Проектирование литейного цеха в г. Воронеже

Исходные данные

Литейный цех .

Принципиальная планировочная схема производственного здания — № 2.

А=12м; Б=24м; В=12м;

Н_А=10,8 м; Н_Б=14,4 м; Н_В=10,8 м;

Q_A=5т; Q_Б=20; Q_В=5т;

L=96м Шаг колонн Д_к=6м.

Данные для расчёта бытовых помещений.

Район строительства город Воронеж.

— списочный состав рабочих Р= 260чел.

— количество рабочих в максимальной смене С=140чел.

— процент женщин Ж=20%

— количество рабочих, пользующихся душем ПД=70%

Объёмно-планировочное решение производственного здания

производственный здание конструктивный кран Объёмно-планировочное решение производственного здания характеризуется следующими основными линейно-пространственными параметрами:

Пролёт (расстояние между продольными модульными осями — принимается кратным 6м): А=12м, Б=24м, В=12м.

Шаг (расстояние между поперечными модульными осями — кратно 6м); Д_к=6м. Д_ср=12м.

Высота (расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре — кратно 0,6м): Н_А=10,8 м, Н_Б=14,4 м, Н_В=10,8 м.

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

В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных элементов и изделий заводского изготовления.

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

Колонны прямоугольного сечения без консольные устанавливаем в зданиях с подвесными кранами (Q<5 т) при высоте пролета 7,2−12,6 м с шагом 6 или12м.

Двухветвевые колоны предназначены для зданий с пролетами 18, 24,30 м, высотой до низа несущих конструкций покрытия 10,8;12.6;14.4;16.2;18м, с шагом колон 6 м (крайних) или 12 м в центрах, оборудованных кранами грузоподъемностью 10, 20, 30, 50 т.

Железобетонные подкрановые балки принимаем двутавровое (шаг12 м) сечение высотой I400 мм.

В качестве несущих конструкций покрытия используем стропильные балки (пролёт I8м, 12м) и фермы (пролет 30м). Плиты покрытия, принимаем размером 3×12 м Стены выполняем из крупноразмерных (1,2×12, 1,8×12м,) железобетонных панелей с горизонтальной навеской.

Колонны

Колонны прямоугольного сечения применяются в зданиях высотой до 10,8 м с опорными кранами грузоподъёмностью до 20 т (серия КЭ-01−49). Следовательно, для проектируемого литейного цеха в пролётах, А и В применим колонны этой серии. Схема колонны серии КЭ-01−49 с размерами показана на рисунке 2а.

В зданиях высотой до 18 м с опорными кранами грузоподъёмностью 30−50т подкрановая часть колонн двухветвевая (серия КЭ-01−52). Следовательно, для проектируемого литейного цеха в пролёте Б применим колонны этой серии. Схема колонны серии КЭ-01−52 с размерами показана на рисунке 2б.

а) б) Рисунок 2. Железобетонные колонны

Балки и фермы

Унифицированные железобетонные балки применяются в покрытиях пролётом до 18 м. Унифицированные железобетонные фермы применяются в покрытиях пролётом 18−24м. Следовательно, для проектируемого литейного цеха в пролётах, А и В применим унифицированные железобетонные балки — решётчатые балки для скатной кровли серии 1.462−3 (рисунок 3а), а в пролёте Б — фермы серии 1.463−3 (рисунок 3б).

а) б)

Рисунок 3: а) решётчатые балки для скатной кровли серии 1.462−3; б) железобетонные безраскосые фермы для плоских кровель серии 1.463−3

Стены

Стеновые панели предназначены для стен промышленных зданий с различным температурно-влажностным режимом. По положению с стене они подразделяются на рядовые; перемычечные, усиленные для восприятия ветровой нагрузки от оконных заполнений; подкарнизные и парапетные; простеночные. В соответствии с шагом крайних колонн номинальная длина всех панелей, за исключением угловых и простеночных, принимается 6 м. Применяем легкобетонные панели для отапливаемых зданий с шагом колонн 6м — плоские, однослойные из автоклавных ячеистых бетонов марки 35 (объёмная масса 700−800кг/м³). Толщина панелей 300 мм; номинальная высота 0,9; 1,2; 1,8 м. Парапетные плиты выполняются высотой 0,9 и 1,2 м.

