Реферат Курсовая Конспект
Курс лекций по архитектуре промышленных зданий - раздел Философия, Курс Лекций По Архитектуре Промышленных Зданий...
|
Курс лекций по архитектуре промышленных зданий
Классификация промышленных зданий
К промышленным зданиям относят здания, в которых осуществляются производственно-технологические процессы, связанные с выпуском определенного вида продукции.
По назначению промышленные здания подразделяют на следующие группы:
- Производственные, которые предназначены для основных процессов производства. К ним относятся прокатные, кузнечные, механосборочные и т.п. цеха.
- Подсобно-производственные здания, необходимые для вспомогательных процессов. К ним относятся ремонтные, тарные и т.п. здания.
- Энергетические, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром, газом. К таким сооружениям относят ТЭЦ, компрессорные, паровые установки т.п.
- Складские здания, предназначенные для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и пр.
- Транспортные, к которым относятся гаражи, электровозные депо и т.п. здания.
- Санитарно-технические здания, предназначенные для обслуживания водопровода, канализации и т.п. Это насосные станции, очистные сооружения, водохранилища, водонапорные башни и др.
- Вспомогательные и общезаводские здания, к которым относятся административные помещения, заводоуправления, столовые, медицинские пункты, ПТУ, пожарные депо и т.п.
;
На территории промышленных предприятий, в зависимости от их назначения, строят специальные сооружения такие как: резервуары, газгольдеры, градирни, эстакады, дымовые трубы и т.п.
Для конкретного производства состав зданий и сооружений, располагаемых на территории промышленного предприятия, зависит от назначения здания, его специализации и мощности.
По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания делят на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.
Одноэтажными проектируют здания для производственных процессов, связанных с необходимостью применения тяжелого громоздкого оборудования для изготовления крупногабаритных изделий, а также где возможны динамические нагрузки больших значений (кузнечные, прокатные, термические, литейные и т.п. цеха).
В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленным технологическим процессом с использованием тяжести сырья и полуфабрикатов, например, мельницы, химические заводы, хлебозаводы и т.п. производства.
Промышленные предприятия, в которых размещаются производства, связанные с горизонтальным и вертикальным технологическими процессами проектируют смешанной этажности. Многие предприятия химической промышленности имеют смешанную этажность.
В основном промышленные производства размещают в одноэтажных зданиях. Одноэтажные здания составляют до 80% от общего объема промышленного строительства.
В зависимости от количества пролетов одноэтажные здания делят на одно- и многопролетные.
По ширине пролетов различают мелкопролетные (L<12 м) и крупнопролетные (L>12 м) здания.
В современном промышленном строительстве основными типами являются многопролетные здания с широкими пролетами, в которых большие производственные площади не стеснены промежуточными опорами.
Применение железобетонных и армоцементных оболочек, стальных и алюминиевых ферм, пространственных систем и других высокопрочных легких конструкций покрытий позволяет строить большепролетные промышленные здания с пролетами равными 36, 42, 60 м и более. В таких зданиях, как правило, размещают цеха авиационных заводов, ангары, гаражи и т.п.
По типу застройки территории промышленные предприятия делят на здания сплошной и павильонной застройки. Здания сплошной застройки имеют значительные размеры в плане и являются многопролетными, а здания павильонной застройки имеют небольшую ширину и ограниченное количество пролетов.
По расположению внутренних опор различают ячейковые, пролетные и зальные здания.
Ячейковые здания имеют квадратную сетку колонн с малыми размерами пролетов и шагов.
В пролетных зданиях величина пролета значительно превышает величину шага опор.
В зальных зданиях расстояния между опорами достигают 100 м и более.
Многоэтажные промышленные здания, как правило, проектируют многопролетными в первых этажах которых располагают производства, имеющие тяжелое, крупногабаритное оборудование, а в верхних этажах – производства, опасные с точки зрения выбросов газа или других химических вредностей, а также пожароопасные производства.
Одноэтажные здания по сравнению с многоэтажными имеют следующие преимущества:
- облегчают установку технологического оборудования, упрощают пути грузовых потоков и позволяют использовать для перевозки грузов наиболее экономичный горизонтальный транспорт;
- имеют более простые объемно-планировочные и конструктивные решения;
- обеспечивают равномерную освещенность рабочих мест естественным светом за счет применения световых фонарей в покрытии здания;
- дают возможность организовать естественный воздухообмен в помещениях через светоаэрационные фонари;
- создают хорошую обозреваемость всех участков технологического процесса и удобную связь между производственными помещениями;
- легче и с большим эффектом поддаются унификации и типизации, а также блокированию.
