Конструктивные элементы производственных зданий: колонны, ригели, стены, фахверк, покрытия, фонари

Здание представляет собой сложную систему, снаружи вы видим лишь часть элементов и не всегда можем определить, являются ли они несущими или нет. В производственных зданиях, как правило, используется каркасная конструктивная система, что делает бессмысленной установку несущих наружных стен, обычно ограждающие конструкции крепятся непосредственно к несущим колоннам.

Конструктивные элементы производственных зданий

Как правило, в производственных зданиях используются мощные конструкции, которые могут выдержать нагрузку от вышележащих элементов. Нагрузка от снега и атмосферных осадков, от собственного веса покрытия, распределенного по всей площади здания ложится на стропильные или балочные конструкции. Нагрузка от них передается ниже на колонны, к ним же добавляется нагрузка от кранового рельса, крана и перемещаемого груза, далее нагрузка передается на фундамент.

Сумма нагрузок будет складываться и изменяться с изменением любого из элементов в этом уравнении. Для нас значимыми будут и погодные условия, и основания, и количество осадков, и максимальный вес перемещаемого груза, и величина пролета.

Поэтому расчет ведется от самых верхних элементов к самым нижним. Только когда мы подберемся к фундаменту будет известна вся нагрузка которая передастся на основание.

Перечислим все конструктивные элементы, которые мы видим на разрезе промышленного здания:

• фонарь;
• элемент покрытия (стальной настил или железобетонная плита);
• водосточная воронка, установленная в покрытии;
• стропильная конструкция;
• крановый рельс;
• подкрановая балка;
• стеновая панель и оконное заполнение;
• фундаментная балка;
• фундамент.

Каждый из этих элементов обеспечивает прочность здания и его несущую способность.

Назначение конструктивных элементов производственных зданий

Основным элементом каркаса промышленного здания является поперечная рама, образованная колоннами и стропильными конструкциями. Эта рама повторяется с шагом в 6-12 метров. За счет рам обеспечивается жесткость каркаса в поперечном направлении. В продольном направлении жесткость обеспечивается подкрановыми балкам, жестким диском конструкции покрытия и связями.

Рассмотрим назначение каждого из элементов:

• зенитные фонари, устанавливаемые в покрытии здания обеспечивают дополнительное верхнее естественное освещение. Для таких больших объектов естественное освещение через окна бывает недостаточным из-за большой глубины и скученности окружающей застройки. Также зенитные фонари оснащают возможностью проветривания с помощью электрического привода;
• покрытие здание как правило выполняется как можно более легким, оно защищает от атмосферных осадков;
• стропильные конструкции служат опорой для элементов покрытия, они устанавливаются на колонны или стены в бескаркасных схемах;
• подстропильные конструкции применяют в тех случаях, если шаг колонн крайнего и среднего ряда не совпадают, они используются для опирания стропильных конструкций;
• подкрановые балки служат опорой для рельсов кранов, по ним краны перемещаются по всему цеху;
• основные колонны служат для передачи нагрузки от покрытия, стропильных конструкция, подкрановых балок на фундамент, к ним крепятся ограждающие конструкции;
• фахверковые колонны устаивают в торцах, они нужны для крепления стенового ограждения. По принципу работы колонны представляют собой обычные стойки, они не несут основную нагрузку. Высота фахверка от 4 до 18 метров;
• фундаментные балки нужны для опирания стеновых панелей, они передают нагрузку на фундаменты;
• фундамент несет нагрузку от всего здания и распределяет ее на основание.

Рисунок 1. Фахверковые колонны. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Каждый элемент в этой сложной системе важен, если не будет одного из них, то все здание рассыплется как карточный домик. Поэтому здания и проектируются так долго и индивидуально, типовой проект может не учесть всех важных особенностей. За счет подбора идеального сечения для каждого элементы, мы получаем надежную и долговечную систему.