, т.к там нет необходимости в подвесном оборудовании. Здесь основной вид транспорта напольный, габариты оборудования меньше, а готовый продукт не занимает больших пространств.

Многие производства комбинируют разные планировки здания, например на шинных заводах подготовительное отделение устраивают по типу химических заводов-этажерок, а сборочные цеха – по типу машиностроительного производства. Все промышленные здания, за исключением вспомогательных, делятся на одноэтажные и многоэтажные. Оснащение помещения подъемно-транспортным оборудованием влияет на конструктивное решение здания.

Подъемно-транспортное оборудование предназначено для перемещения обрабатываемых материалов и изделий, а так же для монтажа и демонтажа производственного оборудования.

Основными видами подъемно-транспортного оборудования являются:

1.мостовые краны

2.подвесные кран-балки

3.разнообразные конвейерные системы

и так далее Наибольшее влияние на строительные конструкции здания оказывает мостовой

кран. Он представляет собой металлическую мостовую конструкцию, на опорах которой установлены тележки, благодаря которым кран и передвигается вдоль пролета здания. Колеса направляются с помощью рельс, которые уложены по подкрановым балкам, укрепленным на колоннах здания. Вдоль моста крана передвигается тележка с электролебедкой и крюком для подъема и опускания груза. Управление ведется из кабины крановщика, укрепленной на мосту крана. Грузоподъемность крана может быть от 10 до 750 тонн. Для подъема в кабину крана предусматривают металлические лестницы с посадочными площадками. При грузоподъемности от 5 тонн мостовой кран заменяют на кран-балку с управлением от пола. Такой кран обычно делают подвесной. Подвесная кран-балка движется по нижним полкам стальных направляющих балок, подвешенных к несущим конструкциям здания.

Консольно-поворотные краны применяют для обслуживания небольших зон и для передачи груза из одного пролета в другой. Они прикрепляются к колоннам каркаса и вызывают в них изгибающий момент.

В промышленных зданиях применяют так же и напольный транспорт: транспортеры, конвееры, рольганги, электрокары, козловые краны, рельсовый транспорт узкой и нормальной колеи и т.д. Напольный транспорт не передает нагрузок на несущий остав здания. В многоэтажных зданиях применяют вертикальный транспорт: грузовые подъемники, эскалаторы, винтовые поверхности и так далее.

Одноэтажные промышленные здания:

Одноэтажные промышленные здания бывают:

1.однопролетные

2.многопролетные

3.крановые

4.бескрановые

5.фонарные

6.бесфонарные

Конструктивная схема таких зданий – каркасная с применением сборных железобетонных конструкций. Здания с несущими стенами строят редко и только при пролетах больше 12 метров и без мостовых кранов.

Многопролетные здания могут быть равноили разнопролетными, предпочтительны первые.

В связи с тем, что многопролетные здания бывают очень широкими и протяженными, для освещения недостаточно оконных проемов – поэтому предусматривает верхнее освещение в виде фонарей. Иногда при соответствующих условиях многопролетные здания делают бесфонарными, заменяя естественное освещение на искусственное.

Пролеты одноэтажных зданий с железобетонным каркасом бывают 6, 9,12, 18 и 24 метра. Шаг колонн 6, 12 и 18 метров. Высота зданий от 3 до 14,5 метров. Несущий остов состоит из фундаментов, фундаментных балок, колонн, подкрановых балок, балок или ферм покрытия, плит покрытия, связей жесткости.

Применение металлического каркаса для одноэтажных промышленных зданий предусмотрено при пролетах более 30 метров, при высоте здания более 14,5 метров, при шаге колонн более 12 метров, в зданиях с большими динамическими нагрузками, а так же в неотапливаемых зданиях. Металлические конструкции применяют в основном в виде решетчатых схем, где отдельные элементы (стержни) работают на растяжение или сжатие, а конструкция в целом работает на изгиб. Материалом служит прокатная сталь и иногда алюминий. Металлические колонны делают решетчатыми (сплошными для пролетов высотой более 8,5 метров), устанавливают на стальные плиты, укрепленные у фундамента, прикручивают анкерными болтами и потом все элементы крепления бетонируют. Затем на колонны приваривают металлические стропильные фермы. По фермам укладывают легкие несущие элементы покрытия: настил для крыши и волнистые асбестоцементные листы по стенам.

Большое распространение получил монтаж металлоконструкций конвейерным способом: на проектную отметку поднимают объемные блоки из двух ферм с настилом покрытия и кровлей и со всеми инженерными коммуникациями. Иногда здания проектируют в смешанном каркасе.

Многоэтажные здания:

Современные промышленные здания обычно являются каркасными зданиями с самонесущими или навесными стенами.

Всостав несущего остова входят фундаменты, фундаментные балки, колонны, ригели и плиты перекрытия, вертикальные связи жесткости.

Внашей стране разработаны типовые серии многоэтажных промышленных зданий. Схема каркаса-рамно-связевая, лестничные клетки делают с несущими стенами. При проектировании зданий с небольшими нагрузками применяется сборный железобетонный каркас.

Стеновые ограждения в промышленных зданиях бывают из:

1.кирпича (в бескаркасных зданиях и зданиях с неполным каркасом как несущие ограждения, в каркасных – как самонесущие)

2.крупные блоки из бетона

3.панельные стены (в основном)

Существую два вида оконных проемов в промышленных зданиях: отдельные проемы с стенками и ленточные, в виде сплошной остекленной ленты. В среднем площадь оконных проемов занимает от 40-50% площади наружных стен, а при ленточном остеклении еще больше.

В промышленном строительстве применяются:

1.деревянные оконные блоки для заполнения отдельных и ленточных проемов

2.металлические переплеты для заполнения отдельных и ленточных проемов

3.стальные оконные панели для заполнения ленточных проемов.

