Конструкции одноэтажных промышленных зданий

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Серия «Учебники ТГАСУ»

В.Э. Дизендорф, О.В. Лелюга, М.А. Дудина

КОНСТРУКЦИИ ОДНОЭТАЖНЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Рекомендовано Учебно-методическим советом ТГАСУ 

в качестве учебного пособия 

для студентов технических вузов, изучающих дисциплину

«Архитектура гражданских и промышленных зданий» 

направления «Строительство»

Томск

Издательство ТГАСУ

2022

УДК 725.41(075.8)
ББК 38.72я73

Д44

Серия «Учебники ТГАСУ» основана в 2013 году

Дизендорф, В.Э.

Конструкции одноэтажных промышленных зданий : учебное пособие / В.Э. Ди
зендорф, О.В. Лелюга, М.А. Дудина. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 
2022. – 216 с. – Текст : непосредственный.

ISBN 978-5-93057-995-6

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Архитектура 

гражданских и промышленных зданий» для подготовки студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» очной и заочной форм обучения.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы проектирования одноэтажных промышлен
ных зданий с железобетонным и металлическим каркасом. Главное внимание уделено методике выполнения курсового проекта АКП-3 «Промышленные здания».

Предназначено для студентов технических вузов, изучающих дисциплину «Архитектура граждан
ских и промышленных зданий» направления «Строительство».

УДК 725.41(075.8)
ББК 38.72я73

Рецензенты:
С.Н. Овсянников, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Архитектура гражданских и промышленных зданий» Томского государственного архитектурно-строительного университета;
А.П. Седиков, исполнительный директор СРО «Томское проектное объединение по повышению качества проектной продукции».

ISBN 978-5-93057-995-6
© Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2022

© Дизендорф В.Э., Лелюга О.В.,

Дудина М.А., 2022

Д44

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.............................................................................................................................................5

ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ 
ЗДАНИЙ.............................................................................................................................................6

1. Общие положения........................................................................................................................6
2. Основные принципы проектирования....................................................................................7
3. Методика разработки проекта ..................................................................................................9
4. Состав проекта, рекомендуемая компоновка чертежей по листам .................................10
5. Графическое оформление проекта .........................................................................................11
6. Пояснительная записка............................................................................................................16
7. Привязки конструктивных элементов производственных зданий к модульным 
(координационным) осям .............................................................................................................18

7.1. Каркасная схема ....................................................................................................................18

7.1.1. Железобетонный каркас.............................................................................................18
7.1.2. Стальной каркас..........................................................................................................24

7.2. Бескаркасная схема...............................................................................................................30

ЧАСТЬ II. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ 
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ............31

1. Железобетонные и стальные каркасы одноэтажных промышленных зданий .............31

1.1. Фундаменты под колонны....................................................................................................31
1.2. Фундаментные балки............................................................................................................47
1.3. Колонны каркаса...................................................................................................................49

1.3.1. Железобетонные колонны .........................................................................................49
1.3.2. Стальные колонны......................................................................................................58

1.4. Подкрановые балки...............................................................................................................72

1.4.1. Железобетонные подкрановые балки.......................................................................72
1.4.2. Стальные подкрановые балки ...................................................................................76

1.5. Несущие конструкции покрытия.........................................................................................80

1.5.1. Железобетонные балки ..............................................................................................80
1.5.2. Железобетонные фермы.............................................................................................81
1.5.3. Железобетонные подстропильные конструкции.....................................................83
1.5.4. Стальные балки...........................................................................................................86
1.5.5. Стальные прогоны в покрытии .................................................................................87
1.5.6. Стальные стропильные и подстропильные фермы .................................................88
1.5.7. Несущие элементы ограждающей части покрытия…...........................................114

1.6. Связи жесткости..................................................................................................................121

2. Стены промышленных зданий..............................................................................................125

2.1. Разрезка на панели стен промышленных зданий.............................................................125

2.1.1. Разрезка на панели продольных стен одноэтажных промышленных зданий ....125
2.1.2. Разрезка на панели торцевых стен одноэтажных промышленных зданий.........127

