Проектирование инструментально-штамповочного цеха машиностроительного завода

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Архитектуры.

Курсовой проект.

На тему: инструментально-штамповочный цех машиностроительного завода.

Выполнил: студент группы ПГС — 09.

Благодатнев Н.В.

Проверил:

Лосева А.Ю.

г. Пермь 2010 г.

• Общая часть: исходные данные и район строительства
• 1. Объёмно-планировочное и конструктивное решения
• 1.1 Генеральный план
• 2. Архитектурно-строительная часть
• 2.1 Фундаменты и фундаментные балки
• 2.2 Фундаментные балки
• 2.3 Колонны
• 2.4 Стропильные конструкции
• 2.5 Покрытия
• 2.6 Фонари
• 2.7 Подкрановые балки
• 2.8 Стены
• 2.9 Антикоррозийные и антисептические мероприятия
• 2.10 Наружная и внутренняя отделка
• 2.11 Ведомость полов
• 2.12 Связи
• 2.13 Окна, ворота, двери
• 3. Светотехнический расчёт
• 4. Расчёт административных бытовых помещений
• 5. Экологические мероприятия

Общая часть: исходные данные и район строительства.

Проектируемое промышленное здание располагается в г. Липецк.

Климатический район — II.

Климатический подрайон — IIВ.

Температура воздуха наиболее холодных суток, °С — 38.

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С — 27.

Продолжительность отопительного периода, сут. — 202.

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, % - 85.

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца,% - 66.

Количество осадков за апрель — октябрь, мм — 382.

Количество осадков за ноябрь — март, мм — 248.

Преобладающее направление ветра за декабрь — февраль — ЮЗ.

Преобладающее направление ветра за июнь — август — СЗ.

Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с — 4,1.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, — 5,9.

Данные взяты по СНиП 23−01−99 «Строительная климатология», Таблица 1 — Климатические параметры холодного периода года, Таблица 2 — Климатические параметры тёплого периода года.

Нормативный скоростной напор ветра — 30 кг/м².

Расчетная снеговая нагрузка — 120 кг/м².

Данные взяты по СНиП 2.01.07−85 «Нагрузки и воздействия» .

Класс по функциональной пожарной опасности — Ф 5.1.

Класс конструктивной пожарной опасности — С0.

Степень огнестойкости здания — I.

Данные взяты по СНиП 21−01−97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» .

1. Объёмно-планировочное и конструктивное решения.

Проектируемое промышленное здание одноэтажное и имеет размер в осях 66,75×49 м.

Здание состоит из 4 пролётов, размерами:

ширина пролётов, м: В₁ =18, В₂ =12, В₃ =18, В₄ =18;

высота пролётов, м: Н₁ =9,6; Н₂ =10,8; Н₃ =9,6; Н₄ =14,4;

длинна пролётов, м: L₁ =48; L₂ =48; L₃ =48; L₄ =48;

По планировочному решению:

в первом пролёте расположен склад литья и ковок по взрывоопасности относящиеся к типу Д.

во втором пролёте расположены заготовительный, механический и сборочный участки по взрывоопасности относящиеся к типу Д.

в третьем пролёте расположены электромонтажный участок по взрывоопасности относящийся к типу Г и участок окраски относящийся к типу А.

в четвёртом пролёте расположены участки контрольно-приёмочный и упаковки по взрывоопасности относящиеся к типу Д.

Конструктивная схема здания — несущий каркас. Уровень чистого пола принят на отметке 0,000.

Типы конструкций:

Каркас — железобетонный (колонны, фундаментные балки, подкрановые балки).

Стены — облегчённые металлические панели по серии 1.432.2−32.93.

Стропильные конструкции — железобетонные малоуклонные безраскосные фермы.

Конструкция покрытия — железобетонные ребристые плиты 1.465.1−17.

Фундаменты — столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412.

Двери и ворота — металлические.

Окна — из алюминиевых сплавов по серии 1.436.4−20.

Полы — бетонные, асфальтобетонные и на основе полимеров.

1.1 Генеральный план.

Проектируемый участок размером 300×300м. Генеральный план выполнен по типу глубинной планировки с учётом места расположения участка, технологических процессов, транспортных потоков и рельефа местности.

