Конструктивные и объемно планировочные решения

Конструктивные и объемно-планировочные решения

При разработке конструктивных и объемно-планировочных решений первоочередной задачей является обеспечение целесообразности применяемых методик как в плане функциональности, так и экономичности. Не менее важным является соответствие выбираемых технологий, материалов и методов требованиям федеральных нормативов на предмет устойчивости, долговечности зданий и всех типов безопасности. От конструктивного решения зависит то, насколько выразительными будут экстерьер и внутреннее убранство здания. Фактически документация, описываемая на данной странице, неразрывно связана с архитектурно-художественным и объемно-планировочным решениями.

Конструктивные и объемно-планировочные решения включают в себя текстовые описания и документацию в графическом виде. В текстовой части пакета документов должны быть отображены следующие моменты:

— топография, геологические, географические особенности участка, микроклиматические особенности региона его расположения;

— обоснование применяемых технических решений в плане минимизации шума и испарений, обеспечения должной теплоизоляции, безопасного уровня излучения электромагнитного поля, санитарно-гигиенической обстановки, пожарной безопасности;

— данные о прочностных, химических и прочих характеристиках грунта на застраиваемом участке, факт присутствия грунтовых вод и уровень их агрессивности;

— описание применяемых технических решений, обеспечивающих необходимую прочность и устойчивость частей здания или проекта;

— обоснование применения средств для обеспечения целостности конструктивных элементов проекта в ходе производства, транспортировки, сборки и последующей эксплуатации их в составе объекта;

— номенклатура, площади цехов, сборочных и производственных мощностей, вспомогательных помещений и конструкций;

— отдельное описание подземной части здания в случае наличия таковой.

Графическая часть пакета документов, о котором идет речь, в обязательном порядке включает в себя следующие составляющие:

— экспликация помещений и поэтажные планы проекта;

— разрезы зданий, на которых отмечаются используемые ограждающие конструкции и несущие стены, уровни высоты конструкции, покрытия и кровельные конструкции с описанием таковых;

— планы применяемой кровли, покрытий и перекрытий;

— планировка и сечение фундаментной части здания;

— расположение оградительных конструкций и перегородок;

— чертежи частей проекта, требующие более детальной визуализации.

Стоит отметить, что раздел, описывающем конструктивные и объемно-планировочные решения, классифицируется не только на графическую и текстовую части вышеописанным образом. Помимо них, железобетонные, каменные, металлические и деревянные конструкции, являющиеся составляющей частью зданий, описываются в раздельных подразделах:

— «конструкции металлические» (КМ) — в подразделе указываются все узлы и конструкции из металла, применяемые для возведения искомого здания. Данные о возлагаемых на металлические нагрузки нагрузках приводятся с перечислением принятых в отношении используемых металлов коэффициентов надежности;

— «конструкции железобетонные» (КЖ) — в соответствующий пакет документации должны входить чертежи соединений и сборных конструкций, схемы применяемого армирования. Документы, описывающие схемы армирования закладных изделий в данный пакет документации включать нет необходимости. В то же время в случае использования сборных ЖБИ наличие их разрезов и схем армирования является необходимым;

— «конструкции деревянные» и «конструкции каменные» (КД и КМ соответственно).

ТехЛиб СПБ УВТ

Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий

Несмотря на многообразие производств и соответственно объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, могут быть выделены некоторые общие принципы этих решений. Среди них, прежде всего, следует выделить блокирование в одном промышленном здании некоторых производственных помещений, обслуживающих один технологический процесс, или некоторых цехов с разными технологическими процессами или даже разных промышленных предприятий.

Опыт проектирования показывает, что с помощью блокирования можно в отдельных случаях уменьшить площадь заводской территории на 30%, сократить периметр наружных стен до 50%, снизить стоимость строительства на 15—20%.

Вместе с тем блокирование, учитывая разные характеристики технологических процессов, может создать определенные трудности в объемно-планировочных и конструктивных решениях зданий, имея в виду возможные различные требования к размерам пространства, к метеорологи­ческому режиму, воздушной среде и пр.

Блокирование на территориях, с относительно неспокойным рельефом, может привести к неоправданному возрастанию объема земляных работ и снижению экономического эффекта. Поэтому блокирование целесообразно в тех случаях, когда характеристики технологических процессов (например, по нагрузкам, требованиям к среде и др.) относительно близки между собой и когда местные условия строительства не вызывают серьезных трудностей (например, по рельефу, размерам территории и пр.).

Следует отметить еще один положительный фактор блокирования — возможность объединения однородных вспомогательных цехов (например, ремонтно-механических, складских и т. п.) разных производственных процессов. Такое объединение дает возможность не только сократить требуемые объемы здания в результате уменьшения вспомогательных площадей, но и уменьшить количество персонала.

Рис.1. Блокирование в одном здании двух предприятий с различной технологией производства – текстильной фабрики и завода электротехнических изделий.

Наряду с блокированием сохраняет свое значение и павильонная застройка, когда она оправдана характером технологического процесса (например, сопровождаемого значительными тепло- и газовыделениями), местными условиями и главное — доказательными экономическими преимуществами.

На основании экономических соображений в промышленности приборостроения получил, например, применение так называемый «модульный принцип» формирования структуры предприятия, согласно которому предприятие состоит из нескольких авто­номных однородных единиц — «технологических модулей», размещаемых в отдельных небольших производственных зданиях (корпусах-модулях).

