Конструктивные схемы промышленных зданий

Конструктивные системы промышленных зданий выполняют по различным конструктивным схемам. В каркасных зданиях применяют три конструктивные схемы: с поперечными и продольными ригелями и безригельную безбалочную).

Выбор той или иной схемы производят в соответствии с конкретными нагрузками и воздействиями на здания, а также в соответствии с функциональными, экономическими и архитектурно-художественными требованиями.

Так, схема с поперечными ригелями является наиболее приемлемой для большинства одно- и многоэтажных промышленных зданий.

При такой схеме система стоек и ригелей образует поперечные рамы, которые, в свою очередь, вместе с другими элементами (фундаментные, подкрановые, обвязочные балки, подстропильные конструкции, литы покрытия и др.) и специальными связями позволяют получить пространственный жесткий каркас необходимого объема.

Кроме того, шаг поперечных рам может быть использован как средство архитектурной композиции.

Конструктивная схема с продольными ригелями из сборных элементов в меньшей степени обеспечивает жесткость здания.

В основном для промышленных зданий применяют каркасную схему,в которых прочность, жесткость и устойчивость обеспечивается пространственными рамными каркасами как с поперечным или продольным расположением ригелей, так и безригельными.

Выбор конструктивной схемы осуществляют с учетом конкретных нагрузок и воздействий на здание, а также в соответствии с функциональными, экономическими и эстетическими требованиями. Конструктивное решение здания определяется на начальном этапе проектирования и сводится к выбору конструктивной и строительной систем и конструктивной схемы.

В каркасной системе прочность, жесткость и устойчивость здания обеспечивают пространственные рамные каркасы.Строительную систему здания определяет материал конструкций и способ его возведения.

Наиболее предпочтительной является каркасная система с поперечным расположением ригелей, при которой в поперечном направлении образуются рамы, которые совместно со связями обеспечивают пространственную жесткость и устойчивость здания и позволяют, изменяя шаг колонн, обеспечивать гибкость планировочного решения внутреннего пространства здания. Каркасные системы – основной тип промышленных зданий, так как в них действуют большие сосредоточенные нагрузки, удары, сотрясения от технологического оборудования и кранов. Другие виды конструктивных систем (бескаркасная, с неполным каркасом, ствольная, оболочковая) применяют реже.

В бескаркасных зданиях размещают небольшие цеха с пролетами шириной до 12 м, высотой до 6 м и кранами грузоподъемностью до 50 кН. В местах опирания стропильных конструкций стены с внутренних сторон усиливают пилястрами. Многоэтажные промышленные здания по бескаркасной системе строят очень редко.

Варианты состава и размещения несущих элементов в пространственном рамном каркасе определяют конструктивную схему здания.

Ее используют в зданиях со сложной планировочной структурой и при ограниченных нагрузках.

Безбалочные схемы рациональны для производственно-технологических процессов, требующих особых условий санитарии и микроклимата молокоперерабатывающие, мясоперерабатывающие производства, холодильники и др.).

Производственные здания с неполным каркасом проектируют под небольшие нагрузки: бескрановыми с Q < 50 кН. В таких зданиях отсутствуют пристенные колонны, а наружные стены выполняют и несущую и ограждающую функции.

В практике проектирования и строительства предприятий промышленности предусматривают как одноэтажные, так и многоэтажные здания рис. 2.1, рис. 2.2.

Рисунок 2.1 – Основные типы одноэтажных промышленных зданий:

а – однопролетное бесфонарное; б- то же, с мостовым краном; в, г – многопролетные с фонарями;

д – общий вид здания

Рисунок 2.2 –Основные типы многоэтажных промышленных зданий:

а-в –схемы поперечных разрезов; г – общий вид здания

Рис. Стальной каркас

В последнее время предпочтение отдают одноэтажному строительству в связи с резким сокращением производственных мощностей строящихся предприятий. Наиболее часто применяемые схемы конструктивных решений зданий приведены на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 - Конструктивные схемы одноэтажных промышленных зданий:

а — каркасные; б — бескаркасные; в — с неполным каркасом (пилястра – кирпичный выступ); г — шатровые

В бескаркасных зданиях отсутствуют колонны (см. рисунок 2.3,б). Нагрузки от собственного веса покрытия, снеговые, от грузоподъемных кранов воспринимаются наружными и внутренними стенами. В местах опирания на стену балок (ригелей) устраивают пилястры. Стены опираются на ленточные фундаменты. В зданиях с неполным каркасом наружные стены выполняют несущими, внутри здания монтируют колонны (см. рисунок 2.3, в). В бескаркасных и в зданиях с неполным каркасом наружные стены воспринимают, кроме основной, нагрузки от покрытия, перекрытий и нагрузки от внешней среды (ветер). При сооружении на предприятиях складов могут возводиться здания шатрового типа (см. рисунок 2.3, г). В таких зданиях отсутствуют вертикальные опоры, нет наружных стен. «Шатер» опирается непосредственно на фундамент.

