Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основы строительного дела

Строительство и ремонт

§ 15.1. Общие сведения об основных конструктивных элементах и схемах зданий

В строительной практике различают понятия «здание» и «сооружение».

Сооружением принято называть все, что искусственно возведено человеком для удовлетворения материальных и духовных потребностей общества.

Зданием называется наземное сооружение, имеющее внутреннее пространство, предназначенное и приспособленное для того или иного вида человеческой деятельности (например, жилые дома, заводские корпуса и т.д.).

Здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов, которые подразделяют на несущие и ограждающие. Несущие элементы (фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальйые нагрузки, возникающие от массы оборудования, людей, снега, собственной массы конструкций, действия ветра и т.д. Ограждающие элементы (наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов) защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия. Кроме того, встречаются конструктивные элементы, которые одновременно совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия.

Основные конструктивные элементы зданий различного назначения показаны на 15.1. К ним относятся: фундаменты, наружные стены и перегородки, колонны, перекрытия, покрытия, лестницы, окна, двери и т.п.

Фундаменты — подземные конструкции, воспринимающие нагрузки от здания и передающие их на основание. Основанием служат слои грунта,  располагающиеся под зданием  и обладающие  необходимой несущей способностью. Наружные стены—это вертикальные ограждающие конструкции. Внутренние стены разделяют здание на отдельные помещения. Перегородки — легкие стены, разделяющие помещения на отдельные части: комнаты, коридоры и т.п. Колонны — отдельно стоящие опоры, воспринимающие нагрузки от вышележащих элементов здания. Междуэтажные перекрытия — конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи; непосредственно воспринимают полезные (функциональные) нагрузки. Покрытие —' верхняя ограждающая конструкция, предохраняющая здание от атмосферных осадков.

Конструктивные схемы зданий.  Несущие конструкции здания: фундаменты, стены, колонны, перекрытия, соединяясь в пространстве друг с другом, образуют несущий остов здания. По особенностям пространственного расположения несущих элементов остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный (с несущими стенами), который представляет собой жесткую и устойчивую коробку из взаимосвязанных стен и перекрытий (15.2). Наружные и внутренние стены здания воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытия. Этот конструктивный тип зданий широко распространен при возведении жилых домов, школ и других общественных зданий; ка ркасный представляет собой пространственную систему (каркас; 15.3), образованную колоннами, подкрановыми балками, стропильными и подстропильными фермами или же колоннами, ригелями и плитами междуэтажных перекрытий и покрытий, которая воспринимает все нагрузки, действующие на здание. Для зданий каркасного типа характерно четкое разделение конструкций по особенностям их работы (на несущие и ограждающие); неполный каркас (15.4) в зданиях такого типа наряду с внутренним каркасом наружные стены воспринимают нагрузки от междуэтажных перекрытий и покрытий.

Каждый конструктивный тип здания имеет несколько конструктивных схем, отличающихся расположением и взаимосвязью несущих элементов.

Для типов бескаркасных зданий характерны схемы (см. 15.2, а—б) с продольным расположением несущих стен, на которые опираются плиты междуэтажных перекрытий; с поперечным расположением несущих стен, где наружные стены, за исключением торцовых, самонесущие, на них не передается нагрузка от перекрытий; совмещенная с опиранием плит перекрытий на продольные

и поперечные стены.

Каркасные типы зданий различают по следующим признакам: 1) по материалу — железобетонный каркас (монолитный, сборный, сборно-монолитный), металлический каркас; 2) по характеру устройства ригелей (см. 15.3) — с продольным, поперечным, перекрестным расположением ригелей и непосредственным опиранием перекрытий на колонны (безригельное решение); 3) по особенностям сопряжения элементов в узлах — монолитные и сварные.

Для зданий с неполным каркасом (см. 15.4) характерны конструктивные схемы с продольным или поперечным расположением ригелей. Такие же схемы расположения ригелей характерны для зданий с полным каркасом.

§ 15.2. Архитектурно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений. Единая модульная система. Типизация и унификация

Современное индустриальное строительство в основном базируется

на применении типовых сборных деталей и конструкций. Типовыми

называют детали и конструкции, имеющие для данного момента

времени наиболее рациональное решение и предназначенные для

широкого применения. Количество типов и размеров сборных деталей

и конструкций должно быть возможно меньшим, что существенно

облегчает их изготовление, монтаж и уменьшает стоимость строитель

ства.

