Проектирование механосборочного цеха промышленного предприятия

Проектирование механосборочного цеха промышленного предприятия Выполнил студент

Данченко Е.А.

Исходные данные Проектируемый механосборочный цех состоит из трёх параллельных и одного продольного пролётов.

Размеры пролётов:

· Пролёт, А — ширина 12 м, шаг колонн крайних и средних 6 м, высота пролёта 8,4 м, грузоподъёмность крана 5 т.

· Пролёт Б — ширина 24 м, шаг колонн крайних и средних 6 м, высота пролёта 10,8 м, грузоподъёмность крана 20 т.

· Пролёты В и Г — ширина каждого пролёта 12 м, шаг колонн средних и крайних 6 м, высота пролёта 9,6 м, грузоподъёмность крана 5 т.

Введение

Промышленные здания предназначены для организации процесса изготовления промышленной продукции с помощью соответствующих орудий производства и принятой технологии. При разработке проекта производственного здания, решений его объёмно-планировочной композиции и выборе конструктивной схемы необходимо учитывать технологические, технические и экономические требования.

Разрабатывая проектные решения производственных зданий, следует заботиться о создании нормальных условий для осуществления прогрессивного технологического процесса, а также наибольших удобств и наилучшего внутреннего режима для работающих.

Одноэтажные здания возводят в виде сплошной или павильонной застройки с пролетной, ячейковой или зальной организацией внутреннего пространства. В соответствии с технологическими требованиями иногда используют и комбинированные объемно-планировочные схемы зданий, основанные на сочетании пролетной и ячейковой, зальной и ячейковой, зальной и пролетной схем.

Производственные здания промышленных предприятий существенно отличаются от жилых и общественных зданий, как по внешнему облику, так и по конструктивному решению, что обусловливается производственно-технологическими требованиями. Характерными для этих зданий являются относительно крупные по площади помещения, наличие устройств и конструктивных элементов для крепления и движения, и ряд других особенностей (например, повышенная влажность, значительные тепловые выделения, высокий уровень шума и т. д.).

1. Характеристика объёмно-планировочного решения Для каждого промышленного здания характерны свои объёмно-планировочные решения. Они должны обеспечивать функциональное назначение зданий и создавать оптимальные условия для производства. Объёмно-планировочные решения зависят от множества чрезвычайно разнообразных исходных данных и требований, в том числе от последовательности операций технологического процесса, расположения и габаритов оборудования, необходимости обеспечения условий труда в соответствии с нормативными документами, конкретного района строительства и т. д.

В данном курсовом проекте задано здание длинной 60 м. Оно разделено на 4 пролета: 3 пролёта шириной по 12 м и один пролёт шириной 24 м.

Внутренний объём разделён конструктивными элементами на отдельные ячейки. В зависимости от места положения в здании ячейки бывают угловые, торцевые, боковые и средние.

По размещению внутренних опор здание пролётное. Имеются мостовые краны и кран-балки.

По конструктивному решению здание каркасное, т. е. это система колонн, связанная с покрытием.

2. Технико-экономическая оценка по зданию Площадь застройки () — это площадь горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне цоколя, включая выступающие части.

= 2950,02.

Строительный объём (V) — это общий объём внутренних помещений здания.

V = 28 988,82 .

Полезная площадь () — это сумма площадей всех помещений здания в пределах внутренних поверхностей стен за вычетом площадей лестничных клеток, шахт, внутренних стен и опор, перегородок.

2874,48 .

Конструктивную площадь () находят как сумму площадей сечений всех конструктивных элементов в плане здания.

60,32 .

Рабочая площадь () — сумма площадей помещений, предназначенных для изготовления продукции.

2899,2 .

— это эффективность объёмно-планировочного решения.

= 10,07.

— характеризует эффективность планировочного решения.

= = 1,008.

— характеризует насыщенность плана здания строительной конструкции.

= = 0,02.

3. Характеристика конструктивного решения с описанием принятых элементов Конструктивные решения зданий зависят от требований, предъявляемых производством (степень агрессивности внутрицеховой среды, огнестойкость и прочее), а так же от района строительства (климатические условия, нагрузки, наличие соответствующих материалов и конструкций и т. д.). Они тесно связаны с объёмно-планировочными решениями зданий.

3.1 Фундаменты В возводимом здании запроектированы монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью под колонны промышленного здания серий: ФА 8−1, ФБ 8−1, ФГ 10−2.