Экономический эффект достигают за счет введения в эксплуатацию сначала первого корпуса-модуля и получения готовой продукции, а затем последовательно вводимых других корпусов. Таким образом, к окончанию строительства последнего корпуса-модуля, т. е. к моменту окончания строительства предприятия в целом, оно выпускает готовую продукцию во все нарастающем объеме. Следует отметить, что при «модульном принципе» утрачиваются преимущества блокирования.

В решении вопроса о блокировании или применении павильонной застройки существенную роль наряду с перечисленными выше технологическими факторами играет экономика

Выбор этажности представляет собой одну из важных задач, решаемых в процессе проектирования.

Если характеристики технологического процесса допускают с одинаковой степенью целесообразность применения как одноэтажных, так и многоэтажных зданий, выбор этажности здания зависит от местных условий (площади участка, отведенного под строительство, его рельефа, климатических характеристик местности и т. п.), а также от технических и эко­номических показателей.

Следует иметь в виду, что одноэтажные здания позволяют более свободно размещать и перемещать оборудование при модернизации технологического процесса. В них относительно просто решается устройство подъемно-транспортного оборудова­ния и естественного освещения по всей производственной площади цеха. Вместе с тем одноэтажные промышленные здания требуют значительных территорий, которые, бывает часто трудно выделить по условиям застройки города, а с другой — городские территории имеют большую ценность в связи с наличием элементов благоустройства (дороги, подземные коммуникации и т. п.) и перспективами дальнейшего развития города. Строительство одноэтажных промышленных зданий в загородной зоне влечет за собой сокращение нередко ценных сельскохозяйственных угодий.

Следует иметь в виду, что в многоэтажных зданиях общая площадь всегда на 15—20% выше, чем в одноэтажных, за счет устройства лестниц, подъемников, большого числа других коммуникационных помещений. Поэтому при выборе этажности основным критерием считают экономические показатели, получаемые на основании сравнения вариантов возможных ре­шений, если какие-либо из технологических требований не определяют заведомо этажность.

Наконец, следует выделить принцип унификации решений зданий, который преследует получение относительно лучшего объемно-планировочного и конструктивного решения, способствует повышению гибкости или универсальности объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий, что имеет большое значение для ускорения научно-технического прогресса.

Повышение универсальности или гибкости производственных зданий достигают прежде всего в результате освобождения пространства, например, за счет увеличения сетки колонн и в необходимых случаях за счет повышения высоты помещения (в чистоте). Повышение универсальности также достигают некоторыми конструктивными мероприятиями, например, устройством в одноэтажных промышленных зданиях по всей его площади усиленного пола, допускающего установку оборудования в любом месте помещения без устройства специальных фундаментов.

Преследуя повышение универсальности, нельзя забывать об экономической стороне дела. Например, увеличение сетки колонн может привести к повышению стоимости конструкций покрытия из-за увеличения пролета или шага вертикальных опор. Поэтому, принимая то или иное решение, учитывающее условия повышения универсальности здания, необходимо проверить его экономическую эффективность.

Как указывалось, целесообразное решение промышленного здания определяют прежде всего экономичным использованием пространства, т. е. его площадей и объемов для того технологического процесса, для которого оно предназначено. Приблизительно требуемые производственные площади определяют по мощности предприятия на основе укрупненных отраслевых показателей выпуска готовой продукции в тоннах или рублях с I м2 площади. Отраслевые показатели выводят на основе показателей действующих од­нородных передовых в техническом и производственном отношениях предприятий.

При проектировании здания уделяют большое внимание не только рациональному расположению технологического оборудования, удобной транспортировке сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, но и правильной орга­низации рабочих мест, обеспечению безопасности и созданию условий труда, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям.

Объемно-планировочное решение должно быть возможно проще по своей форме. Здание прямоугольное в плане с параллельно расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты упрощает конструктивное решение, повышает степень сборности конструкций, сокращает число их типоразмеров.

Важный общий принцип объемно-планировочных решений — изоляция вредностей одних производственных помещений от других. Видимое влияние могут оказывать метеорологический режим, состав воздуха, шум, вибрация. Например, производства, технологический процесс которых сопровождается значительными тепло или газовыделениями, размещают в одноэтажных зданиях, при этом ширину и профиль таких зданий назначают с учетом обеспечения эффективной аэрации. Очевидно, при этом может быть предпочтительна павильонная застройка, обеспечивающая надежную изоляцию помещений с нормальным режимом. Производства, при которых в воздух могут выделяться ядовитые газы, пары и пыль в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы, располагают в отдельных помещениях, изолированных от других помещений зданий соответствующими ограждающими конструкциями.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий оказывают природно-климатические характеристики места строительства по тем­пературному и ветровому режимам, по количеству осадков и другим показателям. В суровых климатических условиях предпочтительны, например, здания с меньшей площадью наруж­ных ограждающих конструкций (блокированные, многоэтажные) в целях снижения теплопотерь и. следовательно, повышения экономичности здания в эксплуатации. Повторяемость, скорость и направление ветров, а также закономерности снегопереноса оказывают влияние на выбор профиля покрытия, если предусматривают аэрацию и естественное освещение через фонари. Характеристики светового климата вообще определяют решение естественного освещения, размеры светопроемов и размеры фонарей. Из сказанного следует сделать вывод, что климатические характеристики тщательно выявляют и учитывают при принятии проектного решения.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения оказывают требования пожарной безопасности. В соответствии с ними определяют наибольшую допускаемую этажность зданий, требуемую этажность зданий, требуемую степень огнестойкости их конструкций и наибольшую допускаемую площадь этажа между противопожарными пре­градами.