Уменьшение количества типов и размеров может быть достигнуто на основе унификации архитектурно-планировочных решений зданий, основными параметрами которых являются шаг, пролет — и высота этаж; и

Шагом называют расстояние между координационными осями стен и отдельных опор, предусмотренное при проектировании плана здаш:я. В зависимости от направления в плане здания шаг может быть продольным и поперечным. Пролетом здания называют расстояние между координационными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем продольным размерам основных несущих конструкций перекрытия или покрытия. В зависимости от конструктивно-планировочной схемы пролет совпадает по направлению с поперечным или продольным шагом, а в отдельных случаях (например, в железобетонных безбалочных перекрытиях) — с тем и другим. В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние между осями, а пролет большее* Высотой этажа называют расстояние по вертикали от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа, в верхних этажах й одноэтажных чердачных зданиях — расстояние от уровня пола до отметки верха чердачного перекрытия, а в бесчердачных зданиях — до низа основной несущей конструкции.

При возведении зданий из индустриальных сборных элементов необходима взаимоувязка всех размеров этих элементов, что возможно только при условии унификации их размеров.

Унификацию архитектурно-планировочных параметров зданий и геометрических размеров конструкций в нашей стране осуществляют на основе единой модульной системы (ЕМС), представляющей собой совокупность правил назначения размеров шага, пролета, высоты этажа, размеров конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования на базе единого модуля 100 мм, который обозначают буквой М.

В строительной практике чаще всего используют производные модули (ПМ), которые подразделяют на укрупненные и дробные. К укрупненным относятся модули (мм): 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300 и 200. Обозначаются они соответственно 60М, ЗОМ, 15М, 12М, 6М, ЗМ, 2М и применяются при назначении размеров здания, высоты этажа, размеров конструкции или деталей, а также оборудования. Дробные модули (мм): 50, 20, 10, 5, 2, 1 — обозначаются соответственно 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М и применяются при назначении толщины отдельных деталей, плитных материалов или назначении размеров зазоров и допусков.

Согласно принятым в ЕМС правилам пролеты промышленных зданий могут быть приняты равными 9, 12, 18, 24, 30, 36 м и т.д., т.е. до 18 м и они принимаются кратными ЗОМ, а больше 18 м — кратными 60М. Высота этажей промышленных зданий принимается кратной 60М, а именно: 3,0; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 м и т.д.

Проектное расстояние между координационными осями здания, или условный размер конструктивного элемента его, включающий соответствующие части швов и зазоров, называется номинальным модульным размером. Кроме номинального различают конструктивные и натурные размеры (15.5). Конструктивным называют проектный размер конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования, отличающийся от номинального на величину нормированного зазора или шва (5, 10, 20 мм и т.д.). Натурный размер — фактический размер детали, конструктивного элемента, оборудования, отличающийся от проектного на величину, находящуюся в пределах допуска.

 «Унифицированных типовых секций» (УТС), «Унифицированных типовых пролетов» (УТП) и схем блокировки УТС и УТП. В габаритных схемах содержатся данные о планировке, шаге колонн, пролетах, высоте и этажности зданий, крановых нагрузках и т.п. Наличие габаритных схем позволяет существенно упростить конструктивные схемы и сократить количество типоразмеров архитектурно-планировочных и конструктивных элементов зданий. Одну и ту же габаритную схему можно рационально применять для различных производственных зданий массового строительства. В настоящее время при разработке проектов зданий предприятий всех отраслей промышленности, в том числе для лесной и деревообрабатывающей, обязательно применение сборных железобетонных изделий и конструкций заводского изготовления, номенклатура которых содержится в каталогах сборных конструкций, утвержденных Госстроем России. Типовые унифицированные габаритные схемы показаны на 15.6. В табл. 15.1 приведены рекомендуемые сочетания унифицированных строительных параметров бескрановых одно- и многопролетных каркасных одноэтажных зданий.

§ 15.3. Основные правила привязки колонн и стен к координационным осям

Основные размеры здания в плане измеряются между координационными осями, которые образуют геометрическую основу плана здания. Оси, идущие вдоль пролетов здания и располагаемые параллельно нижней кромке чертежа, называются продольными и обозначаются заглавными буквами русского алфавита (15.7). Оси, пересекающие пролеты, называются поперечными и обозначаются цифрами; система пересекающихся осей здания в плане образует сетку координационных осей, которая служит системой координат для плана здания. Применение при строительстве зданий типовых конструкций    требует    строго    определенного    их    расположения (привязки) по отношению к координационным осям. Под привязкой понимают расстояние от координационной оси (продольной, поперечной) до грани или геометрической оси конструктивного элемента. Все виды оборудования привязываются на плане цеха размерами к этим же координационным осям здания.