Обозначение марки фундамента состоят из букв и цифр: Ф — фундамент, А-Г — индексы подколонника; цифры после букв (8, 10) — порядковый номер типоразмера подошвы фундамента; цифра после тире — порядковый номер высоты фундамента.

Состоят они из подколонника, двухступенчатой плитной части. Фундаменты запроектированы в трёх вариантах.

Высота ступеней плитной части 0,3 м. Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм. Минимальная толщина стенки стакана поверху 175 мм.

Фундаменты армированы типовыми арматурными сетками и плоскими каркасами.

Размеры конкретного фундамента выбирают в зависимости от нагрузки, передаваемой колонной, характеристик грунта и решений конструктивной части здания ниже отметки 0.000. Зазор между гранями колонн и стенкой стакана принят по верху стакана 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонны и дном стакана 50 мм. Минимальная толщина стенки поверху 175 мм. Стакан для ветвей двухветвевой колонны устраивают общим. Класс бетона фундаментов В10 — В12. После установки колонн стаканы аливают бетоном класса В20 или В23 на мелком гравии.

Под железобетонные фундаменты обычно делают подготовку толщиной 100 мм из щебня с проливкой цементным раствором или из бетона класса В 7,5.

Рис. 1. Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью под колонны промышленного здания

3.2 Фундаментные балки Фундаментные балки под наружные стены рассчитаны на нагрузку от сплошных стен и стен с оконными или дверными проёмами, расположенными над серединой фундаментной балки. Во внутренних проёмах предусматривают устройство одного дверного проёма над серединой балки. Балки рассчитаны на нагрузку от стен высотой до 15 м.

Для опирания стен фундаментных балок на фундаменты колонн рекомендуется устройство приливов (бетонных столбиков), ширину которых следует принимать не менее максимальной ширины балки, а обрез на отметке минус 0,45 или 0,6 — в зависимости от её высоты.

Зазоры между торцами балок заполняют бетоном марки М 100. Балки изготавливают из бетона марок М 200 — М 400. Рабочая арматура балок ФБ — плоские сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля.

Рис. 2. Фундаментные балки

3.3 Колонны Колонны — это вертикальные несущие элементы железобетонного каркаса промышленного здания. Изготавливаются они из бетона марок М 300 -600.

В данном проектируемом здании применены колонны следующих видов:

· железобетонные колонны прямоугольного сечения (400?400 мм; 500?400 мм) для пролётов А, В и Г шириной каждого 12 м, высотой 8,4 м и 9,6 м. В качестве подъёмно-транспортного оборудования используется кран-балка грузоподъёмностью 5 т. Колонны серии КЭ-01−49.

· железобетонные двухветвевые колонны прямоугольного сечения (1000?400 мм) для пролёта Б шириной 24 м, высотой 10,8 м. В качестве подъёмно-транспортного оборудования используется опорный мостовой кран грузоподъёмностью 20 т. Колонны серии КЭ-01−52 [3, с. 41].

Для зданий без опорных мостовых кранов разработаны колонны прямоугольного сечения, для зданий с опорными мостовыми кранами — сплошные прямоугольного сечения и двухветвевые. На эти колонны опираются железобетонные стропильные конструкции покрытий (балки и фермы).

Колонны рассчитаны на вертикальные нагрузки от массы покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, от снега, подвесного транспорта, опорных мостовых колонн, а также на горизонтальные воздействия. Все колонны для здания без мостовых кранов имеют прямоугольное постоянное по высоте сечение — 500 мм, имеющие консоли. При высоте сечения более 500 мм колонны консолей не имеют.

Двухветвевые колонны могут применяться как в зданиях с опорными мостовыми кранами так и с подвесными кранами.

Все колонны предназначены для применения в случаях, когда верх фундамента имеет отметку -0,150.

.

Рис 3. Виды колонн: а) железобетонные колонны прямоугольного. б) ступенчатые колонны сплошного сечения в) железобетонные двухветвевые колонны для зданий с опорными кранами.

3.4 Подкрановые балки Подкрановые балки предназначаются для применения в одноэтажных производственных зданиях пролётами 18, 24 и 30 м, оборудованных оборудованными опорными мостовыми кранами грузоподъёмностью до 32 т.

В данном курсовом проекте применяются балки таврового сечения высотой 800 мм, т.к. шаг колонн 6 м. Серия подкрановых балок 1.4261−4. Для крепления рельсов в полке балки предусмотрены отверстия с шагом 750 мм.

