Переустройство одноэтажных производственных зданий
Процесс технического перевооружения и реконструкции производств в большинстве случаев сопровождается заменой технологического оборудования, изменением соотношения различных участков и отделений и связанной с этим большей или меньшей перепланировкой помещений.
При переустройстве зданий и сооружений в процессе реконструкции промышленных предприятий возникают следующие задачи:
изменение геометрических параметров (увеличение шага колонн, пролетов, отметок подкрановых путей и высоты зданий, их расширение или удлинение, устройство дополнительных внутрицеховых сооружений);
повышение действующих технологических нагрузок (увеличение грузоподъемности кранового оборудования, установка дополнительных кранов на существующих и вновь построенных подкрановых путях, устройство подвесного транспорта, подвеска и опирание новых технологических агрегатов и коммуникаций);
улучшение условий труда и мероприятия по защите окружающей среды (повышение степени освещенности и аэрации, снижение уровня вибраций и шумогашение, установка пылеуловителей, устройств газоочистки, фильтров и т.п.).
В табл. 13.2 приведены наиболее характерные схемы переустройства промышленных зданий.
К числу прогрессивных способов решения задач реконструкции зданий и сооружений относятся:
изыскание и использование резервов несущей способности конструкций на основе теоретического и экспериментального анализа работы конструкций с учетом конкретных условий эксплуатации;
изменение конструктивных и расчетных схем существующих зданий и сооружений, приводящее к увеличению их несущей способности практически без дополнительных затрат стали;
активное регулирование усилий в элементах конструкций;
замена тяжелых ограждающих конструкций кровли на легкие типа мембранных панелей или профилированного настила;
поагрегатный метод реконструкции зданий с автономным ремонтом и переустройством каркаса в районе заменяемых технологических комплексов (например, мартеновских печей);
внешняя обстройка новыми конструкциями подлежащих замене зданий и сооружений, позволяющая выполнять все строительно-монтажные работы без остановки производства.
Таблица 13.2. Типичные схемы реконструкции существующих
производственных зданий
| Наименование проектного решения | Конструктивная схема | Характеристика проектного решения | ||
| I. Обычная надстройка | 
| Надстраивается второй этаж. Отметка перекрытия второго этажа проектируется на уровне существующего покрытия (А), а также выше (Б) или ниже (В) его отметки | ||
| Надстраивается второй этаж. Существующее покрытие реконструируется в междуэтажное перекрытие | |||
| Увеличивается высота здания. Существующее покрытие демонтируется | |||
| II.Независимая надстройка | 
| Здание надстраивается на самостоятельных опорах. Существующее покрытие реконструируется в междуэтажное перекрытие | ||
| Отметка перекрытия второго этажа проектируется на уровне существующего покрытия (А) или ниже его (Б) | |||
| Отметка нового перекрытия выше существующего покрытия | |||
| III. Замена покрытий | 
| Заменяется покрытие по деревянным или металлическим фермам и балкам (деревянная плита, железобетонные плиты и т. п.) на покрытия из железобетонных или асбестоцементных плит, а также профилированного настила по железобетонным и металлическим фермам и балкам: при отметке нового покрытия на уровне существующего | ||
| то же, выше существующего | |||
| IV. Замена перекрытий | 
| Заменяются перекрытия различного вида по деревянным, металлическим или железобетонным балкам на железобетонные по железобетонным или металлическим балкам (сборным и монолитным): без изменения конструктивной схемы | ||
| с изменением конструктивной схемы | |||
В одноэтажных производственных зданиях потребность в создании дополнительных площадей подсобно-производственного или вспомогательного назначения может быть обеспечена возведением в пределах существующего объема цеха различного рода антресолей, площадок. При этом устройство их должно способствовать улучшению зонирования цеха.
Более предпочтительным является сосредоточенное расположение антресолей или площадок.
Примером увеличения площадей в одноэтажном промышленном здании является реконструкция учебно-производственного корпуса Харьковского авиационного института.
До реконструкции учебно-производственный корпус представлял собой одноэтажное однопролетное здание размерами в плане 42×18 м с шагом несущих поперечных рам 6 м. Здание перекрыто сегментными фермами пролетом 18 м и плитами перекрытия размерами 1,5×6м.
Реконструкция была вызвана производственной необходимостью, что потребовало устройства встроенной этажерки на два этажа, запроектированной по серии ИИ-04. Колонны каркаса изготовляли на заводах строительной индустрии в индивидуальной опалубке, ригели и плиты перекрытия в типовой.
Конструктивные решения реконструируемого здания до и после переустройства представлены на рис. 13.10.
