Конструкции одноэтажных сельскохозяйственных и промышленных зданий

Операционные системы для встроенных систем

Большинство новых устройств имеет сложное программное обеспечение, которое требуется для мультизадачности, синхронизации задач, поддержки широкого диапазона устройств ввода/вывода, планирования и буферизации операций ввода/вывода, управления памятью, поддержки графических дисплеев, файловых систем, сетей, безопасности и управления питанием. Операционная система может предоставить все эти возможности, чтобы помочь разработчикам приложений. Прикладные программисты будут более продуктивными, так как они работают на более высоком уровне абстракции, используя эти средства, предоставляемые операционной системой.

Выпущенная недавно модель сотового телефона содержит более пяти миллионов строк кода. Немногие, если вообще какие-то проекты, будут иметь время и средства, необходимые для разработки всего этого кода полностью самостоятельно. В таких случаях имеет экономический смысл использовать существующую операционную систему. Сокращение времени разработки и снижение расходов вполне оправдают стоимость лицензии операционной системы.

Лицензионные отчисления типичной коммерческой встроенной ОС составляют только несколько долларов на устройство. Некоторые очень простые устройства могут обходиться без ОС, но новые устройства постоянно становятся все более сложными.

В связи с этим большинство встроенных устройств используют встроенную операционную систему. Встроенные операционные системы обычно разрабатываются большей частью на C/C++ и поставляются вместе с компилятором C/C++, ассемблером, и инструментами отладки, чтобы помочь разработчикам в разработке прикладных программ и тестировании устройства. Инструменты разработки встроенных систем должны также поддерживать выполнение программ с помощью кода, хранящегося в энергонезависимой памяти, такой как ROM или память Flash.

1.1. Объемно-планировочные решения одноэтажных зданий

1.2.Классификация одноэтажных производственных зданий по конструктивным признакам.

1.3.Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование

1.4.Устройство деформационных швов

1.5.Привязка элементов к разбивочным осям

1.6.Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости одноэтажных промышленных зданий

1.7.Типы покрытий, типы кровли

1.8. Назначение и типы фонарей

1.1.Объемно-планировочные решения одноэтажных зданий

Типы зданий. Основные требования к решениям зданий. Производственные здания в отечественном строительстве проектировались большей частью одноэтажными (удельный вес 79-80%). Конструктивные особенности одноэтажных зданий открывали большие возможности применения крупных сеток колонн. Это позволяло создавать лучшие условия расстановки оборудования и организацию производственных потоков; в любом месте здания свободно размещались производства с тяжелым оборудованием; обеспечивалась большая маневренность при перестройке технологического процесса; проще и экономичнее решались транспортные и грузоподъемные устройства.

В практике проектирования и в строительных нормах принята определенная терминология для параметров зданий:

- объемно-планировочный элемент – часть здания с размерами, равными высоте здания, пролету и шагу;

- планировочный элемент – горизонтальная проекция объемно-планировочного элемента;

- объемно-планировочные параметры – основные линейные размеры объемно-планировочных элементов: пролеты, шаги, высоты;

- пролет – расстояние между разбивочными осями отдельных опор в направлении, соответствующем пролету основной несущей конструкции покрытия;

- шаг – расстояние между разбивочными осями, определяющими расположение отдельных опор или расположение основных несущих конструкций; при этом различают шаг колонн и шаг стропильных конструкций;

- сетка колонн – расположение разбивочных осей колонн в плане; обозначается как произведение пролета на шаг колонн (24×12 м);

- высота одноэтажного здания – расстояние от уровня пола до условной отметки покрытия; высота помещения одноэтажного здания – расстояние от уровня чистого пола до низа несущей конструкции покрытия вблизи опирания на колонну.

- привязка – расстояние от модульной разбивочной оси до грани или до геометрической оси элемента.

Объемно-планировочные решения промышленных предприятий удовлетворяли требованиям технологии и индустриализации строительства: этим объяснялись массовый переход к пролетам 18, 24, 30 м; увеличение шага колонн до 12 и 18 м; увеличение доли зданий с подвесным транспортом (подвесные краны, монорельсы, конвейеры и пр.).