Поперечное сечение балок тавровое с полкой в сжатой зоне. В балках пролётом 12 м ребро внизу имеет уширение, необходимое для размещения рабочей арматуры. Основная арматура изготавливается из стали.

Балки изготавливают с предварительным напряжением арматуры из бетона классов В30, В40 и В45.

Рис. 4. Конструкция крепления железобетонной подкрановой балки

1 — стальная крепёжная планка; 2 — бетон, укладываемый после монтажа и крепления балок;

3 — шайбы; 4 — опорный лист; 5 — прижимная планка; 6 — болт; 7 — упругие прокладки

3.5 Фермы В проектируемом промышленном здании применены преднапряжённые фермы пролётом 12 и 24 м серии 1.463−3. Фермы устанавливаются на железобетонные колонны. Сопряжение стропильных балок с колонной осуществляется с помощью опорного металлического листа, которое приваривается к изделиям конструкций, заведений, на оголовке колонны.

Рис. 5. Фермы

3.6 Плиты покрытий Плиты покрытий номинальной длиной 12 м разработаны для использования в качестве настила в покрытиях промышленных зданий с шагом стропильных конструкций покрытия 6 м и рулонной кровлей. Основными считаются плиты шириной 3 м. Плиты шириной 1,5 м предназначены для применения в качестве доборных. Обозначение марки плит имеет вид дроби. В числителе указаны вид изделия (П-плита), тип плиты (римские цифры I или II) и условное обозначение основной рабочей арматуры, в знаменателе — номинальные размеры плит в метрах, против черты дроби — номер плиты. Плита имеет два основных продольных ребра высотой 450 мм и поперечные рёбра меньшей высоты. Номинальный шаг поперечных рёбер 1,5 м для плит 3*12 м типа I. Полка плиты между рёбрами имеет толщину 25 мм.

Все плиты изготавливают с предварительным напряжением.

Плиты изготавливают из бетона марки М 400 и М 500 на мелком гравии. Основная напрягаемая арматура изготовляется из горячекатаной стали периодического профиля различных классов, из холоднотянутой высокопрочной проволоки периодического профиля.

В данном курсовом проекте используются плиты марки -1 [2, с134].

Рис. 6. Плиты покрытий

5.7 Стены Стеновые пали предназначены для стен промышленных зданий с различным температурно-влажностным режимом. По положению в стене они подразделяются на рядовые, угловые удлинённые, перемычечные, подкарнизные и парапетные.

В соответствии с шагом крайних колонн номинальная длина всех панелей составляет 6 м.

Легкобетонные панели для зданий с шагом колонн 6 — плоские, однослойные, толщиной 300 мм, из керамзитобетона марки 75, накрытие с обеих сторон фактурным слоем цементно-песчаного раствора.

Из типоразмеров панелей могут выполнять две конструктивные схемы стены — навесная и самонесущая.

Нижняя панель первого яруса опирается на фундаментную балку по слою противокапиллярной гидроизоляции из цементно-песчаного раствора.

Раскладку панелей по высоте следует производить таким образом, чтобы один из горизонтальных швов располагался на 0,6 м ниже верха колонны.

Этот шов разделяет панели. Панели торцовой стены крепятся к стальным или железобетонным фахверковым колоннам и стойкам торцового фахверка.

Заполнение швов панельных стен осуществлено упругими синтетическими прокладками и герметизирующими мастиками. Толщина швов фиксирована жёсткими прокладками 200?200 мм.

В здании предусмотрены меры антикоррозионной защиты панелей и креплений.

В проектируемом здании применены стеновые панели серии 1.432−5.

Рис. 7. Стеновые панели

5.8 Окна промышленный здание строительный Оконные блоки имеют размеры, увязанные с размерами стеновых панелей, что позволяет компоновать стены из серийных элементов. Оконные панели разделяются на глухие и открывающиеся. В случае открывающихся окон предусматривают фрамуги, через которые проветривают помещения и протирают стёкла. Фрамуги могут открываться наружу и во внутрь помещения. Крепление оконных панелей к стеновым панелям осуществляется самонарезающимися винтами посредством накладных деталей. После установки и закрепления оконных переплётов швы тщательно заполняют изолирующими материалами и закрывают нащельниками и сливами. В данном курсовом проекте применены оконные блоки серии 1.436.3−21.

5.9 Ворота и двери По конструкции открывания ворота подразделяются на распашные двупольные и раздвижные однои двупольные.

