Промышленные здания и сооружения как и вся промышленная архитектура появились относительно недавно – с ростом производства и товарного хозяйства, в 19 веке. Не сразу эта архитектура стала функциональной, сначала ее создавали по классическим канонам, но 20 век все расставил по местам – многие промышленные пейзажи сегодня футуристичны и нереальны.
Проект промышленного здания разрабатывают и просчитывают очень многие узкие специалисты, обычно этим занимаются целые архитектурно-проектные бюро. Ведь проект промышленного здания должен выглядеть современно, при этом быть удобным для работы людей и механизмов, соответствовать стандартам и СНиПам. Кроме архитекторов и инженеров, к проекту привлекаются специалисты по электротехнике, газо- и водо- тепло- снабжению, по канализации и вентиляции.
Одноэтажное промышленное здание предназначено для таких процессов, которые требуют горизонтального расположения оборудования. Это могут быть тяжелые станки, очень большие и громоздкие устройства, аппараты, использующие большие силовые нагрузки. Поэтому очевидно, что такое оборудование лучше располагать на первом этаже. Если станков много, то здание понадобится очень просторное, или – многопролетное. Пролет – это та часть помещения, которая ограниченная несущими конструкциями (колоннами или стенами) и имеющая одно перекрытие. Многопролетные здания состоят из нескольких таких частей, а расстояние между несущими элементами называется шириной пролета. Одноэтажное промышленное здание имеет смысл строить многопролетным, если не требуется совсем уж маленькое помещение.
Монтаж промышленного здания из металлоконструкций включает в себя три основных этапа. Сначала строят фундамент, устраивают подземную часть здания и колонны первого яруса. покладывают подземные коммуникации, строят дороги и проезды, обустраивают фундамент и цоколь. Затем монтируют каркас здания, выверяют и закрепляют плиты перекрытия. После этого навешивают стеновые панели. Естественно, что все эти процессы должны вестись поочередно.
Архитектура промышленных зданий всегда отличалась от жилой и парадной архитектуры. Она безыскусна и правдива, всегда выражая в себе содержание здания, профиль его деятельности, она очень функциональна. В последнее время в России представления об промышленной архитектуре очень поменялось – сделан большой шаг от безликости и функционала к удобству и эргономичности, к эстетическим качествам здания.
В век технического прогресса и информационной революции возникла острая необходимость в проектировании и постройке промышленных зданий. Такие здания используются для размещения промышленных производств, зданий для различного типа заводов, складских и служебных помещений. Они просто необходимы для комфортного и безопасного условия труда людей, ведь благодаря соответствующим нормам и ГОСТам, можно минимизировать риск эксплуатации технологического оборудования в зданиях такого типа. Неоспоримым плюсом, отвечающим за прочность такого рода универсальных и многофункциональных зданий, является то, что основным несущим элементом является очень прочный и легкий каркас. Это свидетельствует о том, что здания такого типа могут использоваться под любые цели и запросы заказчика.
Повысить качественный уровень строительства и его архитектурное разнообразие можно с применением монолитного железобетона. В цельных гражданских и производственных зданиях, которые по своему назначению не могут быть возведены из сборных конструкций, строительные компании рационально используют монолитные блоки. С их помощью монтируют «столы» над первыми этажами в панельных зданиях, расположенных на магистралях города, чтобы получить сервисные предприятия обслуживания населения и магазины.
п. Несущая способность грунта определяется нагрузкой, при которой осадка основания не превосходит величин, указанных Строительными нормами и правилами. Грунты подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.
Для создания искусственного основания грунты укрепляют различными способами: заменой слабого грунта более прочным (созданием песчаных или гравийных подушек); поверхностным уплотнением с помощью катков, виброплит или трамбовочных плит; глубинным уплотнением песчаных грунтов вибраций или слабых грунтов песчаными сваями; закреплением слабых грунтов с помощью нагнетания в них добавок.