Среди производственных зданий выделяют следующие разновидности:

- здания со скатной кровлей; здания с плоской (малоуклонной) кровлей; здания с подвесными потолками;

- здания с фонарями (аэрационными, светоаэрационными, зенитными); здания без фонарей;

- бескрановые здания; крановые здания, оборудованные мостовыми или подвесными кранами;

- здания с наружным отводом воды; здания с внутренним отводом воды.

Рис. 1.1. Схемы поперечных рам каркасов бескрановых зданий с типовыми ЖБК

а – однопролетное и многопролетное здание с плоской кровлей с применением стропильных балок; б – здание однопролетное и многопролетное (с внутренним отводом воды) со скатной кровлей с применением двускатных стропильных балок; в – здание двухпролетное и трехпролетное со скатной кровлей (с наружным неорганизованным отводом воды) с применением стропильных балок с параллельными поясами и двускатных

Рис. 1.2. Схемы поперечных рам каркасов зданий, оборудованных мостовыми кранами, с типовыми ЖБК

а – многопролетное здание с применением раскосных (или безраскосных) стропильных ферм со скатной кровлей и внутренним отводом воды; б – многопролетное здание с применением безраскосных стропильных ферм со стойками и малоуклонной кровлей и внутренним отводом воды

Рис. 1.3. Однопролетное и трехпролетное неотапливаемое здание с треугольными фермами в сочетании с асбестоцементными волнистыми листами с наружным отводом воды

В практике строительства встречаются различные сочетания этих признаков. Отечественные нормы относят к плоским кровли, имеющие уклон от 0 до 2,5%. С плоской кровлей без фонарей выполнялись преимущественно здания для предприятий текстильной промышленности, искусственного волокна, радиоэлектроники и других отраслей, где требуется создание определенных температурно-влажностных режимов.

Здания с фонарями в основном строились со скатной кровлей.

Разновидность одноэтажных производственных зданий представляют так называемые здания павильонного типа. Это отдельно стоящие одно-, двух, трехпролетные здания с встроенными этажерками для размещения технологического оборудования. Такие здания предназначены для размещения производств, в которых преобладают вертикальные схемы технологических процессов.

При проектировании промышленных предприятий предусматривали ограниченное число типов зданий и их конструктивных решений. Здания проектировались в общем случае прямоугольной формы в плане, преимущественно без перепадов высот, с одинаковыми пролетами одного направления и высоты. При соответствующем обосновании допускались разные унифицированные пролеты, повышенные пролеты группировали вместе и располагали по одну сторону от пониженных пролетов. Во всех случаях избегали пониженных средних пролетов, т.к. это приводило к образованию снеговых мешков. Ширина зданий устанавливалась с учетом требований пожаро- и взрывобезопасности.

Сетка колонн, шаг стропильных конструкций. В директивных материалах Госстроя СССР рекомендовано для одноэтажных многопролетных зданий массового типа применять в цехах без кранов главным образом сетку колонн 18×12 м и в цехах с кранами сетки 18×12 м и 24×12 м, а для отдельных производств с крупногабаритным оборудованием – пролеты 30 и 36 м. При подвесном транспортном оборудовании или подвесных потолках, а также при подвеске значительного количества коммуникаций рекомендовано располагать несущие конструкции покрытий (балки, фермы) через 6 м и применять подстропильные конструкции. При отсутствии подвесного оборудования рекомендованы стропильные балки и фермы с шагом 12 м, а для покрытий – плиты пролетом 12 м (в этом случае не требуется подстропильной конструкции).

С применением унификации сеток колонн до ¾ одноэтажных производственных зданий проектировалось и строилось с сетками колонн 18×12 м и 24×12 м, остальная ¼ – с сетками колонн 9×6, 12×6, 18×6, 24×6, 30×12, 36×12 м. В проектировании производственных зданий практически полностью были исключены сетки колонн 15×6 м и 21×6 м. Сетка 27×6 м применялась в виде исключения только для зданий электролиза алюминия.

Высоты помещений (от отметки чистого пола до низа несущих конструкций покрытий на опоре) принимают строго определенные для соответствующих пролетов зданий

- без мостовых кранов (от 3,6 до 12,6 м);

- с мостовыми кранами (от 8,4 до 18 м).