Если позволяет технологический процесс, помещения с производствами, наиболее опасными в пожарном отношении, располагают в одноэтажных зданиях у наружных стен, а в мно­гоэтажных зданиях — на верхних этажах. Из здания на случай воз­никновения пожара предусматривают возможность безопасной эвакуации людей, для чего проектируют эвакуационные пути и выходы.

Эвакуационные выходы для людей не предусматривают через помещения с производствами категорий А, Б и Е, а также через помещения в зданиях IV и V степени огнестойкости.

Категории производств А и Б — взрыво-, пожароопасные производства. Производства категории А характеризуется применением, хранением или образованием в процессе производства горючих газов, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28° С включительно при условии, что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом.

Производства категории Б характеризуются наличием горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28 до 61° С включительно; жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых 65 г/м3 и менее к объему воздуха, при условии, что указанные газы, жидкости и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.

Производства категории В, Г и Д — пожароопасные.

Производства категории В характеризуются наличием жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С; горючей пыли или волокон, нижний предел взрываемости которых более 65 г/м3 к объему воздуха; веществ, способных только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердых сгораемых веществ и материалов.

В качестве эвакуационных выходов используют предусматриваемые для, производственных целей проезды, проходы, лестницы, двери и ворота, за исключением ворот, предназначенных для пропуска железнодорожного транспорта.

Число эвакуационных выходов из каждого помещения должно быть не менее двух. Наружные пожарные лестницы, удовлетворяющие противопожарным требованиям, могут быть ис­пользованы в качестве выходов со второго и вышерасположенных этажей. В зависимости от категории пожарной опасности производства и степени огнестойкости здания расстояние от наиболее удаленного рабочего места до выхода наружу или в лестничную клетку принимают таким, чтобы люди могли покинуть помещение за то время, пока пребывание в нем допустимо, т. е. до тех пор, пока не распространится огонь и продукты горения.

Ширину коммуникационных помещений и дверей на путях эвакуации принимают в зависимости от числа людей, находящихся на наиболее населенном этаже (кроме первого), с таким расчетом, чтобы их пропускная способность полностью обеспечивала эвакуацию в заданное время.. В большинстве случаев конструкции одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий выполняют по каркасной схеме. Каркасные системы наиболее рациональны при значительных статических и динамических нагрузках, характерных для промышленных зданий, и значительных размерах перекрываемых пролетов.

Однако при небольших пролетах (до 12 м) и отсутствии тяжелого подъемно-транспортного оборудования вместо каркасных конструкций применяют конструкцию с несущими стенами. Основные конструктивные элементы таких зданий — стены, несущие конструкции покрытия (балки или фермы) и уложенные по ним плиты покрытия. Поскольку в промышленных зданиях обычно отсутствуют внутренние поперечные стены, устойчивость наружных стен достигается устройством пилястр, которые располагают с внутренней или наружной стороны стены, чаще всего в местах опирания несущих конструкций покрытия.

Несущим остовом одноэтажного каркасного промышленного здания служат поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.

Рис.2. Основные элементы каркаса одноэтажного промышленного здания. а — общий вид; б — схема устройства подстропильных конструкций; в — схема устройства вертикальных связей в покрытии: 1 — фундамент под колонну, 2 — колонна каркаса, 3 — ригель (балка или ферма), 4 — подкрановая балка, 5 — фундаментная балка; 6 — несущая конструкция ограждающей части покрытия плиты; 7 — подстропильная ферма; 8 — вертикальные связи между колоннами, 9 — вертикальные связи в покрытии; 10 — наружная стена, 11 — оконные переплеты; 12 — — ограждающая конструкция покрытия (пароизоляция, термоизоляция и кровля). 13 — воронка внутреннего водостока.

Поперечная рама каркаса состоит из стоек, жестко заделанных в фундамент, и ригелей (ферм или балок), являющихся несущими конструкциями покрытия, опертых на стойки каркаса.

Подольные элементы каркаса обеспечивают устойчивость каркаса в продольном направлении и воспринимают кроме нагрузок собственной массы продольные нагрузки от торможения кранов и нагрузки от ветра, действующего на торцевые стены зда­ния. К. этим элементам относятся: фундаментные, обвязочные и подкрановые балки, несущие конструкции ограждающей части покрытия и специальные связи (между стойками и между несущими конструкциями покрытия) .

Наружные стены каркасных зданий представляют собой лишь ог­раждающие конструкции и поэтому решаются как самонесущие или навесные. Конструктивная система покрытия может быть беспрогонной или с прогонами. В первом случае по несущим конструкциям покрытия укладывают крупноразмерные плиты (па­нели). Во втором случае вдоль здания укладывают прогоны, а по ним в поперечном направлении — плиты небольшой длины. Беспрогонная схема покрытия по затратам материала более экономична.

При шаге колонн каркаса 12 м и более возникает необходимость устройства подстропильных конструкций, на которые через 6 или 12 м устанавливают ригели (балки) или фермы. В случае, когда отсут­ствует подвесной транспорт и несущей конструкцией ограждающей части покрытия служат железобетонные плиты длиной 12 м, надобность в подстропильных конструкциях при шаге колонн каркаса, равном пролету плит, отпадает.

В некоторых промышленных зданиях, например цехах металлургических заводов, подстропильные конструкции имеют значительные пролеты, в мартеновских цехах, где печи размещены в средней части здания, колонны каркаса среднего ряда распо­лагают с шагом 36 м.

