Конструктивные элементы производственных зданий

Конструктивные элементы производственного здания по роду выполняемых функций подразделяются на 2 группы: несущие и ограждающие. Несущие конструкции наряду с нагрузками, возникающими в самом здании, воспринимают и внешние нагрузки от снега, дождя и ветра. К несущим конструкциям причисляют: стены, перекрытия, фундаменты, колонны, балки, фермы, настилы, лестницы.

Ограждающие конструкции отделяют помещения от внешних атмосферных воздействий, обеспечивая необходимые температурный и влажностный режимы.

К ограждающим конструкциям относят двери, окна, покрытия, перегородки.

Стены промышленных зданий и сооружений проектируют из кирпича, железобетонных плит, легкобетонных камней, блоков, керамических или естественных камней, легких металлических сборных панелей. Стены зданий опираются на фундамент и по роду возлагаемой нагрузки могут быть самонесущими, несущими и ненесущими. Самонесущие стены передают фундаменту только свою собственную массу. Несущие стены передают фундаменту свою собственную массу вместе с массой крыши или перекрытия в совокупности с нагрузкой от атмосферных осадков и ветра и перекрытий с действующими на них эксплуатационными нагрузками. Ненесущие стены, опираясь на каркас здания, воспринимают нагрузку от собственной массы и ветра. Для производственных зданий холодильных предприятий, как правило, проектируют самонесущие стены. В этом случае нагрузка передается на каркас здания, который состоит из железобетонных колонн. При необходимости каркасы делают из монолитного железобетона или из стальных прокатных профилей. Стены промышленных зданий каркасного типа делают крупноблочными или крупнопанельными. Эти блоки и панели крепят к внешней грани колонн при помощи специальных закладных деталей. Стеновые панели имеют толщину 0,2; 0,25 или 0,3 м, длину 6 м, высоту 1,2 или 1,8 м.

Кирпичные стены делают в 1,5, 2 или 2,5 кирпича толщиной, т.е. соответственно 0,38, 0,51 и 0,64 м. Крупноблочные стены изготавливают из камня, бута, ракушечника, туфа. Они имеют толщину 0,39, 0,49, 0,59, 0,74 м при использовании ракушечника. Монолитные стены имеют толщину (0,25÷0,45) м.

К элементам стен относятся карниз, парапет, пилястры, полуколонны, перегородки, опоры, перекрытия, окна и двери.

Карниз – это горизонтальный выступ стены, служащий для отвода от стен дождевой воды, предотвращая их увлажнение. Различают карнизы главный, которым заканчивается верхняя часть стены и промежуточный, который располагается между этажами.

Парапет – невысокая стена, расположенная выше главного карниза.

Пилястры – вертикальные выступы прямоугольного сечения из того же материала, что и стена.

Полуколонны – выступы полукруглого сечения из того же материала, что и стена.

Перегородки – внутренние стены, разделяющие производственное здание на отдельные помещения. Перегородки не несут нагрузки и располагаются непосредственно на перекрытиях или полах.

Опоры и колонны являются только несущими конструкциями. Они поддерживают горизонтальные элементы здания и передают нагрузки от покрытий и перекрытий на фундамент. Расстояние между осями колонн поперек здания называется пролетом. Расстояние между осями колонн вдоль здания называется шагом (рисунок 20.1).

Перекрытия – элементы зданий, которые разделяют многоэтажные здания на этажи. Перекрытия передают нагрузку от людей и оборудования на стены и колонны. Перекрытия могут быть чердачными (между верхним этажом и чердаком), междуэтажными (между смежными по высоте этажами) и подвальными (между первым этажом и подвалом). Нижняя часть чердачного и междуэтажного перекрытий называется потолком. Перекрытия опираются на стены и отдельные опоры и являются одновременно несущей и ограждающей конструкциями.

Окна, двери – это проемы со вставленными оконными и дверными коробками в стенах и перегородках здания.

Рисунок 20.1 – Аксонометрия одноэтажного производственного здания:

L – пролет; в – шаг колонн; А, Б, В – продольные разбивочные оси; 1, 2, 3 – поперечные разбивочные оси.

Оконные проемы (рисунок 20.2) снабжаются оконными коробками, оконными переплетами подоконными досками. Материалами для изготовления оконных коробок и подоконных досок служат дерево, железобетон, металл, пластик. Общая площадь окон в производственных помещениях должна быть равна 1/6 или 1/7 от площади пола.

1/3 площади окон производственного цеха должна быть снабжена форточками или фрамугами. Форточки устанавливают на расстоянии от пола не менее 2 м. Фрамуги должны открываться сверху вниз. Расстояние от низа оконных проемов до поверхности пола должно быть не менее 1,0 м. Для достаточно хорошего освещения рабочего места расстояние от него до окна не должно превышать 12 м.

