Строительство промышленного здания

Введение.

В настоящее время научно технического прогресса должно обеспечиваться развитие народного хозяйства страны, направленное на преимущественное развитие производств и средств производства. Которые обеспечивают техническое перевооружение и развитие всех других отраслей промышленности. Промышленным предприятием называют совокупность орудий и средств производства, зданий, сооружений и других материальных фондов, используемых для производства какой-либо продукции. Производственные здания принадлежат к основным фондам соответствующей промышленности. И предназначены для размещения в них производств с обеспечением требуемых условий, для производственного процесса, а также среды для нормальной трудовой деятельности человека. Промышленным строительством называют область строительства, занимающуюся созданием основных фондов промышленности, включая выполнение комплекса строительных и монтажных работ, связанных с введением новых, расширением и модернизацией существующих промышленных предприятий.

Промышленные объекты возводятся в основном в городах. Поэтому наряду с индустриализацией производства и его усовершенствованием остро стоит вопрос экологии и природопользования. Большое внимание должно уделяться широкому применению новых эффективных строительных материалов, сборных строительных элементов, легких и экономичных крупноразмерных конструкций и изделий улучшенного качества, с высокой степенью заводской готовности, обеспечивающих повышение уровня индустриальности, снижение материалоемкости и стоимости строительства. А также долговечность, комфортабельность и архитектурную выразительность производственных зданий.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать производственные цеха, в зависимости от выбранного вида производства. В состав графических работ входят: фасад промышленного здания М 1: 200, План промышленного здания М 1:200, продольный и поперечный разрез М 1:200, врезка в местность и уровень земляных работ М 1:2000, три конструктивных узла по заданию преподавателя М 1:20.

Исходные данные и характеристика района строительства

Район строительства – город Новосибирск.

Материал стен – кирпич

Крыша – плоская

Эксплуатационные характеристики – здание отапливаемое

Грунт – супесь

Глубина промерзания грунта – 2.6 м.

Уклон площадки – 8’

В соответствии со СНиП 2.01.01-82 и СНиП 2.01.07-85:

Проектируемое здание возводится в зоне влажности: 3 (сухая)

Средняя температура наиболее холодной пятидневки: -39 ^оС

Архитектурно-строительная часть.

Объемно-планировочные решения

Проектируемое промышленное здание одноэтажное. Каркасное. Высота 16 и 18 метров. Наружные стены из кирпича, толщиной 500 мм.

Экспликация помещений:

Общая площадь: 3915 м²

Разгрузочный цех 648м²

Цех складирования 2016 м²

Цех складирования №2 1008 м²

Склад 80 м²

Склад 40 м²

Гардероб 54 м²

Уборные 18 м²

Актовый зал 24 м²

Бытовки 18 м²

Административное помещение 9 м²

Во внутреннем объеме здания имеется пожарная лестница, ведущая на кровлю, въезд и выезд обеспечивается посредством 6-х распашных ворот, размером 4x5 м. Также предусмотрены дополнительные уборные стационарного типа.

Конструктивная часть.

Промышленное здание каркасного типа. Наружные стены – из кирпича. Каркас составляют двухветвенные колонны крайнего и среднего ряда. Шаг колонн – 6 метров.

Принятая конструктивная схема обеспечивает прочность, жесткость и устойчивость его на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

Данное промышленное здание оборудовано системами отопления, водоснабжения и водоотведения, вентиляции.

Конструктивные элементы здания:

1)Колонны:

Сечение колонн подбирается по справочнику в соответствии с нагрузкой мостовых кранов и высотой здания.

Для части здания высотой 18 метров и нагрузкой мостового крана 30 тон можно принять колонны типа КДП-30 со следующими техническими показателями:

Высота H = 18м., Q= 30т., Шаг колонн = Шагу ферм = 6 м. Отметка верха колонн: 18м., ГР = 14.65м., Нк = 19.35м., Hн = 14.65м., Нв = 4.7м., b = 500 мм., H1 = 600 мм., H2 = 1300мм., масса 16.3 т.

Для части здания высотой 16 метров и крановой нагрузкой можно принять колонны типа КДП-15 со следующими техническими характеристиками: Высота H = 16.8м., Q= 15т., Шаг колонн = Шагу ферм = 6 м. Отметка верха колонн: 16.8м., ГР = 13.45м., Нк = 18.15м., Hн = 13.45м., Нв = 4.7м., b = 500 мм., H1 = 600 мм., H2 = 1300мм., масса 14.8 т.

