Проектирование подсобно-производственного здания машиностроительного завода

Введение

Общая характеристика здания Объемно-планировочное решение Генеральный план участка Теплотехнический расчет наружной ограждающей стены Расчет глубины сезонного промерзания грунта Конструктивное решение Расчет площадей помещений административно-бытового здания Список литературы

Промышленные предприятия играют важную роль в развитии государства и повышают его благосостояние. Поэтому требуется повышать качество проектирования промышленных предприятий, осуществлять строительство по более прогрессивным экономическим проектам.

Одна из важнейших задач в области проектирования — повышение уровня индустриализации строительства, широкое применение унифицированных конструкций и деталей заводского производства, изготовленных из эффективных строительных материалов. Широко внедряются эффективные железобетонные конструкции, в том числе предварительно напряженные, армированные высокопрочной арматурой, конструкции в виде сводов и оболочек. Увеличилось использование металлоконструкций из качественных сталей.

Существенно улучшилось внутреннее оборудование промышленных зданий благодаря использованию совершенных отопительно-вентиляционных устройств, систем водоснабжения и канализации, в необходимых случаях применяется кондиционирование воздуха.

Основная задача механиков, принимающих участие в проектировании промышленных зданий совместно с архитекторами и конструкторами, заключается в выборе таких планировочных схем, объемных решений и конструкций зданий, которые не только удовлетворяли бы требованиям современных технологических процессов, но и способствовать экономному расходованию денежных и материальных ресурсов в промышленном строительстве.

Перед механиками, занятыми проектированием промышленных сооружений и комплексов, стоят задачи по внедрению рациональных объемно-планировочных решений зданий, обеспечению нормативных санитарно-гигиенических условий в цехах на территориях предприятий и охране окружающей среды.

Общая характеристика здания

Данное здание — подсобно-производственное здание машиностроительного завода — предусмотрено для строительства в г. Омск. Запроектировано в соответствии со СНиП 31.03.2001 «Производственные здания» .

Здание одноэтажное многопролетное бесподвальное. Оно имеет каркасную конструктивную схему. Фундамент столбчатый. Наружные стены — навесные многослойные панели, состоят из пенобетона и утеплителя (изовер). Конструкция покрытия состоит из сборных арочных решетчатых ферм и сборных железобетонных ребристых плит. Крыша малоуклонная. Кровля выполняется из рулонного материала.

В здании предусмотрено 5 въезда для автотранспорта через распашные ворота. По периметру здания предусмотрена отмостка из асфальта.

Объемно-планировочное решение

В плане здание имеет прямоугольную форму с размерами в осях:

1−14 — 78 000 мм, А-К — 42 400 мм.

Здание одноэтажное двухпролётное бесподвальное. Продольные пролеты здания расположены в осях:

" 1″ - Б-Д — 18 м,

" 2″ - Е-К — 24 м, Максимальная высота здания -16,9 м. Высота до низа несущей конструкции составляет в пролетах:

" 1″ - 7.2м,

" 2″ - 8.4 м, В здании расположены помещения:

В пролете «2» расположен мостовой кран грузоподъемностью 10 т, в пролете «1» подвесной кран грузоподъемностью — 5 т.

Естественное освещение в соответствии с нормами.

Для въезда автотранспорта предусмотрены распашные ворота. Трое из них для въезда в помещение «1» расположены в осях 3−4, 7−8 и 12−13, двое для въезда в помещение «2», расположены в осях 4−5 и12−13.Ворота имеют размеры 3,6×3,0 м, полотна ворот открываются вручную. Перед воротами с наружной стороны устраивается пандус с уклоном i=0,06.

Технико-экономическая оценка объемно-планировочного решения

· Площадь застройки А_з=6412,8 м².

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

А_п=6135,8 м².

· Рабочая площадь — сумма площадей помещений на всех этажах, антресолях, этажеркаж и т. д.

А_р=6135,8 м².

· Конструктивная площадь — сумма площадей сечений всех конструктивных элементов А_к=277 м².

· Объем здания V=82 083 м³.

По имеющимся показателям определяем коэффициенты, характеризующие объемно-планировочное и конструктивное решение здания:

.