Для унификации и взаимозаменяемости конструкций колонны и стены располагают относительно координационных осей с соблюдением определенных правил привязки. Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен совмещают с продольными координационными осями. Такая привязка называется нулевой и осуществляется в зданиях без мостовых кранов (15.8, а) и в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т, при шаге колонн 6 м и высоте от пола до низа несущих конструкций покрытия менее 16,2 м (15,8, б). Наружные грани колонн крайнего ряда и внутренние поверхности стен смещают относительно продольных координационных осей на 250 мм в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т (15.8, в).

Привязку к поперечным координационным осям колонн и торцовых стен осуществляют по следующим правилам: геометрические оси сечения колонн, за исключением колонн в торцах здания и колонн, примыкающих к температурным швам, должны совмещаться с поперечными координационными осями (нулевая привязка), геометрические оси торцовых колонн основного каркаса нужно смещать с поперечных координационных осей внутрь здания на 500 мм, внутренние поверхности торцовых стен должны совпадать с поперечными координационными осями (15.9).

Привязку несущих наружных стен осуществляют по следующим правилам: при непосредственном опирании на стены плит покрытий ' внутреннюю поверхность стены нужно отнести от продольной координационной оси внутрь здания на 150 мм для стен из крупных блоков и на 130 мм для кирпичных стен (15.10, а). В случае опирания на стены несущих конструкций балок, ферм поверхность стен смещают от продольной оси внутрь здания на 300 мм для блочных стен при их толщине 400 мм и на 250 мм — для кирпичных стен при толщине 380 мм (15.10, б). При кирпичных стенах толщиной 380 мм с пилястрами 130 мм расстояние от продольной оси до внутренней поверхности стены должно быть равно 130 мм (15.10,б).

Привязка колонн каркаса в местах устройства швов осуществляется следующим образом. В зданиях с железобетонным каркасом в местах расположения швов устанавливают парные колонны. При этом   ось   температурного   шва   должна   совпадать   с   поперечной координационной осью, а оси колонн смещают относительно координационной оси на 500 мм (15.11). Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом следует устраивать на двух колоннах со вставкой, в зданиях с цельнометаллическим и смешанным каркасом температурные швы располагают на одной колонне. Варианты привязки колонн к координационным осям показаны на 15.12.

Перепад высот между пролетами одного направления в здании с железобетонным каркасом рекомендуется осуществлять на двух колоннах со вставкой. Привязка колонн к координационным осям показана на 15.13. Конструкцию примыкания двух взаимно перпендикулярных пролетов следует также осуществлять на двух колоннах со вставкой. При этом ось колонн продольных пролетов, примыкающих к поперечному пролету, смещают с поперечной координационной оси на 500 мм.

Деформационные швы. В конструкциях зданий большой протяженности вследствие изменения температур в летнее и зимнее время появляются значительные деформации, вызывающие напряжения, способные разрушить здания. Для предотвращения этого явления здания делят на температурные блоки, между которыми устраива'ют так называемые температурные швы как в продольном, так и в поперечном направлении.

Кроме температурных деформаций здание может давать неравномерную осадку в случае расположения его на неоднородных грунтах или в случае резко отличающейся эксплуатационной нагрузки по длине здания. В этом случае для избежания осадочных деформаций устраивают осадочные швы. При этом фундаменты делают независимыми, а в надземной части здания осадочный шов совмещают с температурным или со швом примыкания (примыкание зданий различной этажности, старого здания к новому).

§ 15.4. Классификация зданий

В практике проектирования и строительства встречаются самые разнообразные, виды зданий, поэтому классифицировать их можно по большому количеству признаков. При проектировании, финансировании и планиробании строительства наиболее важной является классификация по назначению и по классам капитальности сооружений.

По назначению здания делятся: 1) на гражданские (жилые дома, больницы, школы, театры, дворцы культуры и прочие общественные здания); 2) на промышленные (заводы, фабрики, ТЭЦ, котельные и др.); 3) на сельскохозяйственные (птицефермы, овощехранилища, скотные дворы и т.д.). В данной главе рассматриваются только промышленные здания, строящиеся и применяемые для размещения производства лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Промышленные здания по назначению делятся: 1) на здания основного производственного назначения (например, здания мебельных фабрик, лесопильных, фанерных и других деревообрабатывающих предприятий, цехи по производству древесностружечных и древесноволокнистых плит, арболита, фибролита и др.); 2) подсобно-производственные, складские и вспомогательные здания, отно-у сящиеся к объектам подсобного производственного и обслуживающего назначения (центральные лаборатории и экспериментальные цехи, склады сырья и готовых изделий, ремонтные мастерские, фабричные управления, проходные, здравпункты, столовые, бытовые помещения для   рабочих   и   др.);   3)   здания   и   сооружения   энергетического