Для части здания высотой 18м., и крановой нагрузкой 1 тонна, приняты колонны типа КДП-30 для простоты реализации учебного проекта.

В практических целях целесообразно устраивать колонны квадратного сечения 400x400мм, а мостовой кран подвешивать на конструкцию покрытия.

Фахверковые колонны служат для обеспечения жесткости конструкции и восприятия ветровой и прочей динамической нагрузки. Они устраиваются по торцам здания, в местах отсутствия несущих колонн. Сечением они могут быть 200x200мм. из Ж/Б, либо быть составными из профилей проката. Для обеспечения жесткости фахверковых колонн вдоль оных устраиваются фахверковые фермы, на высоте верха подкрановых путей. Фахверковые фермы располагают горизонтально.

Схема колонны

Фундаменты.

Монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и плиты, имеющей одну, две или три ступени высотой 0.3 м. каждая, а также из столбика, на который устраивается фундаментная балка таврового сечения высотой 450мм. На фундаментную балку устраивается наружная стена. Высота фундаментов выбирается в соответствии с нормативной глубиной промерзания грунтов и с расчетной нагрузкой на фундамент, а также в соответствии с размерами сечений колонн. В данном задании используются фундаменты со следующими характеристиками: высота фундамента – 3.0м., размеры ступеней фундамента – I – 3.6x3м., II – 2.7x2.1м., размеры подстаканника axb = 1800x1200мм., высота подстаканника 1250мм., марка фундамента II-2.II-6

Под фахверковые колонны, под вспомогательные колонны для перегородок из кирпича, под плиты опирания для пандуса также делается фундамент.

В средней части здания устраивается поперечный температурный шов, состоящий из двух колонн, с шагом 1000мм. Соответственно, под данные колонны делается общий фундамент с основанием, примерно в два раза больше обычного.

Стены.

Наружные стены толщиной 500мм. из кирпича, отделанные снаружи фактурным слоем цементно-песчаного раствора толщиной 20мм.

Перегородки толщиной 120 мм. Выполнены из также кирпича. Возводятся для разграничения внутреннего объема здания.

Элементы покрытия.

Крыша плоская. Имеется парапет по торцам. Так как высота здания достигает 18 м., в здании устроен внутренний водосток посредством водосточных воронок, располагающихся на расстоянии 1500мм. от парапета.

В данном проекте покрытие состоит из следующих элементов:

а) стальные фермы с параллельными поясами длиной 36 метров, шаг ферм – 6 метров. Стальные фермы могут быть различной формы и очертания. В массовом промышленном строительстве применяют унифицированные полигональные фермы. Укладываются они с шагом 6 или 12 метров на стальные или железобетонные колонны.

б) плиты покрытия. Для покрытия внутреннего объема промышленного здания применяются плиты покрытия длиной 6 метров и высотой 1.5м. Опирание плит покрытия на колонны осуществляется посредством закладных деталей. Важно также учитывать, что опирание плит покрытия, а также других элементов кровли должно приходиться на узлы фермы. С этой целью в фермах, перекрывающих часть здания высотой 18 метров, добавлены шпренгельные стержни.

в) на плиты покрытия устраивается непосредственно само покрытие состоящее из (снизу вверх): пароизоляции, теплоизоляции, выравнивающего слоя, гидроизоляции и защитного слоя (гравий в битумной мастике).

Полы.

Полы в промышленном здании должны удовлетворять ряду требований. Они должны быть прочными, стойкими к истиранию, обеспечивать достаточную температурную стойкость, быть экологически чистыми, экономичными, и индустриальными. Для данного проекта предусмотрены сплошные полы, состоящие из следующих элементов (снизу вверх): гидроизол, щебень, гипсобетон.

Окна.

Окна в промышленном здании должны обеспечивать достаточную освещенность внутри помещения.

Окна ленточного типа с одинарным верхнеподвесным переплетом, открывающимся наружу. Высота окна 3600мм. Часть стены, находящаяся над оконными проемами должна опирается на специальные балки, устраиваемые по торцам окон и в средней части ленты остекления. Таким образом обеспечивается передача нагрузки от слоев кирпичной кладки, находящихся над лентой остекления. Светоаэрационных фонарей в здании не предусмотрено.