Генеральный план участка

Строительство проектируемого здания предусмотрено в г. Омск на достаточном расстоянии от селитебной зоны. Данное здание относится к производственным зданиям, для него предусматривается участок площадью 57 825 м². Участок имеет ограждение по всему периметру. Помимо проектируемого здания здесь расположены также административно-бытовой корпус, контрольно пропускной пункт, производство бетона, склады и другие здания.

Въезд автотранспорта на территорию предприятия осуществляется через двое ворот. Для въезда железнодорожного транспорта на территорию предусмотрены специальные ворота. Для сообщения между зданиями предприятия предусмотрены пешеходные тротуары, внутризаводские пути сквозные. Для перехода проезжих частей автомобильных дорог у тротуаров предусмотрены пандусы с необходимым уклоном. Настилы проезжих частей выполнен из асфальта, а тротуаров — из тротуарной плитки. Территория предприятия озеленена газонами и деревьями.

На генеральном плане отмечены горизонтали, показывающие, что рельеф местности спокойный. По углам здания показаны в числителе — отметка планировки, в знаменателе — отметка рельефа. За относительную отметку 0,000 принят уровень чистого пола проектируемого здания, соответствующий абсолютной отметке 126,5. Вокруг здания предусмотрена отмостка из асфальта на щебеночной подготовке с уклоном i=1:12.

Положение административно-бытового корпуса по отношению к складам и производственному зданию запроектировано с учетом преобладающих Южных летних ветров. Производственное здание сориентировано в соответствии с зимними Северными ветрами.

Технико-экономические показатели генерального плана

· Площадь всей территории -57 825м².

· Площадь застройки зданиями, сооружениями — 17 654 м².

· Плотность застройки — процентное отношение площади застройки к общей площади предприятия .

· Коэффициент использования территории — отношение площади, занятой зданиями, сооружениями, открытыми складами, рельсовыми, безрельсовыми дорогами к площади предприятия .

· Коэффициент озеленения .

· Протяженность рельсовых и безрельсовых дорог — 1222 м.

· Протяженность ограждения -964 м.

4. Теплотехнический расчет наружной ограждающей стены

Влажностный режим: режим влажный.

Условия эксплуатации — Б.

Зона 2- нормальная.

Стена состоит из слоев (рис.1).

д₁ д₂ д₃

рис.1

д₁=80 мм — пенобетон, г₁=1000 кг/м³ — плотность материала, л₁=0,47 Вт/(мМ?с) — расчетный коэффициент теплопроводности, д₂=? — изовер, г₂=80 кг/м³,

л₂=0,064Вт/(мМ?с),

д₃=80 мм — пенобетон, г₃=1000 кг/м³,

л₃=0,47Вт/(мМ?с),

Из условия R₀=R_reg определяем толщину утеплителя

где (1)

б_в=8,7 Вт/(мМ?с) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхностиограждающей конструкции д_i — толщина i-го слоя ограждающей конструкции л_i — расчетный коэффициент теплопроводности i-го слояограждающей конструкции б_н =23 Вт/(мМ?с) — коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции Принимается в зависимости от градусо-суток отопительного периода, определяется по таблице 4 СниП (2)

D_d=(t_int-t_ht)ЧZ_ht, где (2)

t_int =16?с — расчетная средняя t? внутреннего воздуха здания

t_ht= -8,4?с — средняя t? наружного воздуха

Z_ht=221сут — продолжительность суток отопительного периода принимается по СНиП (3) для периода со средней суточной t? наружного воздуха не более 8? с

D_d =(16+8.4)Ч221=5392,4?сМсут, Интерполяцией по значениям таблицы 4 СНиП (2) принимаем значение

R_reg = aD_d + b=0.35*5392,4+1.4=3,29 м²°С/ Вт

;

;

Х=0.14 м д₂=140 мм Проверим условие при д₂=140 мм (3)

(мМ?с)/Вт Так как (мМ?с)/Вт (мМ?с)/Вт, то условие выполняется. Следовательно, принимаем толщину стены 300 мм.

Расчет глубины сезонного промерзания грунта

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта d_fn:

где (4)

M_t — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемый по СНиП (3)

d₀ — величина, принимаемая по СНиП (5) равной для песков 0,25 м

;

тогда

м;

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f, м, определяется по формуле:

где (5)

d_fn — нормативная глубина промерзания грунта

k_h =0,6 — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений, принимаемый для наружных фундаментов не отапливаемых сооружений по таблице 1 СНиП (5)

Тогда м.

Следовательно, принимаем глубину заложения фундамента не меньше 1,09+0,2=1,29 м. По конструктивным соображениям принимаем глубину заделки фундамента 1.5м.

Конструктивное решение

Конструктивная схема здания — полный железобетонный каркас.

В основании здания лежит песок (крупный). Фундаменты монолитные железобетонные стаканного типа под каждую колонну и под спаренные. Глубина заложения фундамента составляет 1,5 м. Уровень грунтовых вод на 1,8 м ниже поверхности земли. Предусмотрена вертикальная обмазочная гидроизоляция по поверхностям подземных конструкций, соприкасающихся с грунтом. Для передачи нагрузки подоконных панелей на фундамент предусматриваются фундаментные балки серии 1.415−1 марки 1БФ58, 1БФ50, 1БФ48, 1БФ46, 1БФ45. Фундаментные балки опираются на бетонные столбики, расположенные на ступенях фундамента. В местах опирания фундаментной балки, железобетонных перемычек и подоконных стеновых панелей предусматривается горизонтальная гидроизоляция.

В качестве каркаса используются железобетонные колонны серии КЭ-01−49 сечением 400×400 и 400×600, высотой 7,2 м, 8,4 м. Шаг крайних колонн составляет 6 м, средних — 6 м. В торцах пролетов для крепления навесных стеновых панелей используются колонны фахверка сечением 400×400, высотой 7,2 м, 8,4 м. Также в торцах у основных колонн предусматриваются стойки фахверка, выполненные из спаянных между собой швеллеров № 20.

Для монтажных кранов предусматриваются подкрановые балки, укладываемые на консоли колонн. К подкрановым балкам крепятся рельсы мостового крана. Балки крепится сваркой к закладным деталям консоли колонны и анкерными болтами, а в верхней части подкрановая балка крепится к закладным деталям колонны через металлическую пластину. Подкрановые балки обеспечивают дополнительную пространственную жесткость здания. Подвесной кран крепится к закладным деталям конструкции покрытия.

Для обеспечения пространственной жесткости здания предусматривается установка крестовых связей и портальных связей. Связи выполняются из прокатного металлического профиля и крепятся к закладным деталям колонны.

Навесные многослойные панели крепятся к колонне сваркой закладных деталей с помощью соединительных элементов.

Разделительные перегородки выполнены из железобетонных панелей толщиной 80 мм.

Перегородки устанавливаются между помещениями с различным характером производства.

В связи с перепадом высот между пролетами предусматриваются поперечные температурно-деформационные швы, в осях Д-Е толщиной 400 мм.

Для бокового естественного освещения и аэрации здания предусматриваются световые проемы, которые заполняются стальными оконными панелями. Оконные панели высотой 3600 мм устанавливаются на отметках 1.2 м, 2.4 м и высотой 900 мм на 6.6 м.

Несущими конструкциями покрытия являются сборные арочные решетчатые железобетонные фермы длиной 18 м и 24 м. При шаге колонн 6 м конструкции покрытия крепятся в верху колонны с помощью анкерных болтов и сварки.

В качестве ограждающих элементов покрытия используются ребристые плиты высотой 300 мм, шириной 3000 мм и длиной 6000 м. Крыша малоуклонная с клоном i=5%.

По плитам покрытия устраивается пароизоляция (пароизол), далее: утеплитель (изовер), цементно-песчаная стяжка, 2 слоя экорбита П и 1 слой экорбита К. Для защиты парапетных панелей предусматривается устройство фартука из оцинкованной стали, укрепленного костылями -40×4 через 600 мм.

Для верхнего естественного освещения и аэрации на скатах крыши в пролете «2» устанавливаются фонари.

Для сообщения между помещениями предусматриваются распашные металлические ворота размером 3,6×3,0 м.

Полы в здании бетонные монолитные, конструкция пола показана на рис. 2.

Бетон В30

Бетонная подготовка B25

рис. 2

В здании предусмотрен организованный внутренний водоотвод. Размер и количество воронок установлено по расчету. При устройстве покрытия с помощью керамзитобетона предусматривается уклон в сторону водоприемных воронок i=1%.

