Промышленное здание из крупноразмерных элементов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТКЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Я. КУПАЛЫ»

Кафедра строительных материалов и конструкций

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «АРХИТЕКТУРА»

Тема: Промышленное здание из крупноразмерных элементов

Цех металлоконструкций

(завода металлоконструкций)

Содержание

1. Исходные данные

2. Генеральный план

3. Объёмно-планировачные решения

4. Конструктивные решения

5. Расчёт бытовых помещений

Список литературы

Исходные данные

1. Цех Металлоконструкций №1.

2. Планировочная схема 4.

А=18м. Б=24м. В=24м. Г=24м.

Н_А=12,6м. Н_Б=12,6м. Н_В=14,4м. Н_Г=10,8м.

Q_A=5т Q_Б=5т Q_В=20т Q_Г=20т

L=72м

Шаг колонн Д_к=6м. Д_ср=6м.

3. Район строительства город Слуцк.

4. Данные для расчёта бытовых помещений.

- списочный состав рабочих Р= 260чел.

- количество рабочих в максимальной смене С=150чел.

- процент женщин Ж=30%

- количество рабочих, пользующихся душем ПД=50%

5. Состав помещений завода металлоконструкций

- административно-общественная зона:

- проходная 12х12м

- заводоуправление 12х48м

- административно-бытовой корпус 18х54м

- производственная зона

- Цех металлоконструкций №-1 (проект) 90,6х48м

- Цех металлоконструкций №-2 72х144м

- Цех металлоконструкций №-3 72х120м

- обслуживающая зона

- Инструментальный цех 30х60м

- ремонтно-механический цех 48х60м

- склады металла 48х72м

- склад готовой продукции 30х72м

2. Генеральный план

При разработке генплана придерживаемся принципа функционального зонирования площадки с учетом технологических и планировочных связей между зонами и составляющими их зданиями и сооружениями.

Всего на генплане выделяем четыре основные зоны - административно-общественная, производственная (с разделением на секторы основного и сопутствующего производства), обслуживающая, вспомогательно-подсобная (энергетические объекты). При этом соблюдаем следующие требования:

- здания административного, хозяйственного и обслуживающего назначения, а также площадки остановок и стоянок общественного и индивидуального транспорта располагаем со стороны наибольшего движения потоков людей от селитебной территории;

- здания и сооружения с производствами повышенной пожарной опасности располагаем с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и сооружениям;

- здания сопутствующего производства размещаем в зоне, соседней с зоной основного производства;

- складские здания и сооружения располагаем с учетом аффективного использования путей для погрузочных и разгрузочных операций;

- основные склады сырья и топлива размещаем около внешних границ промышленной площадки или на ближайших участках за ее пределами;

- энергетические объекты должны быть приближены к основным потребителям при наименьшей протяженности тепло- , газо-, паропроводов и линий электропередачи.

На складах металла применяют мостовые краны, электрические магнитные краны-автопогрузчики и др.

Разрывы между зданиями и сооружениями устанавливайся согласно санитарным и противопожарным нормам. Минимальное расстояние между торцами, а также между 'длинными сторонами и торцами зданий составляет 12 м. Наименьшая величина -противопожарного разрыва= 9м.

К каждому зданию предусматриваем удобные подъезды (не менее двух) и проходы к бытовым помещениям. Ширина проездов для двухстороннего движения - не менее 6 м, одностороннего - 3,5 м. Радиус закругления дорог - 10 м. Ширина тротуаров должна быть кратна 0,75 м, но не менее 2,25 м.

Проектируемый цех металлоконструкций расположен на отведенном под строительство участке в г. Слуцк обл.Минская. Территория свободна от застройки. Участок строительства расположен в непосредственной близости от автомобильной дороги. Главный въезд на территорию предусмотрен с указанной автодороги.

Свободная от застройки территория озеленяется за счет посадки деревьев, кустарников и посева газона.

Спецификация зданий

ТЭП Генплана

При проектированиигенплана промышленного предприятия определяем следующие технико-экономические показатели.

