Промышленное здание

Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Кафедра архитектурного проектирования Дисциплина «Архитектура гражданских и промышленных зданий»

Курсовая работа № 2

«ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗДАНИЕ»

1. Общая часть

1.1 Исходные данные

1.2 Описание технологического процесса

1.3 Объемно-планировочное решение

2. Архитектурно-конструктивные решения

2.1 Выбор материала каркаса, обеспечение пространственной жесткости и устойчивости

2.2 Привязка колонн стен к модульным разбивочным осям

2.3 Описание отдельных конструктивных элементов

3. Расчетная часть

3.1 Теплотехнический расчет наружной стены промышленного здания «Механический цех»

3.2 Светотехнический расчет производственного помещения

3.3 Расчет помещений административно-бытового корпуса

4. Краткие сведения об инженерном оборудовании

5. Подсчет ТЭП Литература

1. Общая часть

Данный курсовой проект «Промышленное здание» выполнен в соответствии с заданием на проектирование «Цех механической обработки». В проекте разрабатываются архитектурные, конструктивные решения промышленного здания с учетом задания габаритов, материалов, целевой направленности, района строительства и основных нормативных требований. Целью проекта является получение архитектурных навыков проектирования на примере объемно-планировочных и конструктивных решений промышленного здания.

1.1 Исходные данные

В курсовой работе требуется, на основании заданных параметров разработать архитектурно-конструктивный проект промышленного цеха. Несущий остов здания составляет железобетонный или металлический каркас, огражденный навесными или самонесущими стенами. Габаритные параметры и характеристика условий строительства здания приведены в таблице 1:

Таблица 1

Условные обозначения:

B-ширина пролета (м);

H-высота до низа несущих конструкций (м);

Qk-грузоподъемность мостового крана (т);

Qnгрузоподъемность подвесной крана-балки (т).

В исходные данные для проектирования входит графическая часть в которую включены:

1. Фасад здания в масштабе 1:200;

2. План на отм. в масштабе 1:200;

3. Поперечный разрез здания в масштабе 1:200;

4. Продольный разрез (по фонарю) 1:200;

5. Схема несущих конструкций покрытия (стропильных и подстропильных балок или ферм, ферм фонарных М 1:400;

6. Три конструктивных узла М 1:200.

7. План кровли М 1:400;

8. Фрагмент схемы фундаментов и фундаментных балок М 1:200.

1.2 Описание технологического процесса

Цех входит в состав станкостроительного завода и осуществляет механическую обработку деталей и сборку крупных металлообрабатывающих станков.

Заготовки и деталей станков доставляются из литейного и кузнечного цехов завода безрельсовым транспортом и складируются в продольных проемах (в первом и втором), для чего требуется двое ворот размером 4,0×4,2 (h) м. Здесь располагаются отделения механической обработки деталей, оборудованные токарными, фрезерными, сверлильными и другого рода станками, также помещение для заточки инструмента, ремонтные отделения и т. п.

После обработки в термическом отделении детали поступают на специальные сборочные стенды, расположенные в отделении общей сборки, откуда готовые станки направляются в малярное отделение и в экспедицию. Внутрицеховая транспортировка грузов в трех цехах (1- заготовки и ремонтном отделении, 2-механическом отделении, 3- отделение общей сборки) осуществляется вдоль пролетов мостовыми кранами грузоподъемностью 20 тн каждый, а между пролетами рельсовыми тележками. Во всех отделениях цеха производственный процесс протекает без значительного выделения тепла, пыли и газа.

Высота каждого цеха до низа несущих конструкций прията 10,8 м.

По санитарной характеристике производственных процессов, все работающие в цехе заготовки и ремонтном отделении, механическом отделении, отделении общей сборки относятся к группе 1-б (все женщины) и II-б (все мужчины).

Работа цехов предусмотрена в две смены. По взрывопожарной и пожарной опасности производственные процессы относятся к категории Д. Уровень ответственности — нормальный. Грунты на площадкепески пылевидные, супеси.

1.3 Объемно-планировочное решение

Здание цеха механической обработки запроектировано простой прямоугольной формы. Состоит из трех взаимосвязанных (под единой крышей) цехов. Размер всего здания по осям составляет 66×60 м. Размер каждого цеха равен:

Заготовочное и ремонтное отделение -18,0×60м;

Механическое отделение -24×60,0 м;

Отделение общей сборки-24×60,0 м.