По технологическим требованиям можно применять большие высоты:

- до 10,8 м для зданий пролетами 12 м – кратными 1,2 м;

- выше 10,8 м для зданий пролетами 12 м – кратными 1,8 м;

- для зданий пролетами 18, 24, 30 м – кратными 1,8 м.

Высоты 3,6 и 4,2 м допускались только для зданий со скатной кровлей с наружным отводом воды.

1.2.Классификация одноэтажных производственных зданий по конструктивным признакам.

Несущие конструкции одноэтажных зданий из сборных желе­зобетонных элементов принято делить на поперечные и продоль­ные.

Поперечные конструкции каркаса здания называют рама­ми; они воспринимают нагрузки от покрытия, снега, кранов, вет­ра, действующего на продольные стены и фонари, а при каркасных стенах – также нагрузки от стен. Ра­мы могут быть рассчитаны и на восприятие других нагрузок и воздействий, например сейсмических.

Продольные конструкции здания обеспечивают устойчивость поперечных рам и воспринимают продольные нагрузки от тор­можения кранов и от ветра, действующего на торцовые стены здания и торцы фонарей. Продольные конструкции могут вос­принимать сейсмические нагрузки.

Поперечные конструкции (рамы здания) состоят из основ­ных несущих элементов каркаса здания: стоек и ригелей.

Сборные железобетонные поперечные рамы собирают из сто­eк (в одноэтажных зданиях их называют колоннами) и ригелей, в качестве которых используют сплошные элементы – балки покрытия (называемые в дальнейшем стропильными балками) либо решетчатые элементы – фермы покрытия (называемые в дальнейшем стропильными фермами). Сборные элементы рам - колонны и балки, а также колонны и фермы – могут со­прягаться между собой при помощи шарнирных либо жестких соединений в узлах. В практике отечественного промышленного строительства рамы одноэтажных зданий с жесткими узлами при сборных железобетонных конструкциях практически не при­меняются; распространение получили только рамы с шарнирными верхними узлами. Колонны и ригели соединяются между собой при помощи закладных деталей, анкерных болтов и относительно небольшого количества сварных швов. Такие соединения податливы, поэтому условно рассматриваются как шар­нирные, хотя практически способны воспринимать небольшие моменты, обычно не учитываемые в расчете. Внизу колонны за­щемлены в фундаментах. Сборные железобетонные рамы дела­ют обычно из типовых элементов заводского изготовления.

Рамы зданий в продольном направлении соединяются меж­ду собой поверху жестким диском покрытия (при скатных покрытиях с небольшой высотой опорных частей стропильных ба­лок и ферм) или подстропильными конструкциями, которые обеспечивают наиболее жесткое соединение, или продольными вертикальными связевыми элементами в уровне опорных час­тей стропильных балок и ферм, а иногда и горизонтальными связями. В зданиях с мостовыми кранами соединительными эле­ментами продольной конструкции служат подкрановые балки и связи между колоннами.

Классификация одноэтажных производственных зданий:

- по числу пролетов: однопролетные, двухпролетные, многопролетные (рис. 1.4);

- по ширине пролетов: мелкопролетные (L < 12 м) и крупнопролетные (L > 12 м) здания;

- по наличию кранов: бескрановые; с мостовыми кранами; с подвесными кранами; с напольными кранами (рис. 1.5);

- по наличию фонарей: без фонарные здания; здания с фонарями (аэрационными, светоаэрационными, зенитными);

- по уровню пролетов: здания с пролетами в одном уровне; здания с пролетами в разных уровнях (рис. 1.6);

- по типу применяемых конструкций покрытий: с балочным типом из линейных элементов; пространственный тип (оболочки) (рис. 1.7);

- по типу каркаса: с полным каркасом; с неполным каркасом.

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.

- по расположению внутренних опор: ячейковые (квадратная сетка колонн с малыми размерами пролетов и шагов); пролетные (величина пролета значительно превышает величину шага опор) и зальные здания (расстояния между опорами достигают 100 м и более).

Рис. 1.4. Классификация одноэтажных зданий по числу пролетов

Рис. 1.5. Классификация одноэтажных зданий по наличию кранов

Рис. 1.6. Классификация одноэтажных зданий по уровню пролетов

Рис. 1.7. Классификация одноэтажных зданий по типу покрытий

Типовые конструктивные решения зданий со скатной и плоской кровлей предусматривают применение крупнопанельных плит покрытий пролетом 6 или 12 м, опирающихся непосредственно на балки или на фермы покрытия.

