В большинстве случаев перед проектировщиком, специализирующемся на промышленных объектах, стоит задача запроектировать одноэтажное здание. В таких одноэтажных объемах показатель эффективности использования пространства лучше, проще проводить реконструкцию и проще обеспечить естественное освещение за счет установки зенитных фонарей. Также в большинстве случаев здание будет оборудовано подвесным краном. Основой здания является поперечная рама, повторяющаяся с заданным шагом.
Поперечная рама здания
Промышленные здания вынесены в отдельный класс, они существенно отличаются от гражданских, поскольку предназначены не столько для людей, сколько для выполнения определенных рабочих процессов. К промышленным зданиям относятся производственные цеха, объекты электроэнергетики, объекты транспортной инфраструктуры, вспомогательные объекты, складские помещения и прочее. В градостроительстве для промышленных сооружений выделяется специальная зона, которая должна быть расположена так, чтобы дым, преимущественно, шел не на жилые территории, а в сторону от них.
При проектировании промышленных зданий руководствуются техническим заданием, которое составляет заказчик. В нем большое внимание уделяется технологии, тому какое оборудование входит в технологическую линию, какое необходимо пространство для его размещения, каким должно быть расстояние между элементами оборудования, а также какое количество человек должно обслуживать это оборудование. Из этого подробного описания складывается функциональная схема производственного процесса, иногда она размещается не в одном, а в нескольких зданиях, взаимосвязанных с помощью системы переходов.
Каждое промышленное здание должно быть просторным, оно лишь оболочка, за которой кипит жизнь, идет непрерывный выпуск продукции. Эти объекты формируются в виде огромных каркасов, которые состоят из продольных и поперечных конструкций.
К поперечным конструкциям относятся:
- стропильные фермы;
- ригели;
- балки покрытий;
- колонны;
- фундаменты.
Ригель – это опорная балка, на которую опираются другие несущие элементы.
Эти конструкции формируют поперечную раму здания (сокращенно ПРЗ), эта конструкция воспринимает действующие в продольном и поперечном направлении горизонтальные воздействия.
Этап компоновки поперечной рамы во многом определяет будущие габариты здания, такие как пролет и высота.
Рисунок 1. Пример поперечной рамы производственного здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Компоновка поперечной рамы здания
В промышленной архитектуре с ее размахами модульным является размер в 6 метров, шаги и пролеты назначаются согласно шести метрам.
При компоновке ПРЗ как правило применяются одноступенчатые колонны, которые позволяют разместить необходимое оборудование. Надкрановая часть такой колонны сплошностенчатая, подкрановая может быть сквозной (если ширина более метра) или сплошной.
При расчете учитываем жесткое сопряжение колонны и фундамента, такое соединение работает на неизменяемость каркаса.
Между ригелем и колонной сопряжение может быть шарнирным или жестким. Первый вариант применяется в многопролетных зданиях, второй в однопролетных.
При определении высоты рамы необходимо учесть:
- уровень головки рельса;
- вертикальный габарит крана;
- прогиб ригеля;
- зазор безопасности.
Высота должна быть кратной 600, чтобы обеспечить простоту монтажа стеновых панелей.
На компоновочной схеме необходимо показать привязки, они могут иметь одно из трех значений 0, 250 или 500. Нулевая привязка применяется если шаг колонн равен 6 метрам, кран малой грузоподъемности и рельс поднят не более, чем на 10 метров. Привязка колонны в 500 мм используется при значительных нагрузках (кран более 80 тонн) и больших шагах (12 метров).
Этап компоновки ПРЗ опирается на исходные данные, где должны быть указаны требуемая высота здания по технологии и отметка головки рельса.
После того как будет выполнена компоновка схемы, можно составить расчетную схему и по ней вести дальнейшие расчеты. Показав то, как действует нагрузка, определяем, как на растягивающие или на сжимающие усилия работает элемент. Расчетная схема также позволяет продемонстрировать, как собирается нагрузка и как выполняется расчет длины элементов.
