Проектирование одноэтажного производственного здания : архитектурно-конструктивные решения

Министерство образования и науки российской Федерации 

уральский Федеральный университет  
иМени первого президента россии б. н. ельцина

М. Ю. ананьин

проектирование одноэтажного 
производственного здания

архитектурно-конструктивные решения

рекомендовано методическим советом урФу 
в качестве учебно-методического пособия для студентов,  
обучающихся по программе бакалавриата по направлению подготовки 
270800 «строительство», по специальности  
271101 «строительство уникальных зданий и сооружений»

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
Издательство Уральского университета
2018 

2-е издание, стереотипное

удк [725.1:62]:69.032.21(075.8)
 
а 64

р е ц е н з е н т ы: 

ооо «архитектурное бюро владимира кагановича» 
(директор в. е. каганович);

в. б. с а л ь н и ко в (ооо «институт проектирования, 
архитектуры и дизайна»)

научный редактор 
кандидат технических наук, доцент и. н. М а л ь ц е в а

Ананьин, М. Ю. 

а 64
проектирование одноэтажного производственного  здания : 
архитектурно-конструктивные решения [Электронный ресурс]: 
учеб. пособие / М. Ю. ананьин ; [науч. ред. и. н. Мальцева] ; М-во 
образова- ния и науки рос. Федерации, урал. федер. ун-т. — 2-е 
изд., стер. — М. : ФЛИНТА : Изд-во Урал. ун-та, 2018. — 216 с. 

ISBN 978-5-9765-3521-3 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1037-1 (Изд-во Урал. ун-та)

в учебном пособии даются теоретические основы проектирования 
промышленных зданий: приведена их классификация; показаны особенности конструкций, фундаментов, покрытий, материала несущих и ограждающих конструкций и т. д. вторая часть пособия посвящена работе над 
учебным курсовым проектом: показаны условия и последовательность его 
выполнения, даны указания по графической и текстовой части.

предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину «архитектура промышленных и гражданских зданий».

удк [725.1:62]:69.032.21(075.8)

© уральский федеральный университет, 2013 
© ананьин М. Ю., 2013

ISBN 978-5-9765-3521-3 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1037-1 (Изд-во Урал. ун-та)

ОглАвление

ПредислОвие.......................................................................................... 6

введение ................................................................................................... 8

1. ОсОбеннОсти требОвАний
к ПрОМышленныМ здАнияМ ........................................ 10
1.1. требования функциональной целесообразности .......................... 10
1.2. требования технической целесообразности.................................. 16
1.3. архитектурно-художественные требования.................................. 16
1.4. требования экономической целесообразности.............................. 18
1.5. экологические требования.............................................................. 19
2. клАссификАция ПрОМышленных здАний .................. 20

3. ОбъеМнО-ПлАнирОвОчные решения

ПрОМышленных здАний................................................. 27
3.1. выбор высоты и ширины пролета 
одноэтажного производственного здания...................................... 28
3.2. планировочные решения зданий .................................................... 32
3.2.1. схемы компоновки зданий................................................... 32
3.2.2. принципы компоновки зданий............................................ 34
4. дефОрМАциОннОе членение ОднОэтАжных

ПрОМышленных здАний................................................. 37

5. трАнсПОрт, ОбслуживАЮщий ПрОМышленнОе

ПредПриятие........................................................................... 44

6. кОнструкции ОднОэтАжных

ПрОМышленных здАний................................................. 47
6.1. состав конструкций одноэтажных зданий..................................... 47
6.2. конструктивные схемы одноэтажных зданий пролетного типа .. 48
6.3. унифицированные правила привязок колонн  
основного каркаса зданий к координационным осям................... 50
7. кОлОнны ОднОэтАжных

ПрОМышленных здАний................................................. 58

8. фАхверк ПрОМышленных здАний ...................................... 65
8.1. колонны торцевого фахверка .......................................................... 65
8.2. Фахверк для легких стеновых ограждений на базе 
металлопрофилей ............................................................................. 69

