Двери и ворота промышленных зданий

Двери производственных зданий имеют номинальные размеры: от 1 до 2 м по ширине и 1,8 – 2,4 м – по высоте. По конструкции они бывают: одно- и двупольные; распашные и откатные; по материалу – деревянные, металлические, стеклянные.

  Эвакуационные двери проектируют только распашными и открывающимися наружу, по направлению движения. Глубина тамбура производственного здания назначается из расчета: ширина полотна двери плюс 0,4 – 0,5 м.

Дверные проемы обрамляют коробками. Деревянные коробки изготавливают из брусков и крепят гвоздями или ершами, забивая их в пробки, заложенные в стены. Деревянные полотна выполняют из клееных щитов или ДСП с облицовкой. Нижнюю часть полотна (60 см) обшивают оцинкованным железом.

Лестницы промышленных зданий

Лестницы производственных зданий подразделяют на основные, служебные, пожарные и аварийные.

Основные лестницы проектируют для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях. Конструктивные решения основных лестниц промышленных зданий не отличаются от лестниц гражданских зданий.

Служебные лестницы  предусматривают для прохода к рабочим местам, для осмотра и обслуживания оборудования и других целей. Выполняют их из экономичных гнутых металлических профилей (швеллеров и уголков).

Полы промышленных зданий

Требования, предъявляемые к полам промышленных зданий:

- высокая механическая прочность;

- ровная и гладкая поверхность;

- не скользить;

- мало истираться;

- не пылить;

- иметь хорошую эластичность, чтобы не повреждать предметы,

  падающие на пол;

- бесшумность при ходьбе и езде;

- стойкость при возгорании;

- водонепроницаемость;

- стойкость к агрессивной среде (к щелочам, кислотам и т.п.);

Конструкции фонарей промышленных зданий

Несущие конструкции фонарей представляют собой рамы: в покрытии по железобетонным фермам и балкам они могут быть выполнены из железобетона или стали, в покрытиях стальных – стальными, в деревянных – деревянными. Унифицированные несущие конструкции прямоугольных фонарей выполнены стальными. Они включают: фонарные фермы, фонарные панели, торцовые панели фонарей и связи жесткости.

Стальные фонарные панели состоят из стоек, горизонтальных элементов и листовой обшивки, предусмотренной в пределах высоты борта фонаря. Располагают их вдоль здания в плоскости остекления фонаря и опирают на стропильные конструкции. Верхними горизонтальными опорами для них служат фонарные фермы и фонарные торцовые панели. Панель имеет номинальную длину 12 м.

Назначение и типы фонарей промышленных зданий

В промышленных зданиях большой ширины и длины обеспечить нормативную освещенность через боковые светопроемы (в наружных стенах) не представляется возможным. Поэтому в таких зданиях предусматривают специальные проемы с остекленными надстройками в покрытии, которые называются фонарями. Если фонари служат не только  для освещения, но и для проветривания помещения, то они называются светоаэрационными.

По очертанию фонари надстроечного типа подразделяют на прямоугольные, трапециевидные, треугольные, М-образные, шедовые.

Прямоугольные фонари просты в устройстве и надежны в эксплуатации. Они имеют вертикально расположенные остекленные поверхности в связи, с чем менее подвержены загрязнению, инсоляции и более  водонепроницаемы. Они удобны в очистке. Недостатком их является малая светоактивность: при одной и той же освещенности  их площадь должна быть в 1,5 раза больше, нежели площадь фонарей с наклонным остеклением.

Окна промышленных зданий

Форму, размеры и места расположения оконных проемов в промышленных зданиях выбирают на основании светотехнического расчета в целях обеспечения нормативного освещения для работающих и технологического процесса.

При проектировании естественного освещения здания учитывают ряд факторов: назначение здания, особенности микроклимата помещений, климатические условия района строительства и др.

Световые проемы предусматривают в стенах (естественное боковое освещение) здания виде отдельных окон или лент  (одна или несколько лент по высоте) и при необходимости в покрытии (верхнее освещение через фонари).

Окна должны обеспечивать необходимую освещенность, воздухообмен,  теплозащиту здания, быть долговечными, прочными и эстетичными.

В промышленных одноэтажных зданиях окна занимают значительную площадь в ограждающих стеновых конструкциях, поэтому при назначении их  размеров должны учитываться и экономические факторы.

Конструкция стен промышленных зданий

Стены из кирпича и мелких блоков проектируют для зданий небольших размеров; с влажной и агрессивной средой помещений; с большим числом ворот, дверей и технологических проемов.

Такие стены возводят аналогично стенам гражданских зданий. Для обеспечения устойчивости их крепят к колоннам анкерами, клямерами или хомутами, которые устанавливают с шагом 70-100 мм по всей высоте стены. Прочность их крепления определяют расчетом на ветровые нагрузки.

В высоких стенах и при наличии в них ленточных проемов  в каркас вводят обвязочные балки, размещаемые над проемами и служащие сплошными перемычками. Обвязочные балки опирают на стальные столики-консоли и крепят к колоннам с помощью стальных планок, привариваемых к закладным деталям. Опирание обвязочных балок на колонны изображено.