Заполнение швов панельных стен осуществляется упругими синтетическими прокладками шириной 60−80мм и герметизирующими мастиками.

Окна

Выбираем стальные оконные панели с алюминиевыми переплётами.

Панели из алюминиевых переплётов, объединённых стальными коробками с обвязками и импостами из замкнутых гнутосваренных профилей, сочетают в себе прочность со сравнительно небольшой массой и высоким качеством створок переплётов. Коробки панелей номинальным размером 6*1,8 м. Для двойного остекления коробки сдваиваются и скрепляются между собой утопленными «впотай» болтами. Схема панели с размерами показана на рисунке.

Рисунок 4. Стальные оконные панели с алюминиевыми переплётами (схема панели для ленточного остекления)

Ворота

По конструкции открывания применим распашные двупольные ворота серии ПР-05−36 размерами 4*4,2 м. Воротный проём обрамляется сборной железобетонной рамой, вписывающейся по внешним размерам в принятую разрезку панельной стены. С одном из воротных полотен устраиваем калитку.

Полотна навешиваются на петли. Нижние петли снабжены сферическим шарикоподшипником, самоустанавливающимся под действием вертикальных нагрузок. Верхние петли рассчитаны на восприятие горизонтальных сил.

Чтобы предотвратить продувание по контуру воротной рамы, к каркасу приваривают нащельники из полосовой стали, а щели между распашными полотнами и под ними закрываются гибкими фартуками из резины и брезента.

Крыша

Для покрытия проектируемого литейного цеха применим железобетонные ребристые плиты серии 1.465−3. Габариты плит: длина — 6 м, ширина 3 м. Плиты снабжены продольными рёбрами высотой 0,3 м и поперечными рёбрами высотой до 0,15 м. Схема применяемых плит с размерами показана на рисунке 5.

При установке плиты привариваются не менее чем в трёх точках к стропильным конструкциям. Швы между ними заполняются бетоном марки 200 на мелком заполнителе.

Рисунок 5. Железобетонная ребристая плита серии 1.465−3

В промышленных зданиях в основном применяются кровли из рулонных материалов с битумной пропиткой: рубероида, пергамина и т. п., наклеиваемых на битумных кровельных мастиках. В настоящее время повсеместное распространение получают малоуклонные кровли с уклоном 1,5−5%. Такой уклон исключает сток мастик, но обеспечивает сток воды к водоприёмникам.

Основанием для кровли служит замоноличенный настил из железобетонных плит. Рубероидную кровлю составляют следующие слои:

— верхний слой — защитный слой гравия светлых тонов толщиной 25 мм, фракцией 5−15мм, втопленный в битумную мастику. Защитный слой гравия исключает механическое повреждение при хождении по кровле и сбрасывании снега;

— далее трёх-четырёхслойный водоизоляционный рубероидный ковёр, наклеенный кровельной битумной мастикой, подогретой до 160−190 градусов;

— выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора 15 мм;

— теплоизоляционный слой из пенополистирольных или пенополиуретановых плит толщиной до 50 мм, а так же для основания из железобетонных плит можно применять теплоизоляцию из ячеистобетонных плит;

— пароизоляция выполняется из слоя рубероида на битуме марки БНК-5.

Сопряжение кровли со стеной решается в виде парапета с выступающими над кровлей парапетными панелями.

Светоаэрационные фонари

Светоаэрационные фонари предназначены проветривания помещений с избыточным тепловыделением и для освещения средних пролётов. Фонари шириной 12 м устанавливаются над 24−36 метровыми пролётами. Они располагаются по оси пролётов и своими торцами не доходят на один шаг до торца и поперечного деформационного шва здания. Высота светоаэрационных фонарей при их ширине 12м — 2*1,2м — с двумя ярусами переплётов.