2.2. Варианты фасадов продольных и торцевых стен ............................................................129
2.3. Конструктивные решения наружных стеновых панелей................................................135

3. Остекленные поверхности стен............................................................................................ 157

3.1. Схемы оконных переплетов промышленных зданий......................................................157
3.2. Деревянные оконные блоки и панели...............................................................................158
3.3. Стальные оконные панели .................................................................................................160

4. Конструкции ограждающих частей покрытия и водоотвод с покрытий .....................163

4.1. Конструктивные решения покрытий ................................................................................163

4.2. Покрытия по железобетонным плитам.............................................................................164
4.3. Покрытия по стальным профилированным настилам.....................................................169

5. Конструкции фонарей промышленных зданий.................................................................173

5.1. Основные типы фонарей ....................................................................................................173
5.2. Конструктивные решения световых фонарей ..................................................................174
5.3. Конструктивные решения светоаэрационных фонарей…..............................................176

6. Конструктивные решения полов..........................................................................................180

6.1. Основные типы полов.........................................................................................................180
6.2. Конструктивные решения полов .......................................................................................182

7. Прочие элементы промышленных зданий .........................................................................184

7.1. Ворота, двери.......................................................................................................................184
7.2. Перегородки ........................................................................................................................187
7.3. Лестницы..............................................................................................................................189

ПРИЛОЖЕНИЯ ...........................................................................................................................191

Приложение 1. Вариант компоновки чертежей на листах .......................................................192
Приложение 2. Пример оформления титульного листа пояснительной записки...................193
Приложение 3. Пример выполнения архитектурно-конструктивного проекта 
железобетонного одноэтажного промышленного здания..........................................................194
Приложение 4. Пример выполнения архитектурно-конструктивного проекта 
стального одноэтажного промышленного здания ......................................................................203

Список рекомендуемой литературы ........................................................................................215

ВВЕДЕНИЕ

В профессиональной подготовке архитекторов, бакалавров и специалистов строитель
ных направлений учебный курс «Архитектура гражданских и промышленных зданий» принадлежит к числу фундаментальных общепрофессиональных дисциплин. Курс нацелен на 
решение задач, связанных с развитием конструкторского мышления студентов, формирования у них архитектурно-конструкторских знаний и умений, необходимых как для профессиональной деятельности, так и для повышения общей компетенции в архитектурно-строительной области.

Изучение курса «Архитектура гражданских и промышленных зданий», согласно учеб
ному плану, сопровождается выполнением архитектурно-конструктивного проекта на тему:
«Промышленное здание».

В данном пособии представлен материал, отобранный из накопленного практикой, не
обходимый для иллюстрации научно-теоретических положений, изложенных в основных
учебниках по данному курсу.

Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по типовым проек
там, то есть по наиболее универсальным объемно-планировочным и конструктивным решениям, дающим наибольший экономический эффект в строительстве и эксплуатации зданий.

В пособии представлены основные конструктивные элементыпромышленных зданий.

Конструкции выполнены из особо прочных материалов − железобетона и стали. В пособии 
представлены конструктивные элементы на основе анализа проектных решений промышленных зданий, каталогов и литературных источников, что существенно облегчит работу
студента при выполнении архитектурно-конструктивного проекта промышленного здания. 
Также учитывалась необходимость ознакомить студентов с конструктивными элементами
существующих зданий. Это оправдано методическими соображениями, направленными на 
выполнение сравнительного анализа проектных решенийили на возможность молодого специалиста работать в области не только нового строительства, но и в области строительства, 
эксплуатации и реконструкции промышленных зданий.

Пособие состоит из двух частей и приложений. В первой части даны общие положения 

проектирования промышленных зданий, а во второй представлены графические изображения 
конструкций и деталей при проектировании одноэтажных промышленных зданий. В приложениях к пособию приведены примеры выполнения архитектурно-конструктивного проекта № 3.