хозяйства (трансформаторные подстанции и линии электропередачи, котельные, холодильные, компрессорные, газогенераторные и др.); 4) здания и инженерные сооружения транспортного хозяйства и связи (гаражи для электрокаров и автопогрузчиков, автоматические и телевизионные станции управления производством, телефонные и радиостанции или узлы связи); 5) объекты санитарно-технического назначения (сооружения для водоснабжения, канализации, теплофикации и газификации и    др.).

По капитальности здания и инженерные сооружения делятся на четыре класса в зависимости от прочности, капитальности, наружной и внутренней отделки, внешнего архитектурно-художественного оформления и внутреннего благоустройства, а также эксплуатационных требований к ним.

Прочность здания зависит от физико-механических свойств ограждающих и несущих нагрузку конструктивных элементов и отдельных частей, из которых оно состоит, от, надежности их связей между собой, которые должны обеспечивать зданию пространственную жесткость, а следовательно, неизменяемость под воздействием расчетных нагрузок и устойчивость в течение заданного срока службы.

Капитальность здания определяется степенью огнестойкости и степенью долговечности его в заданных условиях эксплуатации. Под долговечностью зданий и сооружений понимается срок их службы, т.е. способность в течение этого времени сохранять прочность и устойчивость основных конструкций (фундаментов, наружных и внутренних стен, колонн, перекрытий и покрытий, лестничных клеток) и возможность нормальной эксплуатации их. Долговечность сооружений в свою очередь зависит от долговечности строительных материалов, из которых изготовлены их конструктивные элементы. Поэтому при назначении строительных материалов для ограждающих конструкций зданий или сооружений с заданным сроком службы учитывается сопротивляемость их физическим, химическим, атмосферным, агрессивным средам и прочим разрушающим воздействиям в заданных условиях эксплуатации.

Строительными нормами установлены три степени долговечности зданий и инженерных сооружений: I степень с ориентировочным сроком службы более 100 лет, II — 50..Л00 лет, III — 20...50 лет. Конструкции со сроком службы менее 20 лет применяются только для временных сооружений. Согласно противопожарным требованиям здания и инженерные сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней.

Класс зданий и сооружений определяется в зависимости от народнохозяйственного значения и мощности предприятия в целом и от назначения каждого из зданий в комплексе этого предприятия, от градостроительных требований, от концентрации материальных ценностей и уникальности оборудования, устанавливаемого в этих

сооружениях, а следовательно, и от запаса сырьевых ресурсов, от фактора нормальной амортизации сооружений.

К I классу относятся здания и сооружения, имеющие важнейшую народнохозяйственную значимость (здания с непрерывным производством большой мощности, государственные электростанции, метрополитены, большие мосты и др.). К ним предъявляются повышенные требования и проектируют их по индивидуальным техническим условиям и нормам, огнестойкостью не ниже II степени и долговечности не ниже I степени.

Ко II классу относится большинство зданий основного и подсобно-вспомогательного производственного назначения (склады с ценным сырьем, готовых изделий и оборудования). К ним предъявляются следующие требования: огнестойкость не ниже III степени, долговечность — не ниже II степени. Для их проектирования и строительства действуют Строительные нормы и правила (СНиП),

Производственные здания предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности, как правило, относятся ко II классу. Но практически они строятся огаестойкостью не ниже II степени, так как в них производится продукция из сгораемых материалов и установлено дорогое технологическое оборудование, превышающее во много раз стоимость самих зданий. Здания складов сырья и готовой продукции при них принимаются такой же капитальности. К III классу относятся сооружения с пониженными требованиями качества — производственные здания малой мощности с недорогим оборудованием, здания складов с малоценным сырьем и все деревянные сооружения. Долговечность их должна быть не ниже III степени, огнестойкость не нормируется. К IV классу относятся все сооружения, к которым не предъявляются требования долговечности и огнестойкости.

Класс зданий или основной группы их в предприятии назначается организацией (заказчиком), выдающей задание на проектирование.

§ 15.5. Требования к производственным зданиям

Проектирование и строительство производственных зданий связаны с выполнением следующих к ним требований: технологических, санитарно-гигиенических, противопожарных, экономических и эстетических.

