«Основы инженерного строительства и санитарной техники».

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

4. Одноэтажные промышленные здания

     УНИФИЦИРОВАННЫЕ ГАБАРИТНЫЕ СХЕМЫ И ТИПЫ ЗДАНИЙ. В последние годы для ряда отраслей промышленности строятся преимущественно одноэтажные здания. В общем объеме возводимых зданий они занимают около 80 °/о всех площадей, что в большой степени объясняется их экономичностью по сравнению с многоэтажными. Несущие конструкции каркаса одноэтажных зданий воспринимают сравнительно небольшие снеговые и ветровые нагрузки от собственной массы покрытия, что позволяет применять крупные сетки колонн 12х6, 18Х6, 12\12, 18Х12 м. Укрупненная сетка колонн дает возможность более гибко организовать технологический процесс, свободно размещать производство с тяжелым оборудованием, а также изменять технологические процессы и устанавливать новое оборудование при внедрении новой техники без коренной реконструкции зданий (рис. 11).

Рис. 11. Каркасное одноэтажное здание
а — пролет; в — шаг колонн

    Здания или цеха с пролетами 18, 24 и 30 м с шагом колонн 6 и 12 м называются «гибкими». Госстроем России утверждены и широко применяются унифицированные габаритные схемы одноэтажных промышленных зданий. Здания подразделяются на бескрановые (с подвижными подъемно-транспортными механизмами) и крановые, оборудованные мостовыми кранами. Основные параметры зданий, применяемых для пищевой и легкой промышленности, приведены в табл. 3. Наиболее простые однопролетные и двухпролетные здания с железобетонным каркасом и наружным водостоком (рис.12, а) при проектировании предприятий пищевой промышленности применяются для размещения подсобного производства или складских помещений.
    Многопролетные здания с многоскатными или плоскими покрытиями (рис. 12,6, в) широко используются в пищевой промышленности для винодельческих и пивоваренных предприятий, а также производства безалкогольных напитков.

Основные размеры одноэтажных зданий для пищевой и легкой промышленности, м

Таблица 3.

Пролет	Шаг колонн, М		Высота помещений, м	Шифр габаритной схемы
	крайних	средних
6	6	6	3.6	БМ-б-З.б
6	6	6	4.2	БМ-6-4,2
6	6	6	6	БМ-6-6
12	6	6	6	БМ. 12-3,6
12	6	6	4.2	БМ-12-4,2
12	6	6	5.4	ЕМ-12-5.4
12	6	6	6	БМ-12-6
12	6	6	7.2	БМ-12-7,2
18	6;12	6;12	4.8	БМ-18-4,8
18	6;12	6;12	6	БМ 18-6
18	6;12	12	7.2	БМ-18-7,2
18	6;12	12	8.4	БМ-18-8,4

    Примечание: В шифре габаритной схемы приняты обозначения: Б - здание бескрановое, М - межотраслевого назначения, первое число - пролет в м, второе - высота этажа в м.
    Здания при этом принимаются с сетками колонн 18Х12 или 12х16, высотами 4,8, 6,0, 7,2 и 8,4 м в зависимости от габаритов технологического оборудования по высоте.
    При соответствующем обосновании в одноэтажных зданиях с сеткой колонн 12Х6 м можно размещать хлебозаводы.
    В качестве несущих конструкций покрытия применяют железобетонные балки и железобетонные фермы. Водоотвод устраивают внутренний. К одноэтажным производственным зданиям относят здания павильонного типа (рис. 13), их проектируют чаще всего одно-, двух- и трехпролетными. Такие здания предназначены для производства с вертикальными схемами технологических процессов. При проектировании предприятий пищевой промышленности в них размещаются сахарные и крахмально-паточные заводы. Для размещения технологического оборудования внутри здания устанавливают многоярусные встроенные железобетонные или металлические конструкции-этажерки.