Классификация стен промышленных зданий

Классифицируют стены промышленных зданий, как и гражданских по статической работе на: несущие, самонесущие и навесные; по материалу и технологии возведения на: каменные (ручной кладки), бетонные (из монолитного бетона, крупных блоков или панелей), стены из небетонных материалов (фахверковые и каркасно-панельные); по конструктивному решению на:  однослойные и многослойные.

Ненесущие (навесные) стены выполняют ограждающую функцию, а свой вес они полностью передают на колонны каркаса, за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Нагрузка от ненесущих стен передается на колонны через обвязочные балки в стенах из  мелкоразмерных изделий, а в панельных стенах – через стальные опорные столики.

Требования к стенам промышленным зданиям

Стены промышленных зданий должны удовлетворять следующим требованиям, обеспечивающим:

- температурно-влажностный режим, необходимый технологическому процессу и комфортному труду людей;

- прочность и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок;

- огнестойкость и долговечность;

- индустриальность;

- эстетичность;

- экономичность.

Выбор материала стен зависит от температурно-влажностного режима помещения

Легкосбрасываемые покрытия промышленных зданий

Для промышленный зданий со взрывоопасными производствами (категории А и Б, НБП 105) предусматривают покрытия с легкосбрасываемой кровлей при действии взрывной волны. Суммарную площадь легкосбрасываемых участков кровли, включая стены, окна, двери и фонари,  определяют расчетом. В первом приближении такая площадь принимается равной не менее 0.05 м² для производств категории А и не менее 0.03 м² – для производств категории Б на 1 м³ взрывоопасного помещения.

Сплошной настил из железобетонных плит в таких кровлях чередуют с настилом из асбестоцементных волнистых листов, которые укладывают поверх железобетонных ребристых плит шириной 3 м, имеющими отверстия в полке, и в интервалах между плитами шириной 1,5 м.

Водоотвод с покрытий промышленных зданий

Многопролетные производственные здания со скатными или плоскими покрытиями проектируют, как правило, с внутренним водоотводом, при этом в целях унификации конструктивных элементов покрытий не следует устраивать наружный водоотвод с крайних скатов кровли. Внутренние водостоки не следует устраивать в покрытиях над неотапливаемыми помещениями, при кровлях из асбестоцементных листов, в покрытиях по деревянным несущим конструкциям, а также в случае отсутствия на площадке строительства ливневой канализации.

Покрытия многопролетных неотапливаемых зданий с внутренним водоотводом допускается проектировать при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру внутри зданий или при устройстве специального обогрева водосточных воронок и труб.

Ограждающая часть покрытия промышленных зданий

На выбор и решение ограждающей части покрытия промышленного здания влияет комплекс изменяющихся внешних и внутренних климатических воздействий. Это требует выполнения ограждающих конструкций из отдельных различного назначения слоев  и элементов, которые при эксплуатации должны обеспечить надежную работу покрытия.

Выбор решения ограждающей конструкции покрытия зависит от назначения здания, требуемого температурно-влажностного режима в перекрываемом помещения, количества тепла, выделяемого в помещение технологическими установками и способа удаления с кровли воды и снега.

Утепленные покрытия устраивают по настилу из железобетонных плит или стальных профилированных листов с рулонной или мастичной кровлей. Наиболее распространенным типом покрытия является конструкция совмещенного покрытия. Такие покрытия обладают достаточно большой массой. Легкого типа покрытия выполняют с применением стального профилированного настила и современных эффективных утеплителей послойной сборки или готовых трехслойных панелей типа «сэндвич».

Стальные стропильные и подстропильные фермы покрытий

Стальные стропильные фермы по очертанию проектируют с параллельными поясами, полигональными и треугольными. Стальные фермы применяют практически для любых пролетов.

В фермах различного очертания применяют определенные системы решеток. Выбор типа решетки зависит от схемы приложения нагрузок, очертания поясов и конструктивных требований. Для снижения трудоемкости изготовления ферма должна быть по возможности простой и с минимальным числом элементов.

Железобетонные подстропильные балки и фермы промышленных зданий

Подстропильные конструкции необходимы для опирания на них стропильных при шаге последних меньшем шага колонн. Подстропильные конструкции устанавливают на колонны в продольном направлении и крепят к ним на сварке закладных деталей. Стропильные конструкции с подстропильными соединяют сваркой и анкерными болтами аналогично креплению их к колоннам.

Железобетонные подстропильные балки имеют тавровое сечение с полкой понизу, усиленной в местах опирания на них стропильных балок. При этом со стороны опирания на подстропильную балку стропильная укорачивается на 100 мм. Узел опирания стропильных железобетонных балок на подстропильную.

Подстропильная железобетонная балка

Унифицированные железобетонные подстропильные фермы предусмотрены для скатных и малоуклонных покрытий при шаге колонн 12 м и стропильных конструкциях в виде железобетонных раскосных и безраскосных ферм, установленных с шагом 6 м. Такие фермы рассчитаны на сосредоточенную нагрузку от стропильных ферм, приложенную в середине пролета от 800 до 1500 кН.

