Проект одноэтажного промышленного здания

1. Исходные данные

Проектируемое здание — одноэтажное промышленное здание Район строительства — г. Курск Глубина промерзания грунта — 0,7 м Наименование грунта в основании — суглинок Расчетная зимняя температура наиболее холодной пятидневки

обеспеченностью 0,92 — -26 ?С Снеговой район — III

Ветровой район — 5

Зона влажности — сухая Преобладающее направление ветра за январь — З, за июль — С Таблица 1.1 — Исходные данные для построения розы ветров

Рис 1.1 — Роза ветров

2. Генеральный план

Генеральный план разработан для проектируемого одноэтажного промышленного здания. На генплане показаны автомобильные дороги двустороннего движения шириной 6 м, 3 м — одностороннего движения, подъезды к зданиям шириной 4 м. Радиус закругления дорог 20 м. Также на генплане показаны существующие здания: кузнечный цех, материальный склад.

Благоустройство территории предприятия включает посадку деревьев и кустарников, организацию мест для отдыха.

Технико-экономические показатели генерального плана Площадь участка — 41 994,3 м²

Площадь застройки — 11 688,2 м²

Площадь автодороги, проездов, проходов — 5473,8 м²

Площадь озеленения — 24 832,3 м²

Коэффициент плотности застройки — 0,28

Коэффициент озеленения — 0,6

3. Объемно-планировочное решение

Проектируемое одноэтажное промышленное здание состоит из трех параллельно расположенных железобетонных цехов и перпендикулярно расположенного стального цеха. Железобетонный каркас выполнен с шагом колонн крайнего ряда 6 м и среднего 12 м. Стальной каркас выполнен с шагом крайних колонн 12 м. Железобетонный каркас состоит из трех пролетов, шириной L2 = 24 м, L3 = 18 м, L4 = 18 м длиной 84 м. Стальной каркас имеет габаритные размеры в плане L1xA = 24 мx60 м. Высоту здания принимаем от уровня чистого пола до низа стропильной конструкции (Н2 = 14,4 м, H3 = 14,4 м, H4 = 12 м в первом, втором и третьем железобетонных цехах соответственно, H1 = 15,6 м в стальном цехе).

Цеха оснащены мостовыми кранами грузоподъемностью Q2 = 20 т, Q3 = 10 т, Q4 = 10 т (железобетонные) и Q1 = 30 т (стальной).

4. Конструктивное решение

4.1 Фундаменты

Фундамент — это подземная несущая конструкция, передающая все нагрузки от здания на грунт основания. В проектируемом здании применяются монолитные отдельно стоящие фундаменты «стаканного» типа под железобетонные двухветвевые колонны (рис 4.1), под двухветвевые колонны Фахверка (рис 4.2) и монолитные железобетонные фундаменты под стальные двухветвевые колонны.

Рис 4.1

Рис 4.2

Определение глубины заложения фундаментов Нормативная глубина промерзания

dfn= dovMt (1)

dfn=0.23v29,9 = 1,26

где Mt = (-9,8)+(-9,6)+(-3,7)+(-0,6)+(-6,2) = |-29,9| = 29,9

Расчетная глубина промерзания грунта

df = kh•dfn (2)

df= 0,56•1,26 = 0,7 м Глубина заложения фундамента

dz = df+ 0,3 = 0,7 + 0,3 = 1,00 м (3)

Из конструктивных соображений принимаем глубину заложения фундамента 1,95 м.

Таблица 4.1 — Спецификация железобетонных изделий

4.2 Фундаментные балки

Фундаментные балки служат для опирания стен. В проектируемом здании приняты сборные железобетонные фундаментные балки, высотой 300 мм, серии 1.415.1−2.(Рис 4.3)

Рис 4.3

4.3 Колонны

Колонны — вертикальные элементы, служащие для опирания на них несущих конструкций покрытия, восприятия крановых и технологических нагрузок и нагрузок от стен.

