Конструктивні рішення промислових будівель

Конструктивні рішення промислових будівель розрізняють за будівельною системою на:

- будівлі з залізобетонним каркасом;

- будівлі з несучими металевими конструкціями;

- будівлі з кам'яними стінами ручної кладки та покриттям із залізобетону, сталі чи дерева;

- будівлі комбінованої системи, що об'єднує з/б, металеві і дерев'яні несучі конструкції.

На відміну від громадських промислові будівлі проектують в гнітючій більшості випадків на основі каркасної конструктивної системи з ненесучими або самонесучими стінами. Безкаркасну конструктивну систему з несучими зовнішніми стінами використовують тільки для невеликих одноповерхових однолітніх безкаркасних будівель. Несучі зовнішні стіни таких цехів, як правило, зводять в кам'яній кладці з підсиленням в необхідних випадках пілястрами з армуванням.

10.1. Несучі конструкції.

10.1.1. Несучі констуркції одноповерхових будівель.

Каркасні несучі конструкції одноповерхових промислових будівель складається із поперечних рам і поздовжніх в'язів між ними. Поперечні рами частіше всього утворюються із защемлених в фундаментах колон, шарнірно пов'язаних з балками чи фермами покриття, які виконують функції ригелів рам. Роль поздовжніх в'язів каркаса виконують обв'язочні, підкрокв'яні і підкранові балки (чи ферми), япеціальні в'язеві конструкції, також панелі чи настили покриття, жорстко пов'язані з верхнім поясом ферм чи балок. Каркас приймає постійні та тимчасові навантаження, а також піддається комплексу несилових впливів (технологічні, температурні і ін.). Тому для каркаса використовують набільш міцні та довготривалі матеріали – залізобетон (збірний чи монолітний) і метал.

10. 1.1.1. Залізобетонні несучі конструкції.

Фундаменти (збірні чи монолітні) представляють собою окремл стоячі опори – башмаки ступенчатої форми з гніздом ("стаканом") в верхній частині для встановлення колонни.

При слабких і нерівномірно деформуємих грунтах основи фундаменти колон проектують павільйони із залізобетонних (чи буронабивних) паль.

Відмітка верха фундамента – 0,150м.

Збірні колони із важкого бетону класу В20…В40 суцільні чи наскрізні з консолями, чи з оголовками.

Залізобетонні несучі конструкії покриття: балки з ІІ поясами, одно-, двохухильні, ферми сегментні, безроскісні, з ІІ поясами.

Підкранові балки попередньо напружені з високоміцного бетону таврового (6м) чи двотаврового (12м) профілю.

Плити покриття 6м та 12м проліту, як правило, попередньо напружені, шина 1,5 і 3м.

В'язи із металевих елементів:

Розрізняють нижні в'язи (підколонні) вертикальні в рівні покриття по верхньому і нижньому поясах ферм покриття.

10.1.1.2. Стальні несучі конструкції.

Універсальним рішенням стальних несучих констуркцій одноповерхових будівель є каркас поперечних рам, об'єднаних в'язами в єдину просторову стійку систему.

Колони. В залежності від висоти та величини кранових навантажень приміняють колони суцільної, наскрізної та роздільної констуркції.

З'єднання колони з фундаментом (як правило, залізобетонні) жорстке з допомогою бази (башмака), чка завершується привареною в торець до ствола колони горизонтальною опорною стальною плитою.

Ригелі – балки чи ферми – з'єднуються шарнірно з колонами на анкерних болтах.

Підкранові балки проектують, як правило, розрізними, суцільними чи наскрізними. При підкранові балки суцільні із прокатного чи складеного двотавра. При і підкранові балки – наскрізні (у вигляді ферм з роскісною решіткою).

Просторові стальні несучі конструкції покриття у вигляді перекресно-стержнєвих систем типу структур використовують в одноповерхових будівлях з пролітами з напольним чи легким (до 2__) підвісним транспортом.

10. 1.2. Несучі конструкції багатоповерхових будівель.

Багатоповрехові будівлі проектують, як правило, в каркасній конструктивній системі з повним каркасом. Комбінована система з неповнимкаркасом і несучими зовнішніми стінами використовується рідко.

Матеріал каркаса повинен бути високоміцним та довговічним – залізобетонним чи металевим.

Стальний каркас використовують у випадках, коли збірний залізобетон не може бути використаний з причини наявності агресовного по відношенню до бетону середовища, неуніфікованих геометричних параметрів будівлі, великих розрахункових навантажень.

Збірний залізобетонний каркас використовують з балочними та безбалочними перекриттями, а також в поєднанні з фермами перекриттів в будівлях з міжферменними покриттями.

Збірний балочний каркас використовують для двох-п'ятиповерхових виробничих будівель легкої, хімічної, електрохімічної і приборобудівної промисловості.

Каркас складається з плоских рам (переважно поперечних), плит міжповерхових перекриттів і покриттів та в'язевих констуркцій.

Колони на 2-3 поверхи з трапецієподібними консолями для опирання ригелів.

Ригелі прольотів 6 і 9м мають уніфіковану висоту 0,8м прямокутної чи таврової форми поперечного перерізу.

Плити перекриття і 9 ; , висота ребер 0,4м, товщина полички 50мм.

Збірний безбалочний каркас складається із колон, капітелей, надвіконних та пролітних плит.

10.2. Огороджуючі конструкції.

10.2.1. Зовнішні стіни та їх елементи.