9. фундАМенты ПрОМышленных здАний .......................... 71
9.1. Фундаменты под колонны ............................................................... 71
9.2. Фундаментные балки ....................................................................... 78

10. ПОдкрАнОвые бАлки .................................................................. 82

11. ОбесПечение жесткОсти  
и Общей устОйчивОсти  
ОднОэтАжных ПрОМышленных здАний .............. 85

12. ПОкрытия ПрОМышленных здАний ............................... 90
12.1. состав конструкций покрытия ...................................................... 90
12.2. конструктивные схемы покрытий ................................................ 91
12.3. несущие конструкции покрытий .................................................. 92

13. ПрАвилА рАциОнАльнОгО выбОрА МАтериАлА 
ОснОвных несущих и ОгрАждАЮщих 
кОнструкций ПрОМышленных здАний .............. 106
13.1. достоинства стали и металлических конструкций из нее ........ 106
13.2. недостатки стали и металлических конструкций из нее .......... 107
13.3. правила рационального выбора материала конструкций  
каркаса промышленных зданий .................................................. 107
13.4. правила рационального выбора материала ограждающих 
конструкций .................................................................................. 108

14. фОнАри ПрОМышленных здАний ................................... 110
14.1. рамные фонари ............................................................................. 110
14.2. зенитные фонари .......................................................................... 112
14.3. сравнительная характеристика  
зенитных и рамных фонарей ....................................................... 113

15. ОгрАждАЮщие кОнструкции ПОкрытий 
ПрОМышленных здАний ............................................... 115
15.1. ограждения покрытий с железобетонным основанием  
под кровлю .................................................................................... 116
15.2. ограждения покрытий с применением металлопрофилей ....... 117
15.2.1. Холодные покрытия ......................................................... 117
15.2.2. утепленные покрытия ..................................................... 119

15.3. кровли современных совмещенных  
покрытий промышленных зданий .............................................. 124
15.3.1. совмещенные утепленные  
покрытия традиционного типа ........................................ 125
15.3.2. совмещенное вентилируемое покрытие  
(«дышащая кровля») ........................................................ 127
15.3.3. инверсионное покрытие .................................................. 137
15.3.4. другие типы совмещенных покрытий ............................ 140
16. стены ПрОМышленных здАний ...................................... 142
16.1. стены из бетонных панелей ........................................................ 143
16.1.1. наружные стены ............................................................... 143
16.1.2. внутренние стены ............................................................. 145
16.1.3. крепление бетонных панелей к каркасу здания............. 147
16.2. стеновые ограждения на базе металлопрофилей ..................... 147
16.2.1. неутепленные стены ......................................................... 147
16.2.2. утепленные стены ............................................................ 148
16.3. заполнение проемов  
в стенах промышленных зданий ................................................. 157
курсОвОй ПрОект ОднОэтАжнОгО 
ПрОизвОдственнОгО здАния ...................................... 161
графическая часть курсового проекта ................................................. 161
содержание графической части проекта .................................... 161
выполнение изображений графической части проекта ............ 162
оформление графической части проекта ................................... 179
текстовая часть (пояснительная записка) курсового проекта ........... 181
структурные элементы пояснительной записки ........................ 181
приложения к пояснительной записке ....................................... 199
оформление текстовой части проекта ........................................ 202
требования к выполнению курсового проекта ................................... 202
последовательность выполнения курсового проекта ........................ 204
общие рекомендации по выполнению курсового проекта ............... 206
зАклЮчение ........................................................................................ 209

сПисОк рекОМендуеМОй литерАтуры ............................... 211

Приложение 1. расшифровка обозначений документа .......................... 213
Приложение 2. пример оформления содержания  
пояснительной записки .................................................................... 214
Приложение 3. пример оформления библиографических ссылок ....... 215