К недостаткам одноэтажных зданий можно отнести:
- относительно большую площадь застройки, увеличивающую протяженность инженерных и транспортных сетей и повышающую расходы на благоустройство территории;
- большую площадь наружных ограждений, что повышает эксплуатационные расходы на содержание ограждений и поддержание заданных параметров внутренней среды.
Многоэтажные здания при нагрузках до 10 кН/м2 экономичнее одноэтажных. Они более гибки в отношении градостроительных требований (их можно размещать в городских кварталах, за исключением зданий с вредными производствами). В многоэтажных зданиях более удачно размещаются административно-бытовые помещения.
Недостатками многоэтажных зданий являются:
- потребность в вертикальных коммуникациях (лестниц, лифтов, подъемников);
- ограниченность ширины при условии естественной освещенности рабочих мест ( не более 24 м);
- высокий удельный вес подсобных помещений, проходов, проездов и т.п.
Привязка конструктивных элементов к модульным координационным осям
Унификация и типизация невозможны без соблюдения единых правил привязки конструктивных элементов к модульным координационным осям здания.
Под привязкой понимают расстояние от модульной координационной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.
Конструкции покрытия и перекрытия всегда имеют нулевую привязку.
Привязка крайних колонн к поперечным (торцевым) модульным координационным осям.
Привязка торцевых колонн выполняется смещением геометрической оси колонны по отношению к координационной оси на 500 мм внутрь здания (рис.3). Такое смещение колонн в торце здания обеспечивает необходимый зазор между стеной и пристенной несущей конструкцией покрытия для размещения верхней части колонн торцевого фахверка.
Рис. 3. Привязка колонн в торце здания
Привязки колонн многоэтажных зданий
Промышленные многоэтажные здания проектируют в основном из унифицированных железобетонных конструкций серий ИИ 20/70 (под полезную нагрузку на перекрытие до 25 кН/м2) и 1.020-1, созданной на базе серии ИИ-04 (под полезную нагрузку на перекрытие до 10 кН/м2).
Привязка колонн серии ИИ 20/70
Привязка колонн серии 1.020 -1
Все колонны этой серии имеют осевую привязку: их геометрические оси совпадают с модульными координационными осями. Деформационные швы решены на парных колоннах со вставкой величина, которой определяется сечением колонн и толщиной стеновых панелей (рис 8).
Рис. 8. Привязка колонн в местах устройства ТДШ
Железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий
Железобетонный каркас одноэтажных зданий включает систему фундаментов, колонн, стропильных и подстропильных конструкций (если шаг колонн больше шага стропильных конструкций), подкрановых и обвязочных балок, а также связей жесткости. Поперечную раму каркаса образуют колонны, которые жестко связаны с фундаментом и шарнирно со стропильными конструкциями (балками или фермами) верхние пояса которых развязаны системой горизонтальных связей (в прогонных покрытиях) или сплошным плитным покрытием (рис.1).
Рис. 1. Фрагмент железобетонного каркаса
Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий
Стальной каркас применяют для зданий с укрупненной сеткой колонн, с большими высотами, с кранами большой грузоподъемности или тяжелого режима работы.
Основным видом соединения стальных конструкций в каркасе является сварка. Соединения на заклепках применяются в случаях знакопеременных и динамических нагрузок, а также в подкрановых балках зданий с кранами тяжелого режима работы. Болтовые соединения применяются там, где сварка является трудоемким процессом. В соединениях на болтах используют высокопрочные, повышенной и нормальной точности болты.
Покрытия промышленных зданий
Конструкции покрытий
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.
В одноэтажных промышленных зданиях наиболее распространены покрытия из крупноразмерных плит, укладываемых по верхним поясам стропильных конструкций. При использовании настилов из мелкоразмерных элементов последние опирают на прогоны, укладываемые на стропильные конструкции.
Несущие конструкции покрытий
Несущие конструкции покрытий изготавливают из железобетона, металла, дерева и комбинированными (из перечисленных выше материалов, напр. металлодеревянные фермы и т.п.).
Металлические покрытия являются прочными и легкими конструкциями. Они просты в изготовлении и монтаже, являются высокосборными конструкциями. Покрытия, выполненные из железобетона, отличаются огнестойкостью и долговечностью.
Ограждающая часть покрытия
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, показанная на рис.18а. Такие покрытия обладают достаточно большой массой. Легкого типа покрытия выполняют с применением стального профилированного настила и современных эффективных утеплителей послойной сборки (рис. 18б) или готовых трехслойных панелей типа «сэндвич» (рис. 18в).
Легкие ограждающие конструкции рекомендуются при устройстве покрытий по стальным несущим конструкциям. Они особенно целесообразны для строительства в северных районах нашей страны.