В железобетонном каркасе приняты ж-б двухветвевые колонны крайнего ряда (Рис 4.4), среднего ряда (Рис 4.4), и двухветвевые колонны Фахверка.

Рис. 4.4

Серия 1.424.1−9

Марка 2КД156−1.3

а = 200 мм, в = 1000 мм

l1 = 12 200 мм, l2 = 4700 мм Рис. 4.5

Марка 4КД156−1.4-С, а = 300 мм, в = 900 мм

l1 = 11 800 мм, l2 = 4500 мм Рис. 4.6

Серия 1.427.1−6

Марка 2КДФ 156−1

l1 = 11 700 мм Рис 4.7

В стальном каркасе приняты колонны крайнего ряда двухветвевого сечения (Рис 4.7) и колонны Фахверка двутаврового сечения (Рис 4.7)

Серия 1.424.3−7

Надкрановая часть

h2 = 6200 мм Подкрановая часть

h1 = 12 400 мм Рис 4.8

Рис. 4.9

Серия 1.427.3−4

Марка ТФ15.186.АП12

Н1 = 18,41 м

4.4 Подкрановые балки

Для обеспечения работы мостовых кранов на консоли колонн монтируют подкрановые балки, на которые укладываются рельсы. Подкрановые балки так же обеспечивают дополнительную пространственную жесткость здания. В данном проекте используются и стальные (Рис. 4.10) подкрановые балки пролетами 6 и 12 м таврового сечения под мостовые опорные краны общего назначения.

Рис. 4.10

Серия 1.426.2−7

Марка Б12−1-1

h = 1300 мм Рис 4.11

Серия 1.426.2−7

Марка Б6−1-1

h = 900 мм

4.5 Связи

Система связей железобетонного каркаса призвана обеспечить необходимую пространственную жесткость здания. Она работает совместно с основными элементами каркаса и позволяет обеспечить жесткость здания в целом. Вертикальные связи соединены со связевыми колоннами в среднем шаге температурного блока в каждом продольном ряду. Такое расположение позволяет обеспечить устойчивость всего продольного ряда колонн. Связи приняты по серии 1.424.1−5.

Рис 4.12

4.6 Подстропильные конструкции

Подстропильные конструкции перекрывают двенадцатиметровые шаги колонн и образуют промежуточные опоры для расположения с шестиметровым шагом стропильных конструкций.

Ферма — составная стержневая конструкция, загружаемая только в соединяющих стержни узлах.

В железобетонном каркасе применяются трапециевидные подстропильные фермы с двумя «окнами «для установки стропильных ферм соответственно при шаге колонн 12 метров (Рис 4.13)

Рис. 4.13

Серия ПК-01−110

Марка

1ФПС12−1АIV

2ФПС12−1АIV

Рис 4.14

4.7 Стропильные конструкции

Стропильные конструкции перекрывают пролет и поддерживают настил кровли.

В проектируемом здании в железобетонном каркасе применяются безраскосные стропильные фермы для скатной кровли.

Серия 1.463.1−3

Марка 1ФБС24−1АIV

Марка 1ФБС18−1АIV

В стальном каркасе применяются стальные стропильные фермы с применением широкополочных тавров (Рис 4.15)

Рис. 4.15

Шифр II-2464

Марка СФС24−22

4.8 Плиты покрытия

промышленный здание фундамент балка каркас Железобетонные ребристые плиты покрытия промышленного здания запроектированы длиной 6 м и шириной 3 м. Плиты снабжены продольными ребрами высотой 0.3 м. Плиты армированы стержневой напрягаемой арматурой, каркасами и сетками, расположенными в ребрах и полке. Также применены плиты с отверстиями в полке (воронки) диаметром 700 мм. На участке их расположения полка плиты утолщается до 100 мм, расстояние между воронками 24 м (Рис 4.8.1)

В стальном каркасе настилы укладываются по стальным прогонам. Стальной прогон изготовлен из прокатного профиля швеллерного сечения. Длина прогонов составляет 12 м, что соответствует шагу несущей конструкции покрытия. По прогонам уложены стальные настилы с шагом 3 м.

