Проектирование спортивного комплекса «Дворец спорта» в г. Коломне Московской области

1. Общие исходные данные

2. Функционально-технологические условия

3. Технико-экономическое обоснование принятого варианта

4. Архитектурно — строительная часть

4.1 Решение генерального плана

4.2 Объемно-планировочное решение здания

4.3 Конструктивное решение здания

5. Санитарно-технологическое оборудование

6. Расчетно-конструктивная часть

7. Технология, организация, планирование и управление строительства

7.1 Выбор методов производства работ

7.2 Проектирование технологии производства работ

7.3 Технологическая карта на монтаж каркаса покрытия

7.4 Выбор рациональных методов организации работ

7.5 Проектирование плана финансирования строительства

7.6 Календарные планы строительства объекта

7.7 Разработка планов обеспечения ресурсов

7.8 Строительный генеральный план

8. Экономическая часть и технологические показатели

8.1 Сетевое планирование

9. Техника безопасности и охрана труда Список использованной литературы

На дипломное проектирование было получено задание на разработку строительства спортивного комплекса «Дворец спорта» в г. Коломне Московской области.

В данном дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

— технико-экономическое обоснование принятого варианта;

— архитектурное решение здания;

— расчетно-конструктивная часть;

— технология, планирование и управление строительством;

— экономическая часть и технологические показатели;

— техника безопасности.

В архитектурно-строительной части представлено: архитектурно-конструктивное и объемно-планировочное решение здания; теплотехнический расчет наружной стены, решение фасада здания и план озеленения территории.

В расчетно-конструктивной части произведен расчет и конструирование основных элементов поперечной рамы тренировочной спортивной арены дворца спорта: стропильной фермы, колонны и фундамента под нее.

В разделе «Технология, организация, планирование и управление строительства» разработана технологическая карта на монтаж конструкций шатра покрытия, представлена калькуляция затрат труда, машинного времени и заработной платы, разработан календарный план производства работ, графики потребления ресурсов, рассчитаны параметры строигенплана.

В экономической части посчитана локальная, объектная сметы и выполнен сводный сметный расчет. В результате определена полная сметная стоимость в ценах 2009 г. и стоимость 1кв. м площади.

В разделе «Техника безопасности и охрана труда» определены опасные и вредные факторы на строительной площадке, рассмотрена пожарная безопасность на период производства работ по возведению здания, рассмотрены основные правила техники безопасности на период строительства.

1. Общие исходные данные

Спортивный комплекс «Дворец спорта» в г. Коломне Московской области с двумя спортивными аренами — основной и тренировочной — представляет собой здание сложной конфигурации переменной высоты с 1−2-х этажными объемами. Спортивный комплекс предназначен для проведения соревнований областного характера и проведения тренировок.

Климатический район строительства Ледового дворца умеренно-континентальный, преобладание ветров западного направления, ветровой район I, снеговой район III. Минимальные температуры приходятся на январь и февраль, максимальные — на июль и август. Значение осадков как элемента велико. В течение года максимум приходится на летние месяцы. Наиболее резкий прирост осадков наблюдается в мае — июне, минимальное количество — в январе. Количество осадков за год 704 мм.

В данном районе преобладает песчаный грунт. К специфическим грунтам, имеющим распространение на площади застройки, отнесен техногенный грунт, который представляет собой свалку грунтов и строительного мусора (в основном песок с гравием, галькой, обломками кирпича, древесины).

2. Функционально-технологические условия

Данный проект предусматривает здание Спортивного комплекса «Дворец спорта» на 2500 мест, предназначенный для соревнований областного уровня по хоккею и фигурному катанию. Площадь территории, отведенной под строительство, составляет 2,4 га. Участок распложен в центральной части г. Коломны Московской области в зоне жилой застройки. Спортивный комплекс находится в непосредственной близости от пересечения двух городских магистралей: ул. Парковой и проспекта Ленина. Окружающая застройка — здания (1−9 эт.), расположенные с южной, западной и восточной сторон Ледового дворца.

С севера участок граничит с «Городским парком культуры и отдыха», с востока ограничен территорией детского сада, с южной — домом культуры, с западной — ул. Парковой.

На территории спортивного комплекса предусмотрено устройство гостевых автостоянок и стоянок служебного автотранспорта общей вместительностью 84 м/мест, а также стоянки для 3-х автобусов.

Подъезд пожарных машин, машин скорой помощи и другого специального транспорта обеспечен со всех сторон здания.

3. Технико-экономическое обоснование принятого варианта

Спортивный комплекс «Дворец спорта» в г. Коломна с двумя спортивными аренами — основной и тренировочной, представляет собой здание сложной конфигурации переменной высоты с 1−2-х этажными объемами.