Двери подразделяют на наружные и внутренние. В дверные проемы вставляются дверные коробки, на петли которых навешиваются дверные полотна. По числу полотен различают двери однопольные и двупольные. Если двери имеют полотна разной ширины, то они называются полуторными. Также различают двери сплошные и стеклянные.

а) б)

а) б) в)

Рисунок 20.2 – Окна в производственных зданиях:

I – схема заполнения оконных проемов: а – отдельные проемы; б – ленточные проемы; II– схема оконных переплетов: а – среднеподвесные; б - нижнеподвесные; в – верхнеподвесные.

Размеры дверей и их количество определяются из расчета необходимой пропускной способности и возможности свободно проносить оборудование. Конструкции наиболее часто используемых дверей в производственных зданиях приведены на рисунке 20.3.

Рисунок 20.3 – Двери в производственных зданиях:

а – глухая и остекленная с притвором в четверть (однопольная);

б – глухая и остекленная с притвором в четверть (двупольная);

в – для камер хранения (прислонная грузовая).

Полы. Верхний слой пола называется чистым полом или покрытием. Покрытия полов рекомендуется использовать следующих видов: 1) керамические плиты толщиной (10¸13) мм, 2) асфальтобетонные, 3) из линолеума, 4) мозаичные (террацо).

Покрытия из керамических плит по прослойке из цементно-песчаного раствора проектируют во всех производственных помещениях. В складских помещениях, ремонтных мастерских, тарных цехах и помещениях для хранения продукции в крупных емкостях проектируют асфальтобетонные полы. В административных помещениях полы покрывают линолеумом.

Уклон к трапам для стока воды для цементных и асфальтных полов должен составлять 2⁰, для остальных - 1⁰.

Для обеспечения необходимых температурного и влажностного режимов, что важно учитывать при проектировании холодильников, в конструкцию пола вносят слои гидро- и теплоизоляции (рисунок 20.4).

Фундамент – это подземная часть здания, на которую опираются стены и колонны (рисунок 20.5). Функция, которую выполняет фундамент, это восприятие нагрузки от здания и перенос ее на грунт. Нижняя часть фундамента, непосредственно соприкасающаяся с грунтом, называется подошвой фундамента. Материалами для изготовления фундамента служат бетон и железобетон. Бетонные и железобетонные фундаменты сооружают из сборных элементов (блоков), поставляемых с завода-изготовителя, а также из монолитного бетона, приготовляемого на месте строительства.

По конструкции фундаменты разделяются на ленточные (непрерывные), прерывистые, столбчатые и сплошные.

Ленточные фундаменты сплошной линией тянутся по всему периметру здания и являются как бы продолжением стен ниже уровня земли. Такой тип фундаментов используют для несущих наружных стен. Как правило, ленточный фундамент выполняют монолитным и сборным. Блоки подушек прерывистых фундаментов укладывают с разрывами, заполняемыми грунтом.

Столбчатые фундаменты служат опорами колонн, самонесущих стен каркасных зданий, а также несущих стен.

Сплошные фундаменты представляют собой сплошную железобетонную плиту под всем зданием, которая применяется при слабых и неоднородных грунтах и большой нагрузке, передаваемой на фундамент. Размер сплошного фундамента должен быть равен размеру всего здания. Материалом, из которого выполняют сплошной фундамент, служит монолитный бетон или железобетон. Например, такой тип фундамента часто используется при строительстве холодильных предприятий с подвальными помещениями.

Рисунок 20.4 - Полы охлаждаемых помещений: 1 - бетонное покрытие М300; 2 - подстилающий слой (бетон) 3 - керамзитобетонная стяжка; 4 - засыпной теплоизоляционный материал (керамзитовый гравий); 5 - насыпной грунт; 6 - бетонная подготовка

Для защиты стен зданий от контакта с грунтовыми водами в фундаментной стене предусматривают гидроизоляционный слой в виде двух слоев рубероида, склеенного битумной мастикой.

Крыша – это верхнее ограждение здания, верхняя оболочка которого называется кровлей. Пространство между крышей и чердачным перекрытием называется чердаком. Бесчердачная крыша – это крыша, совмещенная с верхним перекрытием.

Крыша состоит из двух частей: ограждающей и несущей. Ограждающая часть включает кровлю, представляющую собой верхнюю водонепроницаемую оболочку, и основание под кровлю в виде дощатого настила и обрешеток. Несущей частью крыши являются балки, фермы, опоры и т.д., воспринимающие внешние нагрузки и передающие их на стены, колонны и опоры. По несущим конструкциям устраивают настилы, обрешетки, теплоизоляционный слой (пенобетон, пенопласт, минеральная вата и др.).