В здании принятые монолитные столбчатые железобетонные фундаменты серии 1.412. По фундаментам уложены фундаментные железобетонные балки типа ФБ 6 серии 1.415−1. Фундаментные балки таврового профиля. Пазуха вокруг фундаментных балок засыпана шлаком или любым изоляционным материалом, исключающим промерзание грунтов (для исключения его «вспучивания»).

Монолитные участки выполнены с соблюдением требований СНиП 52−01−2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Высота единая до низа несущих конструкций-10,8 м.

В качестве каркаса использованы металлические колонны сечением.

Шаг наружных колонн 6 м. Шаг внутренних колонн 12 м.

Также использованы модульная система 6,0 м х 6,0 м и фахверковые колонны с шагом 6 м.

Металлические ворота со встроенными дверями, для безрельсового транспорта, двустворчатые, распашные. Размер ворот в плане 4×4,2 м.

Полы бетонные выполненные по технологии топинга. Бетон отвечает требованиям ГОСТ 26 633–91. По классу прочности В-30. По классу морозостойкости F-200, марка щебня 800 для бетона по классу прочности В-30.

Класс применяемой арматуры и закладных деталей А-IV.

строительство здание архитектурный конструктивный Цеха перекрыты двухскатными металлическими фермами, взаимосвязанными по верхним поясам прогонами с шагом 3,0 м.

Кровля выполнена из металлопрофиля с утеплителем и пароизоляцией. Пространственную жесткость создают вертикальные связи по колоннам и горизонтальные связи по нижнему поясу ферм.

Стены самонесущие опираются на фундаментные балки, через которые нагрузку передают на столбчатые фундаменты колонн каркаса. Стены облегченные, сендвич-панели серии 1.432.2−32.93.

2. Архитектурно-конструктивные решения

Современное индустриальное строительство в основном базируется на применении типовых сборных деталей и конструкций. Типовыми называют детали и конструкции, имеющие для данного момента времени наиболее рациональное решение и предназначенные для широкого применения. Количество типов и размеров сборных деталей и конструкций должно быть возможно меньшим, что существенно облегчает их изготовление, монтаж и уменьшает стоимость строительства.

Уменьшение количества типов и размеров может быть достигнуто на основе унификации архитектурно-планировочных решений зданий, основными параметрами которых являются шаг, пролет — и высота этажа.

Шагом называют расстояние между координационными осями стен и отдельных опор, предусмотренное при проектировании плана здания. В зависимости от направления в плане здания шаг может быть продольным и поперечным. Пролетом здания называют расстояние между координационными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем продольным размерам основных несущих конструкций перекрытия или покрытия. В зависимости от конструктивно-планировочной схемы пролет совпадает по направлению с поперечным или продольным шагом, а в отдельных случаях (например, в железобетонных безбалочных перекрытиях) — с тем и другим. В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние между осями, а пролет большее.

Высотой этажа называют расстояние по вертикали от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа, в верхних этажах и одноэтажных чердачных зданиях — расстояние от уровня пола до отметки верха чердачного перекрытия, а в бесчердачных зданиях — до низа основной несущей конструкции.

При возведении зданий из индустриальных сборных элементов необходима взаимоувязка всех размеров этих элементов, что возможно только при условии унификации их размеров.

Унификацию архитектурно-планировочных параметров зданий и геометрических размеров конструкций в РФ осуществляют на основе единой модульной системы (ЕМС), представляющей собой совокупность правил назначения размеров шага, пролета, высоты этажа, размеров конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования на базе единого модуля 100 мм, который обозначают буквой М.

2.1 Выбор материала каркаса, обеспечение пространственной жесткости и устойчивости