Чтобы предотвратить деформации отдельных его частей и образование вертикальных и наклонных трещин, в стенах устраивают деформационные швы — температурные и осадочные.
Эти швы представляют собой вертикальные зазоры, причем температурные швы располагаются только в стенах — фундамент не разрезается, а в осадочных швах разрез проходит и через фундамент до грунтового основания. Деформационные швы выполняют в виде паза с гребнем или в виде четверти (рис.
Лестницы гражданских и промышленных зданий состоят из укрупненных железобетонных элементов — маршей и площадок (рис. 14). Все лестницы и стены лестничных клеток выполняют несгораемыми. Марши и площадки ограждают перилами с поручнями. Перила
крепят к металлическим стойкам, заделываемым в гнездах маршей, или приваривают к косоурам.. Иногда лестницы собирают из унифицированных мелкоразмерных элементов — косоуров, ступеней, балок и плит лестничных площадок.
Типы зданий из сборных железобетонных элементов в гражданском строительстве
Несущие конструкции здания образуют его несущий остов, который воспринимает действующие па здание нагрузки и обеспечивает его пространственную жесткость и устойчивость. В зависимости от вида несущего остова различают следующие конструктивные схемы гражданских зданий: с несущими наружными и внутренними стенами; каркасные, в которых все нагрузки воспринимаются системой колонн вместе с горизонтальными связями (прогонами, ригелями); смешанные.
К колоннам крайних рядов крепят балки фахверка, предназначенные для поддержания стен и стеновых переплетов.
В продольном направлении колонны связывают подстропильными фермами, на которые опираются стропильные фермы. Стропильные фермы устанавливают через 6—12 м (иногда более) друг от друга — шаг стропильных ферм. Фермы, кроме особо тяжелых под большую нагрузку, выполняют с поясами, раскосами, стойками из двух равнобоких или неравнобоких уголков, соединенных между собой прокладками (сухарями) на сварке.
Для этого, наведя вертикальную нить сетки трубы на даль-
игою точку, закрепляют лимб и алидаду и, в то время когда рабочий последовательно устанавливает гвоздь или карандаш на каждую промежуточную точку, проверяют совпадение острия гвоздя или карандаша с вертикальной нитью сетки трубы.
Обрабатывая результаты измерения углов, сначала по каждой строчке находят среднее арифметическое граф 4 и 5 и записывают результат в графу 6.
2.
В отдельных случаях в зависимости от точности изготовления деталей и конструкции зданий указываются промежуточные значения допусков, в частности для разбивки промышленных и некоторых жилых зданий.
Разбивка и закрепление на местности вспомогательных осей. Для геодезического контроля за монтажом стен на местности разбивают и закрепляют реперами вспомогательные линии А"—А'"; В"—В'"; 1"—Г"; 27"—27"' (см.
С этой целью по ходу монтажа здания с помощью рулетки или ленты на стенах лестничной клетки выносят контрольные высотные отметки. От этой контрольной отметки с помощью водяного уровня выносят вспомогательные отметки при монтаже крупноблочных зданий для контроля за отметкой опорной четверти блоков перемычек, а в каркасных зданиях— верха ригелей.
Особенности разметки каркасных зданий. Для последующего контроля теодолитом вертикальности конструкций главные и вспомогательные оси закрепляют на дополнительных реперах с каждой стороны здания.
Канаты, подвергаемые растяжению и перегибам вокруг роликов блоков и барабанов лебедок, используют конструкции 6X19+1 и 6X37+1. Для стропов, где требуется особая гибкость, применяют канаты конструкции 6X37 и 6X61 + 1.
По назначению канаты подразделяются на ГЛ—< грузолюдские (для транспортирования людей), Г — грузовые, Б — бензельные (для перевязок).
На монтажных работах рекомендуется применять канаты с высоким расчетным пределом прочности проволоки при растяжении.
Стальные канаты проверяют расчетом на растяжение по наибольшему допускаемому натяжению (S):
где Р— разрывное усилие каната в целом (по сертификату или ГОСТу), кгс; k — коэффициент запаса прочности, принимаемый по нормам Госгортехнадзора СССР.
Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности канатов в зависимости от их назначения и условий работы:
Грузовые и стреловые канаты для кранов, лебедок, мачт, полиспастов и других подъемных механизмов с приводом:
ручным.
Под давлением жидкости, подаваемой в цилиндр 1 с помощью приводного или ручного насоса, поршень 2 выдвигается и поднимает груз на нужную высоту.
Гидравлические домкраты бывают двух типов: первый тип — резервуар с насосом и домкрат собраны в единый агрегат, второй — домкрат состоит только из корпуса с поршнем, а насос и резервуар устанавливают отдельно..
Гидравлические домкраты имеют грузоподъемность до 200 т, массу 70—320 кг, максимальное давление жидкости 410 кгс/см2.
Домкраты всех видов ежегодно испытывают. Пробную нагрузку, превышающую паспортную па 10%, выдерживают в течение 10 мин. Гидравлические домкраты
допускаются к работе, если к концу испытания давление жидкости снизится не более чем на 50%.
Во всех случаях при работе с домкратами надо по мере подъема устраивать под грузом временные опоры или укладывать под головку поршня полукольца, страхующие от внезапного опускания поднятый груз.
Их забивают или погружают в грунт при помощи вибропогружателя.
Винтовые инвентарные якори (рис. 83, б) рассчитаны на усилие 3—10 тс, направленное вертикально вверх (+15°). Их изготовляют из труб 0 70—114 мм и применяют только в плотных грунтах. Эти якори завинчивают в грунт 4—6 рабочих при помощи ключа.
Для подъема и перемещения конструкций при монтаже применяют лебедки с ручным и электрическим приводом.
); соответствует ли качество поверхности или фактурного слоя заданному; нет ли раковин, трещин, наплывов; нанесены ли защитные покрытия на открытые поверхности закладных деталей.
Детали, имеющие дефекты, складируют в штабели с биркой «брак». Комиссия с участием представителей генерального подрядчика, монтажной организации и завода-изготовителя составляет на эти детали акт.
При приемке также проверяют, соответствует ли количество фактически поступивших деталей и конструкций указанному в накладной, и записывают эти сведения в журнал учета конструкций.
Качество строительных материалов, полуфабрикатов, деталей, готовых конструкций должно подтверждаться паспортами, сертификатами, а при необходимости— актами испытания материалов. При приемке предъявляются также рабочие чертежи, акты промежуточных приемок, акты на скрытые работы, опись дипломов сварщиков, опись и документы о согласовании отступлений от проекта.
В сооружениях из стальных конструкций промежуточной приемке с составлением актов на скрытые работы подлежат фундаменты и опоры под стальные конструкции и различные заделываемые закладные детали; стальные конструкции, закрываемые в процессе последующих работ, и другие работы, предусмотренные правилами СНиП III-B.
Если стык имеет значительную длину по сравнению с размерами поперечного сечения, то его называют швом. Примером шва могут служить горизонтальные и вертикальные соединения между смежными стеновыми панелями или между плитами перекрытий.
Соединение нескольких элементов различного конструктивного назначения называется узлом, например колонны к фундаменту, стропильной фермы к колонне.
Стыки (узлы) бывают несущие и ненесущие.
Болтовые, клепаные и сварные монтажные соединения
Монтажные соединения сборных конструкций, как правило, выполняют сварными или на болтах; в некоторых сооружениях, воспринимающих большие динамические и вибрационные нагрузки (подкрановые балки сталеплавильных цехов, пролетные строения мостов),— на заклепках.
Сварные соединения. Сварные соединения применяют для создания прочных швов, а также там, где наряду с прочностью необходима высокая плотность — в резервуарах, газгольдерах, трубопроводах, доменных печах, воздухонагревателях.
Если на заводе конструкции проходят общую сборку, то шайбы-фиксаторы устанавливают таким образом (рис. 133, б), что
при плотном соприкосновении их торцов достигается требуемый зазор между соединяемыми листами.
