Характеристика конструктивных основных элементов здания

 

Все здания и сооружения из конструктивных элементов, которые в свою очередь подразделяются на несущие и ограждающие.

Несущие элементы воспринимают нагрузки, создаваемые в здании массой оборудования, людей, технологического сырья и готовой продукции, собственных конструкций. К основным несущим конструкциям относят фундаменты, колонны, балки, фермы и другие.

Ограждающие элементы предназначены для защиты от атмосферных воздействий и обеспечения необходимого температурно-влажного режима внутри помещений. К ограждающим конструкциям относят стены, окна, двери, полы и другие.

Рассмотрим конструктивные основные элементы промышленных зданий.

Фундамент - часть здания или сооружения, находящиеся под землёй, воспринимающая и передающая нагрузки от здания или сооружения на основание, то есть на нижележащую толщину грунта.

Фундаменты выполняют из монолитного сборного железобетона. По конструкции фундаменты делят на: ленточные, сплошные, свайные и столбчатые. Ленточные фундаменты применяют, в основном, в бескаркасных зданиях с несущими стенами. Сплошные фундаменты в виде сплошной железобетонной плиты применяют при очень больших нагрузках, создаваемых массой здания и относительно слабых грунтах основания. Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, связанных поверху железобетонной конструкцией - ростверком. Столбчатые фундаменты в виде отдельно стоящих опор нашли наиболее широкое применение в строительстве. Их применяют в каркасные зданиях под железобетонные или стальные колонны каркаса. Фундаменты состоят из подколонника и плиты.

В каркасных зданиях стены опираются на фундаментные балки. Помимо выполнения функций несущего элемента, фундаментные балки защищают цокольные участки стен от воздействия грунтовых вод и капиллярного подсоса влаги. Балки имеют тавровое или трапециевидное сечение, опирают их на специальные бетонные столбики.

Колонны - это вертикальные несущие элементы каркаса зданий. Железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий изготавливают прямоугольного сечения и двух ветвевыми. По расположению в здании колонны различают как крайние (вдоль наружных стен) и средние. В зданиях оборудованных мостовыми кранами, крайние колонны имеют односторонние, а средние колонны - двухсторонние консоли, на которые устанавливают подкрановые пути.

Стальные колонны целесообразно применять в одноэтажных зданиях большой высоты, оборудованных мостовыми кранами значительной грузоподъёмности.

В одноэтажных зданиях при пролёте или шаге, превышающих длину стеновых панелей применяют специальные колонны - фахверковые стойки. Фахверк бывает также необходим для стен из кирпича и мелких блоков.

Каждое здание имеет покрытие, которое служит для защиты помещений от атмосферных воздействий. Покрытие состоит из несущих и ограждающих частей. В несущую часть покрытий одноэтажных промышленных зданий входят строительные балки, фермы, в ограждающую - плиты покрытия, утеплитель и другие.

Балки и фермы обычно изготавливают из железобетона, реже - из стали. Типовые строительные балки применяют для небольших и средних по величине пролётов - 6, 9, 12 и 18м. Для несколько больших пролётов (18 и 24м) используют типовые безраскосные сегментные фермы с верхним поясом ломаного очертания. Безраскосные фермы с дополнительными стойками на верхнем поясе, на которые опираются плиты покрытия, используют для зданий с мало уклонной кровлей.

Для покрытия не отапливаемых зданий пролётом 6, 9, 12 и 18м применяют треугольные безраскосые фермы.

Для зданий с шагом колонн внутренних рядов 12м применяют подстропильные фермы, запроектированные с учётом опирания на них типовых ферм.

По балкам и фермам покрытия укладывают плиты покрытия, которые воспринимают нагрузки, создаваемые кровлей, снегом, вентиляционными и другими устройствами и передают их на несущие покрытия. Плиты покрытия массового изготовления имеют размеры в плане 3´6 и 3´12м, а так же плиты размером 1,5´6м, используемые в местах повышенных снеговых отложений у фонарей.

Плиты покрытия применяют трёх типов: без проёма для пропуска вентиляционной шахты или воздуховода - тип ПВ; с прямоугольными проёмами между рёбрами для легко сбрасываемой кровли над взрывоопасными помещениями цехов - тип ПЛ; с проёмами в полке для устройства зенитного фонаря - тип ПФ.