Для отвода дождевых и талых вод от фундамента по периметру здания предусматривается отмостка с i=1:12, шириной 0,6 м. Отмостка состоит асфальта на щебеночной подготовке.

В здании также предусмотрены следующее инженерное оборудование: системы центрального отопления, водоснабжения, вентиляции, электрификации.

Расчет площадей помещений административно-бытового здания

Конструктивная схема здания — каркасная с навесными многослойными стеновыми панелями.

В производственном здании протекают процессы группы IВ, характеризующиеся как процессы, осуществляемые при неблагоприятных метеорологических условиях, значительных выделениях влаги, пыли, особо загрязненных веществ (кроме вредных), воздействии влаги, вызывающей намокание специальной одежды и обуви.

Исходные данные:

A=А₁+А₂= 150чел. — количество работающих во все смены,

A₁=105 чел. — мужчин,

A₁=45 чел. — женщин.

В=В₁+В₂=80 чел. — количество работающих в наиболее многочисленную смену, В₁=56 чел. — мужчин, В₂=24 чел. — женщин.

С=10 чел. — ИТР и служащие Рассчитаем площади вспомогательных помещений:

1. Вспомогательные помещения.

3,5· А=3,5·150=525 м².

2. Санитарно-бытовые помещения.

2.1.Гардеробно-душевой блок.

2.1.1. Все помещения блока

2,6· А₁=2,6·105=273 м²,

2,6· А₂=2,6·45=117 м²;

2.1.2. Гардеробная

2.1.2.1.Отделения шкафов

· Уличной и домашней одежды А₁=105 шт.,

А₂=45 шт.;

· Спецодежды А₁=105 шт.,

А₂=45 шт.;

2.1.2.2. Умывальники В₁/20=56/20=3шт.,

В₂/20=24/20=2 шт.;

2.1.3. Душевая — кабина (сетки) В₁/5=56/5=12 шт.,

В₂/4=24/4=6 шт.;

2.1.4. Преддушевая

1,3· 12=15,6 м²,

1,3· 6=7,8 м²;

2.1.5Уборная — унитазы -2 шт. на гардеробно-душевой блок;

2.1.6.Подсобное помещение 12…18 м²;

2.2.Помещения в производственном здании.

2.2.1.Комната отдыха — 18 м²;

2.2.2.Уборная

· Унитазы В₁/30=56/30=2 шт.,

В₂/4=24/15=2 шт.;

· Писсуары В₁/30=56/30=2 шт.;

· Умывальники В₁/60=56/60=1 шт.,

В₂/60=24/60=1 шт.

3. Медицинская комната — 18 м².

4. Помещения общественного питания.

4.1. Обеденный зал.

4.1. 1. Посадочные места

n?В/4, n?80/4=20шт.;

4.1.2.Площадь

2n=2*20=40 м²;

4.2.Подсобные и производственные помещения для буфета 23 м²;

4.3.Умывальная

n/15=2 шт.

4.4. Уборная — приборы

2 в мужской и женской уборной

5.Красный уголок, зал собраний

0,3В=0,3· 80=24 м².

6.Помещения общественной организации

12…48 м², 1…3 помещения

7.Рабочие комнаты конторы

4 м² на 1 рабочее место

8.Конструкторское бюро

6 м² на 1 рабочее место

9. Уборная По нормам цеховых уборных.

1. СНиП 31.03.2001. Производственные здания. — М.: Госстрой России, 2002.

2. СНиП 23−02−2003. Тепловая защита зданий — М.: Госстрой России, 2003.

3. СНиП 23−01−99. Строительная климатология — М.: Госстрой России, 1999.

4. СНиП II-3−79*. Строительная теплотехника — М.: Госстрой СССР, 1979.

5. СНиП 2.02.01−83*. Основания зданий и сооружений — М.: Госстрой СССР, 1983.

6. СНиП II-89−80*. Генеральные планы промышленных предприятий — М.: Госстрой Росси, 1994.

7. ГОСТ 28 737–90. Балки фундаментные железобетонные для стен зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. — М.: Госстрой СССР, 1991.

8. Шерешевский И. А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений» — Ленинград, 1976.

9. «Проектирование вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий», под ред. Л. Ф. Шубина — М.:1986.