Здания со скатной или плоской кровлей из типовых унифицированных конструкций имеет несколько конструктивных схем, которые могут быть сведены к четырем основным вариантам:

схема 1 – соответствующая каркасам зданий с шагом всех колонн и стропильных конструкций 6 м (рис. 1.8);

схема 2 – соответствующая каркасам зданий с шагом всех колонн и стропильных конструкций 12 м (рис. 1.9);

схема 3 – соответствующая каркасам зданий с шагом всех колонн 12 м и шагом стропильных конструкций 6 м (рис. 1.10);

схема 4 – соответствующая каркасам зданий с шагом колонн по средним продольным рядам 12 м, шагом колонн по крайним рядам 6 м, всех стропильных конструкций также 6 м (рис. 1.11).

Рис. 1.8. Конструктивная схема 1

1 – колонна; 2 – стропильная конструкция; 3 – фонарь; 4 – стальные связи; 5 – распорка; 6 – плита длиной 6 м

Рис. 1.9. Конструктивная схема 2

1 – колонна; 2 – стропильная конструкция; 3 – фонарь; 4 – стальные связи; 5 – распорка; 6 – плита длиной 12 м

Рис. 1.10. Конструктивная схема 3

1 – плиты покрытия; 2 – стропильная конструкция; 3 – подстропильная конструкция

Рис. 1.11. Конструктивная схема 4

1 – колонна; 2 – стропильная конструкция; 3 – фонарь; 4 – подстропильная ферма; 5 – плита длиной 6 м

1.3.Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование

Технологический процесс требует перемещения внутри здания сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и т.п. Применяемое при этом подъемно-транспортное оборудование необходимо не только с точки зрения технологии производства, но и для облегчения труда, а также для монтажа и демонтажа технологических агрегатов.

Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование делят на 2 группы:

- периодического действия;

- непрерывного действия.

К первой группе относят мостовые краны, подвесной и напольный транспорт. Вторая группа включает: конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, подвесные цепные), нории, рольганги и шнеки.

В основном в промышленных зданиях применяют мостовые и подвесные краны. Они обслуживают достаточно большую площадь цеха и перемещаются в трех направлениях.

Подвесные краны имеют грузоподъемность от 2,5 до 50 кН, редко до 200 кН и состоят из легкого моста или несущей балки, двух- или четырехкатковых механизмов передвижения по подвесным путям и электротали, которая перемещается по нижней полке мостовой балки (рис. 1.12).

По ширине пролета устанавливают один или несколько кранов в зависимости от ширины пролета, шага несущих конструкций покрытия, грузоподъемности. По количеству путей подвесные краны могут одно-, двух- и многопролетными. Управление кранами осуществляют с пола цеха (ручные) или из кабины, подвешенной к мосту.

Рис. 1.12. Основные параметры подвесных однобалочных кранов

Мостовой кран состоит из несущего моста, имеющего четыре колеса (при грузоподъемности до 50 т включительно) – по два на каждом крановом пути и перекрывающего рабочий пролет помещения, механизмов передвижения вдоль подкрановых путей и передвигающейся вдоль моста тележки с крюком для подъема груза на гибком или жестком подвесе. При движении тележки вдоль моста грузы перемещаются поперек пролета здания.

Мостовые краны могут иметь грузоподъемность 10, 20, 30, 50 т выше; их иногда снабжают вторым крюком для вспомогательного подъема, имеющим меньшую грузоподъемность, чем главный крюк подъема.

Несущий мост выполняют в виде пространственных четырехплоскостных коробчатых балочных или ферменных конструкций. Краны перемещаются по рельсам, уложенным по подкрановым балкам, опирающимся на консоли колонн. Управляют мостовыми кранами из подвешенной к мосту кабины или с пола цеха (краны с ручным управлением).

Грузоподъемность, габариты и основные параметры мостовых кранов также как и подвесных определены ГОСТами (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Основные параметры пролетов с мостовыми кранами

Мостовые краны изготовляют для различного режима работы: тяжелого, среднего и легкого.