Рис.3. Устройство подстропильных конструкций больших пролетов. а,б – в главном здании мартеновского цеха с печами емкостью 500 т (а — поперечный разрез; б — продольный разрез); в — в прокатном цехе, Р— разливочный пролет. П печной пролет; 1 — разливочный кран грузоподъемностью 350/75/15 т; 2 — заливочный край грузоподъемностью 180/50т; 3 — консольно-поворотный передвижной кран грузоподъемностью Зт; 4 — консольный передвижной кран грузподъемностью 3 т, 5 — шихтовый открылок; 6 — защитный экран, 7 — подкрановые балки. 8 — стропильные фермы; 9 — подстропильные фермы, 10 — отрезки колонн

Подстропильные конструкции выполняют в виде ферм, которые воспринимают либо нагрузку от покрытия, либо нагрузку от мостовых кранов.

Подстропильные фермы, перекрывающие пролет 72 м, выполнены по типу стальных мостовых ферм с клепаными соединениями. В данном случае они воспринимают кроме нагрузки подкрановых балок нагрузки от отрезков колонн, которые вклепаны в подстропильные фермы.

Покрытия с несущими конструкциями в виде железобетонных балок или ферм с уложенными по ним плитами имеют приведенную толщину бетона 80—100 мм при собственной массе (весе) 1 м2 покрытия 200— 250 кг. При такой массе покрытия значительную часть бетона и арматурной стали расходуют на то, чтобы воспринять собственную массу конструкции. Поэтому наряду с этими конструкциями покрытий в настоящее время широко распространены облегченные конструкции с применением металлического профилированного настила с легким утеплителем, укладываемого по прогонам.

Весьма перспективны покрытия в виде тонкостенных пространственных конструкций: оболочек, сводов, складок и др., примеры которых рассмотрены далее. Известны решения про­странственных армоцементных покрытий, масса 1 м которых 45—55 кг, а приведенная толщина оболочки 15— 20 мм.

Многоэтажные промышленные здания проектируют, как правило, с полным сборным железобетонным каркасом и самонесущими или навесными стенами и, в отдельных случаях, с неполным каркасом и несущими стенами. Основные элементы каркаса — колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

При безбалочных перекрытиях функцию ригелей выполняют железобетонные плиты, располагаемые по разбивочным осям колонн. Колонны и ригели, соединенные жестко в узлах между собой, образуют рамы каркаса, которые могут располагаться поперек, вдоль или одновременно в обоих направлениях.

Междуэтажные железобетонные перекрытия служат жесткими горизонтальными связями: они распределяют горизонтальную (ветровую) нагрузку между элементами каркаса и обеспечивают совместную пространственную работу всех элементов каркаса здания.

Функцию вертикальных связей выполняют поперечные или продольные железобетонные стены, или крестообразные стальные элементы, устанавливаемые между колоннами, или жесткое ядро, образуемое сочетанием поперечных и продольных железобетонных стен, образующих лестничные клетки, лифты.

Сборные железобетонные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обеспечивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса, а горизонтальные — рамами и вертикальными связями (диафрагмами). При связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами каркаса, а горизонтальные — вертикальными связями.

Рамно-связевые системы имеют некоторые преимущества по сравнению с рамами, так как упрощаются узловые сопряжения элементов каркаса и их можно унифицировать, достигая неко­торое сокращение расхода стали за счет облегчения закладных деталей в стыках и уменьшения арматуры в колоннах.

В тех случаях, когда поперечные стены или лестничные клетки отсутствуют или расстояние между ними очень велико, а также когда перекрытия ослаблены отверстиями, обеспечить удовлетворительную работу сборного железобетонного каркаса рамно-связевой системы не представляется возможным. В таких случаях применяют сборный каркас рамной системы. В отдельных случаях каркас может быть решен с балочной конструкцией перекрытия и жестким железобетонным монолитным ядром. Ядро на всю высоту здания выполняют в подвижной опалубке.

Требования пожарной безопасности в конструктивных решениях промышленных зданий сказываются прежде всего в устройстве противопожарных преград., т. е. противопожарных стен (брандмауэров), противопожарных зон, а в многоэтажных зданиях — в устройстве несгораемых перекрытий.

Рис.4. Противопожарные преграды. а – поперечная противопожарная стена, б – продольная противопожарная стена, в – противопожарная зона, г – расположение противопожарных преград в плане.

Противопожарные преграды разделяют объем здания на отдельные части, ограничивая при возникновении пожара распространение огня пределами одной части здания. Кроме того, с помощью противопожарных преград выделяют наиболее огнеопасные помещения.

Противопожарные преграды выполняют из несгораемых конструкций. Противопожарные стены располагают поперек или вдоль здания, разделяя междуэтажные перекрытия, покрытия, фонари и другие конструктивные элементы из несгораемых или трудносгораемых материалов. Противопожарные стены устанавливают на самостоятельные фундаменты либо на несущие несгораемые конструкции перекрытий.

Противопожарные стены выполняют выше уровня кровли на 0,6 м, если хотя бы один из элементов покрытия, за исключением кровли, выполнен из сгораемых материалов, и на 0,3 м если все элементы покрытия, за исключением кровли, выполнены из трудносгораемых и несгораемых материалов.

Противопожарные стены зданий с несгораемыми покрытиями могут не разделять покрытий и не возвышаться над кровлей независимо от группы ее возгораемости.