Основная спортивная арена с 2500 зрительскими местами (отметка верха кровли 17,600), предназначенная для проведения соревнований областного характера и арена для проведения тренировок (отметка верха кровли 11,300).

Большое внимание при проектировании ледового дворца следует уделить выбору покрытия ледовых арен. Так как длина пролета большого ледового поля составляет 54 м, а его площадь составляет 54×64,8 = 3499,2 м², следует задуматься о его конструктивном решении.

Ввиду архитектурных особенностей здания, его внешнего вида и достаточно большой величины пролета покрытие может представлять собой фермы из замкнутых профилей, фермы из уголков или арки.

Для пролета 54 метра по сортаменту и ГОСТ 27 772–88 «Стальные конструкции» определяется марка стали и наименование составляющих компонентов для вышеуказанных конструктивных элементов.

Ферма из замкнутых профилей:

Пояса: — верхний — I 30 К2, сталь С 390

— нижний — I 30 К1, сталь С 390

Раскосы: — опорный — I 20 К2, сталь С 390

— решетки — Гн 200×160 х 8

Гн 180×140 х 7

Гн 160×120×5, сталь С 390, С 255

Стойки: Гн 100×100 х 4

Гн 120×60×4, сталь С 255, С 245

Ферма из уголков:

Пояса: — верхний — Т 200×200×20, сталь С 390

— нижний — 180×180×16, сталь С 390

Раскосы: — опорный — Т 200×200×14, сталь С 390

— решетки — Т 160×160×12, сталь С 245

Стойки: Т 100×100×10, сталь С 245

Арка:

Затяжка: сечение — трубы электросварные прямошовные по ГОСТ 10 704–91 219×9, сталь С 255;

Дуга: I 70 Б1, сталь С 255 ГОСТ 26 020–83 «Двутавры стальные горячекатанные»

В качестве сравнения можно привести анализ весовых, стоимостных характеристик данных конструктивных элементов, а также трудоемкости их изготовления и монтажа.

Для покрытия главной арены в осях 11−19, А-М пролетом 54 м используются фермы из замкнутых профилей.

В таблице 5.1 приведен подобранный в программе SCAD расход стали и сравнение характеристик трудоемкости изготовления и стоимости (Турбо-смета), доказывающие правильность решения.

Таблица 5.1

Ферма из замкнутых профилей (54 м),

G = 241 кг/п.м.

Масса фермы (М) составит:

m = 241 кг/п.м. х 54 м. = 13 014 кг М = m + 15% = 13 014 кг + 1952 кг. = 14 966 кг Ферма из уголков (54 м.),

G = 256 кг/п.м.

Масса фермы (М) составит:

m = 256 кг/п.м. х 54 м. = 13 824 кг М = m +15% = 13 824 кг + 2073 кг = 15 897 кг Арка:

затяжка (54м) G=46.5 кг/п.м.

m₁ = 46,5 кг/п.м. х 54 м. = 2511 кг дуга (74,5 м) G = 129,3 кг/п.м.

m₂ = 129,3 кг/п.м. х 74,5 м. = 9633 кг

m = m₁ + m₂ = 2511 кг + 9633 кг = 12 144 кг В итоге масса арки (М) составит:

М = m + 15%= 12 144 кг + 1822 кг = 13 966 кг Высота дуги арки для данного пролета составляет 7 м., что противоречит архитектурному решению здания и, несмотря на более экономичный расход стали и меньшую стоимость, данный конструктивный элемент не используется при строительстве ледового дворца.

Как видно из показателей в Таблице 5.1, трудоемкость и стоимость изготовления и монтажа фермы из замкнутых профилей гораздо экономичнее показателей фермы из уголков. Наиболее подходящим вариантом покрытия по расходу стали, трудоемкости и стоимости является ферма из замкнутых профилей.

4. Архитектурно-строительная часть

4.1 Решение генерального плана

С северной стороны участок застройки примыкает к Городскому парку культуры и отдыха, с восточной — ограничен территорией детского сада, с южной — существующим корпусом реконструируемого кинотеатра «Октябрь», с западной — ул. Парковой.

Главный остекленный фасад спортивного комплекса сориентирован в сторону Парковой улицы. Центральный цилиндрический объем двухсветного вестибюля осью главного входа направлен на входную зону парка, что позволяет в дальнейшем включить проектируемый объект в общую композицию парка.

На территорию Спортивного комплекса предусмотрен въезд автотранспорта с ул. Парковой, вдоль южной границы участка, что позволит разделить потоки автотранспорта и пешеходные потоки к главному входу.

Подъезд пожарных машин, машин скорой помощи и другого специального транспорта обеспечен со всех сторон здания.