Один из важнейших вопросов при проектировании любого типа несущих остовов — обеспечение их пространственной жесткости и устойчивости. В многоэтажных зданиях это может оказать серьезное влияние на их формообразование, особенно в зданиях повышенной этажности, которые должны удовлетворять нормативным требованиям к допустимым величинам прогибов верха здания и величинам ускорения колебаний от динамической составляющей ветрового напора. Необходимо принимать во внимание следующее. Элементы жесткости любого здания работают на восприятие горизонтальных ветровых нагрузок как консоли, защемленные в грунт. По мере роста этажности соотношения ширины этих консолей (часто равной ширине зданий) к их высоте уменьшаются, т. е. сопротивляемость консолей понижается. Величина же горизонтальных сил возрастает с ростом этажности: растут и площадь загружения, и интенсивность ветрового напора. При соотношениях ширины зданий к высоте в пределах ј-1/6 их жесткость и устойчивость обеспечивается грамотным проектированием элементов жесткости в пределах любых форм плана здания. При уменьшении этих соотношений до 1/7−1/9 необходимо предусматривать меры по повышению пространственной жесткости зданий: более компактную форму плана; элементы жесткости желательно замоноличивать или выполнять монолитными, предусматривать дополнительные элементы жесткости в единой системе несущего остова и т. п. Дело в том, что при росте высоты здания увеличение его ширины не всегда возможно по функциональным и другим соображениям. Поэтому нужны меры и по ограничению гибкости остова, его устойчивости и предотвращение еще одной возможной неприятности — деформации скручивания вокруг вертикальной оси здания, что может вызвать сдвиги в наружных панелях в оконных переплетах и т. п. Для высотных точечных зданий целесообразно усиливать жесткость наружных оболочек — например, вдоль периметров наружных стен.

2.2 Привязка колонн стен к модульным разбивочным осям

Расположение конструктивных элементов и деталей в плане и в разрезе здания устанавливают при проектировании путем, так называемой привязки их к модульным разбивочным осям. Привязка характеризуется расстоянием от модульных разбивочных осей до грани или геометрической оси элемента. Привязку наружных несущих стен выполняют так, чтобы внутренняя грань стены размещалась на расстоянии от модульной разбивочной оси, равном половине номинальной толщины внутренней несущей стены. Привязка должна быть кратна М или М-2. Допускается совмещение внутренней грани стены с модульной разбивочной осью в целях унификации элементов перекрытий («нулевая привязка»).

Во внутренних стенах геометрическую ось совмещают с модульной разбивочной осью. Отступление от этого правила допускается для стен лестничных клеток и стен с вентиляционными каналами. В наружных самонесущих и навесных стенах внутреннюю грань, как правило, совмещают с модульной разбивочной осью («нулевая привязка»). В каркасных зданиях геометрический центр сечения средних рядов совмещают с пересечением модульных разбивочных осей. При привязке крайних рядов колонн (в том числе в торцах здания) допускаются следующие два варианта:

а) наружную грань колонн совмещают с модульной разбивочной осью (краевая или нулевая привязка), если пролётные конструкции (ригель, балка, ферма т.д.) перекрывают колонну и когда это целесообразно по условиям раскладки элементов перекрытий или покрытий;

б) внутреннюю грань колонн размещают от модульной разбивочной оси на расстоянии, равном половине толщины внутренней колонны при консольном типе опирания конструкции, когда ригели опираются на консоли колонн или плиты перекрытий на консоли ригелей.

В одноэтажных промышленных зданиях с тяжелыми крановыми нагрузками (от 30 до 50 т.) наружные грани колонн крайних рядов и внутренние поверхности стен смещают наружу от модульной разбивочной оси на расстояние кратное М и М-2 (как правило, на 250 мм). Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса одноэтажных промышленных зданий смещают с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 500 мм, а внутренние поверхности торцовых стен совмещают с осями («нулевая привязка»), что связано с особенностями конструктивных узлов торцовых стен.

2.3 Описание отдельных конструктивных элементов

Здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов, которые подразделяют на несущие и ограждающие. Несущие элементы (фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия) воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, возникающие от массы оборудования, людей, снега, собственной массы конструкций, действия ветра и т. д. Ограждающие элементы (наружные и внутренние стены, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов) защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий. Они позволяют поддерживать внутри зданий требуемые температурно-влажностные и акустические условия. Кроме того, встречаются конструктивные элементы, которые одновременно совмещают несущие и ограждающие функции, например стены и покрытия.

К основным конструктивным элементам здания различного назначения относятся: фундаменты, наружные стены и перегородки, колонны, перекрытия, покрытия, лестницы, окна, двери и т. п.

В данной проекте, колонны приняты консольные. Это необходимо для установки на консолях их подкрановых балок, на которых проложены пути продвижения мостовых кранов грузоподъемностью 20 тн. в каждом пролете цеха.

К крайним колонам примыкают самонесущие стены ограждений цехов кроме восприятия или нагрузок от мостовых кранов.

