Проектирование одноэтажного промышленного здания на основе стального каркаса

УДК 725.4+624
ББК 38.72+38.5
          Т90
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент А.И. Данилов, 
доцент кафедры металлических и деревянных конструкций НИУ МГСУ; 
кандидат архитектуры, доцент О.Ю. Суслова, 
профессор кафедры «Конструкции зданий и сооружений» 
ФГБОУ ВО «Московский архитектурный институт (государственная академия)»
 
Туснина, В.М.
Т90	 	
Проектирование одноэтажного промышленного здания на основе стального каркаса [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / В.М. Туснина, О.А. Туснина ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 
кафедра проектирования зданий и сооружений. — Электрон. дан. и прогр. (7,96 Мб). — 
Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2019. — Режим доступа : http://lib.mgsu.ru/
Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DBN=IBIS. — Загл. 
с титул. экрана.ISBN 978-5-7264-2048-6 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-2047-9 (локальное)
В учебно-методическом пособии рассмотрены практические вопросы проектирования 
одноэтажных одно- и многопролётных промышленных зданий на основе стальных каркасов. Пособие включает справочно-нормативный материал в виде чертежей типовых унифицированных конструкций, узловых сопряжений и модулей стальных каркасов, таблиц, 
составленных по действующим сериям типовых проектов, а также номенклатуру унифицированных несущих и ограждающих конструкций с рекомендациями по их применению.
Для обучающихся по программе специалитета по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.
Учебное электронное издание
	
©	 Национальный исследовательский
	
	
Московский государственный
	
	
строительный университет, 2019

Редактор, корректор А.А. Космина
Компьютерная вёрстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 21.11.2019 г. Объем данных 7,96 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................................................................... 5
1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 
ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ.................................................... 6
1.1. Объёмно-планировочные решения одноэтажных многопролётных 
производственных зданий.
........................................................................................... 6
1.2. Правила привязки конструктивных элементов 
к координационным осям здания.
............................................................................. 11
1.3. Конструктивные решения многопролётного каркасного здания............................ 11
2. КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ 
ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ..................................................... 15
2.1. Унифицированные стальные конструкции каркасных зданий............................... 15
2.1.1. Колонны............................................................................................................. 15
2.1.2. Стропильные и подстропильные фермы.
......................................................21
2.1.3. Стойки фахверка............................................................................................23
2.2. Каркасы серийных зданий (модулей)....................................................................... 29
2.2.1. Модуль типа «Кисловодск»............................................................................... 30
2.2.2. Модуль типа «Орск».
.......................................................................................... 35
2.2.3. Модуль типа «Канск»......................................................................................... 38
2.2.4. Модуль типа «ЦНИИСК».
................................................................................. 40
2.2.5. Модуль типа «МАрхИ»...................................................................................... 41
2.2.6. Система «Молодечно»....................................................................................... 43
2.2.7. Система «Трасскон».
.......................................................................................... 47
2.2.8. Система «Спайдер-В»........................................................................................ 51
2.2.9. Система «Кондор».
............................................................................................. 53
2.2.10. Система «Астрон».
............................................................................................ 54
2.2.11. Система «УНИТЕК»........................................................................................ 57
2.2.12. Система «УНИТЭКС Р-1»............................................................................... 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
.............................................................................. 66

ПРЕДИСЛОВИЕ
Современное состояние проектного дела в строительстве характеризуется активным 
внедрением в практику проектирования технологий информационного моделирования, так называемых BIM-технологий (building informational modelling).
BIM-моделирование заключается в разработке всех разделов проекта здания в рамках единой информационной трёхмерной модели. Это позволяет максимально увязать 
проектные решения, разрабатываемые на различных этапах проектирования. Особенно полезно использование BIM-моделирования при проектировании объектов промышленного назначения, так как технология производства является основополагающим фактором, определяющим объёмно-планировочное и конструктивное решения 
производственного здания. В связи с этим совместная разработка технологической и 
архитектурно-конструктивной частей проекта в единой модели позволяет корректно 
решать технические задачи по расчёту и проектированию строительных конструкций 
и зданий в целом, не противоречащих функциональным требованиям промышленного объекта.
Эффективность такого метода проектирования в строительстве очевидна, так как 
BIM-модель здания используется не только на стадии проектирования, но и в процессе всего срока эксплуатации здания, что особенно важно для объектов промышленного назначения, в которых зачастую требуется реконструкция, связанная с техническим 
перевооружением, расширением или сокращением производства вплоть до его демонтажа.
Промышленные здания проектируют, в основном, одноэтажными каркасными, пролётного типа, перекрываемыми плоскостными или пространственными системами покрытий.
Современные производственные здания возводят преимущественно на основе стальных каркасов, с использованием лёгких ограждающих конструкций. Стальные несущие конструкции характеризуются меньшей материалоёмкостью при равной прочности в сравнении с конструкциями, выполненными из традиционных строительных 
материалов. Они обладают возможностью существенной унификации и высокой степенью заводской готовности, удобны при транспортировке, что позволяет доставлять 
их на строительную площадку укрупнёнными блоками, сокращая сроки возведения 
зданий. Кроме того, при реконструкции и переоснащении производственных помещений новейшим технологическим оборудованием стальные конструкции легко встраиваются в существующие конструктивные системы зданий и сооружений.
Данное учебное издание посвящено практическим вопросам проектирования промышленных одноэтажных одно- и многопролётных зданий со стальными каркасами, 
в том числе с применением пространственных конструкций покрытий.
Учебно-методическое пособие содержит справочно-нормативный материал в виде 
чертежей конструкций, модулей и узловых сопряжений конструктивных элементов, 
справочных таблиц и номенклатуры типовых унифицированных несущих и ограждающих конструкций с рекомендациями по их применению.
Пособие состоит из двух разделов. Первый раздел включает общие рекомендации 
по проектированию одноэтажного промышленного здания. Во втором разделе приведены конструктивные решения одноэтажных производственных зданий на основе 
стальных каркасов, актуальные для современного промышленного строительства.

