Многоэтажные промышленные здания возводятся для объектов в которых производственный технологический процесс может быть организован частично или полностью вертикально. Здания такого вида применяются в легкой, электротехнической, электронной промышленности, приборостроении и аналогичных производствах, связанных с обработкой и перемещением негрузоподъемных деталей и заготовок. В них, кроме собственно производственной части, размещают административно-бытовые помещения, инженерную часть и ряд других подразделений и служб возводимого предприятия.
В настоящее время разработано большое количество различных вариантов объемно-планировочных и конструктивных решений многоэтажных промышленных зданий. Наиболее распространенными являются железобетонные каркасные здания с одинаковыми пролетами или с увеличенными пролетами в верхних этажах, оборудованных подвесными (мостовыми) кранами. Конструктивной основой таких зданий является каркас, состоящий из колонн, ригелей (балок) и диафрагм жесткости (связей). В качестве ограждающих конструкций используются навесные сборные панели из керамзитобетона. Пример объемно-планировочного решения здания приведен на рис. 1.8.
Проектируемое здание состоит из трех относительно обособленных частей: блока А, в котором размещаются административные подразделения, занимающие 30-40% площади блока, и бытовые помещения; блока Б, предназначенного для размещения собственно производственной части объекта; блока В, в котором размещается лабораторно-экспериментальная часть объекта. Схема компоновки отдельных блоков здания между собой принимается в соответствии с заданием. Блоки А и В имеют одинаковые пролеты на всех этажах, а блок Б - увеличенные пролеты в верхнем этаже, которые оборудованы подвесными кранами. Количество пролетов верхнего этажа блока Б, их размеры принимается студентом самостоятельно и согласовываются с руководителем-консультантом.
В практике проектирования и строительства, высоты этажей принимается в соответствии с технологическим назначением частей здания. Так, например, высота этажей административно-бытового блока здания принимается равной 3,6 м. При разработке эскизного проекта, высоты всех частей здания принимаются равными между собой в соответствии с заданием.
Для возведения элементов каркаса здания и стенового ограждения используются типовые сборные железобетонные конструкции, спецификация которых приведена в табл.3.1. Серия используемых конструкций принимается в соответствии с заданием.
Конструктивное решение фундаментов под каркас многоэтажных зданий, с глубиной стакана 0,75 м, аналогично решениям принимаемым для одноэтажных, см. рис. 1.3. Размеры ступеней фундамента и их количество приведены в табл. 3.9. Глубина заложения фундаментов определяется в соответствии с заданием и наличием подземной части здания. При устройстве подвалов, она определяется путем суммирования значений отметки чистого пола подземного этажа, высоты опорной части фундамента и высоты подколонника, условно принимаемой равной 0,85 м.
Колонны каркаса здания разделяются на крайние и средние. Для опирания ригелей у колонн предусмотрены консоли. Основной тип колонны - высотой в два этажа, дополнительный - высотой в один этаж. Колонны первого уровня устанавливаются в стаканы фундаментов, верх которых располагают на 150 мм ниже уровня чистого пола. Стыковку колонн по вертикали осуществляют путем приварки стыковочных стержней к стальным оголовкам колонн с последующим обетонированием.
Ригели стыкуют с колонной путем сварки выпусков арматуры и опорных закладных деталей ригеля с закладными деталями колонн, а зазоры между ними заполняются бетоном.
Плиты перекрытий опираются на верхнюю плоскость ригеля. Пазухи между ребрами смежных плит и верхней частью ригеля армируются и замоноличиваются бетоном. Схема раскладки плит приведена на рис. 1.9.
С целью повышения пространственной жесткости и устойчивости каркаса, устанавливаются связи (диафрагмы) различного вида - сквозные в виде стальных диагональных (портальных) конструкций или в виде железобетонных стенок. При разработке эскизного проекта, условно принимается устройство связей из железобетонных панелей толщиной 140 мм и шириной 2,0-3,0 м. При их изготовлении используется бетон с удельным весом, условно принимаемым равным 2,1 т/м3. Общая длина диафрагм, устанавливаемая на один этаж температурного блока, принимается равной двойной ширине блока.
Диафрагмы жесткости проектируются на всю высоту здания, начиная от фундамента. Элементы диафрагм обычно имеют поэтажную разрезку и представляют собой железобетонные стенки глухие или с дверными проемами. С колоннами и между собой они соединяются сваркой. Стыки замоноличиваются бетоном.
Перегородки, применяемые в промышленных зданиях, подразделяются на выгораживающие, преграждающие доступ в выделяемые помещения (инструментальные кладовые, склады и т.д.), и разделительные (полностью разделяющие помещения с различными производственными режимами). В настоящее время, в реальном проектировании, применяются различные варианты конструктивных решений выгораживающих перегородок - деревянные, металлические и другие. При разработке эскизного проекта, детальное конструктивное решение не разрабатывается, а только условно принимается их высота равная 2,5 м. Разделительные перегородки проектируются двух видов - из кирпича или гипсобетонных панелей с объемным весом 1400 кг/м3.Высота панелей соответствует высоте этажа, толщина ее 8 см, длина от 2,4 до 6,0 м через 300 мм. В подземной части здания возводятся только разделительные перегородки выполняемые из кирпича.