Фахверковые колонны служат только для крепления стен торцов здания цеха.

Колонна для здания оборудована мостовыми кранами, состоит из двух частей: надкрановой и подкрановой.

Надкрановая служит для опирания несущих покрытий и называется надколонником. Подкрановая часть воспринимает нагрузку от подколенника, а так же от подкрановых балок, которые опираются на консоли колонны и передает ее на фундамент.

Строительная система. Стропильная система состоит из стропильных ферм и прогонов с шагом для ферм -6,0 м, для прогонов -3 м.

Строительная ферма (ГОСТ 23 118−78) предназначена для пролетов 18,0 м и 24,0 м. Изготавливается согласно требованиям СНиП 111−18−75

Крыша является верхним ограждением здания или сооружения, защищающим его от атмосферных воздействий и ветра. Водонепроницаемую оболочку крыши называют кровлей. Кровля данного проекта утеплена пароизоляцией из унифицированных сендвич-панелей типа ПСБ-25 серии 1.423.2−30.93.

Для водоотведения ливневых вод в здании организованы внутренние водоприемники. Их диаметр составляет 200 мм из условияодна воронка на 350 м² покрытия. Воронки оборудованы электрическим прогревом, исключающим намерзания ливневых вод в зимний период. Уклоны покрытия соответствуют естественным уклонам ферм покрытия.

Фонари. Выбор вида, конструктивного решения фонарей и способа их размещения в покрытии зданий следует производить на основании анализа технико-экономического сравнения различных вариантов с учетом архитектурно-композиционного решения здания или сооружения и особенностей выполняемых в них технологических процессов.

Конструктивное решение фонарей и их расположение в покрытии здания или сооружения должно обеспечивать:

нормируемое значение коэффициента естественного (или совмещенного) освещения (КЕО) в помещении;

поддержание в комплексе с системой отопления и вентиляции необходимых параметров температуры и скорости движения воздуха в рабочей зоне и воздухообмена в помещении;

надежность эксплуатации в течение расчетного срока;

ремонтопригодность;

удобство эксплуатации.

КЕО — коэффициент естественной освещенности представляет собой выраженное в % отношение естественной освещенности, создаваемой в определенной точке помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (СНиП 23−05−95).

Фонари в проекте запроектированы 2 -х видовсветовые и светоаэрационные. Для устройства верхнего естественного освещения и вентиляции помещений, избытки явного тепла в которых превышают 23 Вт/м3, как правило, должны применяться прямоугольные одноярусные светоаэрационные фонари (рис. 1). Техническая документация на эти конструкции представлена в альбомах серий 1.464.2−25.93, 1.464−11/82, 1.464−13/82 и 1.464.3−22.

Рис. 1. Одноярусный светоаэрационный фонарь

1 — несущие элементы; 2 — механизм открывания; 3 — рамочный створный элемент; 4 — светопропускающее заполнение; 5 — покрытие; 6 — защитная сетка.

Светоаэрационные фонари должны располагаться по оси пролетов здания. Длина фонарей не должна превышать 120 м. Расстояние между торцами фонарей, а также от торца фонаря до наружной стены должно быть не менее 6 м.

Открывание створок фонарей должно быть механизированным (с включением механизмов открывания из помещений) и дублировано ручным управлением.

Для открывания фонарей рекомендуется применять механизмы реечного типа (серия 1.464.2−25.93, вып. 5).

С внутренней стороны остекления светоаэрационных фонарей должна устанавливаться защитная металлическая сетка с размерами ячеек не более 50Ч50 мм из оцинкованной проволоки диаметром 2 мм. Сетка должна располагаться вертикально вдоль внутренней стороны несущих стоек фонаря на высоту не менее 1/3 высоты светового проема.

Двухъярусные светоаэрационные фонари (серия 1.464−13/82) могут применяться только при соответствующем технико-экономическом обосновании целесообразности их использования.

Принятые в проекте фонари имеют П-образную надстройку над проемами кровли. Боковые части фонаря с ленточным остеклением имеют высоту 0,6 м.

Фонари расположены по оси пролетов и своими торцами не доходят до торца здания на 6,0 м.

По всей длине проектируемого здания подкрановые балки приняты у торцов зданий торцовые и рядовые.

Рельсы подкрановых путей укладываются на другой прокладке толщиной 8−10 м из прорезиненной ткани и с обеих сторон рельс крепиться парными «лапками» на болтах.