Стены зданий подразделяются на наружные и внутренние. В зависимости от конструктивной схемы и роли, ими выполняемой, стены классифицируют как несущие, самонесущие и ненесущие.

Несущие стены воспринимают все нагрузки, возникающие в здании, и передают их на фундамент. Чаще всего их выполняют из кирпича толщиной 380, 510 и 640мм.

Самонесущие стены воспринимают нагрузки собственной массы и ветровую. Выполняют их из кирпича, блоков или панелей.

Несущие стены применяют наиболее широко. Их обычно выполняют из панелей, навешиваемых на колонны каркаса здания. Каждая панель несёт нагрузку собственной массы и ветра в пределах одной панели.

В многоэтажных производственных зданиях железобетонные колонны применяют одно-, двух - и трёхэтажные разрезки, то есть высотой на один, два и три этажа. Колонны имеют опорные консоли для опоры ригелей. Сечение колонн 400´400 и 400´600мм. Типовые колонны разработаны для зданий с высотой этажа 3,6; 4,8; 6,0; 7,2 и 10,8м. Последний размер относится к зданиям с укреплённой сеткой колонн в верхнем этаже или трёхэтажным зданиям с высотой двух нижних этажей по 6м.

Перекрытие - существенный конструктивный элемент многоэтажных промышленных зданий, который разделяет здание на этажи и воспринимает нагрузки оборудования, людей и другие, передавая их на колонны каркаса или стены. Перекрытия или покрытия многоэтажных промышленных зданий выполняют по балочной и безбалочной схемам.

Балочные перекрытия выполняют главным образом из сборных железобетонных конструкций - ригелей и плит перекрытия. Этот вид перекрытия запроектирован двух видов.

Безбалочные перекрытия применяют, В основном, в производствах с повышенными требованиями к чистоте, в пищевой промышленности. Они создают ровный потолок без выступающих балок.

Плиты перекрытий многоэтажных промышленных зданий выполняют в виде ребристых плит, а иногда - многопустотных панелей. Ребристые плиты имеют следующие номинальные размеры: длина - 6м, высота - 0,4м, ширина - 1,5м (основные) и 0,75м (доборные).

Перегородки в одно - и многоэтажных зданиях служат для выделения отдельных помещений и подразделяются на выгораживающие и разделительные.

Выгораживающие перегородки желательно проектировать сборно-разборными из щитов. Разделительные перегородки изготавливают в основном из кирпича, блоков и панелей.

Полы промышленных зданий состоят из основания, подстилающего слоя и покрытия. Основанием для пола служат: на первых этажах - грунт, на междуэтажных перекрытиях - литы перекрытия.

Название полу дают по его верхнему слою - покрытию. Различают земляные и глинобитные покрытия пола, цементно-бетонные, асфальтированные другие покрытия полов.

Оконные переплёты делают из дерева, стали или алюминия и железобетона. Заполнение оконных проёмов может быть двойным или одинарным в зависимости от расчётного перепада температур наружного и внутреннего воздуха, вида зданий и помещений. Световые проёмы устраивают в виде отдельных окон. Лент или сплошные.

Световые фонари, представляющие собой остеклённую надстройку над специально устроенными проёмами в перекрытии здания, применяют для верхнего освещения зданий. Наряду с освещением эти фонари служат для воздухообмена в помещениях, из-за этого их называют светоаэрационными. Оптимальная ширина прямоугольных и трапециевидных фонарей в многопролётных здания составляет 0,4-0,6 ширины пролёта, а отношение высоты фонарей к их ширине - 0,3. Прямоугольные фонари приняты шириной 6м для пролётов 12 и 18м и шириной 12м - для пролётов 24,30 и 36м. Размеры ворот и дверей и их количество для каждого помещения определяют в зависимости от требуемой пропускной способности. Двери состоят из дверных коробок и открывающихся дверных полотен.