Монтажные сварные соединения железобетонных конструкций выполняют большей частью ручной дуговой сваркой. Обычно применяют для СтЗ электроды Э42, для Ст5 и 30ХГ2С — Э42А; для 25Г2С, 35ГС, 30ХГ2С — Э50А.
Чистоту воздуха, поступающего от компрессора, проверяют следующим образом: перед выходным отверстием распылительной головки ставят лист чистой бумаги и включают компрессор на 1—1,5 мин. Воздух считается чистым, если за это время на бумаге не появится следов влаги или масла. В противном случае надо разобрать масловлагоотделитель, войлочные прокладки промыть бензином и высушить; кокс высушить или заменить.
Герметизация стыков. Герметизацию стыка в зависимости от его конструкции выполняют изнутри здания с перекрытия или снаружи. В последнем случае для зданий до 5 этажей включительно работы производят с монтажной или шарнирной вышки. Снаружи стыки герметизируют в многоэтажных зданиях по ходу монтажа с навесной или после его окончания с подвесной люлек.
Для герметизации швов применяют мастики, прокладки, шнуры.
В местах пересечения горизонтального и вертикального стыков шнур вертикального стыка располагают снаружи (со стороны улицы). Стыковой срез верхнего жгута, выполняемый на ус, располагают также со стороны улицы.
Стык пороизола склеивают мастикой «изол», герни-та — тиоколовой мастикой или КН-2.
Обжатие шнура должно быть в пределах 30—50%. Поверхности, покрытые мастикой, не должны иметь пропусков. Отделка наружной поверхности стыка раствором.
При большей толщине шва вместо приема лапой от себя применяют прием острым концом от себя (рис. 167, г), который выполняют так же, как лапой от себя, но под деталь заводят острый конец лома.
Используя небольшие перемещения детали ломом, можно в необходимых случаях уменьшить толщину растворной постели; если придерживать один конец детали, а другой несколько раз передвинуть ломом, то можно повернуть деталь в ее плоскости.
От этой точки метром отмеряют проектное положение наружной грани фундаментной ленты и забивают два металлических штыря так, чтобы натянутая между ними проволочная причалка была расположена на 2—3 мм за линией фундаментной ленты. После установки маячных блоков причалку поднимают на уровень верхнего наружного ребра фундаментных блоков.
В начале и конце монтажного участка в землю забивают контрольные визирки по оси фундамента 4.
При опускании и установке (рис. 171, а, б) на основание монтажники контролируют положение блока 3
по забитым колышкам / и рискам 2 на боковых гранях блока. Правильность установки блока но высоте контролируют нивелиром; у блоков стаканного типа проверяют отметку дна стакана, а у блоков под металлические колонны — верхней грани блока.
Окончательно правильность установки блоков в плане проверяют по осевым рискам на верхней грани фундамента теодолитом или отвесом, опускаемым с осевых проволок, натянутых по обноске.
В риски забивают гвозди 2, по которым натягивают проволоку 3. Угловые блоки, являющиеся маячными, устанавливают по осям по теодолиту. Перед установкой рядового блока осевую проволоку снимают и контролируют опускание блока по боковой проволоке. Затем натягивают осевую проволоку, по которой выверяют установку блока по продольной оси. Установку по поперечным осям контролируют, измеряя расстояние между боковыми рисками шаблоном 4.
Недостающий раствор подают в шов кельмой и уплотняют подштопкой. После уплотнения раствора в горизонтальном шве ослабляют стропы и вторично проверяют правильность установки блока. Если блок не сместился, снимают стропы. Карнизные блоки до расстропки должны быть надежно прикреплены к монтажным петлям плит перекрытия инвентарным креплением или скрутками.
Вертикальные швы начерно заделывают раствором по ходу монтажа кельмой, после чего расшивают их закругленным концом кельмы, так чтобы при затирке шва можно было нанести накрывочный слой толщиной 2—3 мм.