ПредислОвие

в основной образовательной программе дисциплина «архитектура промышленных и гражданских зданий» взаимодействует 
с дисциплинами «инженерная графика», «основы архитектуры 
и строи тельных конструкций», «строительная физика», «строительная механика», «строительные материалы».
в разделе «промышленные здания» рассматриваются основы 
проектирования промышленных зданий и сооружений на базе современных знаний и технологий, с учетом исторического опыта 
развития строительства и архитектуры, особенности их проектирования,  объемно-планировочные и архитектурно-конструктивные решения.
 основная цель преподавания дисциплины в данном разделе — 
научить студента основам проектирования промышленных зданий 
как системы помещений (объемов) и системы взаимосвязанных 
конструкций, образующих определенное единство и гармонию 
материального мира.
изучение дисциплины способствует воспитанию мировоззренческого взгляда на будущую специальность и ее масштабную 
значимость в сфере архитектурного созидания; углубленному 
изучению в целесообразном единстве функциональных, технических, эстетических, экономических и экологических основ 
архитектурно-строительного проектирования, строительства и 
реконструкции с учетом перспектив социально-экономического и 
научно-технического проектирования; ориентации будущего специалиста на необходимость знания особенностей профессии и его 
участие в качестве инженера в решении общих архитектурно-строительных проблем; воспитанию в студенте как будущем инженере 
и члене творческого коллектива необходимости максимальной 
отдачи своих профессиональных и нравственных качеств.

специалист, работающий в организациях, осуществляющих 
проектирование, строительство и реконструкцию, должен  иметь 
навыки разработки объемно-планировочных, архитектурных 
и конструктивных решений гражданских и производственных зданий и инженерных сооружений, овладев при этом графическим 
методом архитектурно-конструктивного проектирования, заключающимся в создании набросков, схем, эскизов и чертежей, отражающих состояние объема или объекта на графических моделях 
в процессе проектирования по отдельным стадиям. 
курсовой проект как учебное задание, выполняемое методом 
проекта на стадии эскизного проектирования, направлен на формирование творческого мировоззрения, развитие композиционных 
способностей студента, становление его как творческой личности. 
к числу задач инженерно-архитектурной проектной деятельности 
следует отнести также выработку художественного и эстетического вкуса, графического мастерства, развитие интеллекта студента, пространственного мышления и образного воображения.
Материал пособия выстроен в четкой логической последовательности с применением иллюстраций и справочного материала 
в табличной форме. представлен также материал, иллюстрирующий пошаговое выполнение курсового проекта по проектированию одно этажного производственного здания.
для самостоятельного изучения материала приведен перечень контрольных вопросов, на которые студенты должны обратить внимание. представленные блок-схемы и таблицы облегчают усвоение структурированного материала. Материал пособия 
имеет практико-ориентированный характер, приобретенные студентами знания и навыки могут быть применены при выполнении 
курсовых работ и дипломных проектов, а также в практической 
деятельности.
учебное пособие может использоваться на лекциях и практических занятиях.

введение

строительство промышленных предприятий в россии началось в XVIII в., во времена петровских реформ. в основном это 
были предприятия металлургии (на урале), текстильной промышленности (в европейской части страны) и оружейные заводы. 
заводы тех лет состояли из большого количества отдельных зданий. первые производственные здания имели простые очертания, 
каркас был деревянным. позднее при их строительстве стали применять кирпич, камень и металл.
если в первой половине XIX в. промышленные здания строились в основном на урале, то во второй половине века промышленность в россии стремительно стала развиваться в ее европейской части, появились новые отрасли — прокатные, литейные, 
доменные, мартеновские производства, тепловые электростанции, 
котельные и др. это послужило новым толчком к строительству 
промышленных предприятий. требуемые большие объемы строительства привели к внедрению новых строительно-конструктивных систем зданий, разработке и применению в промышленном 
строительстве новых материалов и конструкций (железобетонные 
безбалочные перекрытия а. Ф. лолейта, пространственные сетчатые конструкции покрытий в. г. Шухова, бетонные колонны 
н. М. абрамова, стальные каркасы и др.). здания стали оснащаться 
подъемно-транспортным оборудованием.
следующим крупным этапом в развитии отечественной промышленной архитектуры стал период индустриализации в ссср 
в 1930-е гг. в это время развиваются предприятия энергетики, 
добывающей и перерабатывающей промышленности, тяжелого 
машиностроения, оборонной промышленности. новые предприятия имели здания крупных размеров, которые зачастую 
блокировались друг с другом. интенсивно развивалась строительная наука. были созданы специализированные проектные 