Лестницы промышленных зданий подразделяют на основные, служебные, аварийные и пожарные. Основные лестницы предназначены для повседневного сообщения между этажами и эвакуации людей в случае пожара. Служебные лестницы применяют для осмотра и обслуживания технологического оборудования, подъёма на технологические площадки, состоят они из стальных маршей и площадок. Аварийные лестницы устраивают для эвакуации людей при авариях и пожарах. Их размещают снаружи здания и выполняют из металла. Пожарные лестницы предназначены для подъёма на крышу зданий во время пожара. Их так же выполняют из металла, вертикальными и устанавливают снаружи здания.

Для вертикального перемещения людей и грузов применяют лифты.

4. Правила и требования по размещению оборудования

 

В промышленных зданиях размеры помещений определяют в зависимости от габаритов оборудования, площади, занимаемой людьми в процессе их труда, а также посредствам расчёта необходимых площадей для прохода к рабочим местам, ремонта оборудования и другие.

В зону технологического обслуживания оборудования вводят размеры рабочих проходов между сменным оборудованием, что обеспечивает безопасное выполнение рабочих операций. Размеры этой зоны указывает завод-изготовитель в зависимости от площади необходимой для выполнения работ в соответствующей рабочей зоной. Если рабочий выполняет работу стоя или с небольшим наклоном к оборудованию, то зону обслуживания принимают 0.65-0.75м, при большом наклоне её увеличивают до 0,9м. Определяя площадь обслуживания оборудования, необходимо предусмотреть места для размещения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, свободный доступ к приборам и механизмам, а также обеспечить доступ для выполнения всех операций по их обслуживанию.

Зона ремонта включает в себя необходимую площадь для выполнения ремонтных работ ремонтниками, а также площадь для монтажа и демонтажа оборудования. Ремонтники могут работать лёжа, загораживая частями тела, проход или зону обслуживания, поэтому ширину зоны ремонта проектируют больше зоны обслуживания, учитывая при этом размеры применяемого инструмента. Иногда функциональный процесс требует предусматривать площадку для извлечения из технологического оборудования отдельных деталей, узлов и механизмов большого габарита, а также для их транспортировки из цеха. Зону ремонта при выполнении ремонтниками работ стол с очень большим наклоном в пол-оборота принимают 0,7-1м, если сидя на корточках или на стуле, то 0,65-0,9м.

Ввиду того, что техническое обслуживание, профилактический ремонт и чистку оборудования, как правило, осуществляют в разное время, целесообразно площади рабочей и ремонтной зон полностью или частично совмещая в одну зону.

Монтажный разрыв между оборудованием устраивают только в том случае, если между соседними агрегатами не требуется зоны технологического обслуживания и ремонта. В зависимости от условий монтажа и демонтажа оборудования монтажный разрыв принимают 0.1-0,4м и более.

Разрыв между оборудованием и стеной здания, используемый только для технологического обслуживания, определяют суммированием ширины приборов, коммуникаций и различного цехового оборудования, монтируемого у стены либо на стене на уровне до 2м от пола и зоны обслуживания оборудования.

Следовательно, при установке в проходе приборов и вспомогательного оборудования на стене его увеличивают, не меньше чем на 0,2м. При отсутствии вспомогательного оборудования свободный проход между стенным оборудованием или между агрегатом и стеной должен быть не менее 0,8м.

Разрыв между оборудованием и колонной при наличии фиксированного рабочего места против колонны равен ширине зоны технологического обслуживания или зоны ремонта для данного участка агрегата должен быть не менее 0,1м.

5. Объёмно-планировочные и конструктивные решения цеха с размещением оборудования

 

5.1 Конструктивная схема и объёмно-планировочные параметры цеха

 

Участок сортировки стружки ДСП проектируем в отдельно стоящем здании.

В здании размещаются два бункера ДБО-60 и четыре инерционных сортировки, а так же операторская, в которой осуществляется контроль за технологическим процессом - фракционирование древесных частиц (стружки).

По функциональному назначению здание отделения сортировки стружки относят к производственным.

Здание проектируем как двух пролетное, без естественного освещения, прямоугольной формы, бескрановое, одноэтажное, с самонесущими стенами. Высоту здания принимаем 12,6м, шаг колонн 6´18м. Для каждой колонны каркаса проектируем отдельный фундамент с подколонниками стаканного типа, а стены возводим на фундаментные балки.