Фонари представляют собой П-образную надстройку над проёмом в крыше. Вертикальные плоскости фонарей над бортом высотой 0,6 м от уровня кровли заполнены открывающимися переплётами. Плоская крыша аналогична по конструкции малоуклонной крыше всего здания. Доступ на крышу фонаря — по расположенной в торце откидной стальной стремянке.

Схема применяемого светоаэрационного фонаря с размерами показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Фонарные фермы шириной 12 м светоаэрационных фонарей под ж.-б. плиты для пролётов 24−36м

Рамы переплётов светоаэрационных фонарей выбираем из спаренных тонкостенных труб «ТП». Схема применяемой рамы переплётов с размерами показана на рисунке 7.

Рисунок 6. Рамы переплётов из спаренных тонкостенных труб «ТП»

Крановое оборудование

Исходя из требуемой грузоподъёмности кранового оборудования подбираем для пролётов, А и В (Q_A=5т; Q_В=5т) подвесной электрический однобалочный кран — по ГОСТ 7890–67, а для пролёта Б — опорный мостовой кран среднего режима работы по ГОСТ 3332–54.

Основные параметры опорного мостового крана среднего режима работы по ГОСТ 3332–54 при грузоподъёмности 20т:

— пролёт крана: на 1,5 м менее пролёта здания;

— крановый габарит здания 2650 мм;

— габарит крана от оси головки рельса: вверх2400мм, вниз — 250−900мм по мере увеличения пролёта, наружу — 260 мм;

— ширина крана 6300 мм

— тип рельса КР-70

Основные параметры подвесного электрического однобалочного крана по ГОСТ 7890- 67 при грузоподъемности 5т:

— основные размеры крана: пролёты 9 м, консоль 1,2 м, база 2,1 м, ширина 2,695 м;

— Балки NNпо ГОСТ 5157–53 подвесные 45 м.

Технико-экономические показатели

Технико-экономическую оценку объёмно-планировочного и конструктивного решения проектируемого объекта производим по следующим характеристикам.

— П_з — Площадь застройки (м²) — определяется в пределах внешнего периметра наружных стен П_з=5615,1 м²;

— П_к — Конструктивная площадь (м²) — сумма площадей сечения всех конструктивных элементов в плане здания (колонн, стен, перегородок) П_к=116,21 м²;

— П_п — Полезная площадь (м²) — сумма площадей всех этажей, измеряемых в пределах внутренних поверхностей наружных стен за вычетом площадей лестничных клеток, шахт, внутренних стен, опор и перегородок, в полезную площадь включают площади этажерок, эстакад, антресолей П_п=5499 м²;

— П_р — Рабочая площадь (м²) — сумма площадей помещений, располагаемых на всех этажах, предназначаемых для изготовления конструкции; в рабочую площадь включают площади помещений, предназначаемых для обслуживания рабочих (гардеробные, душевые, уборные, курительные и т. п.) П_р=5931 м²;

— V_стр — Строительный объём (м³) — произведение площади поперечного сечения, измеренной по внешнему контуру, на длину здания (между внешними гранями торцовых стен) V_стр= 101 600 м³;

— Коэффициент характеризующий целесообразность планировки

К₁=П_р/П_п; К₁= 1,07;

— Коэффициент, характеризующий экономичность объёмного планировочного решения

К₂=V_стр/П_п; К₂=18,48;

— Коэффициент, характеризующий насыщение плана здания строительными конструкциями

К₃=П_к/П_з; К₃= 0,02.

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 66 м. Ширина здания 15 м, длинна — 42 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

п — число посадочных мест в столовой Группа производственного процесса — 2 В.

Список литературы

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

2. СНиП 2−92−76. Вспомогательные здания и сооружения.

3. Методические указания к курсовому проекту № 2 по курсу «Архитектура промышленных зданий» для студентов специальности 1−70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство, Новополоцк 2007.