Для обеспечения безопасности и организации движения автотранспорта в соответствии с нормами СНиП 9.05.02−85 проектом предусматривается установка дорожных знаков и нанесение дорожной разметки.

Площадки, тротуары и отмостки приняты шириной 1,2 -2,0 м и выполняются из бетонной тротуарной плитки или асфальтобетона толщиной 8 см. по щебеночному основанию.

Тип покрытия автоподьездов, площадок и тротуаров — асфальтобетон см. рисунок 6.1

Тип 1. Конструкция дорожной одежды Тип 2. Конструкция тротуаров.

Тип 3. Конструкция покрытия площадок и пешеходных дорожек.

Тип.4 Конструкция покрытия площадки для игр детей дошкольного возраста Рисунок 6.1 — Конструкции площадок, дорожной одежды и пешеходных дорожек.

Проект благоустройства и озеленения территории выполнен с учетом максимально возможного сохранения имеющихся на участке высокорослых деревьев и сохранения верхнего, плодородного слоя почвы. Вырубке подлежат только те деревья, которые попадают непосредственно в зону застройки. Озеленение территории носит в основном архитектурно-декоративный характер. Во внутреннем дворе, между территорией детского сада и автостоянки планируется создание аллеи из высокорослых деревьев лиственных пород, обладающих высокими декоративными свойствами, а также одиночная и групповая посадка деревьев и кустарников. Вся свободная от застройки и проездов территория покрывается газоном. Перед главным входом намечена установка цветочниц. В зоне автостоянок планируется посадка декоративного кустарника в группы и создание живой изгороди.

4.2 Объемно-планировочное решение здания.

Спортивный комплекс, представляющий сложной конфигурации 1−2 этажное здание с двумя залами катков: универсальным спортивным залом с искусственным льдом и трибунами на 2500 мест и тренировочным ледовым залом, размещен таким образом, чтобы главный фасад здания ориентирован в сторону ул. Парковой. Такое решение позволит в дальнейшем реализовать главную композиционную идею единого комплекса, объединяющего здание Ледового дворца и главного входа Городского парка в единый архитектурный ансамбль, при соблюдении всех противопожарных и санитарных разрывов.

Основная спортивная арена с 2500 зрительскими местами (отметка верха кровли 17.600) для соблюдения требований норм по инсоляции жилых помещений максимально удалена от жилой застройки, расположенной на Парковой улице.

На первом этаже (высотой 5.1м и 4.35м) в зоне для зрителей и посетителей расположены следующие основные помещения:

— главный двухсветный вестибюль с двумя парадными криволинейными лестницами, ведущими на 2-й этаж,

— фойе с гардеробами для зрителей;

— женский и мужской санузлы;

— три входа (люка), ведущих на нижние ряды трибун;

— 2 буфета для зрителей (на 36 человек);

— кафе быстрого обслуживания (типа «Пицца Хат» на 75 мест) с отдельным входом;

— помещение службы безопасности с комнатой отдыха и санузлом;

— помещения кассы (2 кассы и комната администратора);

— лифт для обслуживания маломобильных посетителей;

— магазин спортивной атрибутики с отдельным входом.

В северной части здания на 1-м этаже в осях 20−11 и А-В располагаются:

— отдельный вход на лестницу, ведущую на VIP трибуну;

— помещение проката спортивного инвентаря, обслуживающего жителей города;

— складские, производственные и вспомогательные помещения ресторана;

— водомерный узел, венткамера.

В зоне предназначенной для спортсменов и технического обслуживания «Ледового дворца» на 1-м этаже расположены следующие помещения:

— две раздевалки для команд-хозяев, с душевыми, санузлами и помещениями для сушки спортивной формы;

— шесть раздевалок для игроков и фигуристов с душевыми, санузлами, и помещениями для сушки спортивной формы;

— помещения для хранения и проката спортинвентаря, по две комнаты судей и тренеров с душевыми и санузлами, 4 комнаты для сушки спортивной формы, постирочная;

— медпункт, процедурный и массажный кабинеты, сауна на 8 человек с ванной глубиной 1,2 м, четырьмя душевыми сетками, раздевалкой, комнатой отдыха и санузлом;

— стоянка для двух машин по уходу за льдом, с приямком размером 3×1×1м., предназначенным для таяния снежной стружки и закрытым решеткой заподлицо с полом;

— помещение заточки коньков;

— встроенная трансформаторная подстанция на 3трансформатора и два РУ на 10КВт и 0,4КВт, электрощитовая;

— венткамеры, И.Т.П., помещения уборочного инвентаря;

— хладоцентр с двумя холодильными.