Рис. 12. Основные типы одноэтажных зданий
в—здания с наружным водостоком; б - многопролетяое здание с «ломаным» (иногоскатным) покрытием; в—с плоским покрытием: г—здание с треугольными фонарями

Рис.13. Здание павильонного типа
1-встроенные этажерки для технологического оборудования; 2-железо- бетонные фермы; 3 — плиты покрытия; 4 — кровля

1-1         1-2

Рис. 14 Колонны одроэтажных зданий

    Двухветвевые железобетонные колонны применяют для зданий, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъемностью от 10 до 50 т, а также для бескраповых зданий с высотой этажа в 10,8; 12,6; 14,4; 16,2 и 18 м при пролетах 18, 24 и 30 м. Шаг колонн для крайних рядов—б и 12, для средних—12 м. В нижней подкрановой части такие колонны представляют собой две стойки, скрепленные горизонтальными связями. Заглубляют колонны в фундаменты для зданий с высотой этажа 10,8 м на 1050 мм ниже отметки чистого пола, а для высот этажей более 10,8 м—на 1350 мм. При шаге крайних колонн в 6 м, несущие конструкции покрытий (стропильные конструкции) устанавливают на колонны с тем же шагом. По средним рядам их опирают на подстропильные конструкции.
    В этом случае высота средних колонн уменьшается на 700 мм.
Размеры сечений ветвей колонны и надконсольной части зависят от грузоподъемности крана, высоты этажей и шага колонн. Двухветвевые колонны изготовляют из бетона марки 300 или 400. Для всех колонн предусмотрены закладные детали: в верхней плоскости—листы с анкерными болтами для опирания и крепления несущих конструкций покрытия, на наружных гранях крайних колонн—детали для крепления самонесущих стен; в местах расположения вертикальных связей колонны имеют закладные детали для крепления связей.
    Колонны фахверков применяют для крепления самонесущих торцевых и продольных стен в одноэтажных промышленных зданиях. Колонны рассчитаны на вертикальную нагрузку от навесных стен и горизонтальную ветровую.
    Для изготовления фахверков торцевых стен при высоте этажа до 4,8 м применяют металлические прокатные профили—двутавры № 24—27. Для фахверков продольных стен при высоте этажа до б м применяют железобетонные колонны прямоугольного сечения 400х400 мм и 400х500 мм. Для зданий с высотой этажа 7,2 до 12,6 м используют составные колонны, нижняя часть которых железобетонная, сечением 400Х400 мм, а верхняя—металлическая двутаврового сечения. Для зданий с высотой этажа от 14,4 до 18 м применяют двухветвевые железобетонные колонны с верхней металлической частью. В большинстве случаев сечение колонн принимают сплошное прямоугольное, что приводит к значительному расходу железобетона. В настоящее время разрабатываются предложения по улучшению номенклатуры колонн для одноэтажных зданий; в частности, предложены новые типы колонн с двутавровым сечением и пустотелые. При замене колонн прямоугольного сечения на двутавровое и повышении марки бетона можно сократить расход бетона на 30—35 % и соответственно уменьшить вес конструкций.

Рис. 15. Схемы покрытий зданий
а - со стропильными конструкциями; б-с подстропильными конструкциями; 1—стропила; 2—подстропильная конструкция, 3 - пастил (плиты)

    Несущие конструкции покрытия являются основными горизонтальными элементами каркаса здания. При шаге колонн 6 м несущие конструкции, называемые стропильными, располагаются, как правило, поперек здания, опираются непосредственно на колонны (рис. 15, а). При шаге колонн 12 м используется схема с применением подстропильных конструкций, которые располагаются в продольном направлении, служат опорами для стропильных конструкций (рис. 15,а).

Рис. 16. Железобетонные балки покрытий
а—односкатные балки: б—двускатные балки; в—балки с параллельными поясами; г— подстропильные балки