В последнее время получили распространение армированные панели сплошного сечения из легких и ячеистых бетонов. Они являются одновременно несущими элементами ограждающей части покрытия и теплоизоляцией. Использование таких панелей возможно только в покрытиях над помещениями с нормальной или пониженной влажностью воздуха. В этом случае по панелям делают только выравнивающий слой и рулонный гидроизоляционный ковер.
а) б)
в)
Рис. 18. Утепленное покрытие:
а) по железобетонным плитам (в
коньке);
б) по стальному профнастилу
(примыкание в месте перепада
высоты);
высоты); в) коньковый узел в покрытии
из панелей типа «сэндвич»
В неотапливаемых промышленных зданиях покрытия делают холодными, без утеплителя. В зданиях со значительными выделениями тепла покрытия при стальной кровле устраивают холодными, а при рулонной кровле, в целях снижения температуры стяжки и гидроизоляционного ковра, покрытия устраивают холодными с воздушной прослойкой или с теплоизоляционным слоем.
В отапливаемых зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом во избежание образования конденсата на внутренней поверхности покрытия, а при наружном водоотводе и в целях устранения возможности образования наледи на карнизах, ограждающие части покрытий делают утепленными.
Неутепленные покрытия проектируют для неотапливаемых зданий, как правило, с кровлями из стальных или асбестоцементых профилированных листов. Эти кровли устраивают по стальным прогонам и фермам без утеплителя. По сравнению с холодными кровлями по железобетонным плитам они более экономичны: легче в 5-6 раз и имеют в 1,5-2 раза меньшую стоимость.
В утепленных покрытиях толщина теплоизоляции зависит от физических показателей материала, условий его эксплуатации и необходимой величины сопротивления теплопередаче покрытия.
Для теплоизоляции покрытий применяют плиты из легких или ячеистых бетонов; минераловатные плиты; асбестоцементные изоляционные, древесноволокнистые, цементно-фибролитовые, пенополистирольные, пенополиуретановые и т.п. плиты.
В отдельных случаях при отсутствии плитных материалов для теплоизоляции плоских и малоуклонных покрытий применяют засыпки из керамзита, перлита, пемзы, туфа, шлака и т.п. Но устройство покрытий с сыпучими теплоизоляционными материалами резко снижает их индустриальность, повышает трудозатраты. При этом надо помнить, что мягкие и рыхлые сжимаемые утеплители (трепел, минеральные войлок и вата) для утеплителя покрытий неприемлемы: со временем они дают неравномерную осадку, что ведет к повреждениям кровли.
Материал пароизоляции, располагаемой между несущей ограждающей частью покрытия и утеплителем, выбирается в зависимости от вида применяемого утеплителя, а также с учетом влажности или упругости водяного пара внутреннего воздуха помещения.
В качестве пароизоляции применяют грунтовку поверхности железобетонных плит горячей битумной или дегтевой мастикой, на которые укладывают утеплитель.
Пароизоляцию выполняют не только обмазочной, но и рулонной из водонепроницаемых материалов. Рулонная пароизоляция может быть устроена из одного или двух слоев рубероида, пергамина, толя, толь-кожи, изола или бризола (для влажных помещений), поливинилхлоридной пленки, фольгоизола, пенополиэтилена или других синтетических пленок.
Обмазочную пароизоляцию кроме битума и дегтя выполняют также и из поливинилхлоридного лака и изольной мастики. В качестве пароизоляции в покрытиях с несущими панелями из легких или ячеистых бетонов следует использовать покраски внутренней поверхности панелей эмалями, масляными и другими влагоустойчивыми красками.
В местах примыкания покрытия к вертикальным поверхностям пароизоляционный слой необходимо поднимать на толщину утеплителя. Для предохранения пароизоляции от повреждения плитную теплоизоляцию следует укладывать на кровельных мастиках.
Основанием под рулонную кровлю служит выравнивающий слой (стяжка), наносимый по утепляющему слою. Стяжку выполняют из цементно-песчаного раствора толщиной 20-30 мм, асфальтобетона толщиной 25 мм, шлакобетона или асфальта толщиной 10-20 мм.
При повышенных требованиях к непротекаемости кровли применяют стяжки, армированные сеткой из проволоки диаметром 4 мм с шагом 200 мм. Для предотвращения образования трещин в выравнивающих слоях следует предусматривать швы шириной 5-10 мм, разделяющие основание под кровлю на квадратные участки со стороной 6 м при цементно-песчаном слое и 4 м – при асфальтобетонном. По швам, заполняемым резинобитумной мастикой, укладывают полоски рубероида или пергамина шириной 100 мм.