В цехах, оборудованных мостовыми кранами, противопожарные стены располагают только в верхней части здания. Расстояния между противопожарными степами назначают в зависимости от категории пожарной опасности производства. степени огнестойкости, этажности здания и приводятся в строительных нормах и правилах. Устройство проемов в противопожарных стенах не рекомендуется.

Противопожарные зоны устраивают шириной не менее 6 м. Они перерезают здание по всей его ширине. На участках противопожарных зон все конструктивные элементы здания вы­полняют из несгораемых материалов. Если противопожарная зона расположена вдоль здания, то она представляет собой противопожарный пролет, все конструкции которого изготовляют также из несгораемых материалов. По краям противо­пожарной зоны устраивают из несгораемых материалов гребни, размер которых принимают аналогично выступам противопожарных стен.

Читать по теме:

• Технология как основа объемно-планировочного решения промышленных зданий
• Классификация промышленных предприятий
• Архитектурно-композиционные решения промышленных зданий
• Одноэтажные промышленные предприятия
• Многоэтажные промышленные здания
• Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий
• Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий
• Унификация и типизация. Привязка к осям
• СП 56.13330.2011 Производственные здания

Список литературы

1. Шубин, Л. Ф. Архитектура гражданских и промышленных зданий : учеб. для вузов. В 5 т. / Л. Ф. Шубин. – М. : Стройиздат, 1986 – Т.5: Промышленные здания – 335 с.
2. Архитектура промышленных предприятий зданий и сооружений: справочник проектировщика. – М. : Стройиздат, 1990. – 638 с.
3. Архитектурное проектирование промышленных объектов / В. И. Аникин [и др.]; под общ. ред. В. И. Аникина. – Минск : БГПА, 2000. – 207 с.
4. Ким, А. А. Промышленная архитектура / А. А. Ким. – М. : Стройиздат, 1988. – 244 с.
5. Морозова, Е. Б. Архитектура промышленных объектов: прошлое, настоящее и будущее / Е. Б. Морозова. – Минск : УП «Технопринт», 2003. – 316 с.
6. Хромец, Ю. Н. Современные конструкции промышленных зданий / Ю. Н. Хромец. – М. : Стройиздат, 1982. – 351

Разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения»

Структура проекта зависит от таких факторов, как функциональность объекта строительства, а также его конструктивная форма, внутренняя планировка и многое другое. Каждое решение, включенное в структуру проекта, разрабатывается по разделу, который в итоге сводится в общий проект. В этой публикации мы расскажем, как осуществляется разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения».

Любому из нас требуется отлаженная система информации для более точного планирования предстоящих дел. Разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» – это сложный процесс проектирования, но его грамотное исполнение приводит к эффективности с наименьшим процентом отклонений от фактических расчетных данных, что сокращает риск возникновения негативных факторов, влияющих на снижение финансового результата.

• Разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» – это раздел в составе проектной документации с проектными решениями, представленными в виде конкретных расчетных данных. Решения по объемы и планировке принимаются проектировщиком после выбора оптимального конструктивного решения, на основе разработанных ранее архитектурных решений.

Главная задача раздела конструктивных и объемно-планировочных решений – определение всего объема предстоящих строительно-монтажных работ (СМР), выбор стройматериалов высокого качества и производство металлических конструкций каркаса под каждый конкретный вид работ, с целью обеспечения максимальной устойчивости, прочности и долговечности объекта строительства.

Так как разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» требует исполнения высочайшего качества работ и услуг, проектировщики обосновывают каждое свое решение с технической и экономической позиции. В пояснительной записке описывают все процессы, направленные на достижение эффективного результата и планируют общий жизненный цикл объекта, при его показателях прочности, устойчивости, жесткости и пространственной однородности металлических элементов каркаса. При этом внимание обращается на его отдельные конструктивные элементы, детали, узлы.

Разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» проектируется на основании Постановления Правительства РФ №87 от 16.02.2008 года «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» с поправками и дополнениями на текущий год. В состав проектной документации КР входят текстовая и графическая часть. Текстовая часть раздела состоит из:

• сведений о топографических, инженерно-геологических, гидрогеологических, метеорологических и климатических условиях земельного участка, предоставленного для размещения объекта капитального строительства;
• сведений об особых природных климатических условиях территории, на которой располагается земельный участок, предоставленный для размещения объекта капитального строительства;
• сведений о прочностных и деформационных характеристиках грунта в основании объекта капитального строительства;
• сведений об уровне грунтовых вод, их химическом составе, агрессивности грунта по отношению к строительным материалам, используемым при возведении фундамента;
• описания и обоснования конструктивных решений зданий и сооружений, включая их пространственные схемы, принятые при выполнении расчетов строительных конструкций;
• описания и обоснования технических решений, обеспечивающих необходимую прочность, устойчивость, пространственную неизменяемость зданий и сооружений объекта капитального строительства в целом, а также их отдельных конструктивных элементов, узлов, деталей в процессе изготовления, перевозки, строительства и эксплуатации объекта капитального строительства;
• описания конструктивных и технических решений подземной части объекта капитального строительства;
• описания и обоснования объемно-планировочных решений зданий и сооружений объекта капитального строительства;
• обоснования номенклатуры, компоновки и площадей основных производственных, экспериментальных, сборочных, ремонтных и иных цехов, а также лабораторий, складских и административно-бытовых помещений, сооружений вспомогательного и обслуживающего назначения – для производственных и промышленных объектов;
• обоснования номенклатуры, компоновки и площадей помещений основного, вспомогательного, обслуживающего назначения и технического назначения — для объектов непроизводственного назначения;
• обоснования необходимых проектных решений и мероприятий, обеспечивающих безопасность строительным конструкциям;
• характеристики и обоснования конструкций полов, кровли, подвесных потолков, перегородок, а также отделки помещений;
• перечня мероприятий по защите строительных конструкций и фундаментов от разрушения;
• описания инженерных решений и сооружений, обеспечивающих защиту территории объекта капитального строительства, отдельных зданий и сооружений объекта капитального строительства, а также персонала (жителей) от опасных природных и техногенных процессов.

