Пермь 2011

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Строительный факультет

Кафедра архитектуры

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Строительный факультет

Кафедра архитектуры

Рефират по:

ОСНОВНЫМ ВИДАМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Выполнил: ПГС-09-2, Коржуев М.С

Руководитель: Шептуха Т.С

Пермь 2011

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Классификация промышленных зданий по назначению и капитальности

Промышленными называют здания, предназначенные для осуществ­ления производственно-технологических процессов, прямо или косвенно связанных с выпуском определенного вида продукции или полуфабри­ката.

В зависимости от назначения промышленные здания подразделяют на следующие основные группы:

1) производственные, в которых размещают основные процессы производства (мартеновские, прокатные, механосборочные, ткацкие, кондитерские цехи и др.);

2) подсобно-производственные, предназначенные для вспомогатель­ных процессов производства (ремонтные, экспериментальные, тарные цехи и др.);

3) энергетические, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром и газом (ТЭЦ, компрессорные и газогенератор­ные станции, паро- и воздуходувные установки и др.);

4) складские, необходимые для хранения сырья, заготовок, полу­фабрикатов, готовой продукции, горючих и смазочных материалов и пр.;

5) транспортные, обслуживающие средства транспорта, находяще­гося в распоряжении предприятия (гаражи, электровозные де­по и др.);

6) санитарно-технические, предназначенные для обслуживания во­допровода, канализации и т. п. (насосные и очистные станции, водохра­нилища, водонапорные башни, брызгальные бассейны и др.);

7) вспомогательные и общезаводские (административно-бытовые помещения, заводоуправления, столовые, медицинские пункты, профес­сионально-технические училища, пожарные депо и др.).

На территории промышленных предприятий строят также специаль­ные сооружения (резервуары, газгольдеры, скрубберы, градирни, сило-сы, дымовые трубы, различные эстакады и опоры и др.).

Не все группы зданий и сооружений обязательны для каждого пред­приятия; состав их зависит от назначения, специализации и мощности предприятия.

Классификация промышленных зданий по капитальности необходи­ма для выбора экономически целесообразных решений при проектиро­вании. В основу классификации положено деление зданий на классы в зависимости от их назначения и значимости.

Здания подразделяют на четыре класса (I, II, III и IV), причем к I классу относят постройки, к которым предъявляют 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.

Эксплуатационные качества, обеспечивающие нормальные условия эксплуатации зданий и сооружений в течение всего срока их службы, определяются; для производственных зданий — размерами пролетов, технической оснащенностью, наличием специального оборудования, удобством монтажа и демонтажа технологического оборудования, удоб­ствами для работающих и для хода технологического процесса; для вспомогательных зданий — составом помещений, нормами их площадей и объемов, качеством отделки, санитарно-техническим оборудованием и т. п.

Долговечность и огнестойкость основных конструкций здания обес­печиваются применением соответствующих строительных материалов и изделий и защитой их в конструкциях от всех разрушающих эксплуата­ционных воздействий.

Долговечность конструктивных элементов определяется сроком их службы без потери требуемых эксплуатационных качеств в данных кли­матических условиях при заданном режиме эксплуатации. Установлены три степени долговечности ограждающих конструкций: I степень — срок службы не менее 100 лет, II степень — срок службы не менее 50 лет и III степень — срок службы не менее 20 лет.

Долговечность ограждающих конструкций в зависимости от класса здания принимают: для зданий I класса — не ниже I степени, II клас­са— не ниже II степени, III класса — не ниже III степени, IV класса — не нормируется.

Здания и сооружения по огнестойкости 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.

Проектируемое здание относят к тому или иному классу в зависи­мости от следующих условий: народнохозяйственного значения, разме­ров и мощности предприятия, в состав которого войдет данное здание; концентрации материальных ценностей и уникальности оборудования, устанавливаемого в здании; запасов сырьевых ресурсов, для переработки которых проектируется объект; фактора моральной амортизации зда­ния; градостроительных требований к объекту.

На территории предприятия могут возводиться здания с различным классом капитальности. При этом к повышенному классу относят здания, прекращение работы в которых в случае ремонта или аварии существен­но нарушает работу всего предприятия.

При проектировании зданий нельзя завышать их капитальность, так как применение более долговечных и огнестойких конструкций, чем тре­буется, приводит к повышению стоимости зданий.

Виды промышленных зданий

по архитектурно-конструктивным признакам

По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания подразделяют на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.

Для производств металлургической и машиностроительной про­мышленности (сталелитейные, прокатные, кузнечные, термические, ме­ханосборочные цехи и др.), характеризующихся тяжелым и громоздким оборудованием, крупногабаритными изделиями и значительными дина­мическими нагрузками, приемлемы только одноэтажные здания.

В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленным технологическим процессом в тех случаях, если использу­ется сила тяжести сырья и полуфабрикатов (мельницы, агломерацион­ные фабрики, химические заводы, хлебозаводы и пр.).