Подстропильные железобетонные фермы для скатных покрытий имеют горизонтальный нижний и ломаный верхний пояса. Опорные участки ферм усилены для опирания на них стропильных ферм. Стойки у опор предназначены для опирания плит покрытия.

Железобетонные стропильные балки и фермы промышленных зданий

Железобетонные балки применяются в односкатных, многоскатных и малоуклонных, а также плоских (i=1:20)   покрытиях  одноэтажных промышленных зданий с пролетами (L) от 6 до 18 м.

 Балки односкатных, плоских  и малоуклонных покрытий имеют прямолинейный верхний пояс,  а в двускатных балках верхний пояс имеет ломаное очертание с уклоном  i = 1:12.

 Конструкция балок допускает крепление к ним подвесных кранов грузоподъемностью до 50 кН.

 Для пролетов 6 и 9 м балки имеют тавровое сечение с высотой на опоре 590 и 890 мм.

 Балки пролетами 12 и 18 м  изготавливают двутаврового или прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм.

Конструкции покрытий промышленных зданий

Покрытия промышленных зданий, как правило, устраивают бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций.

Несущими стропильными конструкциями являются фермы, балки, арки и рамы. Они поддерживают ограждающую часть, придавая ей,  соответствующий материалу кровли,  необходимый уклон.

Ограждение включает настил (железобетонные плиты, асбестоцементные или металлические листы и т.п.), пароизоляцию, утеплитель, выравнивающую стяжку   и гидроизоляцию.

В неутепленных («холодных») покрытиях отсутствуют пароизоляция и утеплитель.

Виды покрытий промышленных зданий и требования к ним

Покрытие промышленного здания определяет долговечность, характер внутреннего пространства и внешний облик здания. На него приходится от 20 до 50% от общей стоимости одноэтажного здания.

По теплотехническим качествам покрытия делят на  утепленные и неутепленные (холодные). Их выбирают с учетом требований условий микроклимата помещений, климатических особенностей района строительства и способа удаления  снега с кровли здания.

Утепленные покрытия устраивают над отапливаемыми помещениями. Толщину утеплителя назначают с расчетом, чтобы исключить образование конденсата на внутренней поверхности покрытия. Ендовы часто делают менее утепленными, нежели основное покрытие, что способствует их большему прогреву  и исключает скопление снега и образование наледей.

Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости одноэтажных промышленных зданий

Каркас одноэтажных зданий состоит из поперечных рам, шарнирно связанных поверху стропильными конструкциями. Поперечная жесткость здания обеспечивается колоннами, жестко защемленными в фундаменте и диском покрытия.

 В зданиях с кровлей, устраиваемой по сплошному настилу из крупноразмерных железобетонных плит, условия работы отдельных рам облегчаются за счет частичной передачи нагрузок «жесткой» кровлей на смежные рамы.

Здания с кровлей из плит, укладываемых по прогонам, находятся в менее благоприятных условиях, т.к. независимость деформации отдельных рам при воздействии на них местных нагрузок может привести в ряде случаев к ухудшению эксплуатационных свойств здания.

Поэтому при проектировании  зданий с мостовыми кранами значительной грузоподъемности, а также бескрановых, имеющих большую высоту, следует предусматривать продольные связи по  верхним поясам стропильных конструкций, до некоторой степени объединяющих работу рам в поперечном направлении.

Стальные подкрановые балки промышленных зданий

Стальные подкрановые балки проектируют разрезными и неразрезными. Первые имеют постоянное сечение и стыкуются на опорах, а вторые стыкуются в четвертях пролета и могут иметь различные сечения.

Унифицированные типовые балки разрезного типа применяют для зданий с пролетами от 18 до 36 м с кранами обычного и  тяжелого режимов работы и грузоподъемностью от 50 до 3200 кН при шаге колонн 6, 12, 18 и 24 м.

Балки пролетом 6 и 12 м применяют как в стальных, так и железобетонных каркасах, а пролетом 18 и 24 м – только в стальных.

По типу сечения могут быть сплошными и сквозными (решетчатыми). Сплошные  балки применяют при шаге 6 м и небольшой грузоподъемности кранов. Сквозные подкрановые балки в виде шпренгельных систем применяют в зданиях с шагом 12 м и более, а также с кранами большой грузоподъемности (≥ 750 кН).

Стальная подкрановая балка сплошного сечения представляет собой

Стальные стойки фахверка промышленных зданий

Фахверк располагают в плоскости продольных и торцовых стен для восприятия массы стен, ветровых нагрузок и передачи их на основной каркас здания. Устраивают фахверк при шаге колонн  12 м и длине панелей равной 6 м; при высоте пролетов свыше 30 м и в кирпичных зданиях с кранами тяжелого режима работы.

Фахверк состоит из стоек (колонн) и ригелей. Их количество и местоположение определяются шагом колонн, высотой здания, конструкцией стен, характером и величиной нагрузок. Изготавливают их из прокатных и составных профилей.

Унифицированные стальные стойки применяются в торцовых и продольных фахверках одноэтажных промышленных зданий высотой до 18 м как с мостовыми кранами, так и без них.