Производственная территория промышленного предприятия разделена на четыре зоны:

Предзаводская, включает вспомогательные здания, предназначенные для размещения администрации, медицинских учреждений, лабораторий, бытовых корпусов, проходных, стоянок для транспорта.

Производственная, в которой сосредотачиваются производственные цехи основного и вспомогательного назначения.

Подсобная, в которой располагаются энергетические объекты, подземные и наземные инженерные коммуникации.

Складская, в которой располагаются здания для хранения материалов, заготовок, готовой продукции, транспортные здания и сооружения.

На проектируемом генеральном плане связь между отдельными зонами соответствует технологическому процессу, а производственный поток имеет наименьшую протяжённость.

В предзаводской зоне запроектированы следующие здания и сооружения: контрольно пропускной пункт, столовая, медицинское учреждение, административно бытовой корпус, автомобильная парковка вместимостью 120 автомобилей и ж. д. диспетчерская. В производственной зоне располагаются инструментально-штамповочный цех, ремонтные автотранспорта и технического оборудования. В подсобной зоне расположены теплоэлектроцентраль и электростанция.

На плане показана трассировка автомобильных дорог и магистралей и запроектированы пешеходные и пассажирские пути, не пересекающиеся с грузовыми путями.

По вертикальной планировке все сооружения располагаются в наземной и надземной зонах.

Генеральный план выполнен по всем требованиям в соответствии с СНиП II-89−80 «Генеральные планы промышленных предприятий» и ГОСТ 21.508−93 «Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов» .

2. Архитектурно-строительная часть.

2.1 Фундаменты и фундаментные балки.

Фундаменты — столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412. Под спаренные колоны индивидуального изготовления с учётом характеристик фундаментов по серии 1.412.

Железобетонные конструкции запроектированы по СНиП 52−01−2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». Опалубка инвентарная стальная из стали класса Ст3 по ГОСТ 25 781.

Бетон, используемый для монолита по ГОСТ 26 633–91:

по классу прочности В30.

по классу морозостойкости F200.

марка щебня — 800, для бетона по классу прочности В30.

Каркасы из арматуры, соединения арматурных стержней, закладные детали и сварные соединения запроектированы по ГОСТ 10 922–90 «Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций» .

Класс стали применяемый для арматуры и закладных деталей А-IV.

Гидроизоляция фундамента — отмостка из асфальтобетона (класса прочности В15) h = 30 мм на на уплотнённом щебне h = 100 мм. Горизонтальная гидроизоляция предусмотрена на отметке 0.000 h = 30 мм из цементно-песчаного раствора 1: 2.

2.2 Фундаментные балки.

Фундаментные балки железобетонные типа ФБ6 по серии 1.415−1.

Внутренние и наружные самонесущие стены опираются на фундаментные балки, посредством которых передают нагрузку на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов.

В данном проекте запроектированы тавровые фундаментные балки, т. к они более экономичны по расходу бетона и стали. Во избежание деформаций при замерзании грунтов, балку с боков и снизу засыпают шлаком. Верхняя грань фундаментной балки расположена на отметке — 0.030. Поверх балки укладывается гидроизоляция из цементно-песчаного раствора.

Номенклатура и технико-экономические данные фундаментных балок:

2.3 Колонны.

По положению в здании колонны подразделяются Двухветвевая колонна по серии КЭ-01−52 v.

на крайние и средние. К крайним колонам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны, в свою очередь, подразделяются на основные, воспринимающие нагрузки от стен, кранов и конструкций покрытия, и фахверковые служащие только для крепления стен. Фахверковые колонны устанавливаются в торцах здания и между основных колонн при шаге 12 м. Длину фахверковых колонн принимают на 100 мм меньше основных колонн, чтобы образовать необходимый зазор между их оголовком и нижним поясом стропильных конструкций.

Колонна для здания, оборудованного мостовыми кранами, состоит из двух частей: надкрановой и подкрановой. Надкрановая часть служит для опирания несущей конструкции покрытия и называется надколенником. Подкрановая часть воспринимает нагрузку от надколенника, а также от подкрановых балок, которые опирают на консоли колонн, и передает ее на фундамент.

В данном проекте запроектированы железобетонные колонны по серии 1.424.1−5 и двухветвевые колонны по серии КЭ-01−52.

2.4 Стропильные конструкции.