Многоэтажные здания сооружают также на предприятиях легкой, пищевой, радиотехнической, приборостроительной и аналогичных им ви­дов промышленности, для складов. Нагрузки на междуэтажные пере­крытия в многоэтажных зданиях могут достигать 4500 кГ/м2 (45 кН/м2).

Для производств с горизонтальным и вертикальным технологиче­ским процессом (например, многих химических предприятий) сооружа­ют здания смешанной этажности.

Ряд производств по характеру технологического процесса можно размещать как в одноэтажных, так и в многоэтажных зданиях (произ­водства легкого машиностроения, текстильные и пищевые предприятия, фарфоровые заводы и др.). В настоящее время в одноэтажных зданиях размещается около 75—80% промышленных производств. Однако в бу­дущем будет возрастать удельный вес многоэтажных зданий, позволяю­щих экономить территорию.

В зависимости от количества пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и многопролетными (рис. П-1). Под пролетом понимают про­изводственный объем, ограниченный по периметру рядами колонн и пе­рекрытый по однопролетной схеме.

Расстояние между продольными рядами колонн называют шириной пролета.

По ширине пролетов здания принято считать мелкопролетными, если ширина пролетов не превышает 12 м, и крупнопролетными — при ширине пролетов более 12 м. В современном промышленном строительстве основ­ными типами являются многопролетные здания с широкими пролетами,

в которых большие производственные площади мало стеснены промежу­точными опорами.

Применение в строительстве железобетоных и армоцементных оболочек, стальных и алюминиевых ферм, пространственных и висячих­

систем и других высокопрочных облегченных конструкций покрытий позволяет строить большепролетные здания с шириной пролетов в 36, 42, 60 м и более (рис. П-2). В большепролетных зданиях, оборудованных подвесными или напольными подъемно-транспортными средствами, це­лесообразно размещать цехи авиационных заводов, ангары, гара­жи и т. п.

Промышленные здания в зависимости от характера застройки тер­ритории предприятия подразделяют на здания сплошной ипавиль-

онной застройки. Первые имеют значительные размеры в плане и являются многопролетными; для вторых характерны относительно не­большая ширина и ограниченное число пролетов.

По расположению внутренних опор промышленные здания разде­ляют на ячейковые, пролетные и зальные.

В зданиях ячейкового типа преобладает квадратная сетка опор с относительно небольшим продольным и поперечным шагом. Та­кую сетку опор целесообразно применять для зданий с подвесным или напольным транспортом, когда необходимо размещать технологические линии и транспортировать грузы в двух взаимно перпендикулярных на­правлениях.

В зданиях пролетного типа, более других распространенных, в строительстве, ширина пролетов преобладает на^ ша^соддосьру

Здания зального типа характерны для производств, требующих значительной площади без внутренних опор. В таких зданиях расстояние между опорами может достигать 100 м и более.

Многоэтажные здания, как правило, сооружают многопролетными, причем в средних пролетах рекомендуется располагать второстепенные

Первые этажи многоэтажных зданий обычно отводят для произ­водств, имеющих тяжелое и громоздкое оборудование или выделяющих агрессивные сточные воды, а верхние —для производств, выделяющих газовые вредности, или производств, опасных в пожарном отношении.

Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование

Любой технологический процесс включает операции по перемеще­нию внутри производственных зданий сырья, полуфабрикатов или гото­вой продукции. Применяемое при этом подъемно-транспортное оборудо­вание необходимо не только с точки зрения технологии производства, но и для облегчения труда ра­бочих, а также для монтажа ф -—-л- з и демонтажа технологиче­ских агрегатов.

Внутрицеховое подьем-но-транспортное оборудова-ние подразделяют на две группы: периодического и не­прерывного действия. К пер­вой группе относят подвес­ной транспорт (тали, кошки, тележки, подвесные краны и т. п.), мостовые краны и напольный транспорт; ко второй — конвейеры (лен­точный, пластинчатый, скреб­ковый, ковшовый, подвес­ной цепной, грузоведу-щий), нории, рольганги и шнеки.

Наиболее распростране­ны в промышленных здани­ях подвесные и мостовые краны, обслуживающие не узкую линию, как при моно­рельсах, а площадь прямо­угольника, и перемещающие грузы в трех направ­лениях.

Подвесные краны, транспортирующие грузы массой от 0,25 до 5 т (встре­чаются краны грузоподъем­ностью до 20 т), состоят из легкого моста или несущей балки, двух- или четырех-катковых механизмов пере­движения по подвесным пу­тям и электротали, пере­мещающейся по нижней полке мостовой балки (рис. П-4,а).

В зависимости от ширины пролета, шага несущих конструкций по­крытия, грузоподъемности и требуемого числа транспортных операций по ширине пролета (или на одних и тех же путях) устанавливают один или несколько кранов. По количеству путей подвесные краны могут быть одно-, двух- и многопролетными. Управляют кранами с пола цеха (руч­ные краны) или из кабины, подвешенной к мосту.