и научно-исследовательские институты, строительные организации. Широкое распространение получили сборные железобетонные и стальные конструкции каркаса. увеличение размеров предприятий привело к необходимости разработки генеральных планов 
заводов, строительству соцгородков вокруг предприятий.
в послевоенный период появились так называемые «гибкие 
цеха» с увеличенным расстоянием между колоннами. Массовое применение получили унифицированные типовые железобетонные конструкции с модульной системой геометрических 
параметров. к промышленным предприятиям, кроме функционально-технологических, стали предъявляться также санитарногигиенические, эстетические требования, в том числе по озеленению и благо устройству территории.
Характерными чертами современного промышленного строительства являются применение универсальных производственных 
зданий, приспособленных для различных отраслей промышленности, с большепролетными конструкциями покрытий; блокирование производств «под одной крышей»; усложнение архитектурноконструктивных решений зданий; улучшенная и функционально 
взаимосвязанная эстетика фасадов и интерьеров; применение при 
проектировании расчетно-конструктивных программных комплексов и систем автоматизированного проектирования.
стоит также отметить, что промышленные здания были весомым вкладом в развитие архитектуры. именно отсюда пришли 
в массовое строительство композиции из чугуна и стали, железобетона, пространственные конструкции. промышленные здания 
полностью отвечали переходу от традиционных классических 
форм к функциональной архитектуре. они стали своеобразным 
прообразом некоторых революционных направлений архитектуры ХХ в., связанных с эстетикой механизмов, металла, ферм, 
агрегатов.

1. ОсОбеннОсти требОвАний 
к ПрОМышленныМ здАнияМ

как известно, целью архитектуры является организация искусственной внутренней среды таким образом, чтобы эта среда наиболее полно отвечала функциональному процессу, который в ней 
происходит.
промышленное предприятие — здание или совокупность зданий, в которых протекает определенный технологический процесс, 
итог которого — выпуск готовых продуктов или полуфабрикатов. 
особенностью же промышленного здания (в отличие от гражданского) является то, что оно возводится с целью создания условий 
для соответствующих технологических процессов и необходимой среды для людей, обслуживающих эту технологию. поэтому 
известные требования к архитектурным сооружениям применительно к промышленным зданиям имеют свои особенности.

1.1. требования функциональной  
целесообразности

Функциональные требования относятся к организации внутреннего пространства производственных и иных взаимосвязанных между собой в единую систему помещений и в общем случае 
касаются обеспечения удобства внутренней среды для функции 
(технологии), комфорта микроклимата для людей, занятых в функциональном процессе, и их безопасности нахождения в этой среде. 
таким образом, промышленное здание должно наиболее полно 
удовлетворять заданным параметрам размещаемого в нем технологического процесса и при этом в нем необходимо организовать 
комфортную и безопасную внутреннюю среду для людей, обслуживающих данный технологический процесс.

исходя из этого, функциональные требования к промышленному зданию разделяются на несколько составляющих (см. также 
рис. 1.1):

Функциональные требования

требования 
к пространству

требования 
к рабочему 
пространству

требования 
к микроклимату 
внутренней 
среды

требования 
производственной безо
пасности

требования 
пожарной 

безопасности

технология
Человек
технология  
и человек

рис. 1.1. требования функциональной целесообразности 
к промышленным зданиям

1) требования к пространству:
– объемно-планировочное и композиционное решения здания 
должны полностью обеспечивать нормальное протекание
в нем технологического процесса (с учетом его направления, габаритов производственного оборудования, размеров
и массы продукции, типа и габаритов подъемно-транспортного оборудования);

– все оборудование должно быть удобно и правильно размещено;