В здании применены распашные ворота размером 3,6*3,6 м серии ПР-05−36 [3, с. 108] Воротный проём обрамлён сборной железобетонной рамой. В одном из воротных полотен устроена калитка. Полотна распашных ворот навешиваются на петли. Чтобы предотвратить продувание по контуру воротной рамы, к каркасу приваривают нащельники из полосовой ткани, а щели между распашными полотнами и под ними закрываются гибкими фартуками из резины или брезента. Ворота оборудованы механическим приводом, комплектом приборов для ручного открывания. Аварийные выключатели механического привода обесточивают систему при попадании постороннего тела между полотнами и в период открывания калитки.

В зависимости от назначения и конструкции деревянные двери подразделяются на внутренние и наружные. В соответствии с направлением открывания двери могут изготовляться правыми и левыми.

Полотна внутренних дверей высотой 2,3 м и шириной более 0,7 м навешиваются на три петли, остальные — на две.

В данном курсовом проекте двери подобраны по ГОСТ 14 624–69 [3, с. 107].

5.9 Кровля В данном здании принята малоуклонная кровля. Основанием для кровли служит замоноличенный настил из ребристых железобетонных плит и стальной профилированный настил.

Рубероидная кровля состоит из:

1) защитный слой гравия светлых тонов толщиной 25 мм, фракцией 5−15 мм, втопленный в битумную мастику.

2) трёх-четырёхслойный водоизоляционный рубероидный ковёр, наклеенный кровельной битумной мастикой, подогретой до 160−190?:

3) защитный слой рубероида, наклеиваемый на пенополистерол мастикой, подогретой до 110−120?;

4) теплоизоляционный слой из пенополистерольных плит толщиной до 50 мм;

5) пароизоляция выполняется и слоя рубероида на битуме БНК-5 при основании из стального профилированного настила и окраски горячим битумом той же марки при основании из ребристых железобетонных плит. В последнем случае соответственно более прочному основанию может применяться теплоизоляция из ячеистобетонных плит, выровненных под наклейку цементно-песчаным раствором М 50, толщиной слоя до 15 мм.

Сопряжение кровли со стеной решается в виде карниза со свесом окаймляющих кровлю железобетонных плит или в виде парапета с выступающими над кровлей парапетными панелями.

Водоотвод с покрытий промышленных зданий может быть наружным и внутренним.

Наружный неорганизованный водоотвод со сбросом атмосферных осадков через верх карниза устраивают в зданиях со скатными покрытиями. При таком водостоке свес карниза закрыт фартуком из оцинкованной стали. Бортик фартука предохраняет края рулонной кровли от отрыва её ветром. Капельник препятствует затеканию воды на стены здания.

Наружный организованный водоотвод устраивают в многоэтажных зданиях. Вода сбрасывается через настенные желоба и водосточные трубы, установленные на наружных стенах через 24 м.

Внутренний организованный водоотвод состоит из водоприёмных воронок, стояков, подвесных и подпольных трубопроводов, а также выпусков в ливневую канализацию.

Водоприёмная воронка состоит из сливного патрубка, вороника, прижимного кольца и колпака. К покрытию сливной патрубок прикрепляют хомутом, а кровельный ковёр зажимают прижимным кольцом к воротнику воронки. На скатных покрытиях водоприёмные воронки устанавливают на пониженных участках (ендовах). В сторону водоприёмных воронок ендовы имеют уклон 0,2−0,5%. Расстояние между приёмными воронками не более 24 м. Относительно продольных осей здания их смещают на 450 мм, относительно поперечных осей — на 500 мм. Площадь водосбора на одну воронку принимают от 600 до 1800 .

Стояки внутреннего водостока закрепляют хомутами к стенам или колоннам, а подвесные трубопроводы — к фермам или балкам покрытия. При повышенных требованиях к интерьеру трубы в помещениях здания закрывают коробами.

1. Неёлов В. А. Промышленные и сельскохозяйственные здания: Учебное пособие для техникумов. -М.:Стройиздат, 1980. — 233 с.

2. Трепененков Р. И. Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий: Учебное пособие для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1980. — 284 с.

3. Шерешевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: Учебное пособие для студентов строит. специальностей вузов. — 3. е изд., перераб. и доп. — Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1979. — 168 с.

4. Кутухтин Е. Г., Коробков В. А. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений: Учеб. пособие для техникумов. — 2-е ид., перераб. и доп. — М.: Архитектура-С, 2007. — 272 с.