Производственные здания предназначены для осуществления в них основных или вспомогательных производственных процессов и служат целям рационального размещения оборудования и рабочих мест в определенной технологической последовательности для эффективной организации производственного процесса.
Объемно – планировочная схема и конструкция здания в значительной мере зависят от вида применяемого внутрицехового транспорта. Основным видом внутрицехового транспорта сталеплавильного цеха являются электрические краны. Основной, наиболее распространенный тип промышленных зданий каркасный. Каркас воспринимает внешние воздействия на здание (ветер, снег), внутренние эксплуатационные нагрузки, собственную массу элементов здания и давления грунта на подземные части здания. К несущим элементам относятся фундаменты, колонны, стропильные и подстропильные фермы, подкрановые балки.
Другой набор конструктивных элементов каркасного здания – ограждающие элементы (крыша, стены) – изолируют оборудование, протекающие в здании процессы и работающих людей от внешнего пространства и воздействия атмосферы.
Каркас здания состоит из поперечных плоских, взаимно – связанных между собой рам. Каждая рама представляет собой сочетание двух вертикальных элементов (колонн) и соединяющей их горизонтальной детали (ригель) в виде балки или фермы (стропильная ферма). Ригель связывается с колонной шарнирно.
Дополнительную жёсткость каркаса обеспечивают подкрановые балки, на которых укладывают рельсы мостовых кранов. Также к горизонтальным связям относят «ветровые фермы», установленные в торцах зданий на уровне подкрановых балок или нижнего пояса строительных ферм.
Вертикальные связи устанавливают между колоннами продольных рядов в середине деформационного блока. Вертикальные связи в виде ферм обеспечивают правильность установки верхушек колонн при монтаже, а также передачу продольных усилий с верхних участков торцевых стен на колонны.
При колебаниях температуры наружного воздуха каркас здания изменят свои размеры. Это приводит к появлению дополнительных напряжений в конструктивных элементах каркаса, что при чрезмерно больших деформациях грозит нарушением его несущей способности. Кроме того, при больших деформациях возможно образование трещин в ограждающих конструкциях, крыше и стенах. Такое же воздействие оказывает неравномерная осадка здания из-за неоднородности грунтов на площадке застройки или из-за резко выраженной разницы в нагрузке на основание. Для предупреждения этих явлений в каркасе здания предусмотрены деформационные швы (температурные, усадочно-сейсмические).
Деформационные швы разделяют на отсеки. Расстояние между температурными швами 60–72 мм. Основным материалом несущих конструкций служит железобетон. Это один из наиболее долговечных и стойких материалов. Железобетон устойчив против коррозии и не требует защитной отделки и окраски, негорюч.
Элементы конструкции здания.
Фундаменты. Из-за многообразия грунтовых условий и значительных колебаний нагрузок на фундаменты, типизация фундаментов очень сложна.
- подощва;
- подколонник;
- железобетонная колонна.
Для здания характерны одиночные столбчатые фундаменты под несущие колонны. Они устанавливаются при очень сильных нагрузках и при слабых неоднородных грунтах.
Фундаментные балки. Для опирания самонесущих и навесных стен по периметру здания по обрезам фундамента укладывают фундаментные балки или рандбалки, изготовленные из железобетона. Фундаментная балка уложена так, что её верхняя грань выше уровня грунта, но ниже чистого пола на 30 мм. Такое расположение балки позволяет избежать касания грунта стенами и таким образом предотвращает их от увлажнения, устройства дверей и ворот без порогов.
Колонны. Основной элемент несущего каркаса. Они опираются на фундаменты и в свою очередь являются опорами для несущих конструкций покрытия. В колоннах различают верхнюю часть, надколонник, на который опираются несущие конструкции покрытия: основной стержень, по которому передаются нагрузки от покрытия и кранов. Выделяется башмак (база) передающий нагрузку колонны на фундамент.
Существует два типа колонн одноветьевые и двухветвевые. Одноветьевые устанавливаются в торце печного пролёта. Двухветвевые колонны связаны между собой двухплоскостной решёткой из прокатных уголков. Надколонник – сплошной имеет проёмы для прохода обслуживающего персонала. Нагрузку колонн на фундаменты передают через башмаки, привариваемые к нижней части колонн. Они расположены на 500-600 мм ниже пола.
Стропильные фермы. Стропильные фермы несут покрытие здания. Применяем стропильные фермы с параллельными поясами. Верхний и нижний пояс имеет уклон 8 % , что компенсирует провисание конструкции при эксплуатации. Стропильная ферма изготовлена из стальных уголков, широкополочных тавров, соединяемых в узлах электросваркой, в верхней части которой устроен аэрационный фонарь.
Подкрановые балки. Подкрановые балки с уложенными на них рельсами образуют пути движения мостовых кранов. Поскольку подкрановые балки прочно соединены с колоннами, они придают каркасу дополнительную жёсткость. Существует два вида: разрезные и неодинаковые по длине.
Разрезные балки состоят из секций длиной, равной двум шагам колонн и стыкующиеся между собой на опорных колоннах. По типу сечения – сплошные и сквозные. Балки сплошного сечения имеют профиль сплошного двутавра. Стенки балок усилены рёбрами жёсткости
Стены. Наружные стены совместно с покрытиями защищают внутреннее пространство здания от внешних воздействий. В зависимости от конструкций и по роду статической работы стены подразделяют на несущие, самонесущие и навесные. Для устройства несущих стен использованы кирпич, крупные и мелкие блоки; самонесущих – кирпич, мелкие блоки или панели. Торцевые стены испытывают большие нагрузки, в связи с этим для обеспечения их устойчивости сооружён дополнительный каркас, размещённый в плоскости стен. Он состоит из железобетонных стальных ригелей. Этот дополнительный каркас называют фахверком. Так как цех является цехом с избыточным тепловыделением то стены устроены из стальных волнистых и ребристых листов(лёгкие стены). Листы навешены на ригели фахверка внахлёст. Для защиты лёгких стен от случайных повреждений цокольная часть стен выполнена из бетонных панелей.
Покрытия. Служат для ограждения внутренних помещений здания от атмосферных осадков и внешних температурных воздействий. Применяют настил из стальных листов, которые хорошо выдерживают неравномерный нагрев лучистым теплом расплавленного или раскалённого металла. Существует недостаток: противостояние коррозии, поэтому через 7-10 лет следует окрашивать.
Ворота. Служат для проезда автотранспорта и железнодорожного транспорта. Для проезда автотранспорта высота ворот не ниже 2,4 м и ширина не менее 2 м. Для проезда железнодорожного транспорта нормальной колеи 4,7х5,6 м. Для прохода небольшого количества работающих в створах ворот устроены двери. В цехе существует несколько конструкций ворот; распашные(створные), раздвижные.
Распашные ворота имеют лучшую герметичность притвора. Их недостатком при большой величине створок является большой вес, возможные перекосы полотен и медленное открывание. Полнота ворот выполняются цельнометаллическими в виде сварной рамы-переплёта из прокатных стальных профилей с прикреплённой сваркой, с наружной стороны обшивкой из гофрированной листовой стали.
Воздушно-тепловые завесы, защищающие работающих от холодного наружного воздуха, устроены с подачей тёплого воздуха с боков проёма. Завесы устроены в тех воротах, которые открываются чаще пяти раз в смену. Для экономии тепла включение воздушной завесы блокируют с открывающим ворота механизмом.
Загрузка...