На втором этаже (h=3,4 м до отметки подвесного потолка) располагаются следующие основные помещения:

— фойе с гардеробами для зрителей и посетителей интернет-кафе и шахматного клуба, два буфета для зрителей на 96 мест;

— три входа (люка) на верхние ряды трибун;

— шахматный клуб и интернет-кафе на 50 мест с баром на 16 мест;

— ресторан на 80 мест, расположенный в торце главной спортивной арены (в осях А-Б, 20−12) с залом и шестью кабинетами с видом на ледовое поле;

— помещения 2-х буфетов на 48 мест расположенных в осях М-Н, 5−12 над тренировочной ареной, предназначенных для обеспечения питанием занимающихся, сопровождающих детей, журналистов и персонала спорткомплекса;

— фитнес-центр с раздевалками оборудованными душевыми и санузлами, специальными раздевалками для маломобильных посетителей, фитнес-баром, хореографическим и тренажерным залами, предназначенными для посменного использования посетителями и спортсменами;

— помещение для прессы и зал пресс-конференций;

— помещения администрации (в осях Н-У, 1−3), венткамеры, электрощитовая.

На трибуне основной спортивной арены запроектировано 22 ряда, глубина ряда — 0,85 м., ширина мест — 0,45 м., глубина сидений — 0,4 м.

Общая численность мест на трибуне — 2540.

Отметка первого ряда трибун (+0.750) на 1,05 м. выше ледового поля арены (- 0.300), что обеспечивает комфортные условия для зрителей первых рядов.

Кресла — пластиковые консольного типа. Вдоль первого ряда трибун предусмотрено ограждение высотой 0,8 м. Расстояние от первого ряда до бортов площадки — 3 м., а от пола последнего ряда до конструкций фермы — не менее 2,2 м. Эвакуация с трибун осуществляется через 6 люков (шириной 1,4м), ведущих в фойе 1-го и 2-го этажей.

Размеры основного и тренировочного ледовых полей 60 и 30 м. Высота хоккейных бортов 1,2 м. По периметру охлаждающей плиты катка запроектирован канал для отвода воды от таяния льда.

На главной арене предусмотрены 8 мест для маломобильных зрителей, по 4 с каждой стороны трибуны. Доступ зрителей на инвалидных колясках к зрительским местам обеспечивается по пандусам с уклоном 10%. Для маломобильных посетителей фитнес-центра предусмотрен лифт (кабина 1100×1400мм, ширина дверей 900 мм.) из главного вестибюля на 2-ой этаж и две раздевалки с санузлами (размер 1650×1850мм.) и душевыми кабинами (размер 1800×1850мм.). На 1-м этаже в общих санузлах для зрителей запроектированы по одной кабине и одному умывальнику для маломобильных посетителей.

4.3 Конструктивное решение здания

4.3.1 Конструктивная схема здания

Конструктивная схема здания — каркасная. Элементы каркаса — стальные сборные.

4.3.2 Фундаменты

Фундаменты — монолитные, железобетонные, отдельно стоящие столбчатого типа из бетона класса В25 и арматуры класса АI и AIII на естественном основании — пески средние, коричневатые, с мелким редким гравием, средней плотности, среднеуплотненные, малой степени водонасыщения, сильноводопроницаемые, а также пески мелкие, коричневатые, средней плотности, среднеуплотненные.

Под наружные стены устраиваются монолитные железобетонные рандбалки на которые устанавливаются стойки фахверка.

4.3.3 Решение каркаса

Каркас — стальные рамы с шагом 7,2 м и 6,0 м. Шаг второстепенных балок 2 м. Элементы рам предлагается выполнять из прокатных двутавров.

Несущими конструкциями трибуны предлагается выполнить в виде наклонных балок из прокатных двутавров опирающихся одним концом на отдельно стоящие монолитные железобетонные фундаменты, по оси 14, и другим на колонны по оси 11.

Пространственная жесткость и устойчивость каркаса обеспечивается рамными узлами, наклонными подтрибунными балками, системой вертикальных и горизонтальных связей, совместной работой монолитных железобетонных перекрытий и каркаса здания.

4.3.4 Решение торцевого фахверка

Стальные колонны торцевого фахверка выполняются из сварных двутавров высотой 0,5 м. Колонны торцевого фахверка воспринимают ветровую нагрузку и массу панельных стен. Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн.

4.3.5 Наружные стены и перегородки

Цокольная часть стены состоит из наружного и внутреннего слоев монолитного ж/б и среднего слоя — утеплителя, отделанный снаружи гранитными плитами темно-серого цвета.

Стеновые прогоны выполняются из холодногнутых профилей, изготовленных из оцинкованной стали.