Стропильные конструкции перекрывают пролёт, и подобно стропилам, непосредственно поддерживают настил кровли. По схеме восприятия внешних и внутренних усилий эти конструкции делятся на балки и фермы. Балка — одноэлементная конструкция, загружаемая по всему пролёту. Ферма — составная стержневая конструкция, загружаемая только в соединяющих стержни узлах.

В данном проекте использованы железобетонные малоуклонные безраскосные фермы пролётом 18 м по серии 1.463.1−1-87 и стропильные балки пролётом 12 м по серии 1.462−3.

Железобетонная малоуклонная безраскосная ферма пролётом 18 м >

Узел опирания фермы на колонну v.

2.5 Покрытия.

Требования предъявляемые к покрытиям:

обеспечение необходимой прочности.

обеспечение устойчивости здания.

должны быть жёсткими.

Покрытие из железобетонных ребристых плит по серии 1.465.1−17.

В покрытии использованы плиты шириной 1,5 и 3 м разных типов:

для легкосбрасываемой кровли применены плиты типа 3ПЛ6 с покрытием их асбестоцементными листами.

плиты типа 3ПГ6 для основного покрытия.

плиты шириной 1,5 м для покрытия в местах присоединения фонарей.

плиты типа 3ПВ6 с отверстиями для пропуска в них вентиляционных шахт.

плиты типа 3ПФ6 с проёмами для устройства световых фонарей.

Водоотвод в здании организованный, внутренний. Водосточные воронки диаметром 200 мм выбраны из условия одна воронка на 350 м² покрытия. Уклон покрытия 3 и 5 градусов для ферм и балок соответственно.

Узел опирания плит покрытия на стропильную конструкцию v.

2.6 Фонари.

В проекте запроектированы два типа фонарей — световые и светоаэрационные фонари.

Светоаэрационные фонари представляют собой П-образную надстройку над проёмами в крыше. Вертикальная часть фонарей состоит из борта высотой 0,6 м и ленточного остекления в два яруса высотой 2×1,2 м. Плоская крыша фонарей из железобетонных ребристых плит покрытия аналогично конструкции покрытия малоуклонной скатной крыши. Доступ на крушу фонаря осуществляется по расположенной в торце откидной, металлической стремянке.

Световые фонари смонтированы в специальные плиты покрытия с проёмами для фонарей размером 1,5×1,7 м и служат для освещения среднего пролёта шириной 12 м. Прямоугольные светоаэрационные фонари шириной 6 м устанавливаемые на пролётах 18 м и служащие для освещения и проветривания производственного помещения.

Фонари расположены по оси пролётов и своими торцами не доходят до торца здания и деформационного шва на 6 м.

Светоаэрационный фонарь v.

2.7 Подкрановые балки.

Подкрановые балки служат для монтирования на них крановых путей по которым передвигается кран, а так же в роли связей конструкции для увеличения её жёсткости.

По месту расположения в здании балки разделяются на торцевые — у торцов зданий, и рядовые и температурные — в местах деформационных швов. В торцах подкрановых балок устанавливается крановый упор.

Крепление подкрановой балки к консоли колоны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренный к опорной пластине, а к шейке колонны — путём приварки вертикального листа к закладным деталям.

Болтовые соединения после рихтовки завариваются. Рельс укладывается на упругой прокладке толщиной 8−10 мм из прорезиненной ткани с обеих сторон и закрепляется парными лапками на зашплинтованных болтах.

Железобетонные подкрановые балки применяются в зданиях с опорными кранами грузоподъёмностью до 30 т с шагом колонн 6 и 12 м. В данном проекте использованы 6 м подкрановые балки таврового сечения.

2.8 Стены.

Стены проектируемого промышленного здания из облегчённых панелей по серии 1.432.2−30.93. Цоколь запроектирован из железобетонных панелей 1,2×6м опирающихся непосредственно на фундаментную балку. Стены из трёхслойных металлических панелей отличаются меньшей массой и легки в использовании. Трёхслойные стальные панели состоят из каркаса, открыто расположенного внутри здания, и ограждения в виде закреплённых на каркасе стальных профилированных листов с запрессованным между ними эффективным утеплителем. В смонтированных стенах каркас панелей работает как фахверк каркаса здания. Он крепится непосредственно к колоннам. Несущий каркас — стальная рама из ригелей и связывающих их стоек — выполненных из горячекатаных швеллеров. Верхний ригель образованного двумя швеллерами коробчатого сечения крепится во время монтажа к консолям, приваренным к колоннам. Остальные ригели связываются с колонной на сварке. Интервал между ригелями по высоте до 3,6 м.