Деревянные оконные блоки состоят из коробки и переплетов. Отдельные створки бывают верхнеподвесные, нижнеподвесные и вертикально-навесные. Ширина оконных блоков 1,5; 3 и 5 метров, высота – 1,2 и 1,8 метров. Для ленточных проемов используют блоки шириной 3 метра.

Металлические переплеты изготавливают из специальных прокатных и штамповоных профилей следующих марок:

ПГ - переплет глухой ПСВ – переплет створный внутренний (применяется при двойном остеклении совместно с ПГ)

ПО - переплет открывающийся ПОВ – переплет открывающийся внутренний

Номинальная ширина переплетов 1200 мм.

Стальные оконные панели изготовляют длинной 6 м., высотой 1,2 и 1,8 метров. В зависимости от теплотехнических требований устанавливают одинарные или двойные переплеты. Для обычных условий предусматривают высоту двойного остекления на высоту 2,5 метра, далее – одинарное. Двойное остекление на всю высоту делают во влажных помещениях , в кондиционируемых помещениях, при перепадах температур более 50 градусов. Одинарное остекление устраивают в неотапливаемых помещениях и в помещениях с избыточным тепловыделением.

Двери промышленных зданий по конструкции и габаритам не отличаются от щитовых дверей гражданских зданий, но отделка их проще. Ширина составляет от 0,8 до 2,4 метров. Ворота предназначены для пропуска внутрь транспортных средств. Бывают распашные, раздвижные, шторные и подъемно-поворотные.

Открывание ворот ручное или автоматическое. С наружной стороны ворот устанавливают пандус с уклоном 1:10.

В многопролетных одноэтажных зданиях для освещения помещения используют верхний свет, предусматривая на крыше здания световые фонари, они имеют вид надстройки, расположенной вдоль пролета. Если фонари служат не только для освещения, но и для проветривания помещения, то они называются

светоаэрационными.

Плоские фонари называют зенитными. Остекление фонарей может быть вертикальным, наклонным, малоуклонным. Для остекления применяют армированное стекло. При использовании обычного стекла предусматриваются сетки для предотвращения падения осколков внутрь здания.

В цехах, где верхнее освещение не требуется, применяют аэрационные фонари без остекления. Главным требованием к нему является его незадуваемость, т.е возможность одновременно использования вытяжных отверстий с обеих сторон фонаря при любом направлении ветра.

Кровля: покрытия промышленных зданий выполняют бесчердачными. Они состоят из несущих и ограждающих конструкций. Ограждающие конструкции покрытия являются основанием для кровли.

Бывают холодные (неутепленные) и утепленные. Холодные применяют в зданиях неотапливаемых и в зданиях с излишним тепловыделением. В остальных случаях применяется утепленная кровля.

Конструкция кровли состоит из основания (ограждающие конструкции, покрытия), пароизоляции, утеплителя, выравнивающей стяжки и водоизоляционного ковра. Пароизоляцию выполняют битумом. Утеплитель используют плитовой (легкий бетон, минеральная вата, пенопласт и т.д). По слою утеплителя делают стяжку из цементного раствора в 15 мм. При холодных кровлях стяжку делают непосредственно по основанию.

В неотапливаемых зданиях еще применяется кровля из волнистых асбестоцементных листов усиленного профиля.

Полы: Во вспомогательных промышленных зданиях применяются такие же полы, что и в гражданских. В самих промышленных зданиях к полам предъявляются особые требования к жаростойкости, химической стойкости, диэлектричности, повышенной механической прочности и прочее. Часто в одном помещении применяются разные типы полов.

Впомещениях, где возможны удары, а так же соприкосновение с горячим металлом, делают грунтовые полы (земляные, глинобитные, глинобетонные).

Взонах, где передвигается гусеничный транспорт и на складах с ударной нагрузкой применяют каменные полы.

Бетонные полы прочны, стойки к воздействию бензина и минеральных масел, но не стойки для кислот и высокой температуры. Для повышения прочности в состав бетонного пола вводят стальную или чугунную стружку. Такие полы применяют в вспомогательных и подсобных помещениях.

Асфальтобетонные полы прочны, водонепроницаемы, но не стойки против бензина и масел, а так же размягчаются при высоких температурах.

Полы из клинкера (хорошо обожженного кирпича) прочны, жароусточивы, стойки против кислот, щелочей, бензина, масел, но не выносят ударных нагрузок. Металлические полы делают из чугунных рифленых или из стальных штампованных плит. Они очень прочны, жароустойчивы, беспыльны, стойки к ударам,но не экономичны.

Торцевые полы устраивают из деревянных торцовых шашек по прослойке из каменноугольного пека. Такие полы упруги, гвоздимы, беспыльны, бесшумны, стойки к ударам и нагрузкам.

Полимерцементные полы выполняют монолитными (наливными) и сборными из плит. Они прочны, беспыльны, химически устойчивы и недорогие. Имею широкое распространение.

Основанием для пола служат поверхности перекрытия, при необходимости вводятся так же звукоизоляционные и теплоизоляционные слои. Общая толщина конструкции пола составляет от 80 до 100 мм.

Так же в промышленных зданиях есть специфичные конструктивные элементы: Рабочие площадки – это площадки для обслуживания или размещения оборудования, выполняются из стального каркаса, а покрывают рифленой сталью. Этажерки – свободно стоящие многоэтажные сооружения без стен для размещения оборудования.

Сборно-разборные перегородки – ограждают отдельные участки цеха. Брандмауэры – противопожарные преграды внутри здания из кирпича или легкобетонных стеновых панелей.

Рампа – приподнятая над землей площадка у складских зданий для облегчения разгрузки и погрузки.