ЧАСТЬ . ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Архитектурно-конструктивный проект № 3 (АКП-3) выполняется студентом после изу
чения следующих разделов курса «Архитектура гражданских и промышленных зданий»:

− «Основы архитектуры»;
− «Основы архитектуры и строительных конструкций»;
− «Основы строительной физики»;
− «Архитектура гражданских и промышленных зданий. Часть I».
Задание на составление АКП-3 предусматривает разработку проекта одноэтажного

промышленного здания. Здания выполняются из крупноразмерных индустриальных конструктивных элементов.

Задание обязательно прилагается студентом к чертежам, предъявляемым на проверку 

и защиту.

При проектировании необходимо учитывать требования унификации конструкций про
изводственных зданий, нормы строительного проектирования и соответствующие государственные стандарты.

Целью архитектурно-конструктивного проекта № 3 является:
− приобретение
навыков
самостоятельного
решения
архитектурно-планировочных

и архитектурно-конструктивных вопросов;

− практическое применение знаний по вышеизложенным разделам курса при проекти
ровании промышленных зданий;

− привитие навыков пользования инструктивно-нормативной литературой: строитель
ными нормами и правилами, стандартами и т. п.

Проект должен быть разработан с учетом передового отечественного и зарубежного

опыта.

Процесс становления архитектурно-конструктивного проекта разделяется на три этапа:
1-й этап – проработка задания, теплотехнический и светотехнический расчеты и со
ставление эскиза производственного корпуса;

2-й этап – разработка архитектурно-конструктивных чертежей;
3-й этап – графическое оформление проекта и составление пояснительной записки.
Студенты заочного факультета после окончания первого этапа могут представить руко
водителю эскизный проект для предварительной проверки, прилагая обязательно задание на
проектирование.

Курсовые проекты с визой «допускается к защите» защищаются на кафедре в период

очередной экзаменационной сессии.

Проекты, не отразившие всех требований задания или имеющие грубые архитектурно
планировочные, конструктивные и расчетные ошибки, не допускаются к защите, с визой
«доработать» должны быть исправлены согласно указаниям преподавателя и вновь представлены в университет на проверку со всеми чертежами и рецензией.

В случае положительной защиты проекта АКП-3 студент получает оценку, которая за
носится в зачетную книжку.

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Объемно-планировочные параметры зданий и сооружений и геометрические размеры

конструктивных элементов и строительных изделий должны назначаться на основе системы
модульной координации размеров в строительстве в соответствии с установленными величинами основного и производственного модулей, по правилам расположения модульных
разбивочных или координационных осей и привязки к ним элементов зданий и сооружений
(см. ч. I, разд. 7).

Каркас одноэтажных зданий с покрытием из плоских элементов состоит из поперечных

рам, образованных жестко заделанными в фундаментах колоннами и шарнирноопирающимися на колонны стропильными балками или фермами, и продольных рам, образованных 
подкрановыми балками, балками-распорками, подстропильными балками или фермами,
жестким диском покрытия и, в необходимых случаях, стальными связями.

Жесткий диск покрытия образуется плитами покрытия, приваренными к стропильным

фермам или балкам с последующим замоноличиванием швов.

Поперечные рамы для одноэтажных производственных зданий рекомендуется разме
щать с продольным шагом колонн 6 и 12 м, но возможен шаг рам 18 и 24 м. Высота этажа
принимается кратной 600 мм.

Фундаменты стаканного типа (монолитные или сборные) принимаются в зависимости

от вида грунта, крановой нагрузки и типа колонн (см. ч. II, разд. 1.1).

Колонны принимаются одноветвевые или двухветвевые в зависимости от крановых

нагрузок, высоты, пролета и шага колонн (см. ч. II, разд. 1.3).

При шаге колонн 6 м поперечные стропильные конструкции следует устанавливать

непосредственно по колоннам, а пролет между ними перекрывать плитами длиной 6 м.