Во избежание образования «мостиков холода» в горизонтальных и вертикальных стыках, а так же продувания, пространство внутри профиля крепёжных элементов заполняется минеральным войлоком.

2.9 Антикоррозийные и антисептические мероприятия.

Степень коррозионной стойкости материалов характеризуется скоростью его коррозии при действии агрессивной среды. Для металлов скорость коррозии измеряется в мм/год; для неметаллических материалов скорость коррозии оценивается качественно по изменению прочности, проницаемости и других свойств материалов.

Повышение коррозионной стойкости конструкций осуществляют посредством применения материалов, устойчивых к данной агрессивной среде. Устройства электрохимической защиты металлов, нанесение лакокрасочных и других покрытий. Повышение коррозийной стойкости керамических и каменных материалов достигается при помощи пропитки поверхностного слоя. Пропитка осуществляется синтетическими смолами, бутумом, парафином, а так же флюатированием. Для поверхностной обработки древесины используется битум, минеральные растворы и синтетические смолы. Коррозионная стойкость железобетона, бетона и растворов повышается либо применением для их изготовления специальных составов, либо химической обработкой поверхностей конструкций, либо защитой их специальными пропитками, покрытием или нанесением изолирующих плёнок. Деревянные конструкции подвергнуты биозащитной и огнезащитной обработке, металлические — окрашиваются краской. Все металлические изделия подвергаются специальной обработке грунтовке, окраске. Окрашиваемую поверхность предварительно нужно очистить от ржавчины, жира и неровностей;

В качестве антикоррозийного покрытия труб используется масляно-битумное покрытие в 2 слоя по грунту. Антикоррозийные и антисептические мероприятия выполняются в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11−85 «Защита строительных конструкций от коррозии» .

2.10 Наружная и внутренняя отделка.

Наружная сторона здания окрашивается перхлорвиниловой краской поставляемая в готовом виде. Краски наносят валиком или краскораспылителем на предварительно подготовленные поверхности. Они быстро высыхают и образуют прочную водои атмосферостойкую поверхность. Ее используют как для окраски бетона так и кирпича предварительно оштукатуренного цементно-песчаным раствором 20 мм. Для окраски оконных и дверных блоков, труб, производственного оборудования используют алкидно-стирольные эмалевые краски. Металлические поверхности предварительно грунтуют.

2.11 Ведомость полов.

Полы в проектируемом промышленном здании:

Асфальтобетонные полы запроектированы на механическом и сборочном участках. Они имеют ряд преимуществ, такие полы водонепроницаемые, трудносгораемые, нескользкие, малошумные и способны выдерживать большие нагрузки. Так же сравнительно не дорогие и легки в ремонте. Из недостатков, плохая стойкость к минеральным маслам и невозможность их устройства в горячих цехах.

Эпоксидно-бетонные полимерные полы запроектированы на электромонтажном участке и участке окраски. Такие полы обладают высокими физико-механическими свойствами, водостойки, износостойки, не разрушаются под воздействием кислот, щелочей, полимерных масел, не имеют пыльности, эластичны и гигиеничны.

Металлобетонные полы запроектированы на складе литья и ковок, а также на участках контроля и упаковки. Для увеличения прочности покрытия пола на истирание в него добавляют стальные стружки крупностью до 5 мм. Такие полы влагостойки, имеют высокую ударную прочность и прочность на истирание, стойки к минеральным маслам.

2.12 Связи.

Конструкции промышленных зданий должны обладать пространственной жёсткостью. При прогонных покрытиях жёсткость обеспечивают только связями. Связи подразделяют на вертикальные и горизонтальные, первые устраивают между колоннами и в покрытии, вторые только в покрытии. Связи не только обеспечивают жёсткость каркаса здания, но и воспринимают горизонтальные нагрузки (ветровые, тормозные от мостовых кранов). Конструкция связей зависит от высоты здания, величины пролёта, шага колонн каркаса, наличия мостовых кранов и их грузоподъёмности. В данном проекте использованы крестообразные связи между колонн с шагом 6 м и связи в покрытии. Связи в покрытиях выбирают с учетом вида каркаса, типа покрытия, высоты здания, вида внутрицехового подъемно — транспортного оборудования, его грузоподъемности и режима работ. Связи по колоннам установлены в середине температурного блока. Связи в покрытии установлены в середине и по краям температурного блока.