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 
ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
1.1. Объёмно-планировочные решения одноэтажных многопролётных 
производственных зданий
Проектирование производственных зданий следует осуществлять в соответствии с 
требованиями нормативных документов по пожарной безопасности зданий и систем 
противопожарной защиты [1], разрабатывая объёмно-планировочные решения в соответствии с национальным стандартом «Система проектной документации для строительства. Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения».
Для получения больших площадей и гибкой планировочной структуры промышленного предприятия, оправданной необходимостью переоснащения производства без 
существенной реконструкции здания, используют принцип «гибких цехов», который 
заключается в увеличении пролётов и шагов каркасного здания. Такой принцип успешно реализуется в использовании в каркасах зданий укрупнённых сеток колонн (18×12 
и 24×12 м), унифицированных типовых секций (УТС) и унифицированных типовых 
пролётов (УТП).
УТС представляет собой самостоятельный объем здания (температурный отсек), характеризующийся определёнными объёмно-планировочными параметрами (размерами в плане, сеткой колонн и высотой здания), а также наличием кранов и их грузоподъёмностью, которые устанавливаются с учётом требований производства в 
соответствии с габаритными схемами и номенклатурой типовых унифицированных 
конструкций. Из этих секций компонуют здания с размерами, определяемыми технологическими требованиями и возможностью блокирования производств.
Для УТС и УТП разрабатывают типовые проектные материалы, к которым относятся чертежи типовых конструкций (ТК) и типовых деталей (ТД) для заводов-изготовителей; чертежи типовых монтажных деталей (ТДМ) и их сопряжений для монтажников; чертежи типовых архитектурно-строительных деталей (ТДА) для 
проектировщиков и строителей.
Унификация и типизация объёмно-планировочных и конструктивных решений производственных зданий основана на Единой модульной системе в строительстве (ЕМС), 
которая позволяет увязывать размеры зданий и их конструктивных элементов.
Для промышленного строительства установлен единый модуль, равный 600 мм (6М) 
как для вертикальных, так и для горизонтальных измерений. При проектировании используют укрупнённые модули, кратные модулю 6М.
В соответствии с ЕМС для объёмно-планировочных параметров одноэтажных многопролётных производственных зданий, не имеющих мостовых кранов, пролёты рекомендуется принимать равными 12–36 м, а для крановых зданий — 18–36 м (кратными 6 м). Шаг колонн, как правило, назначают равным 6 или 12 м. Высоту здания от 3 
до 6 м принимают кратной 0,6 м, от 7,2 до 18 м — кратной 1,2 м.
Объемно-планировочное решение производственного здания назначают в соответствии с технологической частью проекта, разрабатываемой согласно нормам технологического проектирования. Для складских зданий необходимо обеспечивать возможность изменения технологии складирования грузов без существенной перестройки 
здания при его реконструкции.
В производственном здании возможно разнообразное взаимное расположение пролётов, сблокированных под одну крышу: параллельные пролёты одной высоты, парал6