Тяжелый режим работы крана характеризуется большой скоростью передвижения его вдоль подкрановых путей (более 100 м/мин) и интенсивной (круглосуточной) работой (литейные цехи, прокатные цехи) (К_{использ}. ≥ 0,4);

средний режим работы крана характеризуется нормальной скоростью передвижения (до 100 м/мин) и сравнительно меньшей интенсивностью работы (механические и сборные цехи машиностроительных заводов, заводы сборных железобетонных конструкций, склады и т.п.) (К_{использ}. = 0,25-0,4);

легкий режим работы крана характеризуется малой скоростью передвижения (до 60 м/мин) и редкой несимметричной работой (монтажные краны в зданиях электростанций) (К_{использ}. = 0,15-0,25).

В одном пролете можно устанавливать два или несколько кранов, располагаемых как в одном, так и в двух уровнях цеха.

Очень часто объемно-планировочное и конструктивное решения промышленных зданий определяются наличием и характеристиками кранового оборудования. Проектировщики стремятся уменьшить грузоподъемность кранов или вообще освободить каркас здания от крановых нагрузок. Так как это позволяет уменьшить сечения колонн и размеры фундаментов, избавиться от устройства подкрановых путей и получить возможность применения укрупненной сетки колонн.

Технологические процессы в зданиях без кранов обслуживают напольным транспортом. К ним относят вагонетки, рольганги, автомобильные краны и погрузчики.

В крупнопролетных зданиях для перемещения громоздких и тяжелых грузов целесообразно применять козловые и полукозловые краны, передвигающиеся по уложенным в уровне пола цеха рельсам. Одной опорой полукозлового крана является подкрановый путь. При замене мостовых кранов козловыми требуется увеличение пролета и высоты здания. Так, для пролетов 12 и 15 м такие увеличения пролета и высоты должны составлять, соответственно, 3 м и 1,6 м, а для пролета 18 м - соответственно 6 и 3 м.

Однако, отказ от мостовых кранов в одноэтажных зданиях приводит к значительному экономическому эффекту, т.к. снятие крановых нагрузок с каркаса помимо экономии материалов открывает возможности создания легких большепролетных зданий с пространственными системами покрытий.

1.4.Устройство деформационных швов

По назначению деформационные швы бывают: температурно-деформационные (ТДШ); осадочные; антисейсмические.

По расположению: продольные; поперечные.

Для ограничения усилий, возникающих в конструкциях от перепада температур, здание разрезается температурно-деформационными швами на отсеки (температурные блоки), размеры которых (длина А и ширина Б, см. рис. 1.14) зависят от материала каркаса, теплового режима здания и климатических условий района строительства. Эти размеры определяются расчетом.

Рис. 1.14. Схема разрезки здания швами на температурные блоки

Для железобетонного и смешанного каркаса длина температурного блока А ≤ 72 м – если в здании по длине присутствуют неразрезные элементы (например, подкрановые балки). Для бескрановых зданий нормами разрешено увеличивать А до 144 м. Однако, если в здании есть подвесное оборудование (монорельс и т.п.) длина температурного блока не должна превышать 72 м. Допускается А увеличивать до 280 м, но при этом высота здания не должна превышать 8,4 м.

Ширина температурного блока Б не должна быть больше 90-96 м.

В особых климатических районах и для неотапливаемых зданий длину температурного блока А назначают по инструкциям, привязанным к местным климатическим условиям.

Осадочные швы устраивают:

- в местах сопряжения взаимно-перпендикулярных пролетов;

- между смежными параллельными пролетами при наличии в них различных статических и динамических нагрузок;

- в местах примыкания многоэтажного здания к одноэтажному;

- в зданиях с перепадом высот > 2,4 м при ширине здания до 60 м и высот ≥ 1,8 м при ширине здания ≥ 72 м и при разных статических нагрузках;

- по расчету в зависимости от гидрогеологических условий площадки строительства.

1.5.Привязка элементов к разбивочным осям

Унификация и типизация невозможны без соблюдения единых правил привязки конструктивных элементов к модульным координационным осям здания.

Привязка расстояние от модульной координационной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.

Конструкции покрытия и перекрытия всегда имеют нулевую привязку.

Дата добавления: 2014-01-07