Конструктивные и объемно-планировочные решения являются взаимосвязанным сочетанием несущих и ограждающих конструкций объекта. Независимо от используемых строительных материалов и технологий строительства, эти решения должны обеспечить устойчивость, жесткость и прочность всему объекту. Поэтому проектировщиком предлагается оптимизация несущих способностей конструкций, с учетом характеристик строительных материалов, максимально подходящих по параметрам к используемым технологиям строительства.

Соответственно в основе раздела КР находятся инженерные расчеты, которые выполняются с использованием компьютерных программ, во избежание ошибок и какого-либо влияния «человеческого фактора». Все эти расчеты используются проектировщиком при формировании графики, схем и чертежей.

Разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» в графической части раздела представлена:

• поэтажными планами зданий и сооружений с указанием размеров и экспликации помещений;
• чертежами разрезов зданий и сооружений с изображением несущих и ограждающих конструкций, указанием относительных высотных отметок уровней конструкций, полов, низа балок, ферм, покрытий с описанием конструкций кровель и других элементов конструкций;
• чертежами фрагментов планов и разрезов, требующих детального изображения;
• схемами каркасов и узлов строительных конструкций;
• планами перекрытий, покрытий, кровли;
• схемами расположения ограждающих конструкций и перегородок;
• планами и сечениями фундаментов.

Цель раздела КР – удовлетворение определенных эксплуатационных, экономических, конструктивных и эстетических требований, с учетом правил и норм, прописанных в строительном и федеральном законодательстве.

Если вас интересует разработка проекта КР «Конструктивные и объемно-планировочные решения» звоните по телефону 391 209-09-40 и договаривайтесь с представителями компании о личной встрече. Ждем заказов!

Конструктивные и объемно планировочные решения

1. Главная
2. Полезно
3. Лекции, статьи, информация

Библиотека СРО

• Полезно
• Стандарты и правила
• Файлы для скачивания
• Справочник профессий
• СРО на проектирование

05 августа 2009

Объемно-планировочные и конструктивные решения (промздания).

Унификация — приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, из­готовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изде­лий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.
Типизация — техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объ­емно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.
Типовые конструкции и детали, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации и включенные в каталоги типовых изделий, обязательны для применения.
Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных парамет­ров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режи­мов и т. п.
Типовые объемно-планировочные и конструктивные решения долж­ны позволять внедрять прогрессивные нормы и методы производства и предусматривать возможность развития и совершенствования техноло­гии производства. Здесь надо иметь в виду, что периоды перестановки и замены технологического оборудования весьма различны: для одних про­изводств они равны 3—4 годам, для других — 10 годам и более.
При разработке вопросов типизации и унификации учитывают также перспективы развития несущих конструкций (особенно большепролетных зданий), требования модульной системы, возможность обеспечения вы­разительного архитектурно-художественного облика зданий и технико- экономические показатели.
Таким образом, унифицированные объемно-планировочные и конст­руктивные решения не являются чем-то застывшим; они постоянно со­вершенствуются в связи с прогрессом в технологии строительного произ­водства, изменением норм проектирования и градостроительных требований.
Обеспечить взаимозаменяемость элементов можно при комплексном подходе к их конструированию. Необходимым условием взаимозаменяе­мости является выработка единой системы допусков изготовления и сборки конструкций вне зависимости от их материалов.
Примерами взаимозаменяемых конструкций могут служить замена металлических ригелей железобетонными или деревянными, покрытии с прогонами беспрогонными, стеновых блоков крупноразмерными панеля­ми и т. п. Взаимозаменяемыми должны быть панели наружных стен зда­ний, одинаковые по размерам, по теплотехническим и иным качествам, но выполненные из различных материалов.
Высшей формой унификации является создание универсальных конструкций и деталей, пригодных для различных объектов и конструк­тивных схем (например, использование колонн одного типоразмера в зданиях с различными пролетами, применение одних и тех же панелей для стен и покрытий и т. п.).
Подобно универсальным планировочным решениям, делающим зда­ния гибкими в технологическом отношении, универсальные конструкции и детали расширяют область их использования. Итак, основными задачами унификации и типизации являются:
уменьшение числа типов промышленных зданий и сооружении и создание условий для их широкого блокирования;
сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и деталей с целью повышения серийности и снижения стоимости их заводского изго­товления;
рациональное членение конструкций на монтажные единицы и раз­работка несложных приемов их сопряжения и крепления;
создание лучших условий для использования прогрессивных техни­ческих решений.

Модульная система и параметры зданий
Унифицировать и типизировать объемно-планировочные и конструк­тивные решения зданий и сооружений можно на основе единой модуль­ной системы, позволяющей взаимоувязывать размеры здании и их эле­ментов.
В модульной системе обязателен принцип кратности всех размеров некоторой общей величине, называемой модулем. Для промышленного строительства установлен единый модуль М = 600 мм для вертикальных и горизонтальных измерений.
Целью применения модульной системы является обеспечение крат­ности размеров единому модулю и строгое ограничение числа типораз­меров конструкций и деталей зданий и сооружений. Поэтому при проек­тировании используют укрупненные (производные) модули, кратные единому модулю.
При назначении размеров объемно-планировочных компонентов ЦНИИпромзданий рекомендует принимать следующие укрупненные модули:
в одноэтажных зданиях для ширины пролетов и шага колонн — 10 М, а для высоты (от пола до низа опоры основных конструкций по­крытия пролетов) — 1 М;
в многоэтажных зданиях для ширины пролетов — 5 М, шага ко­лонн— 10 М и высоты этажей— 1 М и 2 М.
Ниже приведены размеры пролетов, шагов колонн и высот одно­этажных зданий, назначаемые в соответствии с основными положениями по унификации и с учетом габаритных схем.
Ширина пролетов: при отсутствии мостовых кранов — 12, 18, 24, 30 и 36 м (допускаются пролеты шириной 6 и 9 м); при наличии электриче­ских мостовых кранов — 18, 24, 30 и 36 м. По технологическим соображе­ниям ширина пролетов может быть и более 36 м, кратной 6 м.
Шаг колонн 6, 12 м и более, кратный 6 м. В многопролетных здани­ях шаг колонн в крайних и средних рядах может быть различным. Высота (от пола до низа опоры основных конструкций покрытия): 4,8; 5,4 и 6,0 м (т- е- кратно 0,6); 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13 2* 14,4; 15,6; 16,8 и 18,0 м (кратно 1,2 м)
При назначении и взаимной увязке размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов обычно фигурируют номинальные раз­меры — расстояние между разбивочными осями здания, между услов­ными (номинальными) гранями строительных конструкций и деталей. Номинальные размеры всегда кратны модулю.
В отличие от номинальных конструктивные размеры чаще всего не являются модульными, и увязывают их с номинальными за счет толщины швов, зазоров, стыков (иногда доборных элементов или вставок). Так, при шаге колонн 6000 мм длину стеновых панелей принимают 5980 мм, в то время как номинальная длина их считается равной 6000 мм. Объемно- планировочные параметры конструктивных размеров не имеют.
Использование в проектировании укрупненных модулей дает возмож­ность укрупнять конструкции и детали, т. е. уменьшать число монтаж­ных элементов. Укрупнять сборные конструкции целесообразно и для обеспечения большей надежности их работы в здании или сооружении.

Конструктивные схемы зданий
По конструктивной схеме промышленные здания подразделяют на каркасные, бескаркасные и с неполным каркасом.
В бескаркасных одноэтажных зданиях, имеющих несущие стены, размещают небольшие цехи с пролетами до 12 м, высотой не более 6 м и при грузоподъемности кранов до 5 т. В местах опирания стропиль­ных конструкций стены с внутренней или наружной стороны усиливают пилястрами. Бескаркасные многоэтажные здания строят редко.
Основным типом промышленного здания является каркасное. Это объясняется наличием во многих промышленных зданиях больших сосредоточенных нагрузок, ударов и сотрясений от технологического и кранового оборудования, сплошного или ленточного остекления. Каркас одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из поперечных рам, объединен­ных в пределах температурного блока плитами покрытия, связями, иног­да подстропильными конструкциями и другими элементами.
Поперечные рамы состоят из колонн и стропильных конструкций (ригелей). Способ соединения ригеля с колоннами может быть жестким и шарнирным, а колонн с фундаментами, как правило— жестким. Шар­нирное соединение ригелей с колоннами способствует их независимой типизации.
Применяемый в многоэтажных зданиях сборный железобетонный каркас решается обычно в виде рам с жесткими узлами. Возможно при­менение рамно-связевой системы, в которой жесткие поперечные рамы воспринимают вертикальные нагрузки, а связи, лестничные клетки и лиф­товые шахты— горизонтальные нагрузки, действующие в продольном направлении.
В каркасных зданиях все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают элементы каркаса, а стены (самонесущие, навесные и иногда подвесные) выполняют роль ограждения.
Наличие каркаса в ка­честве несущего остова позволяет наилучшим образом обеспечить прин­цип концентрации высокопрочных строительных материалов в наиболее ответственных несущих конструкциях зданий.
Каркасная конструктивная схема обеспечивает свободную плани­ровку помещений, максимальную унификацию сборных элементов и наиболее экономичное решение как одноэтажных, так и многоэтажных здании. имеющие два и более пролетов, бескрановые или с кранами небольшой грузоподъемности, иногда проектируют с неполным каркасом. В таких зданиях пристенные колонны отсутствуют, а наружные сте­ны выполняют несущие и ограждающие функции.