Рис. 13.10. Объемно-планировочные и архитектурно-конструктивные
решения объекта: а — до реконструкции; б — после реконструкции
Монтаж конструкций встроенной этажерки осуществлялся с помощью подвесной трехопорной электрической кран-балки грузоподъемностью 5 т, прикрепленной к железобетонным фермам.
В практике реконструкции одноэтажных производственных зданий, построенных в начале XX в., характерны случаи, когда высота цехов оказывается недостаточной для размещения современного оборудования. Увеличение высоты производственных зданий может осуществляться с сохранением существующей сетки колонн.
Польскими специалистами был разработан вариант замены конструкций покрытия с наращиванием колонн без остановки производственного процесса при реконструкции производственного здания на медеплавильном заводе в г. Глогув. Здание цеха длиной 378 м, шириной 24 м, высотой 25,3 м выполнено в каркасной стальной конструкции.
При разработке проекта реконструкции покрытия учитывались: отсутствие свободной территории для установки тяжелого монтажного оборудования за пределами здания, требования сохранения непрерывности производственного процесса и улучшения вентиляции в цехе, а также технология выполнения неутепленного покрытия облегченной конструкции.
Реконструкцию покрытия выполняли в два этапа. На первом этапе осуществляли сборку элементов конструкции нового покрытия в секции у торца производственного здания и монтаж этих секций методом надвижки над существующим покрытием здания; надвижка велась с помощью специальных транспортных устройств (тележек), которые перемещались по рельсам, опирающимся на консоли существующих колонн (рис. 13.11). На втором этапе производили демонтаж конструкций существующего покрытия.
Рис. 13.11. Поперечный разрез пролета производственного здания медеплавильного завода в процессе замены конструкции покрытия:
1 — консоль; 2 — рельсовый путь; 3 — колесная транспортно-монтажная тележка; 4 — новое стеновое ограждение; 5 — монтажная опора; 6 — электроталь; 7 — существующая конструкция покрытия; 8 — рама нового покрытия
Как показывает опыт реконструкции промышленных объектов в нашей стране и за рубежом, одним из наиболее эффективных методов реконструкции цехов является метод объемлющего каркаса. Так, применение этого метода при реконструкции заготовительного цеха Харьковского тракторного завода позволило свести к минимуму потери предприятия в период реконструкции.
Существовавший заготовительный цех представлял собой однопролетное здание размерами в плане 20×246 м. Здание выполнено из кирпича с установленными по кирпичным пилястрам железобетонными фермами и монолитными подкрановыми балками. Участок, на котором находится заготовительный цех, плотно застроен. Со стороны ряда «Б» на расстоянии 1,8 м от реконструируемого цеха находится склад металлопроката, стальные колонны которого по ряду «Б» выполнены с наружными подкрановыми путями с учетом возможности реконструкции заготовительного цеха для внедрения прогрессивных технологий и улучшения условий труда.
С учетом необходимости непрерывного выпуска продукции заготовительным цехом Харьковским Гипротракторосельхозмашем было принято следующее техническое решение реконструкции: над старым заготовительным цехом возвести новое здание пролетом 24 м, высотой до низа ферм 14,4 м, с металлическими подкрановыми балками на отметке 10,3 м (рис. 13.12). Колонны железобетонные, покрытие — из стальных стропильных ферм с железобетонными плитами 3x6 м и фонарем. Стены — из сборных керамзитобетонных панелей. После полного окончания монтажа нового здания, по мере разборки существовавшего цеха, его технологические участки демонтировались и вводились в действие в новом здании. Строительно-монтажные работы до полного их окончания выполнялись без остановки производства в старом заготовительном цехе.
Рис. 13.12.Реконструкция цеха Харьковского тракторного завода методом объемлющего каркаса:
1 — существующее здание; 2 — стальные колонны склада с наружными подкрановыми путями; 3 — железобетонная плита покрытия размером 3×6 м;: 4 — стрела крана МСК-10/20 длиной 28,7 м; 5 — то же, длиной 23,35 м; 6 — монтаж конструкций фонаря; 7 — траверса; 8 — монтаж строительной фермы; 9 — приставная лестница; 10 — монтажная лестница
Сетка колонн старых производственных зданий часто оказывается недостаточной для размещения современного производства. При сооружении новых покрытий над действующими цехами целесообразно увеличение сетки колонн, так как уменьшение количества наращиваемых колонн облегчает проведение реконструкционных работ. При реконструкции механосборочного корпуса № 1 ХТЗ над существующим старым зданием было возведено новое покрытие высотой до низа стальных ферм 10,8 м и сеткой колонн 24×24 м. Существующие колонны не наращивались, а возводились новые. Крупная сетка коллон и установка блоков покрытия методом надвижки позволили произвести реконструкцию цеха практически без остановки производства.