Для производственных цехов складов применяются железобетонные бесчердачные покрытия (рисунок 20.6).

Рисунок 20.5 – Фундаменты производственных зданий:

а – конструкция фундамента, колонны и стены; 1 – колона; 2 – фундамент; 3 – бетонный столбик; 4 – фундаментная балка; 5 – стена; б – конструкция ленточных и столбчатых фундаментов: 1 – ленточный фундамент; 2 – бетонная подушка; 3 – стена; 4 – колона; 5 – стакан; в – конструкция сборного фундамента: 1 – колонна; 2 – стакан; 3 – нижняя плита; г – глубина заложения фундамента: 1 – колонна; 2 – фундамент; д – конструкция фундамента с нижней и нулевой отметкой: 1 – колонна; 2 – фундамент; 3 – бетонный столбик; 4 – фундаментная балка; 5 – стена.

Рисунок 20.6 – Конструкция покрытия:

1 – защитный слой гравия; 2 – битумная мастика; 3 – четыре слоя рубероида; 4 – битумная грунтовка; 5 – бетонная стяжка; 6 – пенополистирол; 7 – битумный слой; 8 – железобетонная плита.

Каркас промышленного здания выполняется из железобетонных конструкций, в число которых входят фундамент, колонны, балки и плиты покрытий. Продольный и поперечный каркасы промышленного здания в разрезе показаны на рисунках 20.7 и 20.8.

Глубина заложения фундамента зависит от типа почвы, климатических условий района строительства, а также от нагрузки, воспринимаемой фундаментом. В учебном проектировании условно глубина заложения фундамента принимается равной средней глубине промерзания грунта, которая должна быть на 400 мм ниже нормативной, но во всех случаях отметка верхней плоскости фундамента должна быть на 150 мм ниже отметки чистого пола[1-3, 5, 6, 24, 27-30, 32].

Колонны зданий воспринимают нагрузку от оборудования (при многоэтажном строительстве), междуэтажных перекрытий и покрытий. В зависимости от места расположения в производственном здании колонны делятся на крайние, средние и находящиеся у торцовых стен (фахверковые колонны). Высота колонны равна ее высоте от уровня чистого пола до ее верхней части. Размеры колонны в сечении зависят от высоты промышленного здания.

Рисунок 20.9 – Балки промышленного здания:

а – одно- и двухскатная для пролетов 6м;

б – односкатная для пролетов 12 м;

в – двухскатная для пролетов 12 м;

г – с параллельными поясами для пролетов 12 м.

Рисунок 20.10 – Фермы промышленного здания:

а – с параллельными поясами для пролетов 18 м; б – с параллельными поясами для пролетов 24 м; в – сегментные железобетонные.

Рисунок 20.11– Плита покрытия: а – размер 3×6 м; б – размер 1,5×6 м.

При высоте здания до 7,2 м при шаге колонн 6,0 м и пролете до 24 м применяют крайние и средние колонны квадратного сечения размером 0,4´0,4 м. При высоте здания 10,8 м и выше, шаге 12,0 м и пролете до 24 м размер крайних колонн принимают равным 0,5´0,5 м, а средних - 0,5´0,6 м. В промышленных зданиях высотой до 5,4 м длина колонн должна быть кратной 0,6 м (3,6; 4,2; 4,8 и 5,4 м); в зданиях с высотой от 6,0 до 10,8 м - кратной 1,2 м (6,0; 7,2; 8,4; 9,6 и 10,8 м); свыше 10,8 м - кратной 1,8 м. Глубина нижней отметки колонн от их длины составляет 0,9 м для колонн до 10,8 м и 1,0 м - более 10,8 м.

Фахверковые колонны воспринимают ветровую нагрузку на панели здания. Фахверковые колонны опираются на фундаментную балку. Размеры фахверковых колонн в сечении 0,3´0,3м.

Углы колонн прямоугольного сечения, около которых двигаются тележки и другие транспортных устройства, для защиты от ударов необходимо укреплять уголковой сталью высотой 1,0 м.

Балки (рисунок 20.9) и фермы (рисунок 20.10) предназначены для сооружения перекрытия при многоэтажном и покрытия при одноэтажном строительстве. По форме различают одно-, двухскатные балки, а также балки с параллельными поясами, которые используют для пролетов 6,0 и 12,0м. Двухскатные балки и балки с параллельными поясами также используются и для пролетов 18,0м.

Плиты покрытий завершают каркас здания и служат для защиты от атмосферных осадков, поддержания необходимой температуры. При строительстве промышленного здания используют унифицированные плиты покрытий с типовыми размерами 1,5´6,0 и 3,0´6,0 м (рисунок 20.11).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: