Возведение одноэтажного промышленного здания из металлических элементов

А. Ф. Юдина 

Возведение одноэтажного 
промышленного здания  
из металлических элементов 

Учебное пособие 

Москва 
2022 

УДК 676.013.5(075) 
ББК 38.72-03я7 
Ю16 

Рекомендовано Учебно-методическим советом СПбГАСУ 
в качестве учебного пособия 

Рецензенты: 

Гайдо А. Н., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой  
технологии строительного производства  
Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГАСУ) 

Иванов Я. В., заместитель генерального директора по строительству 
ЗАО «Строительный трест № 28» (Санкт-Петербург) 

Юдина, А. Ф. 
Ю16   Возведение одноэтажного промышленного здания из металлических 
элементов : учебное пособие / А. Ф. Юдина. — Москва : Директ-Медиа, 
2022. — 100 с. 

ISBN 978-5-4499-3056-9 

Представлены общие сведения по технологии возведения промышленных зданий из типовых металлических элементов и рекомендации к 
выполнению курсового проекта и раздела выпускной квалификационной 
работы по разработке технологической карты на возведение промышленного здания из металлических элементов. 
Приводятся методики подсчета объемов работ, трудозатрат, выбора основных машин, оснастки и приспособлений, а также технико-экономическое 
обоснование принятого варианта работ и мероприятия по вопросам охраны 
труда. 
Предназначено для студентов всех форм обучения, обучающихся по 
направлению подготовки (специальности) 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений по дисциплине «Выполнение технологических 
процессов на объекте капитального строительства», 08.03.01 Строительство, 
изучающих дисциплины «Основы технологии возведения зданий и сооружений», 08.04.01 Строительство, изучающих дисциплину «Методы производства строительно-монтажных работ». 

УДК 676.013.5(075) 
ББК 38.72-03я7 

ISBN  978-5-4499-3056-9
© Юдина, А. Ф., текст, 2022
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2022 

Введение 

Курсовой проект «Возведение одноэтажного промышленного здания из металлических элементов» выполняется студентами, изучающими курс «Основы 
технологии возведения зданий и сооружений» по направлению подготовки (специальности) 08.03.01 Строительство (уровень бакалавриата), а также магистрантами, изучающими дисциплину «Методы производства строительно-монтажных 
работ» по направлению подготовки (специальности) 08.04.01 Строительство 
(уровень магистра). 
Цель работы — закрепить полученные студентом теоретические знания, 
привить навыки самостоятельного решения инженерных задач, научить пользоваться справочной и нормативной литературой. Разработка технологической карты на возведение одноэтажного промышленного здания, проектное 
решение которого осуществлено на основе унифицированных габаритных 
схем из типовых металлических элементов, поможет студентам научиться 
решать практические задачи, возникающие при проектировании технологических процессов возведения зданий. 
Курсовой проект по своему характеру отличается от реального проектирования, так как его содержание определяется учебными целями и требованиями программы всего курса технологии строительного производства. Особое 
внимание уделяется методике подсчета объемов и трудоемкости работ, подбору комплекта машин с технико-экономическим обоснованием выбора типа 
ведущей машины, оснастки и приспособлений для ведения комплексномеханизированного процесса монтажа конструкций, а также построению технологических схем производства работ при монтаже основных элементов 
здания, календарного плана и разработке мероприятий по безопасному ведению монтажных работ.  
Графическая часть проекта и пояснительная записка разрабатываются 
во взаимной увязке, так как в целом это единый руководящий документ для 
производства работ. 
Исходными данными для выполнения курсового проекта служат специально разработанные задания со схемой здания и характеристиками элементов. 

Глава 1. Основные термины и определения 

Выверка монтируемой конструкции — это процесс приведения монтируемого элемента в проектное положение на конечной стадии перемещения 
элемента в пространстве относительно разбивочных осей и отметок. 
Газопламенное напыление — нанесение на поверхность металлической 
детали или конструкции струей сжатого воздуха частиц, расплавленного в 
пламени газовой горелки металла, подаваемого к горелке в виде проволоки, 
порошка или прутка.  
Здание со стальным каркасом — каркасное здание, в котором каркас выполнен из металлоконструкций. 
Захватка — часть участка застройки, здания, сооружения (фронт работ), 
в пределах которого выполняются все частные строительные процессы, входящие в технологический комплекс работ. 
Каркасное здание — здание, прочность и устойчивость которого целиком 
или в основном обеспечивает каркас. 
Квалификация — наличие у рабочего знаний и умений для выполнения 
работы определенной сложности в соответствии с его профессией и специальностью. Показателем квалификации является разряд, устанавливаемый в 
соответствии с квалификационными характеристиками Единого тарифноквалификационного справочника работ и профессий рабочих. 
Конструкция — строение, устройство, построение, план, взаимное расположение частей, состав какого-либо строения (сооружения, проекта). 
Комплексно-механизированный процесс — строительный процесс, все основные работы которого производятся машинами, а некоторые вспомогательные 
операции могут выполняться с помощью механизированного инструмента. При 
этом все машины увязаны между собой по производительности и основным 
параметрам с таким расчетом, чтобы обеспечивались высокая производительность труда, наименьшая стоимость, лучшие показатели использования основных 
машин и сокращение сроков производства работ. 
Монтажные работы — это комплексно-механизированный и в ряде случаев автоматизированный процесс поточной сборки зданий и сооружений из 
элементов и конструктивных узлов заводского изготовления. 
Норма выработки (Нвыр) — нормативная продуктивность (производительность) труда, оцениваемая отношением количества доброкачественной 
продукции в физическом выражении (шт., м, м2, т, м3) к затратам труда рабочих на ее изготовление (чел.-ч, чел.-дн.) в условиях соблюдения заданной 
производственными нормами нормали технологического процесса. 
Норма времени (Нвр) — нормативная трудоемкость продукции, оцениваемая отношением затрат труда рабочих на ее изготовление (чел.-ч, чел.-дн.) в 
условиях соблюдения заданной производственными нормами нормали технологического процесса к количеству доброкачественной продукции в физическом выражении (шт., м, м2, т, м3). 
Норма машинного времени — нормативное количество рабочего времени 
машины (маш.-ч, маш.-см.), необходимое для производства единицы доброкачественной машинной продукции при нормальной (предусмотренной нормалью) организации машинного процесса. 

Нормы производственные — нормы, устанавливающие величину трудовых, технических и материальных затрат ресурсов на производство единицы 
доброкачественной продукции.  
Нормаль технологического процесса — основная часть нормы, служащая 
эталоном для выбора объекта нормативных наблюдений и содержащая полный перечень рабочих операций, применяемых современных материальнотехнических ресурсов, численный и квалификационный состав технологического звена рабочих в соответствии со знаниями и умениями по профессиям, специальностям и разрядам, приведенным в Едином тарифно-квалификационном 
справочнике работ и профессий рабочих. Нормаль процесса разрабатывается с 
учетом правильной организации труда и производства при полном соблюдении 
требований норм безопасности и охраны труда.  
Опасная зона — пространство, в котором возможно воздействие на человека опасного и (или) вредного производственного фактора. 
Полиспаст — грузоподъемное устройство, состоящее из системы подвижных или неподвижных блоков, огибаемых канатом или цепью. Позволяет 
получить выигрыш в силе. 
Производственный процесс монтажа — взаимосвязанные простые процессы, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию. Орудиями труда здесь выступают подъемнотранспортные машины и механизмы, инструмент и монтажная оснастка, а в 
качестве предметов труда служат отдельные конструктивные элементы и 
материалы. 
Расчалка — монтажное приспособление, предназначенное для временного закрепления в проектном положении колонн, балок и ферм. 
Срок строительства директивный — календарный срок начала и окончания строительства объекта и его этапов, установленный органом управления.  
Строительное производство — это совокупность производственных 
процессов, выполняемых непосредственно на стройплощадке в подготовительный и основной периоды строительства. Результатом строительного 
производства является строительная продукция в виде законченных и принятых в эксплуатацию объектов (предприятия, здания или сооружения). 
Строительная площадка — производственная территория, выделяемая в 
установленном порядке для размещения строительных сооружений, а также 
машин, материалов, конструкций, производственных и санитарно-бытовых 
помещений и коммуникаций, используемых в процессе возведения или реконструкции зданий и сооружений. 
Строительная конструкция — изделие, предназначенное для применения в качестве элемента конструкции зданий и сооружений. 
Строповочные приспособления — ответственные элементы такелажного 
оборудования, предназначенные для навешивания монтажниками поднимаемого элемента на крюк монтажной машины в определенном положении и 
допускающие предусмотренный технологией маневр без больших физических 
усилий. 
Строп — грузозахватное приспособление, закрепляемое на крюке монтажного крана и представляющее собой стальной канат или цепь с захватным 
крюком, цепляющим груз за монтажную петлю. Может иметь устройства для 
автоматической строповки и расстроповки грузов.  

Технологическая карта — основной организационно-технологический 
документ, регламентирующий его технологические и организационные положения; разрабатывается на отдельные или комплексные процессы. 
Технологическая схема — технологическая документация, разрабатываемая для несложных процессов с описанием последовательности и методов 
выполнения процесса, с расчетом затрат труда и потребности в технических 
средствах. По своему содержанию технологические схемы представляют 
упрощенные технологические карты. 
Технологический процесс — совокупность приемов и способов переработки 
сырья, материалов, полуфабрикатов и соединения отдельных конструкций с 
целью получения готовой продукции. Технологические процессы разделяются на 
заготовочные, комплектовочные, транспортные и монтажно-укладочные. 
Технологическая (рабочая) операция — основная составляющая технологического и строительного процессов, являющаяся однородным организационно неделимым элементом этих процессов. Технологическая операция 
выполняется постоянным составом рабочих при неизменном составе предметов и орудий труда и характеризуется суммой рабочих движений. 
Траверса — поднимаемое крюком монтажного крана грузозахватное 
устройство, в виде горизонтальной балки, фермы или рамы с подвешенными 
стропами. 
Ферма — стержневая конструкция, состоящая из верхнего и нижнего поясов, раскрепленных решеткой, предназначенная для работы в качестве несущего элемента перекрытия или покрытия. 
Ферма стропильная — несущая конструкция покрытия, представляющая 
собой плоскую конструкцию из стержневых элементов. 
Фиксация элементов — это совокупность операций по временному закреплению и выверке, при которых выверяемую конструкцию ориентируют относительно разбивочных осей по определенному заранее заданному правилу. 
Электродуговая металлизация — процесс напыления потоком сжатого 
воздуха частиц жидкого горячего металла, полученного расплавлением двух 
стержней проволоки образовавшейся между ними электрической дугой. 
Элементы здания — конструкции и технические устройства, составляющие здание, предназначенные для выполнения заданных функций. 

Глава 2. Общие сведения технологии 
возведения промышленных зданий  
из металлических элементов 

Металлические элементы применяются при возведении несущих каркасов 

одноэтажных и многоэтажных зданий. Металлический каркас применяют в 
одноэтажных промышленных зданиях высотой ≥ 18 м, при шаге колонн ≥ 12 м, 
для несущих конструкций покрытий пролетом ≥ 24 м. 

Конструктивная схема зданий, каркас которых выполнен из металличе
ских элементов, практически ничем не отличается от конструктивной схемы 
зданий с каркасом из сборных железобетонных конструкций. 

Каркасы производственных зданий в большинстве случаев проектиру
ются так, что несущая способность (включая жесткость) поперек здания обеспечиваются поперечными рамами, которые состоят из колонн (стоек рамы) и 
ригелей (в виде ферм или сплошностенчатых сечений), а вдоль — продольными элементами каркаса (подкрановые конструкции, подстропильные фермы, 
связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны (или ребра стальных 
кровельных панелей). 

Одноэтажные здания с металлическим каркасом возводят одно, двух- и 
многопролетными, с пролетами 18, 24, 30 и 36 м и шагом колонн 6 и 12 м (рис. 2.1). 

Рис. 2.1. Конструктивная схема одноэтажного двухпролетного 

промышленного здания с металлическим каркасом: 

1 — стропильная ферма; 2 — колонна; 3 — подкрановая балка;  

4 — светоаэрационный фонарь; 5 — связи 

Каркас одноэтажного промышленного из металлических элементов здания состоит из колонн, подкрановых балок, элементов фахверка, подстропильных и стропильных ферм, светоаэрационных фонарей. Колонны, фермы, 
фонари для создания им устойчивости раскрепляют вертикальными и горизонтальными связями и распорками. На поясах стропильных ферм и фонарей 
устанавливаются прогоны. 
Колонны одноэтажных промышленных зданий для бескрановых и для 
зданий, оборудованных кранами подразделяются на центрально-и внецентренносжатые, сплошные и сквозные, колонны крайних и средних рядов. 