Балки приняты стальные по серии 1.426.2−3, 1.426.2−7, несущие нагрузку мостовых 20-ти тонных кранов.

Стены здания выполнены из облегченных сендвич-панелей промышленного производства серии 1.432.2- 30. 93.

На фундаментную балку опирается цокольная железобетонная стеновая панель ПСТ серии 1.432;1.030.

Монтируются профилированные унифицированные стеновые панели путем крепления к колонам каркаса здания, что дополнительно создает пространственную жесткость здания.

Конструкция, принимаемых стеновых и кровельных седвич-панелей исключает появление в стенах панелей «мостиков холода».

Колонны приняты исходя из условий обеспечения прочности, устойчивости и жесткости колонн, габаритов и пролетов мостовых кранов серии 1.424−4.

Для определения размеров колонн, принимается сечение колонн из расчета 1/15 высоты колонны, а для верхней части ступенчатой колонны 1/10 высоты надкранового пути.

Расстояние от разбивочной оси здания до наружной грани крайней колонны установлено в 250 мм.

Расстояние от разбивочной оси здания до оси подкранового пути установлено в 750 мм, при этом грузоподъемность крана составляет 20тн.

Опорная плита колонн крепится к фундаменту, установленными анкерными балками.

Для создания пространственной жесткости выполняются вертикальные связи по колоннам для восприятия всех продольных усилий от мостовых кранов и обеспечивают неизменяемость каркаса в продольном направлении. Геометрическая неизменяемость (жесткость) остова малоэтажного здания и его устойчивость в основном зависят от жесткости и устойчивости его составных элементов и их взаимосвязи. Уточним некоторые положения обеспечения жесткости и устойчивости вертикальных элементов остова. Схема работы плоского вертикального элемента стены на действие внешних сил. Стена стоит на фундаменте и жестко заделана в него. В направлении действия горизонтальной внешней силы стена обладает достаточной жесткостью, как любой плоский тонкостенный элемент из относительно жесткого материала она не будет деформироваться в своей плоскости. В направлении же действия горизонтальной внешней силы из плоскости стены этот элемент будет изгибаться вследствие небольшой толщины стены, т. е. в этом направлении — из плоскости— отдельно стоящая стена может оказаться нежестким элементом.

Дополнительные связи установлены для обеспечения передачи продольных усилий с торцов здания и конструкций покрытия, на продольные конструкции (подкрановые балки и распорки).

Фахверк. Фахверк состоит из стоек ригелей элементов, передающих нагрузки на каркас (ветровые фермы) и элементов обеспечивающих устойчивость фахверка.

Для обеспечения передачи горизонтальных усилий в узлы связей покрытия, стойки фахверка располагаются по разбивочным осям здания. При высоте здания до 15 м передача горизонтальных усилий на каркас осуществляется на уровне кровли, чаще на связи по нижним поясам ферм.

В качестве ветровых связей используются тормозные конструкции путей мостовых кранов, торцовые переходные площадки.

Антикоррозийная защита конструкций. Коррозийная стойкость ж/б конструкций, таких как колонна, ферма, подкрановая балка, плиты покрытия, обеспечена за счет принятых толщин защитного слоя. Для ферм — предварительное напряжение, которое существенно повышает трещиностойкость бетона. Поверхности колонн и подкрановых балок окрашены водоэмульсионными растворами.

Открытые поверхности стальных закладных деталей окрашены масляной краской ПФ 112 за 2 раза.

Используется активная вентиляция помещений с целью создания нормальной относительной влажности воздуха.

Окна, двери, ворота. Размеры окон приняты согласно требованиям СНиП «Освещенности производственных помещений, цехов». Окна приняты серии 1.436.4−20.

Ворота согласно заданию на проектирование приняты размером 4,0×4,2 для транспорта серии 1.435.2−28.

3. Расчетная часть

3.1 Теплотехнический расчет наружной стены промышленного здания «Механический цех»

Теплотехнический расчет наружных стен промышленного здания выполняется в соответствии с СНиП 11−3-79* «Строительная теплотехника» и СНиП 23−01−99 «Строительная климатология».

Конечной целью расчета является определение соответствия принятой плиты ограждения стен в виде сендвич-панелей по технологическим и санитарно-гигиеническим показателям (таблица 2).

Таблица 2 Теплотехнические показатели используемых стеновых ограждений (СНиП 11−3-79*, прил. 3)

При расчетах применены показатели технических характеристик заводов изготовителей сендвич-панелей ПСБ-С35, среди которых характерны следующие:

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции- 8,7 Вт /м2 °С;

Коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции 23 Вт/м2 °С).

Строительство зданий должно осуществляться в соответствии с требованиями к тепловой защите зданий для обеспечения установленного для проживания и деятельности людей микроклимата в здании, необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования при минимальном расходе тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий за отопительный период.

Долговечность ограждающих конструкций следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащую стойкость (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, стойкость против коррозии, высокой температуры, циклических температурных колебаний и других разрушающих воздействий окружающей среды), предусматривая в случае необходимости специальную защиту элементов конструкций, выполняемых из недостаточно стойких материалов.

В нормативных документах (СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий») устанавливаются требования к приведенному сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций зданий, ограничению температуры и недопущению конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции, за исключением окон с вертикальным остеклением, удельному показателю расхода тепловой энергии на отопление здания, теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года и помещений зданий в холодный период года, воздухопроницаемости ограждающих конструкций и помещений зданий, защите от переувлажнения ограждающих конструкций, теплоусвоению поверхности полов, классификации, определению и повышению энергетической эффективности проектируемых и существующих зданий, контролю нормируемых показателей, включая энергетический паспорт здания.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций, А или Б в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства для выбора теплотехнических показателей материалов наружных ограждений следует устанавливать по таблице 3.

Таблица 3 Условия эксплуатации ограждающих конструкций

При расчете принят нормальный режим работы в производственных помещениях.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений. Расчет требуемого сопротивления теплопередачи ограждений с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий рассчитывается по формуле (1):

Rотр = (tвtн) n х аB (1)

?tн

где, tв — расчетная температура воздуха внутри помещения °С;

tн — расчетная зимняя температура наружного воздуха °С, принимаемая в зависимости от массивности ограждений;

n — коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

ав — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

?tн — нормируемый температурный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой внутренней поверхности ограждения.

Расчетная температура воздуха в помещении °С (tв) в соответствии с ГОСТ 12.1.1.005−88 принимается равной 18°.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха °С (tн) принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки по СНиП 23−01−99 и в соответствии с условиями задания для г. Калуга принимается равной -26°.

Коэффициент (n), зависит от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху. По СНиП 11−3-79 (таблица 3) принимается равным n =1.

Температура отопительного периода (со средней температурой t<8°) равна 5,4. Продолжительность отопительного периода z=231.

Нормируемый температурный перепад (?tн) между температурой воздуха в помещении и температурой внутренней поверхности ограждения устанавливается по СНиП 11−3-79 (таблица 2) принимается для производственных помещений равной 5°.

Коэффициент теплоотдачи (ав) внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по СНиП 11−3-79* (таблица 4) и принимается равной ав=8,7 Вт/м2°С.

Rотр =(16-(-26)х1 = 1,01.

5 х8,7

Рассчитаем оптимальное значение толщины утеплителя, отвечающее требованиям сбережения энергии. Характеристикой для выбора требуемого термического сопротивления служат градусысутки отопительного периода (ГСОП).

ГСОП определяются по формуле (2).

ГСОП = (tв-tот.пер.) х Z (2)

где, tв — расчетная температура воздуха внутри помещения °С;

tот.пер. — средняя температура наружного воздуха со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8° по СНиП 23−01−99;

Z-продолжительность отопительного периода;

ГОСП=(16-(-5,4) х231=4943,4

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче Rотр.

По условиям, требуемое сопротивление теплопередаче определяется интерполяцией по СНиП 23−02−2003 (таблице 4) для производственных зданий Rreg=м2 4 Вт /м2 °С по всем ГСОП.

Значение Rтр. следует определять по формуле:

Rтр=Da+b (3)

где, Dградусо-сутки отопительного период;

a, b-коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп. Для стен a=0,0002; b=1,0.

Rо=0,0002×4943,4 +1= 1,98 Вт /м2 °С.

По результатам расчетов Rо >Rотр, что является подтверждением выполнения условий теплотехнических требований.

3.2 Светотехнический расчет производственного помещения

Требования, предъявляемые к естественному освещению, можно разделить на четыре основных группы: функциональные, технические, архитектурно-художественные и экономические.