Правильность установки на место основания блока проверяют по величине монтажного зазора, а также с помощью правила, которое прикладывают к соседним простеночным блокам. Вдоль стены блок перемещают ломом, применяя прием лапой в сторону у переднего по ходу угла блока, а поперек стены — приемом лапой от себя.
Правильность установки боковых граней блока контролируют по величине монтажного зазора между блоком и смежными простеночными блоками.
231). Натягивая канат, один монтажник прижимает струбцину к верхнему поясу фермы, другой-— закрепляет струбцину прижимным винтом и при необходимости регулирует длину распорки регулировочными винтами с помощью ключа. Правильность установки фермы контролируют по совмещению рисок на ферме и колоннах. В необходимых случаях перемещают ферму в поперечном направлении монтажным ломиком. Перемещать ферму вдоль нельзя; ее следует поднять и повторить установку, выдерживая размер опорной площадки
Ферму к колоннам крепят электросваркой, после чего при помощц расстроповочных канатов вытаскивают запорные валики и снимают стропы.
Монтажные стыки добетонируют через прокладку; суммарную толщину прокладок следует учитывать заранее при проверке размеров колонны по продольной оси. При добетонировании монтажных стыков выпуски арматуры, необходимые для сварки в процессе монтажа, закрывают крышками. После распалубки на концах монтажных элементов наносят осевые риски и маркировку.
Железобетонные трубы подвергают укрупнительной сборке при монтаже цилиндрических вытяжных или дымовых труб высотой до 40 м, массой до 100 т.
Затем контролируют вертикальность всех четырех граней блока навешиванием рейки-отвеса. Завышенный угол санитарно-технической кабины опускают, перемещая его ломом несколько раз во взаимно противоположных направлениях. Если вентиляционный блок или элемент лифтовой шахты перекошен в плоскости маяков, то его поднимают, заменяют один из маяков и затем блок устанавливают вновь. В вертикальной плоскости блоки доводят до вертикали, постепенно вытаскивая клин и при необходимости вывешивая деталь при помощи монтажного лома.
239, а) в соответствии с данными нивелирования устраивают опорные площадки из металлических пластин, набираемых до нужной отметки. Для блоков с линейным опиранием (рис. 239, б) укладывают по периметру блока полосу раствора шириной 100—200 мм и около углов по продольным сторонам втапливают четыре маяка в соответствии с отметкой монтажного горизонта. При соответствующих указаниях в проекте по периметру блоков укладывают пакеты из минеральной ваты, обернутые в синтетическую пленку или другие тепло- и гидроизоляционные материалы.
242. Схема замеров положений размеры конструкции, фундаментов, составляемая при их УкрупнителЬН у Ю приемке (в рамке указаны проектные сборку и сварку у ме-размеры, под чертой — фактические)
ции выполняют на переносных стеллажах (на козелках), поэтому требуется особенно тщательное наблюдение за положением поверхности стеллажей. Стропильные фермы иногда укрупняют с фонарем, что позволяет снизить объем работ на высоте.
243, а, б, в). Один способ заключается в том, что кран 3 перемещается вдоль колонны 1 и поворачивает ее вокруг ребра подошвы башмака с помощью поднимающегося строго вертикально крюка; башмак удерживают от смещения канатом. Другой способ состоит в том, что при одном положении стрелы крана по мере подъема крюка вертикально вверх башмак передвигается в сторону крана по накаточному пути на тележке или рельсах; в необходимых случаях башмак перемещают тяговой силой каната от лебедки.
Каркасы многопролетных и многоэтажных зданий и зданий значительной протяженности возводят пространственно-жесткими блоками (пролеты, части каркаса в пределах между температурными швами, этажи), с комплектной установкой и закреплением всех элементов конструкций каждого блока.
Монтаж каждого участка сооружения начинают со связевой панели или с другой пространственно устойчивой части здания или сооружения.