Колонны воспринимают совместно нагрузки от покрытия и кранов; при 
большой грузоподъемности кранов колонны раздельно воспринимают 
нагрузки от покрытия и от кранов. Соединения элементов колонн выполняют 
сварными, а при особо тяжелых крановых нагрузках — клепаными. 

В строительстве наиболее широко применяют двухветвевые колонны 
или колонны ступенчатого типа. Надкрановая часть (надколонник) такой 
колонны состоит из одной ветви, подкрановая — из двух ветвей, соединенных 
между собой решеткой из уголков (рис. 2.2, а, б).  

 

 
 
Рис. 2.2. Двухветвевые (ступенчатые) колонны: 

а — крайние; б — средние 
1 — база (башмак); 2 — подкрановая часть; 3 — надкрановая часть;  
4 — оголовок; 5 — ребра жесткости: 6 — подкрановая траверса;  
7 — решетка из уголков; 8 — анкерный болт; 9 — анкерная плитка;  
10 — башмак 
 
Основной частью башмака (базы) колонны является стальная плита 
толщиной 40–75 мм, на которую опирается ветвь колонны. Башмаки служат 
для передачи нагрузки от колонны на фундамент. К фундаменту башмаки 
крепят анкерными болтами. Башмаки и нижняя часть колонн, соприкасающиеся с землей, во избежание коррозии обетонируют (см. рис. 2.3). 

Рис. 2.3. Базы (башмак) колонн и опирание их на фундаменты: 

а — колонна постоянного сечения; б — двухветвевая колонна;  

1 — анкерные болты; 2 — плитка; 3 — траверса; 4 — опорная плита (40–75 мм);  

5 — цементный раствор; 6 — обетонированная часть стальной колонны 

 

Колонны постоянного сечения: сплошные колонны устанавливают при 

грузоподъемности крана до 20 т и высоте до 9,6 м, выполняют из двутавров 
(рис. 2.3, а, б).  

Колонны переменного сечения: надкрановая часть имеет сплошное дву
тавровое сечение, подкрановая — двухветвевое из двутавров (рис. 2.4, а, б, в) и 
переменного сечения — двухветвевые раздельного типа. Надкрановая часть 
имеет сплошное двутавровое сечение, подкрановая — двухветвевое из двутавров и прокатных уголков (рис. 2.4, г, д).  

 

 
 
Рис. 2.4. Типы колонн одноэтажных промышленных зданий: 

а — сплошного сечения; б — двухветвевого сечения;  

в — сплошного сечения для зданий с мостовыми кранами;  

г и д — колонны переменного сечения 

Стальные колонны устанавливаются на бетонных фундаментах, и крепятся анкерными болтами.  

Для соединения колонн с фундаментами предусматривают базы в виде 

стальных опорных плит (рис. 2.4, а, б).  

Фундаменты под стальные колонны устраивают монолитными без от
верстия. 

В зданиях с пролетами до 12 м в качестве несущих элементов покрытия 
применяются прокатные балки, а при больших пролетах — стальные стропильные фермы — с параллельными поясами и двускатные (рис. 2.5, а, б). 
Стальные фермы имеют различные типы, форму и очертания, выбор которых зависит от назначения и объемно-планировочного решения промышленного здания. 
 

 
 
Рис. 2.5. Балки и фермы 

а — балки — пролет до 12 м; б — фермы 
 
Фермы с параллельными поясами предназначены для зданий с плоским 
покрытием при пролете 18–36 м и шаге колонн 6х12 м, а также для устройства 
подстропильных конструкций, их пролет может достигать 60 м и более, высотой в опорном узле 2550, 3750 и 3750 мм соответственно и уклоном верхнего 
пояса 1,5 % (рис. 2.6, а). 
Треугольные (скатные) фермы применяют для покрытия кровли с уклоном из асбестоцементных или стальных листов, их пролет достигает до 36–48 
м (рис. 2.6, б).  
Подстропильные фермы с параллельными поясами и треугольные (скатные) фермы представлены на рис. 2.6, в, г. 

На стальные колонны фермы опираются непосредственно выступающим 
краем торцовой фасонки. Опорный узел фермы соединяют с колонной болтами, для чего к верхнему концу колонны приваривают горизонтальную диафрагму (рис. 2.7, а, б).