Технологические требования к производственным зданиям являются основными и сводятся к выполнению рациональной организации в них производства по технологической схеме для обработки и транспортирования материалов, полуфабрикатов, деталей и изготовления готовых изделий. Для этого необходимо, чтобы форма и размеры зданий, помещений, сетки колонн и прочность конструкций допускали удобное и свободное расположение, перестановку или замену   технологического   оборудования   в   поточных   линиях,   его

обслуживание и этим способствовали бы развитию производства и повышению технологической маневренности.

Требования технологического процесса должны гармонично сочетаться со всеми прочими требованиями, предъявляемыми к производственным зданиям. Санитарно-гигиенические требования к производственным зданиям сводятся к созданию в них хороших здоровых условий работы, удовлетворению гигиенических бытовых потребностей. Для этого в производственных помещениях в рабочей зоне должны поддерживаться метеорологические условия (влажность, температура, чистота и движение воздуха), а также уровень шума, вибраций и излучений в соответствии с требованиями санитарных норм проектирования промышленных предприятий.

Противопожарные требования. Противопожарные требования сводятся к назначению степени огнестойкости здания, а также к архитектурно-планировочным решениям зданий. При этом вводится ограничение этажности, размеров помещений между брандмауэрами, противопожарными преградами. Расчетами определяются количество и размеры эвакуационных проходов, выходов, лестничных клеток, проездов и въездов и их размещение в зданиях. Особые требования предъявляются к устройству противопожарного водопровода, конструкциям отопления и вентиляции.

Все производства в соответствии со СНиП по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности подразделяют на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д, Е.

К категории А относится ограниченное число помещений, т.е. отделения лакирования, крашения, склады лакокрасочных материалов. Например, к категории А относятся производства, связанные с применением веществ, воспламенение и взрыв которых могут последовать в результате воздействия воды или кислорода воздуха, искры, удара или детонации, причем взрыв может вызвать разрушение конструкции здания. К категории Б относятся взрывоопасные производства, связанные с применением веществ, образующих легковоспламеняющиеся смеси пылей и газов, взрыв которых не разрушает основных конструкций зданий (производства, связанные с угольной пылью, древесной мукой и др.). К категории В относятся производства, обрабатывающие твердые сгораемые материалы и вещества (деревообделочные, хлопкообрабатывающие, текстильные и др.). К категории Г относятся производства, обрабатывающие несгораемые вещества в раскаленном или расплавленном состоянии (литейные, плавильные, прокатные, кузнечные и др.). К категории Д относятся производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии (механические, инструментальные). К категории Е относятся взрывоопасные производства, в которых могут образовываться горючие газы, без жидкой фазы и взрывоопасной пыли в таком количестве, что они могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме,  превышающем 5 %  объема поме-

щения. Основные строительные конструкции зданий с производствами категории Е следует проектировать несгораемыми с ненормируемым пределом огнестойкости.

Производственные здания должны иметь выходы, обеспечивающие безопасную эвакуацию находящихся в здании людей в случае возникновения пожара или в других аварийных случаях.

Проходы, двери и ворота считаются эвакуационными выходами, если они ведут: из помещений первого этажа непосредственно наружу; из помещений на лестничную клетку с непосредственным выходом наружу или через вестибюль, из помещений в проход или коридор с непосредственным выходом наружу или выходом на лестничную клетку; в соседние помещения того же этажа, обладающие огнестойкостью не ниже II степени, не содержащие производств, относящихся по пожарной опасности к категориям А, Б, В, и имеющие выходы наружу непосредственно или через лестничные клетки.

Число эвакуационных выходов из производственного здания или помещения должно быть не менее двух. Устройство одного выхода разрешается для помещений производств категорий А, Б и В площадью не более 100 м и производств категорий Г, Д площадью до 200 м . Для одноэтажных производственных зданий наибольшее расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода колеблется от 30 до 100 м; а в многоэтажных — от 25 до 75 м. При этом в любом случае расстояние от дверей производственного помещения, выходящего в тупиковый коридор, до ближайшего выхода или лестницы не может быть более 25 м.

К зданиям и сооружениям по всей их длине должен быть обеспечен подъезд пожарных автомашин: с одной стороны ~- при ширине здания до 18 м и с двух сторон — при ширине более 18 м. К зданиям шириной более 100 м подъезд пожарных автомашин необходимо обеспечивать со всех сторон.