Вертикальні зовнішні огорожі промислових будівель компонують із глухих і світопрозорих конструкцій, воріт, дверей, сонцезахисних пристроїв і вентиляційних решіток.

Констуркції зовнішніх стін повинні задовільняти загальним естетичним та економічним вимогам поряд з технічними вимогами міцності, жорсткості, довговічності, водо- та повітрянепроникності.

Конструкції зовнішніх стін проектують несучими, самонесучими та ненесучими. Неутеплені стіни частіше всього ненесучі. Конструкції зовнішніх стін виконують із негорючих матеріалів. Несучі і самонесучі – із бетонних панелей, блоків, цегли, ненесучі – із бетонних чи цегляних панелей.

Найбільш поширеною є констуркція ненесучих, самонесучих стін із бетонних панелей горизонтальної розрізки. Панелі виконуються із важкого, легкого чи ніздрюватого бетону.

Панелі із важкого бетону використовують для стін неопалювальних будівель, панелі із легкого чи ніздрюватого бетону – для опалювальних. Панелі із ніздрюватого бетону використовують тільки для стін будівель з нормальним температурно-вологісним режимом при вологості внутрішнього повітря до 60%, легкобетонні панелі – при відносній вологості в приміщеннях – до 75%.

Залізобетонні панелі проектують у вигляді площинних чи ребристих попердньо напружених плит. Крім того, використовують також трьохшарові залізобетонні панелі з ефективним утеплювачем і ін.

Розміри панелей всіх видів типизовані: довжина – 15; 3; 6; 12м, висота – 0,9; 1,2; 1,5; 1,8м, товщина – 0,16; 0,2; 0,24; 0,3м.

Для влаштування торцевих стін, що мають велику площу, використовують фахверхові колони з кроком 6м.

Перший (нижній) ряд панелей зовнішніх стін завжди виконують із несучих панелей: на них влаштовують стічкове засклення. Перепльотні рами шириною 6м, а висотою до 3,6м виконують в металі (сталь, алюміній) і їх прикріплюють (приварюють) по боках до колон.

Двері і ворота. Ворота передбачають для пропуска у виробничі будівлі засобів напольного транспорту. Прорізи (типові) для воріт для автотранспорту ; ; м: для залізничного м. Найбільш широко використовують ворота розпашні та роздвижні. Полотно таких воріт – стальний каркас з дерев'яною або тонколистовою обшивкою.

Проріз для воріт обрамляється стальною чи залізобетонною рамою.

Двері промислових будівель складаються із коробки та полотна. Кріплення коробки аналонічне використовуваному в цивільних будівлях. В залежності від призначення двері проектують дерев'яними, стальними чи скляними з алюмінієвою обв'язкою та в алюмінієвій коробці.

10.3. Покриття і їх елементи.

Покриття включають в себе глуху частину огорожі, конструкції, ліхтарів та елементи організації до відведення – парапети, карнизи, єндови, лотки, водоприймальні воронки і ін.

Покриття проектують утепленими (для опалювальних будівель) або неутепленими (для неутеплювальних або для будівель з надлишковим теплом). Неутеплені конструкції повинні задовільняти вимогам міцності, довговічності та гідроізоляцї, утеплені, крім того – вимога – тепло- та пароізоляції.

Утепленні покриття проектують, як правило, суміщеними (вентиляційними чи невентиляційними).

Несучі функції покриттів виконують залізобетонні панелі прольотом 6, 12 чи 18м, сперті на верхні пояси крокв'яних конструкцій.

Покриття складається з з/бпанелі, пароізоляційного шару із рубероїду чи мастики по шару цементного розчину, утеплюючого шару, основи під гідроізоляцію (монолітна стяжка) із асфальту чи цементного розчину та гідроізоляційного шару (багатошаровий рулонний уилим або безосновні мастики). Довговічність гідроізоляційного шару підвищують присипкою 10-20 мм гравію світлих тонів, втоплених в мастику.

Утеплене покриття може виконуватись і в інших варіантах: азбоцементні панелі та профільовані листи.

Неутеплене покриття: залізобетонні панелі без утеплень, азбоцементні листи підсиленого профілю.

Ліхтарі: поздовжні (із несучих і огороджуючих елементів, несучі – стальний каркас), зенітні, світлі прозорі панелі із склопакетів в спальній обв'язці.

10.4. Підлоги в промислових будівлях.

Підлоги є одним із найбільших трудомістких і дорогих конструктивних елементів промислової будівлі (15-20%).

Підлоги зазнають як силових так і несилових впливів різної інтенсивності: статичні, динамічні, вібраційні, ударні від обладнання та транспорту, теплові, агресивні рідини (вода, розчини кислот, основ, рослинні і мінеральні мастила, бензин, керосин і ін.).

Спеціальні вимоги до підлоги: підвищена механічна міцність, негорючість, жаросткість, стійкість до фізико-хімічних та біологічних впливів…

В промислових будівлях на різних ділянках площу влаштовують різні конструкції підлоги по грунту (в одноповерхових будівлях).

Констуркція підлоги включає: підстиляючий шар, влаштований по підготовленій основі, гідроізоляційний шар, прошарок під покриття, покриття підлоги.

Для одноповерхових промислових будівель можливі такі конструктивні типи підлог:

Глинобітні, бетонні, асфальтобетонні, ксилолітові, брусчаткові, цегляні (ложком або ребром), торцеві, бетонні чи керамічні плити, металеві плити, дощаті, із лінолеуму, полівінілацетатні і ін.