- Площадь застройки Sуч= 9,8532га

- Площадь занятая зданиями и сооружениями Sзд= 35344м².

- Плотность застройки Пз=35,84 %

- Протяжённость ограждения Lогр=1248 м.

- Площадь мощёных частей территории Sмощ= 38288м².

Объёмно-планировочное решение

Объёмно-планировочное решение характеризуется следующими основными пространственными параметрами:

Пролёт (расстояние между продольными модульными осями – принимается кратным 6м); А=18м. Б=24м. В=24м. Г=24м

Шаг (расстояние между поперечными модульными осями – кратно 6м): Д_к=6м. Д_ср=6м.

Высота (расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре – кратно 0,6м.)

Н_А=12,6м. Н_Б=12,6м. Н_В=14,4м. Н_Г=10,8м

Привязка конструктивных элементов здания к модульным осям производим по следующим правилам:

-в одноэтажных зданиях колонны средних рядов располагают так, чтобы геометрические оси сечения нижней части колонн совпали с продольными и поперечными модульными осями. Исключения допускаются в отношении колонн по линиям деформационных швов и перепадов высот;

-в зданиях со стенами из панелей и покрытиями по стропильным фермам (балкам) внешнюю грань колонн совмещают с крайней продольной разбивочной осью, а внутреннюю плоскость стены смещают наружу на 30 мм в следующих случаях:

а) в зданиях без мостовых кранов со сборным железобетонным каркасом при шаге крайних колонн 6 или 12 м, а также в зданиях со стальным или смешанным каркасом при шаге колонн крайнего ряда 6 м;

б) в зданиях с электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т и сборным ж/б или смешанным каркасом при шаге колонн б м и высоте не более 14,4. м;

в) в зданиях с ручными мостовыми кранами;

-внешнюю грань смещают наружу с крайней продольной разбивочной оси на 250 мм (привязка 250), а между внутренней плоскостью стены и гранью колонн предусматривают зазор 30 мм в следующих случаях:

а) в зданиях без мостовых кранов со стальным или смешанным каркасом при шаге крайних колонн 12 м;

б) в зданиях с электрическими мостовыми кранами при шаге крайних колонн 12 м и в зданиях со стальным каркасом при шаге крайних колонн 6 м;

в) в зданиях с электрические кранами грузоподъемностью более 30 т и сборным ж/б или смешанным каркасом при шаге крайних колонн 6 м и высоте 12 м и более;

г) при наличии проходов вдоль крановых путей;

- колонны и наружные стены из панелей привязывают к крайним поперечным разбивочным осям, а также колонны к средним поперечным осям по линиям поперечных температурных швов в зданиях с покрытиями по стропильным балкам (фермам) следующим образом:

а) в торцах зданий геометрические оси сечения колонн основного каркаса смещают внутрь на 500 мм с крайней разбивочной оси, а внутренние поверхности стен - наружу на 30 мм в той же оси;

б) по линиям поперечных температурных швов геометрические оси сечения колонн смещают на 500 мм в обе стороны от оси шва, совмещаемого с поперечной разбивочной осью ;

в) в зданиях со сборным ж/б каркасом между поперечными температурными швами более, 144 м в швах предусматриваются парные разбивочные оси со вставкой между ними 1000 мм, а геометрические оси сечения колонн смещают на 500 мм с каждой из этих осей.

При устройстве продольных деформационных швов или перепада высот параллельных пролётов на парных колоннах следует предусматривать парные модульные разбивочные оси со вставкой между ними.

В зависимости от размера привязки колонн в каждом из смежных пролетов одинаковой высоты размеры вставок между парными продольными разбивочными осями принимает равными 500, 750 и 1000 мм.

Размер вставки между продольными разбивочными осями по линии перепада высот параллельных пролетов принимается в зависимости от толщины стеновых панелей и вида привязки колонн смежных пролетов. Аналогично назначается размер вставки между парными осями у деформационного шва, устраиваемого в местах взаимно перпендикулярного расположения пролетов друг относительно друга.