    В качестве несущих конструкций покрытий применяют сборные железобетонные балки и фермы. Односкатные балки применяют для устройства покрытия с пролетами 6 и 9 м. Сечение балок- тавровое, в опорных узлах имеются вертикальные ребра жесткости. Уклон верхнего пояса принимают 1:12 (рис. 16,а).
    Для устройства скатных покрытий зданий пролетом 12 м применяют предварительно напряженные односкатные балки двутаврового сечения. Такие балки рассчитаны на подвесной транспорт в виде двух кран-балок грузоподъемностью до 1,5 тонн.
    Двухскатные балки, (рис. 16,6) используют для зданий с «ломаным» покрытием. Балки пролетом 6 и 9 м имеют тавровое сечение, а в опорных узлах вертикальные ребра жесткости. Балки пролетом 12 и 18 м рассчитаны на установку с шагом 6 м. Сечение балок—двутавровое, вертикальная стенка имеет толщину 80 мм, в опорных узлах есть утолщения. Высота в опорных узлах 800 мм, что позволяет при совместном применении их с односкатными балками устраивать покрытия без перепада высот. Для опирания балок на колонны или стены в опорных узлах имеются закладные детали в виде металлических листов.
    Балки с параллельными поясами применяют для зданий с плоскими покрытиями и пролетами 12, 18 и 24 ы. Сечение балок—двутавровое, толщина вертикальной стенки 30—80 мм. В опорных узлах сечение балки прямоугольное. Основные размеры таких балок показаны на рис. 16, в. В вертикальной стенке балок часто устраивают сквозные отверстия для прокладки различных внутрицеховых коммуникаций (короба вентиляции, осветительные коммуникации, технологические трубопроводы и т. п.), что позволяет более рационально использовать внутреннее пространство помещений.
    Подстропильные балки служат опорами для стропильных балок в зданиях с плоскими или скатными покрытиями. Балки рассчитаны на сосредоточенную нагрузку, приложенную в середине пролета. Длина балки соответствует пролету 12 м, высота ее 1500 мм, сечение - тавровое с полкой внизу. В опорных узлах и в середине нижний пояс имеет утолщения - для установки концов стропильных балок (рис. 16, г).
    Железобетонные фермы покрытий применяют при больших пролетах,

Рис. 17. Железобетонные фермы сегментные и с параллельными поясами
а—сегментные железобетонные фермы; б- фермы для пролетов 18 м; в—фермы для пролетов 24 м.

Рис. 18. Здание с металлическими конструкциями (поперечный разрез) а—сегментные железобетонные фермы; б- фермы для пролетов 18 м; в—фермы для пролетов 24 м.

    МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ КАРКАСА.
    В пищевой промышленности металлические конструкции чаще всего применяют для зданий сахарных и крахмало - паточных заводов. Их сооружают для одноэтажных промышленных зданий (при высоте этажа больше 18 м и шаге колонн более 12 м), а также для зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью более 75 т или двухъярусном расположении кранов. Металлические каркасы применяют также для зданий с большими динамическими нагрузками.
    Металлические несущие конструкции покрытий предусматривают в зданиях с легким покрытием (не более 0,1 кПа), в зданиях с пролетами более 30 м при скатных покрытиях и более 24 м при плоских покрытиях.
    На рис. 18 показан поперечный разрез трехпролетного здания с металлическим каркасом.
    Металлический каркас состоит из колонн, ферм покрытий, горизонтальных и вертикальных связей по колоннам и фермам покрытия (рис. 20). Продольные вертикальные связи колонн устанавливают в каждом продольном ряду в середине температурного блока.
    Связи (распорки и растяжки) изготавливают из прокатных стальных профилей, уголков или швеллеров одиночных или двойных, соединенных сваркой.
    Несущими стропильными конструкциями при применении металлического каркаса являются стальные фермы. Они могут применяться также и при смешанном каркасе, т. е. с железобетонными колоннами.

Рис. 19. Стальные стропильные фермы для скатных покрытий

    Фермы стропильные для скатных покрытий, применяемые для зданий, оборудованных фонарями или без них, имеют пролеты от 18 до 36 м (рис. 19). Геометрические очертания ферм для всех пролетов построены по единой схеме. Фермы предусмотрены на установку плит покрытия шириной 3 м и 1,5 м. Такие фермы изготовляют путем сварки прокатных уголков различных сечений, соединяемых попарно. Прокатные профили изготовляют из стали марки: Ст.З.
    Фермы подстропильные применяют для устройства покрытий зданий при шаге колонн 12 м и шаге стропильных ферм-б м. Фермы представляют собой решетчатую конструкцию с параллельными поясами. Все элементы ферм изготовляют из стальных прокатных уголков соединенных попарно с зазором по толщине фасонок.

Рис. 20. Стальные фермы для плоских покрытий
а - стропильные фермы; б - подстропильные

    Для установки стропильной фермы на подстропильную в среднем опорном узле имеется горизонтальная опорная площадка из стального листа шириной 280 мм, приваренная по верху прямоугольной части.
    Фермы стропильные для плоских покрытий применяют в зданиях с пролетами 18-36 м и шаге колонн 6 и 12 м3. Пояса фермы и решетку изготовляют из прокатных уголков (рис. 20,а). Подстропильные фермы имеют такую же конструкцию, как и стропильные и применяются при шаге колонн 12 м (рис. 20,6).

Содержание