Применение других сборных железобетонных элементов являлось исключением. В настоящее время положение резко изменилось. Разработаны типовые проекты промышленных зданий из сборных железобетонных конструкций, создана разветвленная сеть стационарных заводов железобетонных изделий, разработана технология производства этих конструкций, монтаж их переведен на достаточно высокий технический уровень. Значительная часть промышленных сооружений проектируется и строится сейчас полностью из сборных железобетонных конструкций; сборными являются не только несущие, но й ограждающие конструкции.
Разнообразие монтажных работ не ограничивается перечисленными основными процессами монтажа. В практике встречаются и другие сложные процессы, зависящие от характера сооружений и местных условий производства работ: например, передвижка доменной печи, собранной в стороне от оси ее фундамента, подъем в проектное положение опоры линии электропередачи, собранной..в горизонтальном положении рядом с ее фундаментом, и т.
В зависимости от принятых на строительстве способов подачи и перемещения грузов и типов механизмов пользуются железнодорожными путями или автомобильными дорогами. Типы необходимых дорог определяются монтажной организацией при разработке проекта производства работ; их перечень и сроки строительства согласовываются с основной строительной организацией — генеральным подрядчиком.
Различают дороги постоянные, предусмотренные в проекте строящегося объекта для его эксплуатации, и временные, прокладываемые только на период строительства.
Необходимая точность опорной поверхности фундаментов зависит от принятого способа опирания колонн при их установке.
Если колонна опирается на фундамент через отдельную стальную плиту,' то фундамент не доводится до верха на 50—10 мм с тем, чтобы в последующем, можно было качественно выполнить заливку цементным раствором зазоров между фундаментом и нижней поверхностью плиты.
Однако при этом необходимо требовать достаточную точность установки в плане и по высоте анкерных болтов, если они предусмотрены для фиксации стальных опорных плит.
Поступающие на монтажную площадку сборные элементы должны иметь хорошо видимую маркировку (выполняется при их изготовлении в соответствии с рабочими чертежами и монтажными схемами, а для типовых конструкций-—в соответствии с шифрами их номенклатуры). Стальные конструкции должны поступать на монтаж огрунтованными. В последнее время для большей индустриализации работ окраску стальных конструкций также начали переносить на заводы-изготовители, где для этого организуются специальные цехи.
W
Ориентировочные данные для расчета площадей складов стальных конструкций приведены в табл. 3, а складов сборных железобетонных конструкций — в табл. 4. Площади для сортировки и укрупнительной сборки конструкций отводятся дополнительно с учетом характера конструкций (стальные или сборные железобетонные), расположения стеллажей и стендов, продолжительности работ и количества одновременно укрупняемых конструкций.
Кроме того, все грузовые операции с фермой и ее сборочными элементами в данном случае значительно проще, чем при сборке на горизонтальных стеллажах. Укрупнению ферм в вертикальном положении препятствует конструкция стыков, которая в большинстве случаев не приспособлена к сборке на вертикальных стендах из-за плохих условий сварки.
При укрупнении фермы в горизонтальном положении необходимо полуфермы на стеллажи подавать в вертикальном положении.
При отсутствии отверстий сборка производится с совмещением рисок, заранее нанесенных на конструкцию и фиксаторы.
В случае производства укрупнительной сборки стальных конструкций у места монтажа вместо стационарных стеллажей применяют переносные козелки или, что значительно хуже, деревянные клетки. Сборка на этих приспособлениях всегда связана с опасностью смещения их в плане и по высоте, поэтому нужно особенно внимательно наблюдать за положением конструкций в процессе их сборки.
В некоторых случаях выгоднее обеспечить максимально возможную готовность конструкций на заводе и исключить на строительстве работы по их укрупнительной сборке. Поэтому в дополнительных технических требованиях, предъявляемых заводу монтажной организацией, обусловливается разбивка конструкций на отправочные марки в соответствии с условиями выполнения монтажных работ. В этих случаях может оказаться необходимой погрузка конструкций на сцепы железнодорожных платформ.