В случаях, когда по производственным условиям не требуется устройство дорог, подъезд пожарных машин должен быть обеспечен по спланированной поверхности с укреплением ее по ширине 3,5 м в местах проезда при глинистых и пылевидных грунтах растительным покровом, шлаком или гравием. Расстояние от края проезжей части или спланированной поверхности, обеспечивающей подъезд пожарных машин, до стены здания не должно превышать 25 м.

Экономические требования к производственным зданиям сводятся к удешевлению строительства и эксплуатации их и зависят от технико-экономических показателей, из которых важнейшими являются следующие.

1.         Соответствие  размеров   здания  запроектированной  мощности

производства проверяется рациональным использованием производст

венной площади и объема здания на единицу мощности или на

единицу установленного оборудования, или на одного работающего

и т.п.

2.         Снижение капитальных затрат и эксплуатационных расходов

проверяется сравнением их стоимостей, приходящихся на единицу

стоимости готовых изделий, которые не должны превышать установ

ленных практикой строительства, эксплуатации и планирования.

Первоначальные капитальные затраты возможно снизить за счет использования в строительстве дешевых строительных материалов, унифицированных деталей и конструкций местного индустриального массового изготовления, отвечающих требуемой капитальности и условиям индустриальности монтажа и строительства зданий, а также за счет использования рациональных архитектурно-планировочных решений и т.д. Снижение эксплуатационных расходов достигается за счет удешевления, удобства, простоты и возможности механизации работ по уходу за зданием и его конструктивными элементами как по очистке грязи и пыли с ограждающих поверхностей (стен, потолков, остекления и пола), так и по поддержанию в сохранности и чистоте фасадов, внутренней и наружной отделок и облицовок, а также из снижения стоимостей отоплений, вентиляции, водоснабжения, канализации, освещения, удаления снега и твердых отбросов и других расходов.

3.         В   архитектурно-планировочных   решениях   здания   и   в   его

художественно-архитектурном оформлении и отделке недопустимы

излишества.

При оценке строительной части проекта производственных зданий расчетными   единицами   являются:   развернутая   производственная

площадь, которая принимается как сумма помещений, расположенных на этажах, антресолях, площадках, этажерках и галереях, предназначенных для изготовления продукции и размещения межцеховых складов; подсобная площадь помещений, предназначенная для внутрифабричного транспорта, установок санитарно-технического оборудования.

Основным сметным показателем экономичности строительной части здания является стоимость в рублях 1 м полезной площади. Показатели расхода основных строительных материалов (стали, портландцемента, дерева, бетона и др.), а также сборного и монолитного железобетона на 1 м2 полезной площади характеризуют экономичность, индустриальность и прогрессивность строительства каждого вида здания.

Требования строительной индустрии к производственным зданиям сводятся к полной механизации и автоматизации массового изготовления на заводах строительной промышленности изделий и элементов конструкций, а также монтажа здания из них при одновременном снижении стоимости и трудоемкости строительных работ. Кроме того, необходимы унификация архитектурно-планировочных элементов строительных конструкций, секций и зданий, модуляция их размеров, типизация секций и самих зданий.

В промышленном строительстве наибольшее распространение находят одноэтажные промышленные здания.

Вследствие того, что технологический процесс деревообрабатывающего и других производств меняется довольно быстро, а капитальность промышленных зданий рассчитана на многие годы, их проектируют унифицированными. Архитектурно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений промышленных предприятий выбирают в соответствии с требованиями Строительных норм и правил и указаниями по строительному проектированию предприятий различных отраслей промышленности.

Одноэтажные здания. Различные климатические условия в нашей стране, наличие местных строительных материалов и степень механовооруженности территориальных строительных организаций обусловливают разнообразные архитектурно-планировочные решения зданий. Однако благодаря унификации строительных параметров зданий количество типов зданий, применяемых в проектах, резко сократилось.

Форма здания проектируется в зависимости от технологического процесса производства и увязывается с санитарно-техническими, противопожарными, экономическими требованиями. Его проектируют, используя унифицированные секции и конструкции, а также блокирование производства, повышающие степень индустриализации строительно-монтажных работ

Одноэтажные здания по сравнению с многоэтажными обладают некоторыми преимуществами:' в них можно организовать поточность любого производства с тяжелым и легким оборудованием, большой маневренностью технологического процесса без изменения строительных конструкций. Под одной кровлей можно разместить целые производственные объединения, включая склады и все службы. Однако одноэтажные здания обладают и недостатками. К ним относятся: большие наружные ограждающие поверхности, вызывающие излишнее охлаждение помещений зимой и перегрев солнечной радиацией летом и поэтому требующие дополнительных затрат на строительство и на увеличение эксплуатационных расходов на отопление и вентиляцию их; значительно увеличиваются территория участка и протяженность внутренних, более разветвленных магистральных инженерных сетей.