Конструктивные решения

Выбор конструктивных элементов и изделий осуществляем исходя из объёмно-планировочных параметров, вида и грузоподъемности кранового оборудования, климатологических характеристик района строительства.

Подбор элементов каркаса и ограждающих конструкций выполняем на основе территориальных каталогов железобетонных и металлических конструкций для промышленного строительства в Белорусской ССР ,ТК1-03.00.89, издания 1990г. В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных элементов и изделий заводского изготовления.

Железобетонный каркас

1. Фундамент

Фундаменты под колонны выполняются монолитными железобетонными, стаканного типа с размерами, полученными в результате расчета в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства.

Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Обрез фундамента располагается на отметке – 0,15м.

При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100мм из бетона марки 50. на бетонную подготовку ложится подошва фундамента.

Высота ступенчатой плитной части 0,3м. площадь сечения подколонников принята 1,2х1,2м она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.

Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75мм и по низу 50мм, а между низом колонн и дном стакана 50мм. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.

Фундамент под смежные колонны в температурных швах делается общий, независимо от числа колонн в узле.

2. Фундаментные балки

Балки предназначены для применения в промышленных каркасных зданиях в качестве фундаментов самонесущих стен. В данном проекте принимаются двенадцатиметровые фундаментные балки. Балки имеют трапецеидальное поперечное сечение со скосами, облегчающими извлечение балок из форм при изготовлении. Конструктивная длина балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок (в средних шагах или у температурных швов). Верхняя грань всех балок располагается на 30мм ниже уровня чистого пола.

Балки свободно устанавливают на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов колонн. Зазоры между торцами балок, а также между концами балок и колоннами заполняют бетоном марки М 100.

3. Колонны

Колонны подбираются с учетом высоты каркаса, грузоподъемности крана и шага колонн. Для секций А и Б с высотой каркаса 12,6м и грузоподъемностью мостового крана 10т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11-1 высотой 12,6м ;для секции В с высотой каркаса 14,4м и грузоподъемностью мостового крана 20т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11-15 высотой 14,4м ; для секции Г с высотой каркаса 10,8 м и грузоподъемностью мостового крана 20т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11-1 высотой 10,8 м Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину до 0,8м.

Рис 1.колонна прямоугольного сеченияK1(КП-15).

4. Подкрановые балки и крановые пути

Балки – таврого сечения 0,8м (см. рис.2). По месту в здании балки подразделяются на торцовые – у торцевых стен, рядовые и температурные – у деформационных швов. Они отличаются друг от друга наличием и расположением закладных элементов. Закладные пластины располагаются в местах опирания на колонны и установки концевых упоров, трубки – в отверстиях для крепления рельсов и троллей. Крепление подкрановой балки к консоли колонны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренных к нижней закладной пластине, а к шейке колонны – путем приварки вертикального листа к закладным пластинкам. Болтовые соединения после рихтовки завариваются. Рельс в виде сварной плети на длину температурного отсека укладывается на упругой прокладке из прорезиненной ткани. Для предотвращения возможного тарана краном торцовой стены на торцовых балках устанавливаются стальные концевые упоры, страхующие здание в случае отказа автоматических тормозных устройств.

Железобетонные подкрановые балки принимаем таврового сечения (при шаге 6м) высотой 1000, I400 мм.

Рис.2 Подкрановая балка (БКНА 12-1С ).

5. Стропильные фермы

В качестве несущей конструкции покрытия используются скатнаябалка 12м (2БДР12-4). Ферма 24м (ФБ24 IV-8)..Для пролетов 24м подобраны унифицированные железобетонные безраскосные фермы с круговым очертанием. 5%-ный уклон кровли обеспечивается выпущенными из верхнего пояса «рожками» (см. рис. 3).

Рис.3 Стропильная ферма (ФБ24IV-8).

6.Фахверк

Колонны фахверков применяются в торцовых и продольных фахверках одноэтажных промышленных каркасных зданиях высотой до 18м.