Ворота.

Для обеспечения въезда и выезда транспорта, а также прохода людей в здание, предусмотрены шесть сквозных распашных ворот, размером 4x5м. Крепление ворот осуществляется с помощью стального каркаса, состоящего из 2-х стоек, и балки, привариваемой к колоннам. Для въезда в помещение около здания устраивается пандус высотой 1.2 м. и шириной 4м., состоящий из сборных железобетонных блоков. Въезд в здание с пандуса производится посредством специальной наклонной дорожки, находящейся во внутреннем объеме здания, делаемой из бетона.

Теплотехнический расчет ограждающей конструкции.

Теплотехнический расчет наружной стены.

Теплотехнический расчет выполняется в соответствии с требованиями СНиП II-3-79*.

Стена состоит из следующих элементов:

цементно-песчаный раствор толщиной δ₁ = 20 мм.

конструктивный материал стены Кирпич δ₂

теплоизоляция из материала “пеноплекс” δ₃

Расчет состоит из следующих этапов:

Определить влажностный режим внутри здания: исходя из СНиП 2.08.01-89*.

Влажностный режим нормальный. Температура внутри здания t_н=18⁰С, а относительная влажность внутреннего воздуха φ= 55% (По таблице 1).

Определить зону влажности района строительства.

Зона влажности – сухая (По приложению 1)

Определить условия эксплуатации ограждающих конструкций проектируемого здания согласно СНиП II-3-79*. Устанавливается по приложению 2 в зависимости от влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства.

Условие – А.

Определить приведенное сопротивление теплопередаче стены, исходя из условий энергосбережения. (п.2.1 СниП II-3-79* )

В качестве t_от.пер = -8.7 ⁰С (колонка 23) принимают температуру отопительного периода.

В качестве z_{от. пер} = 230 сут. (колонка 22) принимают продолжительность отопительного периода (в сут.)

По таблице 4* определить α_в = 8.7 Вт/⁰С*м² – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены.

По таблице 6* определить α_н = 23 Вт/⁰С*м² – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.

Определить градусосутки отопительного периода

ГСОП=( tв- t_{от. пер}) z_{от. пер,} tвпринимается равным 18⁰С

ГСОП= 6141

Далее, исходя из известных значений ГСОП находят приведенное сопротивление теплопередаче методом интерполирования:

R₀^э.с. = 3.55 М2 0С/Вт

Определить толщину кладки стены из заданного материала.

Для этого следует указать физические параметры входящих в нее материалов (по приложению 3*):

Кирпич глиняный:

ρ = 1800 кг/м³ - плотность

λ₁ = 0.70 Вт/м*С - коэффициент теплопроводности

Цементно-песчаный раствор:

ρ = 1800 кг/м³ - плотность

λ₃ = 0.93 Вт/м*С - коэффициент теплопроводности

Пеноплекс:

ρ = 60 кг/м³ - плотность

λ₂ = 0.025 Вт/м*С - коэффициент теплопроводности

Толщина стены: δ₂ = 400мм.

Принимаем толщину кладки стены – 300 мм.

Рассчитать толщину теплоизоляционной плиты из пенопласта.

δ2 = 0.075 м.

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя = 75 мм.

Рассчитать приведенное сопротивление теплопередаче

R^э.с_прив. = 1/αв + 1/ αн + δ1/λ1 + δ2/λ2 + δ3/λ3 = 3.61 М2 0С/Вт

Выполнено условие: R^э.с_прив ≥ R₀^э.с.

Суммарная толщина стены = 475 мм. Принимаем 500 мм.

Врезка в местность.

В связи с тем, что площадка для строительства промышленного здания изначально имеет уклон 8’ требуется проводить земляные работы для врезки в местность данного проекта. Для проведения земляных работ удобно выбирать линию нулевых работ примерно посередине здания, с тем условием, что объем грунта, снятый с поверхности земли, примерно был равен объему грунта, необходимому для насыпи. Таким образом, достигается нулевой уклон площадки. Угол естественного откоса грунта в данном случае – 26’.

Для обеспечения подъезда транспорта к зданию устраивается двухполосная дорога, шириной 9м, с небольшим уклоном от здания. Рядом с дорогой делается обочина 1м., а также водосливная канава 0.5м. Дорого отделена от здания посредством газона 4м.