Стены — выполняются из трехслойных структурных панелей типа «Сэндвич» с эффективным утеплителем из конструкционной минеральной ваты.

Толщина панели определяется теплотехническим расчетом.

Наружная и внутренняя обшивка панелей — оцинкованная листовая сталь, которая крепится к утеплителю при помощи клея. Крепление панелей к каркасу осуществляется при помощи самонарезающих винтов или клямеров.

Внутренние стены и перегородки — кирпичные, из кирпича глиняного обыкновенного толщиной 120 мм. и 250 мм.

Теплотехнический расчет стеновой панели.

Строительство ведется в г. Коломне Московской области.

Влажностный режим — умеренный.

I. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающим санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле (1) СНиП II-3−79^*

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3^* СНиП II-3−79^*;

t_в — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005−88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01−82;

Дt^н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 2^* СНиП II-3−79^* ;

б_в — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4^* СНиП II-3−79^* .

где n = 1;

t_в = 20 °C; t_н = - 26 °C; Дt^н = 4,0°С.

(м²· °С)/Вт

II. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) определяем по формуле (1а) СНиП II-3−79^*

ГСОП=(t_в-t_от.пер.)z_от.пер.

где t_в — то же что и в формуле 1;

z_от.пер — средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °C по СНиП 2.01.01−82.

ГСОП = (20+3,6) Ч 213 = 5026,8 °С· сут

где t_в = 20 °C; t_{от.пер .}= - 3,6°С; z_от.пер = 213 сут.

III. Термическое сопротивление R (м²· °С)/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции определяем по формуле 3 СНиП II-3−79*

где дтолщина слоя, м;

л — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/ (м · °С), принимаемый по прил. 3^* СНиП II-3−79^*.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в трехслойной панели типа «Сэндвич» достигается за счет эффективного утеплителя, сопротивлением теплопередачи стальных профилированных листов можно пренебречь.

Плиты минераловатные полужесткие (ГОСТ 12 394−66), плотностью 50 кг/м³

(м² · °С)/Вт

V. Сопротивление теплопередаче R₀ (м²· °С)/Вт ограждающей конструкции следует определять по формуле (4) СНиП II-3−79^*

где б_в то же, что в формуле (1);

R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м²· °С)/Вт;

б_н — коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м ⁰С), принимаемый по таблице 6^*.

VI. Термическое сопротивление R_к (м²· °С)/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

R_к = 3,12 (м²· °С)/Вт Полученный результат сравниваем с R₀^тр, полученным из табл. 1 б* СНиП II-3−79^* в зависимости от ГСОП: R₀^тр=3,16 (м²· °С)/Вт

R₀=3,28 (м²· °С)/Вт > R₀^тр=3,16 (м²· °С)/Вт (103,8% от предельного значения) Запроектированная ограждающая конструкция отвечает требованиям СНиП II-3−79*.

4.3.6 Лестницы

Стены лестничных клеток выполняются из глиняного полнотелого кирпича, лестницы — монолитные железобетонные ступени по стальным косоурам.

4.3.7 Перекрытия, покрытия и кровля

Перекрытия — монолитные железобетонные по профилированному листу.

Покрытие — над главной ареной в осях 11−19, А-М пролетом 54 м и тренировочной арены в осях 3−14, Н-Ч пролетом 36 м представляет собой фермы из замкнутых профилей. Элементы рам предлагается выполнять из замкнутых профилей. В местах установки технологического оборудования покрытие монолитное железобетонное, в остальных местах металлическое. Конструкция аналогична стеновым панелям.

Кровельные прогоны выполняются из холодногнутых профилей, изготовленных из оцинкованной стали.

Кровля над спортивными аренами:

— профилированный лист — 75 мм;

— полиэтиленовая пленка;

— плиты-утеплитель — 150 мм.;

— ПВХ мембрана на механическом креплении

Плоские участки кровли:

-гидроизоляция;

- защитная стяжка из цементно-песчаного раствора — 20 мм.;

— утеплитель -120мм.;

— полиэтиленовая пленка;

— выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора — 20 мм.;

— керамзитобетон — 135−250мм.;

— профилированный лист -75мм.

Водосток — внутренний, организованный.

4.3.8 Полы

Конструкция пола см. табл. 6.1.

Таблица 6.1 Экспликация полов

4.3.9 Окна, двери

Витражи и окна из алюминиевого профиля с однокамерными стеклопакетами. Двери — деревянные, остекленные и глухие.

4.3.10 Наружная и внутренняя отделка

Наружная и внутренняя обшивка панелей — оцинкованная листовая сталь, которая крепится к утеплителю при помощи клея. Крепление панелей к каркасу осуществляется при помощи самонарезающих винтов или клямеров.