Привязка колонн торцового фахверка нулевая, привязка колонн продольного фахверка определяется привязкой основных колонн каркаса.

Основными параметрами, определяющими область использования и конструкцию колонн фахверка, являются высота здания и вид несущих конструкций покрытия.

При высоте колонн 10,8-14,4м и железобетонных плитах покрытия применяются стальные фахверковые колонны двутаврового сечения.

Рис 4:а-Колонна фахверка двутаврового сечения КФ 1,3

Б- фахверка составного сечения КФ 2,4.

7.Связи

Для повышения устойчивости одноэтажных зданий в продольном направлении предусматриваются систему вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса и в покрытии.

Вертикальные связи при железобетонных колоннах каркаса в зданиях, оборудованных мостовыми кранами, связи устанавливаются в подкрановой части. Связи по колоннам при шаге 12м делают портальными.

Вертикальные связи по стальным колоннам каркаса предусматривают в каждом продольном ряду колонн в виде основных (подкрановые) и верхних (надкрановые). Основные связи устраивают в середине здания или температурного отсека, благодаря чему достигается свобода температурных перемещений конструкций в обе стороны, а также снижаются температурные напряжения в колоннах. Верхние связи устанавливают по краям температурного отсека, а также в тех панелях, где расположены вертикальные, поперечные и горизонтальные связи между ригелями покрытия. В здания без мостовых кранов связи по колоннам ставятся на всю высоту колонн.

Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают не чаще чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн.

В покрытиях предусматривают горизонтальные связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропильных ферм по торцам температурных блоков в каждом пролете.

Вертикальные и горизонтальные связи покрытия изготавливают из уголков, швеллеров и труб и крепят к железобетонным конструкциям болтами и сваркой.

В пролетах фонарями, в торцах фонарных проемов, устанавливают горизонтальные крестовые связи. В пределах длины фонарного проема по коньку ферм, устанавливают распорки.

В покрытиях зданий со стальным каркасом предусматривают горизонтальные связи в плоскостях верхних и нижних поясов стропильных ферм, а также вертикальные связи между фермами.

Рис5:а-Связь портальная.

Б-Связь по фермам.

8.Плиты покрытия

Для покрытия используют железобетонные ребристые плиты.

Рис.6 Плита покрытия.

9.Панели стеновые

В качестве наружных ограждающих конструкций применяем навесные, стеновые панели, из легких бетонов ПСЛ 30 длинной 6м ,толщиной 300мм. Опирание нижнего ряда панелей осуществляется на фундаментные балки, пролетом 6м по серии 1.415-1,вып.1. Для навески панелей по торцам здания применяем фахверковые колонны по серии 1.427.1-3, вып.1/87. Высоту панелей принимаем 1,2м и 1,8м, пролет, соответствующий шагу колонн. При монтаже панелей особое внимание должно уделяться вопросам их крепления и опирания, а также стыкованию панелей между собой. Горизонтальные и вертикальные швы рекомендуется заполнять эластичными материалами, а с наружной стороны, дополнительно мастиками-герметиками.

Стеновые панели являются не несущей, а ограждающей конструкцией предназначенной защищать помещения от атмосферных воздействий.

При навесных стенах каждую панель опирают на столики, привариваемые к закладным деталям колонн.

10. Окна и ворота

Для естественного освещения рабочих мест применяем окна в виде ленточного остекления. Высота от пола до низа остекления принимаем 6,5 м. Световые проемы заполняются блоками с открывающимися створками. Размеры оконных блоков по высоте принимаем 1,2 и 1,8м высота одного яруса 7,8 м.

В местах входов и въездов в здание предусматриваются распашные ворота с калитками, размером 4х4,2м, а для въезда железнодорожного транспорта размеры ворот 4,7х5,6м. Для организации проемов ворот устраиваются рамы из железобетонных стоек и ригелей.