Одноэтажные здания могут быть узкими, широкими и со сплошной застройкой, без фонарей и с фонарями, с малыми и большими пролетами и шагами. Наиболее рациональными для одноэтажных зданий со сплошной застройкой являются сетки колонн 18x12, 24x12, 30*12, 36*12 м; из них 18*12 м считается основной, которую как наиболее экономичную рекомендуется принимать в массовом строительстве для предприятий легкой и деревообрабатывающей промышленности  (сетки  18*6,  24*6,   18*12 или 24*12 и 30*12,  36*12 м применяются в узких зданиях или зданиях павильонного типа, а сетки 12x12 и 12x6 м — в зданиях небольших размеров).

Высота производственных помещений в одноэтажных зданиях без мостовых кранов принимается кратной 0,6 или 1,2 м и равна 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8 и 12,0 м, причем малые высоты (3,6...6 м) —только для пролетов до 12 м, а для пролетов 18 и 24 м — начиная с 5,4 м и выше.

Малоэтажные здания. Здания в два этажа по технико-экономическим и прочим показателям занимают промежуточное место между одноэтажными и многоэтажными. Узкие двухэтажные здания (18...54 м) применяются для предприятий с вертикальным технологическим процессом, а также других аналогичных производств, требующих усиленного притока свежего воздуха.

Широкие и со сплошной застройкой двухэтажные производственные здания, бесфонарные с верхним техническим этажом над вторым этажом и без него, а также с фонарями над вторым этажом предпочтительны для размещения производств, требующих тяжелого оборудования для изготовления деталей и легкого конвейерного оборудования для сборки готовых изделий из этих деталей. Например, лесопильные заводы, когда тяжелое оборудование размещается на первом этаже, а конвейерное — на втором. Для этого сетка колонн на первом этаже принимается 9x6 или 12x6 м, а на втором — большепролетная сетка 18x12 или 24x12 м. Такие здания сплошной застройки для производства по пожарной опасности категорией Г и Д вполне допустимы с 3...4 лестничными клетками.

Для размещения многих видов производств легкой промышленности с категорией по пожарной опасности В, требующих устройства большого количества лестничных клеток для эвакуации работающих со второго этажа, двухэтажные здания сплошной застройки неэкономичны.

Однако широкие двухэтажные здания с сеткой колонн 9x6 м с зинитными фонарями, остекленными светорассеивающими стеклянными блоками, стеклопластиками или теплопоглощающими стеклами для уменьшения инсоляции помещений, вполне рентабельны для размещения в них производств, требующих повышенного естественного освещения и поддержания постоянного микроклимата. В этом случае на первом этаже размещаются все вспомогательные производства и подсобные помещения, включая склады, бытовые и административные помещения, не требующие большого освещения, с устройством антресольного этажа на части его, а во втором — основное производство.

Многоэтажные промышленные здания (15.15). В них хорошо размещаются многие виды (как правило, трудоемких с большим количеством занятых рабочих) производств (с нормативной нагрузкой 5... 10 кПа). Многоэтажные здания по сравнению с одноэтажными имеют меньшую площадь наружных ограждающих поверхностей, особенно верхних покрытий, вследствие чего они меньше охлаждаются зимой и перегреваются летом. В таких зданиях хорошо сочетается естественное и искусственное освещение. Сетка колонн для многоэтажных зданий принимается при нормативных нагрузках на междуэтажных перекрытиях 5 и 10 кПа 6x6, 9x6, 12x6 м; при нагрузках 15 кПа — 6x6 и 9x6 м; при нагрузках 20 и 25 кПа — 6x6 м. Другие сетки колонн допускаются лишь при наличии специального обоснования, с согласия заводов, изготовляющих сборные изделия для междуэтажных перекрытий, и разрешения утверждающих проект организаций.

В перспективе до мере дальнейшей индустриализации и совершенствования строительной техники элементы междуэтажных перекрытий будут укрупняться, а сетка колонн увеличиваться. Наиболее эффективными в перспективе разбивочными сетками многоэтажных зданий для нормативных нагрузок 5 и 10 кПа будут 9x9 и 12x9 м без технических этажей и 18x6, 24x6, 18x9 и 24x9 м с промежуточными в междуферменном пространстве техническими этажами для размещения инженерных сетей, бытовых и вспомогательных помещений, межцеховых кладовых, вентиляционных каналов и прочих устройств.