Длину многоэтажного промышленного здания назначают в зависимости от технологического процесса. Объемно-планировочные решения (габаритные схемы) многоэтажных зданий характеризуют число пролетов, их размер, этажность и наличие подвесного транспорта или мостовых кранов.

Рис.. Габаритные схемы многоэтажных промышленных зданий

Большое влияние на сокращение числа типоразмеров конструктивных элементов, а также на их унификацию оказывает расположение стен и других конструкций здания по отношению к модульным разбивочным осям.

Унификация промышленных зданий предусматривает определенную систему привязки конструктивных элементов к модульным разбивочным осям. Она позволяет получить идентичное решение конструктивных узлов и возможность взаимозаменяемости конструкций.

Сказанное относится к промышленным зданиям со сборными железобетонными или стальными каркасами. Возможны и другие способы привязки, если они не усложняют решение здания, не увеличивают число типоразмеров сборных элементов и не повышают стоимость строительства. При применении монолитных железобетонных конструкций или покрытий в виде пространственных систем привязку к разбивочным осям и решение деформационных швов (осадочных и температурных) подвергают проработке.

Перепады высот необходимо совмещать с продольными температурными швами. При невозможности такого совмещения перепады величиной 1,8 м допускаются в тех случаях, если ширина низкой части здания при 6-метровом шаге колонн превышает 60 м, а при 12-метровом шаге колонн и при наличии подстропильных конструкций превышает 90 м. Перепады величиной 2,4 м допускаются, если ширина низкой части здания при 6-метровом шаге колонн превышает 36 м, а при 12-метровом шаге колонн и наличии подстропильных конструкций превышает 60 м.

В целях унификации объемно-планировочных решений размеры пролетов одноэтажных промышленных зданий следует назначать: для зданий без мостовых кранов равными 12, 18 и 24 м, а для зданий с мостовыми кранами — 18, 24 и 30 м и более — кратными 6 м.

Высоты помещений (от поверхности чистого пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре) следует назначать: в зданиях без мостовых кранов для пролетов 12 м — 3,6; 4,2, 5,4 и 6 м; для пролетов 18 и 24 м — 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6 м; для пролетов 18 м допускается, кроме того, высота 4,8 м.

В зданиях с мостовыми кранами высоту помещений следует принимать:

В зданиях со сборным железобетонным каркасом при высоте помещений до 18 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т, отметку верха консолей колонн следует назначать:

Отметка верха консолей в зданиях со сборным железобетонным каркасом, оборудованных мостовыми кранами

Высоту пролета цеха с мостовыми кранам и определяют, исходя из габаритных размеров высоты оборудования и размеров транспортируемых краном изделий

Рис.. Схема для определения высоты пролета цеха, оборудованная мостовым краном

Величина h (от уровня пола до верха головки подкранового рельса) определяется по формуле

h= К+z+е+f+c

где К — высота наиболее высокого станка или агрегата (принимают не менее 2,3 м); z — размер промежутка между транспортируемым изделием, поднятым в крайнее верхнее положение, и верхней точкой наиболее высокого объекта оборудования (принимают не менее 400—500 мм); е — высота наибольшего по размеру изделия в положении транспортирования; f — расстояние от верхней кромки наибольшего транспортируемого изделия до центра крюка крана в верхнем его положении (принимают не менее 1 м); с — расстояние от предельного верхнего положения крюка до верха головки подкранового рельса. Размеры расстояния с для кранов различной грузоподъемности приведены ниже.

Ширина пролета.

Величины пролетов мостовых кранов

При расстановке станков и оборудования необходимо учитывать эти расстояния, в противном случае крюк не будет подходить к середине станка и использовать крюк невозможно, так как при подъеме груза краном оттяжка крюка от вертикальной оси не допускается правилами техники безопасности. При проектировании промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, необходимо учитывать зависимость между пролетом крана (расстояние между вертикальными осями подкрановых рельсов) LK и пролетом цеха L, которая приведена.

Дата добавления: 2014-01-07