Элементы каркаса (колонны, ригели, плиты перекрытий, диафрагмы жесткости, элементы лестниц) административно-бытового корпуса принимаем для высоты этажа 3,3м. Колонны высотой на два этажа, ригели пролетом 6 и 3м. Плиты перекрытий шириной 1,2 и 1,5м.

Остекление в здании может быть в виде лент, как, и запроектировано в проекте.

Конструкции для заполнения оконных проемов здания изготовлены из дерева.

Заполнение оконных проемов состоит из проемов, переплетов с остеклением и подоконной доски. В проекте предусмотрено остекление спаренными переплетами. Оконные переплеты предусмотрены с внутренним и наружным открыванием створок.

Оконные проемы устраивают не только для придания внешнего вида здания, но и для освещения. Вентиляция здания осуществляется через открывающиеся переплёты окон.

Для отвода конденсирующей влаги в нижних брусках коробок с внутренним открыванием створок устраивают прорези шириной 16мм на расстоянии 50мм от вертикальных брусков и импостов.

Ворота служат для пропуска средств наружного транспорта, они расположены в наружных стенах, их количество составляет 8 шт.

Величина ворот должна быть больше габаритов транспорта, в груженом состоянии по ширине не менее чем 600 мм, и по высоте на 200 мм. Поэтому проектом предусмотрен следующий тип ворот: 4200х5400мм.

В пределах шага колонн, между которыми расположены ворота, фундаментную балку не укладывают.

11 Покрытие

Кровля запроектирована скатная, с уклоном 20 %.

Для направленного стока воды в воронки предусмотрены ендовы. Расстояние между воронками в ендовах не превышает48м. Водосточные трубы выполнены из чугуна диаметром 100 мм. Также предусмотрены подпольные и подвесные трубопроводы и выпуски.

Надежность рулонных кровель зависит от качества конструктивного исполнения их в местах примыкания к выступающим элементам на покрытии (парапетам и др.), установки воронок, ендов и др. к выступающим элементам покрытия приклеенный кровельный ковер прикрепляют гвоздями или дюбелями, а стыки защищают промазкой и обивают оцинкованной кровельной сталью.

12.Полы

Конструктивное решение пола связано с конкретным назначением производственного помещения. Поэтому на отдельных участках здания могут выполняться различные конструкции полов.

В общем, виде полы производственных зданий состоят из покрытия верхнего слоя, и подстилающего слоя.

В запроектированном здании представлен вид пола состоящий из следующих слоев:

1. Покрытие из асфальтобетона 50 мм.

2. Подстилающий слой из бетона 100 мм.

Основанием служит уплотненный щебнем гр

Административно-бытовой корпус

Вспомогательные помещения располагаются в отдельно стоящем здании. Конструктивную основу административно-бытового здания составляет сборный унифицированный железобетонный каркас серии 1.120.1 с сеткой колонн 6х6 м. Ширина здания 18м, длинна – 2 м.

Расчёт площадей всех помещений административно-бытового здания приведён ниже.

Р – списочный состав рабочих

Р1 – кол-во мужчин

Р2 - кол-во женщин

С – кол-во работающих в максимальной смене

С1 - кол-во мужчин работающих в максимальной смене

С2 - кол-во женщин работающих в максимальной смене

n – число посадочных мест в столовой

Литература

1. Дятков С.В. Архитектура промышленных зданий М.: Стройиздат, 1984.

2. Кутухтин Е.Г. , Коробков В, Д. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. Стройиздат 1982,

3. Шерешевский И.-А. Конструирование промышленных зданий и сооружений. Стройиздат, 1979

4. Шубин Л.Ф. Промышленные здания. Архитектура гражданских и промышленных зданий. М Стройиздат 1986 .

5. СНиП 2.01-01-82. Строительная климатология и геофизика 6. СНиП 2-4-79. Естественное и искусственное освещение. 7. СНиП 2-92-76. Вспомогательные здания и сооружения :

8. СНиП 2-2-80 Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений М.: Стройиздат, 1981

9. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства: Справочник проектировщика. /Под ред. Г.Р. Бердичевского.

М.: Стройиздат 198I*