Узкие многоэтажные производственные здания шириной 18...30 м" с сетками колонн 6x6, 9x6 и 12x6 м строятся для размещения производств,   требующих   повышенной   (по   зрительным   условиям

работы первого и второго разрядов) естественной освещенности, таких, как: мебельные, отделочные и др. Широкие многоэтажные здания шириной 30...48 м устраивают для организации производств, допускающих меньшую естественную освещенность (по зрительным условиям 3-, 4- и 5-го разрядов работ). Кроме того, их применяют для производств^ требующих повышенной освещенности, допускающих усиление естественного света искусственным (люминесцевт-ными лампами), но не требующих различать при работе оттенки расцветок и фактуры материалов.

Как в узких, так и в широких многоэтажных зданиях с применением для междуэтажных перекрытий крупнопанельных ребристых плит настилов по единой конструктивной серии не создаются условия для устройства гладких потолков и свободного объема помещений от подвесок линий коммуникаций, вентиляционных коробов, ламп освещения и прочих устройств. Бес-пыльность и повышенную гигиеничность в таких зданиях возможно поддерживать только с применением дорогостоящих дополнительных подшивок потолка, устройства коробов, лотков и т.д. Поэтому в настоящее время разрабатываются более технически совершенные многоэтажные здания с крупноразмерными сетками, с техническими этажами, размещаемыми в межферменном пространстве.

Многоэтажные здания с крупноразмерными сетками 18*6, 18x9, 24x6 и 24x9 м, с техническими чердаками в межферменном пространстве между каждым рабочим этажом для предприятий различных видов промышленности, с нормативными нагрузками 5 и 10 кПа создают условия повышенной гигиеничности и беспыльности помещений и большей маневренности для организации технологического потока и его сменности. Такие Здания являются перспективными. После освоения и внедрения их в массовое строительство из серийных сборных железобетонных и крупноразмерных элементов будет возможен переход к универсальным зданиям, пригодным для многих видов производств.

В технических этажах размещаются все сети коммуникаций, вентиляционные каналы, вытяжные вентиляционные устройства, сети освещения и светильники люминесцентного освещения, промежуточные межцеховые кладовые, вспомогательные производственные помещения, цеховые ремонтные мастерские и помещения — бытовые, для культурно-санитарного обслуживания рабочих и других служб.

§ 15.6. Основные положения расчета строительных конструкций

Чтобы обеспечить безопасные условия эксплуатации зданий и сооружений, производят расчет конструкций. Строительные конструкции рассчитывают в два этапа: 1) статический (или динамический) р а с ч е т, который заключается в составлении расчетных схем, наиболее близко отвечающих работе конструкции реальных условиях и определении внутренних усилий (изгибающих моментов М, поперечных Q и продольных N сил и др.) в опасных сечениях проектируемых конструкций. Этот расчет производится по формулам сопромата и общим правилам строительной механики; 2) конструктивный расчет — выбор материала, рациональных форм и размеров сечения, марок и класса материала (камня, бетона), класса стали, породы и качества древесины и т.д.

Известны три метода конструктивного расчета: 1) по допускаемым напряжениям, 2) по разрушающим нагрузкам; 3) по предельным состояниям. В настоящее время применяют третий метод расчета. Цель такого расчета — не допускать предельных состояний при эксплуатации в течение всего срока службы конструкции, здания или сооружения. Расчет выполняют исходя из того, чтобы значения усилий, напряжений, деформаций, перемещений не превышали предельных значений, устанавливаемых СНиПами. Значения нагрузок, действующих на конструкции, прочностные характеристики материалов, из которых они сделаны, и условия их эксплуатации обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от установленных нормами. В расчете по методу предельных состояний это учитывается введением ряда коэффициентов перегрузки п, условий работы тв, надежности и др. Числовые значения этих коэффициентов приводятся в СНиПах.

Нормативные и расчетные нагрузки и сопротивления материалов. Наибольшие нагрузки, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными.

Основной характеристикой прочности материала является его нормативное сопротивление RH, устанавливаемое ГОСТами на соответствующие материалы. Так, за нормативные сопротивления принимаются: для древесины — среднее значение пределов прочности при различных напряженных состояниях; для бетона — сопротивления осевому сжатию кубов (кубиковая прочность Лкуб), осевому сжатию призм СКПр) или осевому растяжению CRP); для стали — значение предела прочности или временного сопротивления.

Прочностные свойства любого материала изменяются, в результате чего их числовые величины могут отличаться от нормативных. Эти отклонения учитываются коэффициентами изменчивости материалов (коэффициентами безопасности).