2.13 Окна, ворота, двери.

Окна служат для освещения и проветривания помещений. Размеры окон назначают в соответствии с нормативными требованиями естественной освещённости, архитектурной композицией, экономическими факторами. Окна должны удовлетворять требованиям тепло и шумозащиты. Двери служат для сообщения между помещениями (внутренние) или для входа (выхода) в (из) здания (наружные). По типу двери делятся на одно — и двупольные. Дверные полотна могут быть глухими (ДГ), остеклёнными (ДО), усиленными (ДУ) и качающимися (ДК).

Внутренние двери из алюминиевых сплавов по ГОСТ 23 747–88.

Оконные блоки — из алюминиевых сплавов по серии 1.436.4−20 с двойным остеклением.

Ворота запроектированы по серии 1.435.2−28. Размерами 3,6×3,6 м для грузового транспорта и размерами 4,8×5,4 м для железнодорожного транспорта.

Номенклатура окон:

3. Светотехнический расчёт.

Для бокового освещения:

Определение нормированного значения к. е. о.

Коэффициент естественной освещённости (к. е. о) ,% при условиях работы:

характеристика зрительной работы — средней точности IV.

при боковом освещении.

e_н^III= 1,2%.

e_н^{I, II, IV,V}= e_н^IIImC, где.

m=1,1 — коэффициент светового климата.

C=0,9 — коэффициент солнечности климата.

e_н^II=1,188=1,2%.

2) Расчёт площади световых проёмов:

e_н^II= 1,2%.

= 864 м² площадь пола помещения.

— площадь световых проёмов (в свету) при боковом освещении.

= 1,3 для инструментальных цехов.

= 9,9 — световая характеристика окон по таблице 26 СНиП II-4−79 (определяется интерполяцией).

— коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (не учитываем).

— общий коэффициент светопропускания.

= 0,8 коэффициент светопропускания материала (для стеклопакетов).

= 0,9 коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (стальные: одинарные, глухие).

Отделка внутренней поверхности имеет следующие коэффициенты отражения:

Площади отражающих поверхностей:

— площади пола и потолка.

— площадь стен.

= 1,1 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (по таблице 30, СНиП II-4−79).

Определим площадь световых проёмов:

Рассчитаем площадь остекления на 6 м длины помещения.

Длина помещения L=48м. Количество участков остекления 48/6 = 8.

Площадь остекления одного участка 168,48/8 = 21,06 м².

4. Расчёт административных бытовых помещений.

Необходимо рассчитать бытовые помещения при условии, что число рабочих на предприятии в самую многочисленную смену составит 300 человек, из них 150 мужчин и 150 женщин.

В соответствии со СНиП 2.09.04−87 «Административные и бытовые помещения» определяем, что проектируемое здание относится к категории 1Б, для которой из норм следует:

число уборных: 1 кабинка на 15 человек.

умывальники: 1 умывальник на 4 туалетных кабины.

отдельно стоящие умывальники: 10 человек на один кран.

душевые: 1 душевая на 15 мужчин.

1 душевая на 12 женщин.

В результате получаем, что для нашего коллектива рабочих необходимо следующее количество санитарно — гигиенических приборов:

для мужчин: 10 душевых, 10 туалетов, 3 умывальника, 15 отдельных умывальников;

для женщин: 13 душевых, 10 туалетов, 3 умывальника, 15 отдельных умывальников.

Для каждого человека предусматривается отдельный шкафчик для уличной, домашней и специальной одежды.

Размеры шкафчика: ширина — 33 см,.

высота — 165 см,.

глубина — 50 см.

5. Экологические мероприятия.

Перед началом строительства верхний слой чернозема аккуратно снимается, после завершения работ, весь строительный мусор убирается и чернозем укладывается обратно. Все деревья желательно сохранить, а если не получается, то пересадить. Вокруг здания садится газонная трава и кустарники. Со стороны направления господствующих зимних ветров целесообразно сделать защитный экран из насаждений. Лучше для этой цели использовать вечнозеленые насаждения с густой кроной. В данном проекте использованы ели и лиственница.