Мостовые краны имеют грузоподъемность от 3 до 500 т. Чаще других применяют краны грузоподъемностью 5—30 т. В тех цехах, где краны эксплуатируются в широком диапазоне грузоподъемностей и ско­ростей подъема, предусматривают краны с двумя механизмами подъема. Их грузоподъемность обозначают дробным числом, например Q = 50/5 т. Числитель показывает грузоподъемность главного крюка, знаменатель — грузоподъемность вспомогательного крюка, используемого для подъема легких грузов.

Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего рабочий пролет помещения, механизмов передвижения вдоль подкранового пути и передвигающейся вдоль моста тележки с механизмом подъема (рис. П-4,6).

Несущий мост выполняют в виде пространственных четырехплоско-стных балочных коробчатых или ферменных конструкций. Краны пере­двигаются по подкрановым путям, уложенным на консоли колонн; управ­ляют ими из подвешенной к мосту кабины или с пола цеха (ручные краны).

Все механизмы мостового крана приводятся в действие электромо­торами, питание которых осуществляется при помощи троллейных прово­дов, укрепленных сбоку одной из подкрановых балок или подвешенных к нижнему поясу несущих конструкций покрытия. В первом случае рас­стояние между верхом крановой тележки с механизмом подъема и низом несущих конструкций покрытия предусматривают не менее 100 мм, во втором — не менее 400 мм. Грузоподъемность, габариты и основные па­раметры мостовых кранов, как и подвесных, определены ГОСТами.

В зависимости от продолжительности работы в единицу времени эксплуатации цеха мостовые краны подразделяют на краны тяжелого режима работы (коэффициент использования 0,4 и выше), среднего (0,25—0,40) и легкого (0,15—0,25). В цехах с интенсивным технологиче­ским процессом в одном пролете можно устанавливать два или несколько кранов, располагаемых как в одном, так и двух уровнях цеха.

В промышленных зданиях встречаются также различного рода спе­циальные мостовые краны: консольно-поворотные, консольно-передвиж-ные, с поворотной, тележкой, колодцевые, для раздевания слитков, зава­лочные, с вилообразным захватом и др.

В современном промышленном строительстве наблюдается тенден­ция к замене мостовых кранов подвесными.

Устройство специальных поворотных стрелок —крестовин —позво­ляет перемещать подвесные краны во взаимно перпендикулярных на­правлениях без переделок. Поэтому здания, оборудованные подвесным транспортом, легко приспособить к измененной технологии производства без нарушения архитектурно-конструктивной основы.

Здания бескрановые. Напольный транспорт

Мостовые краны и подвесное подъемно-транспортное оборудование по существу определяют объемно-планировочное и конструктивное реше­ние промышленных зданий. Проектировщики стремятся по возможности уменьшить грузоподъемность мостовых или подвесных кранов или вооб­ще освободить каркас здания от крановых нагрузок. В этих случаях уменьшаются сечения колонн и размеры фундаментов, отпадает необ­ходимость в подкрановых путях, появляется возможность применить бо­лее укрупненную сетку колонн.

Технологические процессы в зданиях без кранов обслуживают напольными средствами транспорта. К ним относятся вагонетки, элект­рокары, конвейеры и рольганги, автомобильные краны, погрузчики с ви­лообразными и штыревыми захватами.

В крупнопролетных зданиях для перемещения тяжелых и громозд­ких грузов целесообразно применять козловые или полукозловые краны, передвигающиеся по уложенным в уровне пола цеха рельсам. Одной опорой полукозлового крана, как и мостового, является подкрановый путь.

При замене мостовых кранов козловыми требуется несколько увели­чивать пролет и высоту здания. Так, для пролетов 12 и 15 м увеличение пролета составляет 3 м, высота 1,6 м, а для пролета 18 м —соответст­венно 6 и 3 м. Но, несмотря на это, отказ от мостовых кранов в одноэтаж­ных зданиях приводит к значительному экономическому эффекту, так как снятие крановых нагрузок с каркаса помимо экономии материалов открывает возможности создания легких большепролетных зданий с про­странственными и висячими системами покрытий.

Рис. Основные типы одноэтажных промышленных зданий:

а — однопролетное бесфонарное; б —то же, с мостовым кра­ном;

г — многопролетные с фонарями; д — общий вид зда­ния

а — пролетом 60 м; б —пролетом 96 м; / 1— железобетонная ферма; 2 — железобетонные панели: 5 — своды-оболочки; 4 —затяжка; 3 — крановые пути; 6 — остекление

Рис. 11-4. Здания с подвесным (а) и мосто­вым (б) кранами:

/ — несущая балка; 2— механизм пере­движения; 3 — подвесной путь; 4 — элек­троталь; 5 — кабина крановщика; 6 — ме­ханизм передвижения вдоль кранового пути; 7— несущий мост; 8 —тележка с грузоподъемным механизмом; 5 —подкра­новый ПУТЬ!

Список используемой литературы:

1. И.А. Шерешевский Конструирование промышленных зданий и сооружений.

2. Дятков С.В. Архитектура промышленных зданий.