Рис 4.16

Таблица 4.2 — Спецификация плит покрытия

4.9 Фонари

Фонарь — надстройка над проемами в покрытии. В данном проекте из-за недостатка бокового освещения предусмотрен светоаэрационный фонарь прямоугольного сечения для проветривания помещений здания и для освещения средних пролетов (Рис 4.17)

Рис. 4.17

Серия 1.464−11

Марка ФБ. 12х6

4.10 Стеновые панели

В железобетонном каркасе использованы трехслойные навесные стеновые панели толщиной 250 мм. Углы зданий ограждаются вертикальными угловыми блокам и доборными панелями. Навесные панели в пределах ярусов крепятся к закладным элементам в железобетонных колоннах. Панели торцевой стены крепятся к железобетонным фахверковым колоннам и стойкам торцевого фахверка, расположенных между основными колоннами и стеной. В навесных стенах между колонной и панелями сохраняется зазор 30 мм. Применяются стеновые панели по серии 1.432−14, марок ПС 600.12.25−1, ПС 600.18.25−2 — рядовые, ПС 630.12.25−1, ПС 630 18.25−1 — угловые.

В стальном каркасе используются трехслойные панели типа «сэндвич», которые состоят из стальных облицовочных профилированных листов и вспененного в полости между ними утеплителя из пенополистирол. Номинальная длина рядовой панели 1,2 м, толщина 0,11 м. Углы здания заполняются панелями углового сечения. Длина этих панелей определяется величиной привязки крайних колонн.

4.11 Окна, ворота

В данном проекте используется многоярусное ленточное остекление из стальных глухих окон с двойным остеклением. Панели состоят из несущей рамы, выполненной из гнутых профилей, соединенных точечной сваркой. Стекла, окантованные резиновым профилем, крепятся непосредственно к несущей раме. Оконные панели к колоннам подвешиваются на крепежных уголках (рис 4.18)

Рис. 4.18

Серия 1.436.3−21

Марка ОГД 60.12−2

h = 1145 мм Марка ОГД 60.18−2

h = 1745 мм Для пропуска средств напольного транспорта в наружных стенах промышленного здания предусмотрены распашные ворота с ручным механизмом открывания из панелей типа «сэндвич «. Координационные размеры проема ворот 3,6 х. 3,6 м. Снаружи здания перед воротами предусмотрены пандусы с уклоном 1:10. В пределах шага колонн между рамой ворот и стенами заполнение кирпичной кладкой (Рис 4.19)

Рис. 4.19

Серия 1.435.9−17

Марка ВР 36 х. 36

4.12 Полы

В проектируемом здании применяются сборные железобетонные полы с размером бетонных плит 3×3 и 1,5×1,5 м и толщиной 100…160 мм. Применение таких полов дает возможность сократить сроки их возведения и использовать рабочих, не имеющих специальной квалификации. Устройство на кромках плит трапециидальных пазов и гребней исключает возможность просадки отдельных плит под нагрузкой (рис 4.20)

Рис 4.20

1 — подстилающий бетонный слой

2 — цементно-песчанный раствор

3 — железобетонные плиты

5. Теплотехнический расчет

5.1 Теплотехнический расчет наружной стены

В данном проекте определяется толщина стены для одноэтажного промышленного здания, возводимого в г. Курск.

Расчет произведен в табличной форме. Конструкция стены принята в соответствии с рисунком 5.1.

Рис 5.1

Исходные данные и формулы расчета приняты по /3/,/4/.

Таблица 5.1 — Теплотехнический расчет наружной стены

Расчетная толщина утеплителя 30 мм. Утеплитель пенополистирол. Расчетная толщина стены 230 мм. Конструктивная — 250 мм.

