Лекция 17 Классификация и конструктивные системы промышленных зданий

Промышленно­сти здания подразделяют на четыре ос­новные группы:

производственные,

энер­гетические,

здания транспортно-складского хозяйства

и вспомогательные здания или помещения.

К производственным относят здания, в которых осуществляется выпуск готовой продукции или полуфабрикатов. Их подразделяют на многие виды со­ответственно отраслям производства. Среди них механосборочные, термиче­ские, кузнечно-штамповочные, ткацкие, инструментальные, ремонтные и др.

К энергетическим относят зда­ния ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), ко­тельных, электрические и трансформа­торные подстанции и др.

К зданиям транспортно-складского хозяйства относят гаражи, склады готовой продукции, пожарные де­по и др.

К вспомогательным зданиям от­носят административно-конторские, бы­товые, пункты питания, медицинские пункты и др.

Характер объемно-планировочного и конструктивного решения промыш­ленных зданий зависит от их назначения и характера технологических процессов.

Здания подразделяют на четыре класса, причем к I классу относят те, к которым предъявляются повышенные требования, а к IV классу — постройки с минимальны­ми требованиями. Для каждого класса установлены свои эксплуатационные качества, а также долговечность и огне­стойкость основных конструкций зданий.

Установлены три степени долговечно­сти промышленных зданий: I степень — не менее 100 лет; II — не менее 50 лет и III — не менее 20 лет.

По степени огнестойкости здания и со­оружения подразделяют на пять степе­ней. Степень огнестойкости, характери­зуемая группой возгораемости и преде­лом огнестойкости основных строи­тельных конструкций, принимается: для зданий I класса — не ниже II степени, для зданий II класса — не ниже III степени. Для зданий III и IV классов степень огне­стойкости не нормируется.

По архитектурно-конструктивным при­знакам промышленные здания подразде­ляют на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности. Производства, в которых технологиче­ский процесс протекает по горизонтали и характеризующиеся тяжелым и гро­моздким оборудованием, крупногабаритными изделиями и значительными динамическими нагрузками, целесообраз­но размещать в одноэтажных зданиях. В настоящее время в одноэтажных про­мышленных зданиях размещается около 75 % промышленных производств.

В зависимости от числа пролетов одно­этажные здания могут быть одно- и многопролетными (рис. 19.1). Проле­том называется объем промышленного здания, ограниченный по периметру ря­дами колонн и перекрытий по однопролетной схеме. Расстояние между про­дольными рядами колонн называют ши­риной пролета.

В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально напра­вленными технологическими процессами для предприятий легкой, пищевой, радио­технической и аналогичных им видов промышленности (при поверхностных на­грузках на междуэтажные перекрытия 45 кН/м²). Их, как правило, сооружают многопролетными (рис. 19.2). На первых этажах располагают производства, имею­щие более тяжелое оборудование, выде­ляющие агрессивные сточные воды, в верхних — производства, выделяющие газовые вредности, пожароопасные, и др.

По наличию подъемно-транспортного оборудования здания бывают крановые (с мостовым или подвесным транспор­том) и бескрановые.

По материалу основных несущих кон­струкций здания можно разделить: с же­лезобетонным каркасом (сборным, сборно-монолитным и монолитным); со стальным каркасом; с кирпичными стена­ми и покрытием по железобетонным, ме­таллическим или деревянным конструк­циям.

Кроме перечисленных факторов про­мышленные здания классифицируют и по другим признакам: по системе отопле­ния, вентиляции, освещения, по профилю покрытия. Ниже будут рассмотрены осо­бенности проектирования зданий и с уче­том этих признаком.

Лекция 17 Фундаменты и фундаментные балкиФундаменты
По способу возведения фундаменты делят на монолитные и сборные.
Под колонны каркасного здания устраивают, как правило, столбчатые фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные и сплошные фундаменты предусматривают редко, как правило, на слабых, просадочных грунтах и при больших ударных нагрузках на грунт технологического оборудования.

Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты имеют ступенчатую форму с подколонником стаканного типа для заделки колонн (рис.2).

разрез подколонника

Рис.2. Общий вид монолитного фундамента ступенчатой формы с подколонником стаканного типа под крайнюю колонн
Сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали. Более легкими и экономичными по расходу стали, являются сборные фундаменты ребристой или пустотной конструкции.
При близком расположении уровня грунтовых вод (УГВ) и при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты. Наиболее распространены железобетонные сваи круглого и квадратного сечений. По верху сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколонником.
Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов, а места сварки заделывают бетоном.
Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300 мм или 450 мм.
В верхней части подколонника устроен стакан для установки в него колонны. Дно стакана располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны для того, чтобы компенсировать подливкой раствора неточности в размерах и заложении фундаментов.
Колонны с фундаментом соединяют различными способами. В основном с помощью бетона. Для обеспечения жесткого закрепления колонны в стакане фундамента на боковых поверхностях железобетонной колонны устраивают горизонтальные бороздки. Зазор между гранями колонны и стенками стакана поверху составляет 75 мм, а по низу стакана 50 мм (рис.2).
Обрез фундамента под железобетонные колонны располагают на отметке -0.15 м, под стальные колонны – на отметках -0.7 м или -1.0 м.
Фундаменты под смежные колонны в температурных швах делаются общими, независимо от числа колонн в узле. Для каждой сборной железобетонной колонны в этом случае устраивают отдельный стакан (рис.3).

Рис. 3. Монолитные фундаменты железобетонных

колонн в местах устройства деформационных швов
В фундаментах под стальные колонны подколонник делают сплошным (без стакана) с анкерными болтами (рис.4).

а) б)

Рис. 4. Монолитные фундаменты под стальные колонны:
а) колонны постоянного сечения;
б) колонны двухветвевые (сквозного сечения)
Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов (рис. 2). Фундаментные балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение (рис.5). Номинальная длина их составляет 6 и 12 м. Конструктивная длина фундаментных балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок. Верхняя грань балок располагается на 30 мм ниже уровня чистого пола.

а) б)

Рис. 5. Сечения фундаментных балок:

а) для шага колонн 6 м;
б) для шага колонн 12 м
Фундаментные балки устанавливают на подливку из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Этим раствором заполняют зазоры между торцами балок и стенками подколонников. По балкам для гидроизоляции стен укладывают 1-2 слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и с боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня (рис.6).

Рис. 6. Деталь цоколя одноэтажного промышленного здания