лельные пролёты разных высот, взаимно перпендикулярные пролёты с перепадом высот. Однако предпочтительно проектировать здания с пролётами одного направления 
без перепадов высоты, если это позволяет технологический процесс, который будет 
протекать в проектируемом объекте.
Сложное в конструктивном отношении блокированное здание, имеющее значительные размеры в плане, следует разрезать температурно-деформационными швами на отдельные объёмы (температурные блоки). Размеры температурных блоков определяют 
на основе расчёта в зависимости от вида каркаса (стальной, смешанный или железобетонный), теплового режима здания (отапливаемое или неотапливаемое) и климатических условий района строительства. При назначении расположения температурнодеформационных швов без специального расчёта следует ориентироваться на 
максимальные размеры температурных блоков, приведённые в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Максимальные размеры температурных блоков, м
Тепловой режим здания
Предельные расстояния между температурными швами
вдоль пролётов
поперёк пролётов
Отапливаемое
230
150
Неотапливаемое и горячие цеха
200
120
В блокированных зданиях, имеющих пролёты разных направлений и высот, рекомендуется температурные и осадочные деформационные швы совмещать с перепадами высот.
Площадь световых проёмов в производственном здании принимают в соответствии 
с нормами проектирования естественного и искусственного освещения [2]. Допускается проектировать здания без световых проёмов, если это экономически целесообразно, при условии выполнения технологических и санитарно-гигиенических требований производства.
Разработка объёмно-планировочного решения производственного здания должна 
осуществляться с учётом размещения в здании укрупнённых блоков инженерного и 
технологического оборудования в комплектно-блочном исполнении заводского изготовления, а также возможной замены мостовых кранов на напольные виды подъёмнотранспортного оборудования.
Размещение в производственных зданиях расходных (промежуточных) складов сырья и полуфабрикатов в количестве, установленном нормами технологического проектирования для обеспечения непрерывного технологического процесса, допускается 
непосредственно в производственных помещениях открыто или за сетчатыми ограждениями.
Безопасность пребывания людей в зданиях должна обеспечиваться санитарно-эпидемиологическими и микроклиматическими условиями: отсутствием вредных веществ 
в воздухе рабочих зон выше предельно допустимых концентраций, минимальным выделением теплоты и влаги в помещения; отсутствием выше допустимых значений шума, 
вибрации, уровня ультразвука, электромагнитных волн, радиочастот, статического 
электричества и ионизирующих излучений, а также ограничением физических нагрузок, напряжения внимания и предупреждением утомления работающих в соответствии 
с требованиями действующих санитарно-гигиенических нормативов.
По взрывопожарной опасности все производства подразделяются на пять категорий (А, Б, В1–В4, Г
, Д) в зависимости от размещаемых в них технологических процес7

сов [3]. К зданиям категорий А и Б относятся производства, связанные с применением взрывопожароопасных веществ. Производства категорий В1–В4 связаны с 
использованием пожароопасных веществ, а категории Г — с применением негорючих 
веществ, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, 
искр и пламени. К категории Д относят производства, связанные с использованием 
негорючих веществ и материалов в холодном состоянии (табл. 1.2).
Взрывопожароопасные производства необходимо размещать у наружных стен многопролётных одноэтажных зданий.
В помещениях категорий А и Б необходимо предусматривать легкосбрасываемые 
ограждающие конструкции наружных стен и покрытия. В качестве легкосбрасываемых конструкций, как правило, применяют одинарное остекление окон и фонарей, а 
при недостаточной площади остекления допускается использовать покрытия с кровлей из лёгких конструкций: стальных, алюминиевых, хризотилцементных и битумных 
волнистых листов, из гибкой черепицы, металлочерепицы, хризотилцементных и сланцевых плиток и эффективного негорючего утеплителя. Общая площадь легкосбрасываемых конструкций (дверей, окон, фонарей или легкосбрасываемых участков стен и 
покрытия) определяется расчётом. Для производств категории А площадь легкосбрасываемых конструкций должна назначаться из расчёта не менее 0,05 м2 на 1 м3 взрывоопасного помещения, для производств категории Б, соответственно, 0,03 м2. Кроме 
того, для помещений, отнесённых к категории Б (опасных по взрыву пыли) необходимо предусматривать отделку стен, допускающую лёгкую очистку.
Таблица 1.2
Категории помещений по взрывопожарнойи пожарной опасности
Категория 
Характеристика веществ и материалов, 
помещения
находящихся (обращающихся) в помещении
Г
орючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не боА
повышенная
взрывопожароопасность
лее 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчётное избыточное 
давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчётное избыточное давление 
взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б
взрывопожароопасность
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой 
вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчётное избыточное давление взрыва в помещении, 
превышающее 5 кПа
В1-В4
пожароопасность
Горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества 
и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при 
взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при 
условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к 
категории А или Б
Г
умеренная 
пожароопасность
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскалённом или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твёрдые вещества, которые 
сжигаются или утилизируются в качестве топлива
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии
Д
пониженная 
пожароопасность
8