– следует обеспечить гибкость внутреннего пространства на 
случай возможной реконструкции производства;
2) требования к рабочему пространству: следует обеспечить нормы площади, не занятой станками (4,5 м2 на 1 человека), 
и объема пространства (15 м3 на 1 человека) для нормальных 
(а значит, и безопасных) условий труда;
3) требования к микроклимату внутренней среды:
– в части тепловлажностного режима во внутренней воздушной среде требуется обеспечить температурно­влажностные параметры (температура и относительная влажность 
внутреннего воздуха tint, ϕint и др.) и интенсивность воздухообмена для создания комфортных условий труда;

– в части светового режима для каждого вида производства 
устанавливается разряд зрительных работ (по степени их 
точности в зависимости от размера объекта различения) 
и нормируется коэффициент естественной освещенности 
(к. е. о.) рабочей поверхности;
 – в части акустического (шумового) режима на промышленном предприятии (внутри здания и вне его) должен быть 
обеспечен нормируемый уровень шума (обеспечиваемый 
путем изоляции излишнего шума средствами звукоизоляции и звукопоглощения). кроме того, должно быть исключено воздействие на человека ультразвука и инфразвука, 
раздражающих и угнетающих нервную систему, вплоть до 
возникновения психических заболеваний, а также воздействующих на внутренние органы;
4) требования производственной безопасности:
 – важно, чтобы людские и грузовые потоки не пересекались (с этой позиции, например, целесообразно устраивать 
выходы людей из здания отдельно от автомобильных ворот);
 – целесообразно выделение (цветом или другими способами) 
опасных и безопасных участков внутри здания (например, 
синий цвет имеет стационарное оборудование, неподвижные его элементы и части (станки, неподвижные части конвейерных линий, поточных линий и т. п.); желтый цвет — 
подвижные части оборудования или места перехода через 
поточные линии, конвейеры, прохода к кабинам мостовых 
опорных или подвесных кранов, проходы по крановым 
путям; зеленый цвет — безопасные места, пути прохода 
по полу цеха; оранжевый цвет — ворота, выходы из здания 
и т. д.). Маркировка цветом — не только безопасность, но 
и удобство одновременно;
5) требования пожарной безопасности. пожарная безопасность — способность сооружения сопротивляться распространению пожара и его опасных факторов (огонь, повышенная температура, задымление, токсичные выделения).
другими словами, это состояние, при котором меры предупреждения пожара и противопожарной защиты соответствуют 

нормативным требованиям. необходимая степень пожарной безопасности достигается мерами пассивной и активной защиты.
для обеспечения пожарной безопасности в зданиях, в том 
числе промышленных, необходимо предусмотреть:
а) возможность эвакуации людей наружу;
б) возможность спасения людей;
в) доступ пожарных подразделений к очагу пожара;
г) меры по нераспространению пожара на расположенные 
рядом сооружения;
д) меры по ограничению материального ущерба в результате 
пожара.
пассивные меры противопожарной защиты — это комплекс 
мероприятий, реализуемых на стадии проектирования и строительства здания и реализующих свои функции пассивно, не воздействуя непосредственно на очаг пожара. к ним относятся:
 – правильный выбор степени огнестойкости здания, классов 
его пожарной опасности;
 – выбор строительных конструкций с требуемыми параметрами;
 – выбор строительных материалов, удовлетворяющих требованиям противопожарной защиты;
 – правильное размещение эвакуационных путей и выходов;
 – устройство систем дымоудаления.
напомним, что не считаются эвакуационными следующие 
типы выходов:
 – вращающиеся двери и турникеты;
 – раздвижные и подъемно-опускные ворота и двери без калиток в них;
 – железнодорожные ворота любого типа.
в промышленных зданиях, как и в гражданских, должны 
быть взаимоувязаны друг с другом пожарно-технические параметры зданий и строительных конструкций (степень огнестойкости 
и класс конструктивной пожарной опасности здания, класс пожарной опасности строительных конструкций, их пределы огнестойкости, класс функциональной пожарной опасности и др.). пример