Во внутренней отделке стен применяются штукатурка под покраску, облицовка керамической плиткой в санузлах, душевых и производственных помещениях буфетов ресторана и кафе, оклейка обоями кабинетов.

В хореографическом зале предусмотрена отделка стен зеркалами и установка стационарных хореографических станков.

Отделка вестибюлей фойе и других помещений для зрителей и посетителей выполняется из гранита и керамогранита.

Потолки подвесные, реечные, металлические в технических помещениях — покраска.

В тренажерном и хореографическом залах, для обеспечения необходимой высоты-4м., подвесной потолок не используется.

Вся отделка на путях эвакуации выполняется из современных высококачественных сертифицированных материалов с пожарной опасностью, нормированной СниП 21−01−97*

Декоративные элементы фасада — козырьки и пилястры двухсветного цилиндрического вестибюля и торцевые фрагменты криволинейного покрытия спортивных арен выполняются из алюминиевых композитных материалов.

5. Санитарно-технологическое оборудование

Врезка проектируемого водопровода предусмотрена в магистральный трубопровод диаметром 150 мм., проходящий в минимальном приближении к проектируемому спортивному комплексу на расстоянии 7.5м. На месте врезки устанавливается отключающая арматура (задвижка), пожарный гидрант и монтируется ж/б колодец. Трубопроводы запроектированы из стальных труб. Хозяйственно-фекальные сточные воды с территории проектируемого спортивного комплекса отводятся в существующую сеть канализации, расположенной рядом. Водопроводные и канализационные колодцы выполнены из сборных ж/б элементов.

Водосток — внутренний, организованный.

Вентиляция спортивного комплекса запроектирована приточно-вытяжная с механическим побуждением. Воздух подается в верхнюю зону помещений через жалюзийные решетки. Удаление воздуха происходит по воздуховодам, с помощью канальных вентиляторов. Вытяжной воздух выбрасывается выше уровня парапета на 0.5 м.

Здание снабжено электроэнергией от внешних сетей напряжением 380/220 В. Предусматривается рабочее, аварийное и эвакуационное освещение. Используются светильники с люминесцентными лампами и лампами накаливания. Управление освещением осуществляется индивидуальными выключателями.

6. Расчетно-конструктивная часть

6.1 Расчет фермы

Исходные данные для проектирования:

пролет фермы 35 м;

шаг ферм 6 м;

тип кровли теплая облегченная.

Конструкция предназначена для применения в отапливаемом здании с неагрессивной средой, возводимом во III районе по весу снегового покрова, в I районе по скоростному напору ветра. Решётка ферм и основные геометрические размеры показаны на рис. 8.1.

Рисунок 8.1 — Схема фермы.

Кровля над спортивными аренами представляет собой:

— стальные прогоны;

— профилированный лист — 75 мм (профилированный лист используется в конструкции кровли исходя из его высокой механической прочности, надежности в эксплуатации, коррозионной стойкости, быстрого и простого монтажа, удобства транспортировки);

— полиэтиленовая пленка;

— плиты-утеплитель «Нобасил» — 200 мм. (изоляция Нобасил обеспечивает тепловую, акустическую и противопожарную защиту, то есть позволяет защитить кровлю от воздействия огня и значительно повышают ее звукоизоляцию. Изоляция имеет поверхностную отделку, облегченный монтаж, защищает поверхность и улучшает ее сцепление с конструкцией. Как правило изоляция защищается дополнительной отделкой поверхности);

— ПВХ мембрана на механическом креплении (Полимерная мембрана рулонный гидроизоляционный материал, отличающийся высокой прочностью, эластичностью, морозостойкостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, окислению и ультрафиолетовому излучению);

Все нагрузки, действующие на ферму, передаются, на узлы фермы к которым присоединяются элементы поперечной конструкции (прогоны кровли).

Нагрузка, действующая на ферму состоит из постоянной (вес покрытия) и временной (вес снега).

Таблица 8.1 Сбор нагрузок

Расчет усилий в стержнях ферм определяем при помощи программы Structure CAD.

Постоянная нагрузка

Снеговая нагрузка Первый вариант загружения Снеговая нагрузка

Второй вариант загружения Рисунок 8.2 — Расчетная схема стропильной фермы Таблица 8.2. Комбинации нагрузок на ферму.

Таблица 8.3. Усилия и напряжения в элементах при комбинации загружений фермы .

Результаты max расчётных усилий сведём в табл. 8.4.

Таблица 8.4. Значение max расчётных усилий в стержнях фермы.