5.2 Теплотехнический расчет кровли

Требуется определить толщину кровли. Расчет произведен в табличной форме. По плитам перекрытия выполняем рулонную кровельную конструкцию в соответствии с рисунком 5.2.

Рис. 5.2

1-Ж/Б плита покрытия д1 = 0.03м

2-рубероид д2 = 0.005м

3-утеплитель

4-цементно-песчаная стяжка д4 = 0.02м

5-три слоя бикроста д5 = 7*3 = 21 мм = 0.021м

Исходные данные и формулы расчета приняты по /3/,/4/.

Таблица 5.2 — Теплотехнический расчет кровли

Расчетная толщина кровельной конструкции составляет 0,176 м.

6. Светотехнический расчет

Требуется определить размеры и расположение оконных проемов одноэтажного промышленного здания возводимого в г. Курск. Расчетная схема приведена на рис 6.1. Данные для расчета и формулы приняты по /5/,/6/.

Рис. 6.1

Определим высоту нижнего остекления (Н01) из следующего условия:

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Предварительная площадь освещения:

(9)

Sп — площадь пола помещения:

(10)

м2

кз — коэффициент запаса:

kз = 1.3

з0 — световая характеристика окон:

з0 = 10,7 (при А/С/2 = 2; С/2/h1 = 4,2)

еN — нормируемое значение коэффициента естественной освещенности еN = eн•mN (8)

N — номер группы обеспеченности светом:

N = 2

еН — значение коэффициента естественной освещенности по средней точности:

eН = 1,5

mNкоэффициент светового климата для группы климатических районов

m = 0,85

еN = 1,5•0,85 = 1,275

кзд — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями:

кзд = 1

ф0- общий коэффициент светопропускания:

ф0= ф1• ф2• ф3• ф4• ф5 (9)

ф1 — коэффициент светопропускания материала (двойное остекление):

ф1=0,8

ф2 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема:

ф2=0,8

ф3 — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях:

ф3=1

ф4 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах:

ф4=1

ф5 — коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке:

ф5=1

ф0=0,8•0,8•1•1•1=0,64

r0 — коэффициент, учитывающий повышение коэффициента естественной освещенности при боковом освещении:

r0 = 2,4 (при А/С/2 = 2; С/2/h1 = 4,2)

S0 = 290,96 м²

Н02 = S0/(А — 12) (10)

Н02 = 290,96/72 = 4,04 м

H01>Н02

Высоту нижнего остекления принимаем 4,8 м, кратной высоте стеновой панели 1,2

Проверочный расчет Площадь оконных проемов считается допустимой, если выполняется следующее условие:

ебр? еN

ебр = еб•ва•ф0•r0/кз (11)

еб — геометрический коэффициент естественной освещенности в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет неба:

еб = 0,01•n1•n2 (12)

n1 — количество лучей по графику I Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения.

n1 = 1

n2 — количество лучей по графику II Данилюка, проходящих от неба через

световые проемы в расчетную точку на плане помещения:

n2 = 61

еб = 0,01•1•60 = 0,6

ва — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба (б = 5?)

ва = 0,5

ебр = 0,6•0,5•0,64•2,4/1.3 = 0,354 = 0,35

ебр? еN (0,35? 1,275)

Площадь оконных проемов считается не достаточной для бокового освещения, необходимо применение фонаря верхнего освещения.

Список используемой литературы

1 А. С. Ильяшев, Ю. С. Тимянский «Пособие по проектированию промышленных зданий «М., Высшая школа, 1990 г.

2 И. А. Шерешевский «Конструирование промышленных зданий и сооружений» 2001 г.

3 СНиП 23.01.99* «Строительная климатология и геофизика» .

4 СНиП II-3−79* «Строительная теплотехника» .

5 СНиП II-4−79 «Естественное и искусственное освещение» .

6 СНиП 23−05−45 «Естественное и искусственное освещение» .