Для шага колонн 12 м следует принимать одну из двух конструктивных схем:
− в первой схеме колонны по крайним рядам устанавливают с шагом 6 м, по среднему

ряду, где шаг колонн 12 м устанавливают подстропильные конструкции и на них опирают
стропильные фермы или балки через 6 м, перекрывая пролеты здания в поперечном направлении и опирая их на колонны крайних рядов;

− по второй схеме основные колонны крайних и средних рядов устанавливаются с ша
гом 12 м, стропильные конструкции устанавливают через 12 м, а пролет между ними перекрывают плитами длиной 12 м.

Фахверковые колонны следует устанавливать в торцах здания и между основными ко
лоннами у продольных стен при шаге основных колонн 12 м и 6-метровых стеновых панелях.

Система вертикальных и горизонтальных связей должна выполнять следующие функции: 

обеспечить жесткость покрытия в целом; придать устойчивость сжатым поясам стропильных
конструкций; воспринимать ветровые нагрузки, действующие на торец здания и воспринимать 
тормозные нагрузки от мостовых кранов. Система связей должна работать совместно с основными элементами каркаса и обеспечивать пространственную жесткость здания.

Расположенные по продольной линии колонн здания вертикальные связи создают

жесткость и геометрическую неизменяемость каркаса в продольном направлении. Их следует
предусматривать для каждого температурного блока и размещать в его середине (см. ч. II, 
разд. 1.6), т. к. вертикальные связи, расположенные по краям блока, препятствуют температурным деформациям и могут вызывать значительные напряжения в конструкциях.

Вертикальные связевые фермы следует предусматривать в крайних шагах колонн тем
пературного блока между опорами стропильных конструкций в зданиях с плоским покрытием без подстропильных конструкций. Вертикальные связевые фермы следует соединять железобетонными распорками или распорками из стальных уголков по верху колонн.

Ветровые фермы в виде системы горизонтальных связей из стальных уголков следует

устанавливать у торцевых стен зданий значительной высоты. Такие фермы следует располагать на уровне подкрановых балок или нижнего пояса стропильных конструкций.

Подкрановые, обвязочные и фундаментные балки проектируются как разрезные.
Подкрановые балки выполняются железобетонными или стальными (см. ч. II, разд. 1.4).
Сборные железобетонные фундаментные балки принимаются прямоугольного или тав
рового сечения (см. ч. II, разд. 1.2).

В качестве ригеля рамы применяются стропильные конструкции – балки или фермы.

При пролетах до18 метров рекомендуются балки (см. ч. II, разд. 1.5.1), при больших пролетах – фермы (см. ч. II, разд. 1.5.2).

Подстропильные конструкции применяются для опирания на них стропильных балок

или ферм в том случае, когда шаг последних меньше шага колонн или шаг наружных колонн
6 м, а внутренних – 12 и более (см. ч. II, разд. 1.5.6).

Покрытия по балкам или по фермам делаются из крупноразмерных плит (беспрогон
ная схема). При устройстве покрытий из мелкоразмерных облегченных элементов по стропильным конструкциям устанавливаются железобетонные или стальные прогоны (прогонная схема).

Стеновое ограждение принимается из крупных панелей – самонесущих или навесных.
Тип полов для промышленных зданий выбирается с учетом особенностейтехнологиче
ского процесса и условий эксплуатации (см. ч. II. раздел 6).

Конструкции перегородок принимаются в зависимости от назначения помещений.
Вопросы аэрации решаются на стадии разработки поперечного и продольного разрезов

производственного здания в соответствии с технологией.

Выбор светопроемов, их размеров и размещение делается на основании расчета осве
щенности помещения естественным светом.

3. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ОБЪЕМА РАБОТЫ 1-ГО ЭТАПА

Производственная часть здания намечена в задании на проектирование в виде планиро
вочной схемы с указанием цехов, наличия кранов или кран-балок и их грузоподъемности
с кратким описанием производственно-технологического процесса.

Работа по изучению задания должна сопровождаться составлением выписок, фотогра
фий, заметок, зарисовок или выкопировок из нормативных, литературно-справочныхи проектных материалов. Зарисовки, фотографии или выкопировки производятся с отдельных характерных архитектурно-планировочных узлов и сложных конструктивных деталей.