Для удобства изготовления и комплектования сортамента металла при проектировании ферм обычно устанавливают 4−6 разных калибров профиля, из которых набирают все элементы фермы. Расчет сечений стержней фермы определяем при помощи программы Structure CAD

Необходимые данные для расчёта:

· марка стали ВСт3пс6−1 (=240 МПа) [СНиП II-23−81*, табл. 51*];

· N — расчётное продольное усилие;

· - коэффициент условия работы конструкции;

· l_ef — расчетные длины.

Таблица 8.5. Сечения элементов стропильной фермы.

Расчет и конструирование узлов фермы.

При расчёте узлов фермы определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчётом, чтобы на них уместились все сварные швы стержней.

Исходные данные для расчёта:

R_wf = 180 МПа — расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу шва;

R_un = 370 МПа — расчётное сопротивление стали по временному сопротивлению (для стали марки ВСт3пс6−1);

R_wz= 0,45•R_un = 0,45•370 = 166,5 МПа… расчётное сопротивление угловых сварных швов условному срезу по металлу границы сплавления;

г_wf = 1, коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва (при R_y< 580 МПа и климатических районах с t° > - 40);

г_wz = 1, коэффициент условия работы сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления (при R_y < 580 МПа и климатических районах с t° > - 40);

При изготовлении фермы принимаем ручную сварку электродами Э42 и Э42А по ГОСТ 9467–75;

в_f = 0,7, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу шва;

в_z = 1, коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчёте по металлу границы сплавления;

г_c = 1, коэффициент условия работы конструкции;

в_f • R_wf = 0,7 • 180 = 126 МПа в_z • R_wz = 1 • 166,5 = 126 МПа Следовательно, расчёт будем вести по металлу шва. Так как сварка ручная то, наиболее эффективно принять катет шва равный 6 мм (K_f = 6мм).

Расчёт опорного узла стропильной фермы.

Находим требуемую площадь сечения ребра по формуле где Q-поперечная сила на опоре фермы (Q=308,4кН);

Где R_un-временное сопротивление стали (для марки стали ВСт3пс6−1, R_un=370МПа)

— коэффициент надежности по материалу, принимаемый по табл. 2*[СНиП II-23−81*]

Принимая ширину опорного ребра 220 мм, получаем толщину ребра

примем t_p=25 мм.

Рис. 8.3. Опорный узел фермы Расчет верхнего монтажного узла.

Монтажный стык испытывает сжимающие усилия. Фланцы выполняем из стали марки ВСт3пс6−1 толщиной 22 мм. Стык верхнего монтажного узла рассчитываем на обычных болтах из конструктивных соображений. Принимаем 4 болта М20 класса прочности 5.6. Размещение болтов осуществляется при соблюдении конструктивных требований.

Усилие в стыке:

Определяем длину швов прикрепления уголков к фланцу:

Расчёт и конструирование монтажного стыка нижнего пояса.

Монтажный стык проектируем на высокопрочных болтах из стали марки 40Х «Селект», d_b=24 мм и d_отв=27 мм в качестве накладки используем 2 L 120×15 — того же профиля, что и сечение нижнего пояса, с расчётным усилием N=768,80 Кн.

Исходные данные для расчёта:

d_b=24 мм.-диаметр болта;

d_отв=27 мм.-диаметр отверстия под болт;

A_bn=3,52 см²-площадь сечения болта нетто;

R_bun=110 кН/см²-наименьшее временное сопротивление стали болтов марки 40Х «Селект» ;

R_bh=0,7•R_bun=0,7•110=77 кН/см² — расчётное сопротивление высокопрочных болтов растяжению;

µ=0,35-коэффициент трения, обработка соединяемых поверхностей производится стальными щетками;

г_h=1,17-коэффициент надёжности при статической нагрузке и разности диаметров болта и отверстия д=1…4 мм, способе регулирования натяжения болтов по углам поворота гайки;

г_b=0,9-коэффициент условий работы соединения при количестве болтов 5…10;

k=2-количество поверхностей трения соединяемых элементов;

Усилие в стыке:

Несущая способность одного высокопрочного болта:

Количество болтов:

Принимаем n = 16 шт. Размещение болтов осуществляется при соблюдении конструктивных требований.

8.2 Расчет поперечной рамы

На рисунке 8.3 представлена поперечная рама тренировочной спортивной арены.

Рисунок 8.4 — Поперечная рама тренировочной спортивной арены

Сбор нагрузок на поперечную раму тренировочной спортивной арены:

Постоянная нагрузка Рисунок 8.5 — Расчётная схема рамы при расчёте на постоянную нагрузку Снеговая нагрузка Рисунок 8.6 — Расчётная схема рамы при расчёте на снеговую нагрузку Сбор ветровых нагрузок Для местности типа В (местность с оврагами и лесами, застройка населённых пунктов высотой 1025 м) коэффициенты, учитывающие изменения ветрового давления по высоте:

К₅=0,5;

К₁₀=0,65;

К_11,3=0,68;

К₂₀=0,85.

