Промышленная архитектура имеет свои особенности, в частности в промышленных зданиях необходимо обеспечить большой пролет, чтобы можно было разместить громоздкое производственное оборудование и уместить всю технологическую линию в одном здании. Многие промышленные здания строят из железобетонных или металлических конструкций, но в некоторых случаях (к примеру, когда речь идет о химически агрессивных средах) эти материалы не подходят, поэтому вместо них используют дерево. Далее рассмотрим какие деревянные конструкции используются при разработке проекта одноэтажного деревянного здания.
Ферма – это несущая конструкция, состоящая из прямолинейных стержней, имеющих шарнирное соединение, позволяющая перекрывать большие пролеты без устройства дополнительных колонн.
Деревянные промышленные здания
Выбор в пользу дерева для промышленного здания имеет ряд оснований, к примеру, это может быть выгодно экономически, допустим для района, куда трудно доставить другие материалы, а дерево там имеется в избытке. С другой стороны, производители предпочитают использовать дерево и там, где сам технологический процесс связан с деревообработкой.
С другой стороны, существует и ряд ограничений на использование дерева в промышленности. Цеха, в которых используются печи, и температура превышает 50 градусов строят из железобетона, чтобы избежать возгорания. Также от дерева стоит отказаться, когда производственный процесс связан с выделением большого количества влаги.
Расчет деревянных конструкций
Любое проектирование начинается с задания. Когда речь идет о проектировании в рамках рабочего задания, то техническое задание формирует заказчик, а когда дело касается студенческого проекта, то задание и исходные данные выдает преподаватель. Для выполнения расчетов необходима следующая информация:
- назначение цеха;
- шаг расстановки ферм, пролет, высота и длина здания;
- снеговая и ветровая нагрузка;
- сорт древесины.
Разработка проекта начинается с определения геометрических размеров системы на основании исходных данных. Компоновка конструктивной схемы позволит определить состав всех элементов, расчетные длины и высоты, определить уклон ската.
Рисунок 1. Деревянные конструкции одноэтажного промышленного здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Далее переходят непосредственно к расчету:
- Расчет конструкций деревянных покрытий: необходимо запроектировать состав покрытия, чтобы правильно рассчитать нагрузку от самого настила, к которой необходимо прибавить и снеговую нагрузку. Далее ведется подбор сечения исходя из двух случаев, в первом нагрузка включает вес настила и снег, а во втором также учитывается нагрузка от сосредоточенного груза.
- Расчет фермы покрытия: на расчетную схему наносят все действующие нагрузки и суммируют их значения в сводной таблице. На ферму опирается настил, поэтому нужно учесть собственный вес несущей конструкции и снеговую нагрузку с учетом угла наклона. Далее определяются нормативная и расчетная погонная нагрузки и расчетная узловая нагрузка. Затем определяют усилия во всех элементах фермы (верхний и нижний пояса, стойки, раскосы, опорные реакции). Принятые сечения проверяем.
- Расчет колонны: также начинается со сбора нагрузок и определения высоты и ширины нужного сечения. Среди нагрузок важно учесть действие ветра и снега. Принятое сечение проверяют на прочность, далее проверяют опорную часть на скалывание и устойчивость из плоскости изгиба.
Защита деревянных конструкций
Для увеличения срока службы используются несколько способов защиты древесины. В первую очередь необходимо обеспечить правильный уровень влажности в помещении, лишняя влага может стать причиной разбухания и гниения. Также важно обеспечить конвекцию, чтобы лишняя влага удалялась из помещения.
Для защиты от возгорания используют антипирены - вещества, которые вводятся в древесину, не меняя ее окрас или структуру. В случае возгорания такие вещества плавятся и создают пленку, блокирующую доступ кислорода, тем самым увеличивается время огнестойкости конструкции. Введение подобных пропиток производится под давлением в автоклаве.
Для защиты от насекомых используют химические средства защиты, к ним относятся водорастворимые или маслянистые антисептики. Эта мера позволяет защитить древесину и от гниения.
Древесина — это прекрасный материал, который имеет очень широкий спектр применения, от небольших дачных домиков до огромных многопролетных ферм. К ее достоинствам относят и простоту обработки, и легкость самого материала (относительно железобетона). Использование дерева для промышленных зданий позволяет создавать изящные конструкции, которые не перегружают внутренний интерьер пространства.