Технико-экономическая оценка зданий
Разместить одно и то же производство можно в зданиях с различ­ными объемно-планировочными и конструктивными решениями. Задан­ные санитарно-гигиенические и бытовые условия также могут быть до­стигнуты несколькими способами. Задачей проектировщиков является выбор такого варианта из намеченных, при котором производство про­дукции, максимально удовлетворяя всем условиям, отвечало бы требо­ваниям экономической эффективности использования средств.
По каждому намеченному варианту проектируемого здания состав­ляют технико-экономические показатели, сопоставляя которые выбирают самый эффективный из них. В отдельных случаях показатели сравнивают с эталоном аналогичного производства или с данными действующих предприятий.
Технико-экономическую оценку объемно-планировочных и конструк­тивных решений промышленных зданий производят по указанным ниже характеристикам, исчисляемым раздельно для производственных и административно-бытовых помещений.
Полезную площадь Sп определяют как сумму площадей всех этажей, измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен, за вычетом площадей лестничных клеток, шахт, внутренних стен, опор и перегородок. В полезную площадь производственного здания включают площади антресолей, этажерок, обслуживающих площадок и эстакад.
Рабочую площадь Яр производственного здания определяют как сумму площадей помещений, располагаемых на всех этажах, а также на антресолях, обслуживающих площадках, этажерках и прочих помеще­нии, предназначаемых для изготовления продукции. В рабочую площадь бытовых помещений включают площади помещений, предназначаемых для обслуживания рабочих (гардеробные, душевые, уборные, умываль­ные, курительные и т. д.).
Площадь застройки Sз определяется в пределах внешнего пери­метра наружных стен на уровне цоколя зданий. Конструктивную площадь Sк определяют как сумму площадей сечения всех конструктивных элементов в плане здания (колонн, стен) Подсчитывают площадь наружных стен и вертикальных ограж­дений фонарей По.
Объем здания V исчисляется умножением измеренной по внешне­му контуру площади поперечного сечения (включая фонари) на длину здания (между внешними гранями торцовых стен). Объем подвальных и полуподвальных этажей исчисляют умножением площади застройки на высоту этих этажей.
Определяют стоимость здания (С), затраты труда на возведение (3), массу здания <В), расход основных строительных материалов (М), объем сборного железобетона (Ж). Указанные характеристики подсчитывают для всех вариантов проек­тируемого здания. Для анализа и окончательного выбора наиболее эко­номичного из вариантов определяют показатели Ки К2, « • • »
Коэффициент K1, характеризующий экономичность объем но-плани­ровочного решения, вычисляют как отношение объема здания к полезной площади. Чем ниже значение этого показателя, тем экономичнее объ- емно-планировочное решение здания.
Коэффициент К2, характеризующий целесообразность планировки, определяют отношением рабочей площади к полезной. Чем выше значе­ние К2, тем экономичнее планировка.
Коэффициент Дз, характеризующий насыщение плана здания стро­ительными конструкциями, определяют отношением конструктивной пло­щади к площади застройки. Чем ниже этот показатель, тем экономичнее решение.
Коэффициент Ki характеризует экономичность формы здания и опре­деляется отношением площади наружных стен и вертикальных ограж­дений фонарей к полезной площади. Чем ниже здание Ка, тем эконо­мичнее форма здания.
Коэффициент Къ выражает стоимость единицы рабочей площади или объема здания.
Коэффициент характеризует расход основных материалов на еди­ницу рабочей площади или объема здания (металла и цемента в кг, бе­тона и железобетона в м3, леса в м3 в переводе на круглый лес и других материалов).
Коэффициент К? отражает экономичность конструктивного решения здания и определяется отношением массы здания к единице рабочей площади или объема.
Коэффициент Кв характеризует трудоемкость, приходящуюся на еди­ницу площади или объема здания.
Коэффициент К9 отражает сборность здания и определяется отноше­нием стоимости сборных конструкций и их монтажа к общей стоимости здания.

Особенности универсальных зданий
Объемно-планировочное и конструктивное решения промышленного здания, как отмечалось, определяются характером технологического про­цесса. Изменения технологии, вызываемые совершенствованием способов производства и оборудования, сменой номенклатуры и повышением тре­бований к качеству продукции, а также экономическими факторами, ча­сто влекут за собой переустройства зданий заводских цехов.
В современном производстве в различных отраслях промышленности периоды модернизации технологии колеблются в пределах от 2—3 до 20—25 лет. При этом часто изменяются и габариты технологического оборудования.
Следовательно, промышленные здания, запроектированные только на заданный технологический процесс, в результате непрерывного техни­ческого прогресса через несколько лет требуется реконструировать. При этом неизбежны большие материальные затраты, а отдельные цехи вы­ходят на долгое время из эксплуатации.
Переустройства и реконструкция зданий для приспособления их к измененной технологии производства часто необходимы и в тех случаях,: когда здания еще имеют нормальное физическое состояние и могли бы служить десятки лет. Иначе говоря, здание, перестав удовлетворять тре­бованиям новой технологии производства, считается морально устарев­шим или изношенным.
Срок морального износа промышленного здания (период соответст­вия его модернизированному производству) можно определить ориенти­ровочно на основе анализа развития данного производства с учетом тем­пов развития промышленности в будущем. Срок физического износа зда­ния подсчитывают более точно, так как он регламентируется степенью капитальности здания. Наиболее экономичными здания будут в том слу­чае, когда предельно сближены сроки их морального и физического износа. После этого периода эксплуатации здание должно подлежать сносу или коренной реконструкции.
При современных темпах развития социалистической промышлен­ности наиболее целесообразны здания, легко приспособляемые к измене­ниям технологии производства или позволяющие размещать в них раз­личные производства без нарушения архитектурно-строительной основы. Такие здания, впервые разработанные советскими инженерами, получили название «гибких» или универсальных. Универсальные промышленные здания практически не претерпевают морального износа и поэтому их проектируют высокой капитальности, обеспечивающей длительный срок- эксплуатации.
Главной особенностью гибких или универсальных зданий является коупненная сетка колонн. Меньшее количество внутренних опор позво­ляет облегчить процесс модернизации технологии, расставлять оборудо­вание более экономно, организовать технологический поток вдоль или поперек пролетов, улучшить условия труда в цехах. Кроме того, резкое уменьшение количества несущих элементов здания позволяет уменьшить трудоемкость и сократить сроки строительства, а в отдельных случаях и снизить стоимость зданий.