Рисунок 8.7 — К расчету рамы на ветровую нагрузку

С наветренной стороны:

.

С заветренной стороны:

где г_f = 1,4 — коэффициент надёжности по нагрузке;

W₀ =0,23 кПа — нормативное значение ветровой нагрузки для I-го ветрового района;

К_экв=0,81 — равномерно распределённое эквивалентное ветровое давление;

C=0,8 — аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с наветренной стороны;

C^/=0,6 — аэродинамический коэффициент, учитывающий форму зданий и сооружений с заветренной стороны;

Расчет усилий в поперечной раме тренировочной спортивной арены, их комбинаторику, и подбор поперечного сечения колонны ведем в программе Structure CAD. Получаем поперечное сечение колонны — двутавр 50Ш2, марка стали — ВСт3пс6−1 (=240 МПа). Сечение изображено на рисунке 8.7.

Рисунок 8.8 — Сечение колонны

Конструирование и расчет базы колонны.

Примем класс прочности бетона на сжатие В25, что соответствует Rпр=14,5 МПа.

Расчетное сопротивление бетона смятию где R_пр — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

Требуемая площадь плиты в плане Размеры плиты назначаем конструктивно, принимая В = 750 мм, С = 550 мм.

Фактическая площадь плиты 75×55=4125 см², что больше требуемой, равной 593,2 см² .

Фактическое давление фундамента на плиту Согласно принятой конструкции плита имеет три участка для определения изгибающих моментов. Произведем их расчет программным пакетом SCAD OFFICE.

Участок 1 — опирание плиты на четыре канта.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Размеры:

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 40,0 мм Участок 2 — опирание плиты на три канта.

Расчет произведен программным пакетом SCAD OFFICE.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 20,0 мм Участок 3 — консольный.

Расчет произведен программным пакетом SCAD OFFICE.

Группа конструкции по таблице 50* СНиП:

Расчетное сопротивление стали R_y= 23,544 кН/см²

Коэффициент условий работы 1,1

Коэффициент надежности по ответственности 1,15

Нагрузка 0,271 кН/см²

Коэффициент ответственности 1,15

Коэффициент условий работы 1,1

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести R_y= 23,544 кН/см²

Требуемая толщина плиты 10,0 мм Примем толщину плиты 40 мм.

Проведем расчет сварных швов, прикрепляющих колонну к плите базы.

Назначим полуавтоматическую сварку проволокой диаметром 1,4−2,0 мм, для которой в_z = 1.0, в_f= 0.8 при K_f=9…12 мм, R_wz=166.5 МПа, R_wf=180 МПа.

При в_fR_wf = 0,8*180 = 144 МПа < в_zR_wz = 1.0*165.5 = 166.5 МПа расчет выполняем по металлу шва.

В расчетную длину сварных швов включаются длина швов, прикрепляющих колонну по контуру:

Требуемый катет шва Принимаем катет шва K_f = 7 мм.

k_f=7 мм t k_f, _min=7 мм (100% от предельного значения) — условие выполнено.

Расчет анкерных болтов колонн.

М=21,73кНм; N=161,5 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N^/=161,5^.0,8=129,2кН;

Принимаем восемь болтов (n=8), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто:

где R_bn=185 МПа — расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 8 болтов 20 мм, с А_bn=2,45 см².

8.3 Расчет фундаментов

Оценка инженерно-геологических условии строительной площадки.

Физические характеристики грунтов:

Плотность грунта

; .

Плотность частиц грунта ;

;;; .

Коэффициент пористости

;;

; .

Коэффициент водонасыщения

; ;

; .

Число пластичности

; .

Показатель консистенции

; .

Условное расчётное давление (кПа)

;;; ;

Все физические характеристики грунтов сведём в табл. 8.6.

Табл.8.6. Физические характеристики грунтов.

Определение глубины заложения фундамента.

Расчётная глубина промерзания грунта где, =0,6 — коэф., учитывающий влияние теплового режима сооружения. табл.1 [7],

— нормативная глубина промерзания для г. Коломны Московской области.

где =6,0 м — уровень подземных вод

0,9 + 2,0 = 2,9 м < 6,0 м, принимаем = 0,9 м.

Фундамент проектируется ступенчатый монолитный из бетона класса В 25 с расчётными характеристиками при коэффициенте

:; .

Арматура подошвы класса A-III ().

Под фундаментом предусмотрена бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В 7,5.