В перегородках и диафрагмах жесткости проектируются дверные проемы, размеры и конструкцию заполнения которых принимают в соответствии с действующими стандартами. При разработке эскизного проекта, условно принимается: все устанавливаемые двери размером 2,0х0,9 м; одни двери устанавливаются на 20 м длины перегородок и диафрагм жесткости.
Лестничные клетки располагаются в ячее сетки колонн 6х3 м. Для высоты этажа 3,6 м лестницы условно принимаются двухмаршевые, 4,8-трехмаршевые, 6,0 - четырехмаршевые. Масса одной лестничной площадки принимается равной 0,6 т, лестничного марша - 1,3 т. В административно-бытовой и лабораторной частях здания проектируется по две, а в производственной - одной лестничной клетки на температурный блок. Кроме того, все блоки здания оборудуются лифтами, которые при разработке эскизного проекта не учитываются.
Ограждающие конструкции здания выполняются из сборных керамзитобетонных панелей и металлических оконных переплетов, устанавливаемых по всему периметру здания, исключая крайние пролеты в углах здания. Стеновые рядовые панели изготавливаются длиной 3, 6 или 9 м и высотой 1,2 или 1,8 м. Размеры панелей оконных переплетов принимаются равными стеновым панелям. Угловые панели удлиняются, с целью создания конструкции угла здания.
При проектировании фасада зданий, могут быть приняты варианты решений, которые приведены на рис.1.10. При принятии варианта с установкой межоконных блоков, их высота принимается равной высоте окна, ширина - 1,2, 1,8 или 2,4 м, толщина - 0,24 м. Они изготавливаются из керамзитобетона, удельный вес которого принимается равным 2,1 т/м3.
Принцип раскладки панелей приведен на рис.1.11. Нижние стеновые панели опираются на фундаментные балки, верх которых на 30 мм ниже отметки чистого пола первого этажа. Надоконные панели устанавливаются ниже отметки межэтажных перекрытий на 600 мм.
Исходя из технологии промышленного производства, в здании предусматривается определенное количество ворот. Условно принимается минимум одни ворота на один температурный блок производственной части здания. Решения, закладываемое в эскизный проект, выбирается студентом самостоятельно.
В соответствии с заданием под одним или несколькими блоками объекта размещается подземная (подвальная) часть. Конструктивные решения по ней, принимаются аналогично решениям принятым по надземной части здания. Для устройства наружных стен подвала, условно применяются стандартные стеновые панели используемые для сооружения наружных стен надземной части здания.
Использование типовых конструкций требует определенного расположения на плане колонн по отношению к разбивочным осям, которые зависят от ряда условий. При разработке эскизного проекта рекомендуется разбивочные оси колонн средних рядов совмещать с геометрическими, а для крайних колонн использовать "нулевую привязку", т.е. совмещение наружной грани колонны с разбивочной осью, см. соответственно рис. 1.4-а и 1.4-в. В местах устройства деформационных швов и примыкания отдельных частей (блоков) здания привязка колонн условно осуществляется согласно рис. 1.4-д и 1.4-е.
Полы в надземной части здания выполняются по перекрытиям. Условно, конструкция пола принимается из двух элементов: основания (тепло-, звукоизоляционного слоя, стяжки) и покрытия (чистового пола). Конструкция чистого пола принимается в зависимости от назначения помещения. Характеристика принятых решений приведена в табл.1.1.
В подземной части здания, полы предусмотрены асфальтобетонные толщиной 30 мм по бетонному основанию толщиной 100 мм.
Кровля - утепленная с покрытием в три слоя рубероидом.
Внутренние отделочные работы включают в свой состав: штукатурку кирпичных перегородок; отделку поверхностей сборных конструкций и гипсопрокатных перегородок под окраску или оклейку обоями; масляную окраску выгораживающих перегородок, оконных переплетов, дверей, а также чистовую отделку разделительных перегородок и внутренних поверхностей наружных стен здания. Решения принимаемые по чистовой отделке стен помещений расположенных внутри здания, изменяются в зависимости от назначения возводимых блоков здания. Характеристика принятых решений приведена в табл. 1.1. Для окраски потолков принимаются решения аналогичные решениям принятым по окраске стен (известковая побелка или окраска силикатными красками). При оклейки стен обоями решения по данному вопросу (виду материала используемого для окраски потолков) принимаются студентом самостоятельно. В подземной части здания предусматривается известковая окраска стен и потолков.
Наружная отделка здания предусматривается в виде: окраски силикатными составами с предварительной расшивкой швов стеновых панелей за исключением цокольной, которая облицовывается плиткой; масляной окраски оконных переплетов.