По типу гидроизоляции кровли подразделяют на:
- рулонные;
- мастичные;
- металлические;
- асбестоцементные.
Рулонные кровли устраивают из рубероида, толи, гидроизола, стеклорубероида, пергамина, синтетических пленок и др. водонепроницаемых материалов.
Для обеспечения водонепроницаемости кровли устраивают из нескольких слоев в зависимости от уклона:
i ≥ 15% - 2-х- слоеные без защитного слоя;
i ≥ 10% - 3-х слойные без защитного слоя;
2,5% ≤ i < 10% - 3-х слойные с защитным слоем;
0 ≤ i ≤ 2,5% - 4-х слойные и более с защитным слоем.
Кровли с количеством слоев более 4-х применяют в эксплуатируемых покрытиях либо на тех участках, где установлено технологическое оборудование.
Наклеивают рулонные кровли с помощью битумных, дегтевых и др. мастик в зависимости от типа гидроизоляции.
Испытывая значительный нагрев и большие суточные (60-700) и годовые (до 1000) колебания температуры, кровля подвергается существенным знакопеременным деформациям, что приводит к разрыву ковра и нарушает сцепление его с основанием. Для уменьшения вредного влияния атмосферных воздействий и предохранения от механических повреждений в кровлях с уклоном менее 10% устраивают защитный (бронирующий) слой. Его выполняют из гравия светлых тонов (зерна 5-15 мм) или слюдяной крошки. Защитный слой связывают с гидроизоляцией мастикой какую используют при наклейки рулонного ковра.
Уменьшить нагрев кровли можно окраской ее в светлые тона (например, известковой или алюминиевой краской). Однако окраска кровель недолговечна, особенно в районах с загрязненной атмосферой. Более долговечен и надежен в эксплуатации рубероид, покрытый с наружной стороны алюминиевой фольгой, хорошо отражающей большую часть солнечных лучей.
В местах примыкания рулонных кровель к выступающим элементам, а также на участках ендов и карнизов предусматривают дополнительные слои гидроизоляционного ковра (2 – 4 слоя). Ковер, смазанный мастикой, заводят на выступающие части и крепят к ним гвоздями, дюбелями, а стык промазывают мастикой или закрывают фартуком из оцинкованной кровельной стали.
Мастичные кровли имеют относительно простую конфигурацию. Они более долговечны и дешевле рулонных на 40%. Такие кровли целесообразны для крыш, подвергающихся механическим воздействиям и опасности возгорания от искр и горячих газов.
Мастичные кровли выполняют из горячих битумных или битумно-резиновых мастик, а также из холодных битумно-латексных эмульсий и асфальта.
Для повышения трещиностойкости мастики или эмульсии армируют стекломатериалами. В кровлях с применением горячих битумных и битумно-резиновых мастик используют стеклохолст, а в кровлях с применением битумно-латексных эмульсий – стеклосетку. На мастичную кровлю сверху наносят защитный слой из гравия или алюминиевой краски. Состав мастичной кровли выбирают в зависимости от уклона.
В коньковой части кровель основной мастичный водоизоляционный ковер усиливают по ширине 0.5 - 0.6 м дополнительным армированным мастичным слоем, а в ендовах по ширине 1,5 – 2 м – двумя такими слоями.
Мастичные кровли достаточно широко распространены за рубежом. Так, в США для устройства таких кровель применяют эластомеры. В отличие от рулонных кровель, укладываемых на битумных или дегтевых мастиках, кровли из эластомеров имеют надежное сцепление с любым основанием, хорошо сопротивляются резким температурным колебаниям, не образуя при этом трещин, имеют низкие эксплуатационные расходы, но высокую первоначальную стоимость. Эта кровля устраивается следующим образом: на основание наносят тонкий слой неопрена, по которому распыляют слой стекловолокна толщиной 2 мм. Затем покрывают четырьмя слоями неопрена толщиной 3 мм каждый. Наружная поверхность неопрена защищают двумя слоями сульфохлорированного полиэтилена толщиной до 3 мм каждый. Общая толщина кровли составляет 20 мм. Защитный слой из сульфохлорированного полиэтилена в случае износа может быть обновлен.
В нашей стране в последнее время устраивают мастичные кровли из полимерных синтетических материалов:
- поливинилхлоридные;
- виниловые;
- неопреновые.
Их наносят напылением. Они обладают высокими водоизоляционными свойствами, атмосфероустойчивы, морозостойки и эластичны.
Фонари промышленных зданий
– Конец работы –
Используемые теги: курс, лекций, архитектуре, промышленных, зданий0.051
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Курс лекций по архитектуре промышленных зданий
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов