В системі конструкцій промислової будівлі покриття займає відповідальне місце. Воно визначає довговічність, характер внутрішнього простору, архітектурний вигляд будинку.
За конструктивною схемою покриття підрозділяють на площинні і просторові. Площинні покриття, що застосовуються, в тому числі, і в будівлях СТОА, є найбільш універсальними і простими в зведенні і надійними в експлуатації. Несучі і огороджувальні конструкції працюють незалежно один від одного.
Особливістю просторових покриттів є поєднання в них функцій несучих і огороджувальних конструкцій. Всі елементи просторової системи працюють як єдине ціле. Просторові покриття, маючи криволінійну поверхню раціональної геометричної форми, мають високу жорсткість і найбільш доцільні в будівлях з прольотами понад 30 м. Складні по конструкції і трудомісткі при монтажі.
За профілем поперечного перерізу покриття підрозділяють на одно-, дво- і багатоскатні, плоскі, шедові і криволінійні.
Односхилі покриття застосовують рідко (в однопрогонових будівлях шириною до 12 м). Подвійні покриття застосовують в однопрогонових будівлях будь-якої ширини.
Багатоскатні покриття застосовують в багатопрольотні будівлях, причому кожен проліт перекривають двосхилим покриттям.
Плоскі перекриття застосовують для будівель багатьох галузей промисловості, в тому числі і для обслуговування автомобілів.
Будинки не повинні мати світлоаераційних ліхтарів.
При використанні плоских покриттів створюються умови для пристрою асфальтової і водонаповнених покрівель.
Шедові покриття складаються з цілого ряду орієнтованих на північ вертикальних або похилих засклених поверхонь. Шедові покриття виключають потрапляння в приміщення прямих сонячних променів, доцільні в будівлях, призначених для виробництв, що вимагають гарного рівномірного природного освітлення.
Криволінійні покриття набули широкого поширення в будівництві будинків з просторовими і висячими системами, що дозволяють перекривати великі прольоти.
Вибір типу і матеріалу несучих конструкцій покриття виробляють з урахуванням району будівництва, ширини прольотів, величини і характеру навантажень на покриття, системи розміщуються під покриттям комунікацій типу покрівлі та ін. Несучі конструкції площинних покриттів виконують із залізобетону, металу і комбіновані.
У площинних покриттях зазвичай застосовують такі типи несучих конструкцій - балки, ферми, арки і рами.
Залізобетонні балки застосовують для влаштування покриттів в промислових будівлях при прольотах 6, 9, 12 і 18 м. Залізобетонні балки можуть бути односхилими, двосхилими і з паралельними поясами.
Односхилі балки спирають на залізобетонні колони різної висоти, яка кратна модулю 600 мм.
Залізобетонні ферми застосовують для перекриття прольотів 18, 24 і 30 м, їх влаштовують з кроком 6 і 12 м.
а - сегментна; б - арочна; в - трикутна; г - полигональная; д - те ж, зі зниженим нижнім поясом; е - з паралельними поясами
Залізобетонні ферми покриттів
Застосування 18-метрових ферм доцільно в тому випадку, коли в межах покриття необхідно розмістити комунікаційні трубопроводи і вентиляційні канали або використовувати межферменном простір для пристрою технічних поверхів.
Залізобетонні арки доцільно застосовувати при великих прольотах (40 м і більше).
Опорами арок можуть бути колони будівлі або спеціальні фундаменти. При великих прольотах арки, як правило, спирають безпосередньо на фундаменти.
У практиці будівництва застосовують переважно арки зі збірних елементів, які збирають з блоків.
Залізобетонні рами влаштовують однопрогоновий і багатопрольотні, монолітними і збірними.
Рами є стрижневу конструкцію, геометричну незмінність якої забезпечують жорсткі з'єднання елементів рами в вузлах. Обрис ригелів в рамі може бути прямолінійним, ламаним або криволінійним. Стійки рам можуть виступати з площини стін в зовнішню сторону, що надає будівлі своєрідне архітектурне рішення яких поєднані несучі та огороджувальні функції. Просторові покриття виконують з площинних елементів, монолітно пов'язаних між собою і працюють як єдине ціле. Матеріалами для них служать метал і залізобетон (монолітний, збірний і збірно-монолітний). Раціональна щодо споживання електроенергії будівельних матеріалів, підвищена жорсткість і міцність.
До просторовим конструкціям покриттів відносяться: оболонки, складки, куполи, склепіння і висячі системи.
Оболонки являють собою просторові тонкостінні конструкції з криволінійними поверхнями.
Застосовують кілька типів оболонок. Найпростішими з них є циліндричні оболонки, що застосовуються при прольотах 24 - 48 м. Оболонка складається з тонкої зігнутої по циліндричній поверхні плити, посиленої бортовими елементами. Її спирають по торцях на діафрагми, підтримувані колонами. Розрізняють оболонки короткі і довгі. Оболонка вважається короткою при співвідношенні ширини до прольоту <1, если ≥ 1, то оболочку называют длинной образующие потолок. В зоне чердака располагают воздуховоды, светильники, электросеть.
З циліндричних оболонок, розташовуючи їх похило, створюють так звані шедові покриття, які можуть мати зубчастий або пилкоподібний поперечний профіль. Їх проліт приймають до 48 м при кроці або довжині хвилі 12 м. Різновид шедових покриттів - коноїди. Поверхня коноида отримують шляхом руху прямий утворює, яка пересувається паралельно самій собі по двох напрямних, одна з яких пряма лінія, а інша - крива будь-якого обриси. Найчастіше за криву напрямну приймають дугу кола або параболу. У торцях коноида влаштовують діафрагми жорсткості у вигляді ригеля, що має криволінійний обрис. Оболонки коноида зазвичай мають прольоти до 12 м з довжиною хвилі до 90 м, при цьому шкаралупу виконують товщиною до 100 мм. Діафрагми жорсткості в оболонках шедовими типу можуть бути у вигляді залізобетонних арок з затяжками, а іноді у вигляді сталевих ферм Уоррена
Заповнення діафрагми заскленими палітурками або склоблоками дозволяє забезпечити освітленість виробничих приміщень.
Пологі оболонки (двоякою позитивної кривизни) влаштовують в будівлях з квадратної і прямокутної сіткою колон. Для сіток колон 18 × 18 - 36 × 36 м розроблені типові рішення з уніфікованими конструктивними елементами.
Оболонка складається зі збірних елементів і спирається на контурні ферми, арки або стіни. Оболонки виконують з типових плит розміром 3 × 3 м і 3 × 6 м. По контуру оболонки укладають плити з потовщеними бортовими ребрами. У разі необхідності в плитах можуть бути влаштовані отвори для світлоаераційних ліхтарів.
Оболонки у вигляді гіперболічного параболоїда (двоякою негативної кривизни) дозволяють отримати покриття, що володіють рядом переваг в порівнянні з оболонками інших типів. У них ширше архітектурні можливості, менший обсяг, яку він обіймав оболонкою по відношенню до перекривається площі, стійкість форми при дії вертикального навантаження.
Оболонками у вигляді гіперболічного параболоїда можна перекривати виробничі будівлі як з прямокутною сіткою колон 18 × 6 м, 24 × 6 м, так і з квадратної 18 × 18 м, 24 × 24 м, 30 × 30 м, 42 × 42 м і більше. Оболонки по контуру спираються на ферми.
Оболонки негативної кривизни мають досить хороші техніко-економічні показники по витраті матеріалу. До недоліків слід віднести великі трудовитрати при виготовленні плит і монтажі оболонки.
Складчастого типу конструкції для влаштування покриттів промислових будівель застосовують рідко. Для промислових будівель з прольотами 18-36 м і кроці колон 12 м розроблена збірна залізобетонна складка, що збирається з плоских елементів.
Складки з плоских елементів більш індустріальний в порівнянні з циліндричними оболонками.
Складка складається з бортових балок, арок-діафрагм і трьох типів ребристих плит).
Купола застосовують для влаштування покриттів над промисловими будівлями або спорудами, що мають круглу форму в плані. Вони можуть бути з збірних залізобетонних елементів і монолітними. Перші - з ребристою структурою, другі - з гладкою.
Збірні залізобетонні купола мають радіальну або радіально-кільцеву разрезку поверхні на збірні елементи.
Поряд із суцільними залізобетонними влаштовують сітчасті купола, які збирають з ґратчастих прямокутних, ромбовидних або шестикутних панелей. По витраті матеріалів купола економічніше інших типів оболонок. Купольне покриття складається з оболонки і нижнього опорного кільця. При наявності центрального отвору влаштовують також верхнє кільце, що оздоблюють отвір
Склепіння застосовують для влаштування покриттів будівель при прольотах до 100 м і більше. Для таких великих прольотів тонкостінні склепіння є одним з раціональних конструктивних рішень. Відмітна особливість цієї конструкції - наявність розпору, який передається на опори або сприймається затяжками. Склепіння можуть спиратися на вертикальні несучі конструкції (колони, стіни) або безпосередньо на фундаменти.
Найбільшого поширення набули бондарним і хвилясті склепіння, збірні елементи яких мають криволінійне або складчатое поперечний переріз.
В даний час знаходять застосування склепіння, утворені шляхом блокування арок, виконаних з прямолінійних армоцементних елементів складчастого поперечного перерізу шириною 3 м. Розроблені типові рішення для прольотів 18 - 60 м забезпечують максимальну сборность конструкції покриття, використання мінімального числа типорозмірів елементів, простоту монтажу. Покриття допускають можливість влаштування верхнього природного освітлення, аерації і підвіски транспортного устаткування.
Арки спирають або на підкроквяні конструкції, що укладаються на колони, або на фундаментні балки, що укладаються по столбчатим фундаментів.
Висячі покриття за останні роки знаходять все більшого поширення, особливо при будівництві промислових будівель з великими прольотами, в тому числі і автотранспортних підприємств.
Основна перевага висячого покриття - його несуча конструкція - ванти (сталеві троси) - працює тільки на розтягання, завдяки чому перетин вантів підбирають виключно з умов міцності.
Висячі конструкції прості в монтажі, їх можна застосовувати при будь-якій конфігурації плану будівлі, вони мають невелику будівельну висоту, транспортабельні.
Недоліками висячих конструкцій слід вважати складність пристрою опорних конструкцій для сприйняття розпору (особливо при прямокутній формі плану), а також складність забезпечення загальної просторової жорсткості системи.
За конструктивною схемою покриття можуть бути висячими або підвісними, плоскими або просторовими, однопрогоновий або багатопрольотні.
У промисловому будівництві найбільшого поширення набули висячі вантові конструкції шатрового або увігнутого типу, які влаштовують над будинками, як з круглим, так і з прямокутним контуром плану. Шатрове покриття над круглим в плані будівлею складається з радіально розташованих вант, одним кінцем прикріплених до сталевого кільця, встановленому на центральній колоні, іншим кінцем прикріплених до залізобетонному кільцю, що йде по периметру будівлі і розташованому нижче першого кінця радіальних вантів. Різниця відміток кінців радіальних вантів забезпечує необхідний ухил покрівлі.
Можливий варіант влаштування покриття та без центральної колони. В цьому випадку центральне сталеве кільце розміщують нижче опорного і стік води з покрівлі здійснюють безпосередньо всередину, по внутрішньому водостоку.
Останнім часом для будівель промислового типу застосовують висячі конструкції прольотом до 200 м. Прикладом висячої системи на прямокутному плані може бути покриття гаража прольотом 78 м в м Красноярську.
Покриття представляє собою попередньо напружену залізобетонну оболонку, що працює на розтяг. На систему, з паралельно розташованих гнучких вант, укладені збірні залізобетонні плити.
У будівлі автобусних майстерень прольотом 50 м в Німеччині застосовано двухпоясное висячий покриття. Висячі ферми, що мають крок 5,4 м, складаються з несучих та натяжних елементів. Різні ферми підвішена сітка зі сталевих стрижнів, по якій укладені азбестоцементні настили, утеплювач і рулонна покрівля.
У вантовому покритті будівлі прямокутного обриси прольотом 96 м крім вант, що працюють на розтяг, можуть бути передбачені залізобетонні балки жорсткості, мають невелику висоту підйому. Балки підвішують до вант і одночасно спирають на трикутні стійки. По балках укладають залізобетонні панелі розміром 3 × 12 м.
Вантове покриття більшпролітного будівлі з прольотами 60 + 12 + 60 складається з залізобетонної етажерки шириною 12 м, криволінійних балок довжиною 60 м і панелей розміром 3 × 12 м.
У верхній частині етажерок, використовуваних для розміщення адміністративно-побутових приміщень, колони утворюють трикутники, до яких на канатах підвішують балки. Така вантова система називається консольної.
Винос несучих елементів вантових покриттів з приміщення за межі покрівлі в розглянутих вище прикладах дозволяє вільно розвивати висоту пролітної конструкції, не збільшуючи об'єму приміщення. Ритм виносних конструкцій на фасад будівлі допоможе надати йому велику пластику і архітектурну виразність.
9. Віконні отвори і ліхтарі
Для досягнення необхідної освітленості і аерації, засклені поверхні зовнішніх стін промислових будівель роблять значно більших розмірів, ніж цивільних будівель. Їх розміри визначають відповідно до розрахунку і з метою уніфікації палітурок призначають кратними по ширині 0,5 м і по висоті 0,6 м. Світлові отвори в стінах можуть бути у вигляді окремих вікон, стрічкові (одна або кілька стрічок по висоті стіни) і суцільні.