Составление таких выписок развивает у студента навыки по конспектированию и си
стематизации изучаемого материала, а также создает базу для последующей самостоятельной творческой работы над проектом.

Эскиз проекта должен состоять из следующих чертежей:
− плана производственного здания с привязками основных конструктивных элементов

(колонн, стен) к координационным или разбивочным осям;

− поперечного и продольного разрезов производственного здания;
− эскиза фасада;
− схем основных архитектурно-конструктивных деталей.
Нужно одновременно во взаимной увязке разрабатывать план, разрезы и фасад здания.
При вычерчивании эскиза плана здания уточняются размеры производственной части

здания, конструктивно-планировочная сетка колонн, составляется детальная планировка отдельных наиболее сложных узлов. Окончательно уточняется профиль покрытия производственной части цеха с учетом требуемой естественной освещенности и аэрации здания. 
Устанавливаются размеры основных несущих конструкций, уточняются материал и конструктивное решение покрытий, перекрытий, лестниц, перегородок и др.

Параллельно ведется разработка эскиза фасада здания, в решении которого должно быть

отражено назначение здания, а также должен быть выражен характер принятых в проекте несущих и ограждающих конструкций: разрезка на стеновые панели, решение остекления с показом глухих и открывающихся переплетов, решение парапета или карниза, фонарей и т. п.

Светотехнический расчет производится в местах характерного разреза помещения про
изводственного здания и способствует рациональному выбору размеров оконных проемов
и габаритов световых фонарей.

Теплотехнический расчет выполняется для покрытия и стены производственной части

здания. На базе результатов теплотехнического расчета выбираются наиболее целесообразные и экономичные решения ограждающих конструкций.

Указания по выполнению объема работы 2-го этапа

Разработка архитектурно-конструктивных чертежей производится на чертежной бумаге

в тонких линиях. Лист должен быть предварительно закомпонован в габаритных размерах
(см. прил. 1).

Указания по выполнению объема работы 3-го этапа

Графическое оформление чертежей производится в соответствии с разд. 5. По
яснительная записка составляется в соответствии с разд. 6.

4. СОСТАВ ПРОЕКТА,

РЕКОМЕНДУЕМАЯ КОМПОНОВКА ЧЕРТЕЖЕЙ ПО ЛИСТАМ

Графическая часть

В состав архитектурно-конструктивного проекта № 3 входят следующие чертежи:
1) основной и боковой (торцевой) фасады производственного здания в масштабе

1:100или 1:200;

2) план производственного корпуса в масштабе 1:200 или 1:400;
3) разрезы производственного здания: поперечный и продольный в масштабе 1:100

или 1:200;

4) план кровли в масштабе 1:400 или 1:800;
5) фрагмент плана фундаментов производственного корпуса в масштабе 1:100 или 

1:200;

6) детальный разрез наружной стены производственного здания в масштабе 1:20;
7) архитектурно-конструктивные детали или узлы (3−5 шт.) в масштабе 1:10 или 1:20.

Расчетно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка выполняется в соответствии с ГОСТ 2.105−2019

и включает в себя следующие разделы:

1) общую часть;
2) объемно-планировочное решение;
3) теплотехнический расчет наружных стеновых панелей;
4) конструктивное решение;
5) технико-экономические показатели;
6) список использованных источников.

Рекомендуемая компоновка листов

1-й лист – фасад здания по оси А (располагается вверху листа), фасад здания по оси 1.
2-й лист – план производственногокорпуса, фрагмент плана фундаментов, архитектур
но-конструктивные узлы.

3-й лист – разрезы производственного корпуса (продольный и поперечный) или один из

разрезов, архитектурно-конструктивные узлы.

4-й лист – детальный разрез наружной стены, план кровли, архитектурно-конструктив
ные узлы или один из разрезов производственного здания.

Вариант компоновки чертежей на листах см. в прил. 1.