Прорізи в вигляді окремих невеликих вікон характерні для складських приміщень. Якщо необхідно мати хороше природне освітлення на велику глибину приміщень, передбачають стрічкове або суцільне скління. Нижню межу віконних прорізів рекомендується розташовувати на якомога більшій відстані від підлоги, що дозволяє розміщувати уздовж стін обладнання виробничих приміщень. Заповнення віконних прорізів промислових будівель можуть бути з дерев'яними, сталевими, залізобетонними палітурками, з склоблоків, склопакетів або світлопрозорих виробів на основі полімерів (склопластик), профільне скло.
У промислових будівлях, що мають велику ширину, не завжди можливо забезпечити нормативну природну освітленість за рахунок бічного світла через светлопройоми в зовнішніх стінах. У покритті таких будівель передбачають спеціальні отвори, звані світловими ліхтарями. Поряд з висвітленням світлові ліхтарі служать цілям повітрообміну в приміщеннях, в цьому випадку їх називають світлоаераційними.
Застосування того чи іншого типу ліхтаря залежить від вимог до середовища виробничих приміщень промислових будівель. Ліхтарі, як правило, розташовують уздовж прольотів будівлі.
За формою ліхтарі підрозділяють на двосторонні, односторонні (шеди) і зенітні. Двосторонні й односторонні ліхтарі можуть мати вертикальне і похиле скління. У зв'язку з цим, поперечний профіль ліхтаря може бути прямокутним, трапецеїдальним, зубчастим і пилкоподібним. Якщо ліхтар має прямокутний, куполоподібний, трапецеїдальний або окресленої по складній кривій профіль зі світлопрозорими поверхнями, його називають зенітним.
Сучасні системи верхнього освітлення, що виконуються у вигляді зенітних ліхтарів, світлопрозорих панелей покриттів, більш економічні у порівнянні з традиційними типами світлових ліхтарів, мають більш високу светоактівность, велику свободу розміщення на покритті будівлі і менший ступінь снігових заметів. Зенітні ліхтарі влаштовують переважно на плоских покриттях, але вони можуть бути також розміщені на покриттях скатних і криволінійних.
Розміри конструктивних схем ліхтарів уніфіковані і узгоджені з основними габаритами будівлі. Для 12- і 18-метрових прольотів приймають ліхтарі шириною 6 м, для прольотів 24, 30, 36 м - 12 м. Довжина ліхтарів повинна бути не більше 84 м. Ліхтар не доводять до торцевих стін на 6 м.
10. Список використаних джерел
2. Архітектурне проектування промислових підприємств. - М. Стройиздат, 1984. - 390 с.
3. Афанасьєв Л.Л. Гаражі і станції технічного обслуговування автомобілів: альбом креслень. - М. Транспорт, 1980. - 215 с.
4. ВСН 01 - 89 Підприємства з обслуговування автомобілів. - М. ЦІТП Держбуду СРСР, 1989. - 75 с.
5. Гаражі. Проектування та будівництво. - М. Стройиздат, 1986. - 214 с.
6. Голубєв Г.Є. Автомобільні стоянки та гаражі в забудові міст. - М. Стройиздат, 1988. - 252 с.
7. Дятков С.В. Промислові будівлі і їх конструктивні елементи. - М. Вища школа, 1971. - 390 с.
8. Карташов В.П. Технологічне проектування автотранспортних підприємств. - М. Транспорт, 1981. - 175 с.
9. Курт Зігель. Структура і форма в сучасній архітектурі. - М. Стройиздат, 1965. - 266 с.
10. СНиП II - 93 - 74. Автотранспортні підприємства. - М. ЦІТП Держбуду СРСР, 1974. - 45 с.
11. Фастовці Г.Ф. Автотехобслуговування. - М. Машинобудування, 1985. - 253 с.
12. Фастовці Г.Ф. Організація технічного обслуговування і ремонту легкових автомобілів. - М. Транспорт, 1982. - 200 с.
13. Херцег К. Станції обслуговування легкових автомобілів / Пер. з англ. - М. Транспорт, 1978. - 302 с.
14. Шештокас В.В. Гаражі і стоянки: Учеб. посібник для спеціальності архітектура. - М. Стройиздат, 1984. - 214 с.
15. Шубін Л.Ф. Архітектура цивільних і промислових будівель. - Т.5 Промислові будівлі. - М. Стройиздат, 1986. - 335 с.