Естественное освещение в помещении нормируется в относительной величине — коэффициенте естественной освещенности (сокращенно КЕО), который измеряется в процентах.

КЕО можно рассчитать в зависимости от условий работы, от разряда зрительных работ.

Естественное освещение нормируется в зависимости от функции здания (отдельно для промышленных, жилых и общественных зданий).

В соответствии с действующими нормами величина КЕО в производственных помещениях нормируется на уровне условной рабочей поверхности (УРП). УРП — горизонтальная поверхность, размещенная на высоте 0,8 м над уровнем чистого пола.

Величина КЕО нормируется в зависимости от разряда зрительных работ. Все работы разделены на VIII разрядов. Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на изучении трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие параметры:

характеристика и разряд зрительных работ;

группа административного района, в котором предполагается строительство здания;

нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

требуемая равномерность естественного освещения;

продолжительность использования естественного освещения в течение суток для различных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;

необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности:

1-й этап:

определение требований к естественному освещению помещений;

выбор систем освещения;

выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов;

выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;

2-й этап:

выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);

уточнение параметров световых проемов и помещений;

3-й этап:

выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;

определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;

определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;

определение требований к эксплуатации световых проемов;

4-й этап:

внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

Естественное освещение по виду производственных помещений разделено на боковое (одностороннее, двухстороннее и многостороннее); верхнее (с фонарями—надстройками, зенитными фонарями и в перепадах высот); комбинированное.

Нормы естественного освещения в жилых и общественных зданиях рассчитываются в соответствии с СП 23−102−2003. В соответствии со СНиП 23−05 территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Калужская область входит в первую группу административных районов. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных в первой группе административных районов, принимают в соответствии с приложением СНиП 23−05. Нормированное значение КЕО в помещении определяют по формуле:

еN = еH mN (4)

где N — номер группы обеспеченности естественным светом равен 1;

еH — значение КЕО равен 1,2%;

тN — коэффициент светового климата 1.

Значения КЕО и коэффициенты установлены с учетом того, что характеристика условий работы предусматривает следующие параметры:

Зрительная работа средней точности, IV разряда, бокового освещения.

еN =1,2%

Расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении

En1=1,2%=1188 м2;

En2=1,2%=1584 м2;

Площадь световых проемов при боковом освежении равна 1,3, для цеха сборки равна 9,9.

Световая характеристика окон определяется интерполяцией по таблице 26 СНиП 11−4-79:

— коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (не учитывается);

— общий коэффициент светопропускания, равен 0,8

— коэффициент светопропускания светопакетов, равен 0,9.

расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении.

Площади отражающих поверхностей рассчитываются:

S1=66×24 =1584 м2;

При этом S1=S2,

Где, S1- площадь потолка сборочного цеха;

S2-площадь пола сборочного цеха.

Площадь стен (S3) составляет 2008 м².

Sср.= Sпот х S1+ Sпол х S2 + Sст х S3

S1+ S2 +S3

Sср.= 1584×0,7+1584×0,3 +2008×0,6=0,53

1584+1584+2008

R1=1.1 коэффициент, учитывающий повышение ГКСО при боковом освещении благодаря свету отраженном от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающем к зданию (по табл. 30 СНиП 11−4-79).

Определим площадь световых проемов:

Sо= 1584×1,2×1,3×9,9= 310,44 м²;

0,72×1,1×100

Рассчитываем площадь остекления на 6 м длины помещения при 11 пролетах.

Площадь остекления равна 31 м².

3.3 Расчет помещений административно-бытового корпуса

В соответствии со СНиП 2.09.04−87 «Административные и бытовые помещения» бытовые помещения проектируемого промышленного здания имеет группу производственного процесса — 1-б. Исходя из этого проектируются санитарно-бытовые помещения для работающих непосредственно на производстве.

В группу санитарно-бытовых помещений входят гардероб, душевая, туалеты и умывальные. В проекте принят двухсменный режим работы цеха. Требуется рассчитать помещения административно-бытового корпуса при условии того, что количество рабочих на предприятии в самую многочисленную смену составит 160 человек, в том числе женщин 24 человека (15%). Для групп производственного процесса 1-б установлены нормы:

Гардеробные: в соответствии с группой производственного процесса проектируются общие, при чем на каждого работника приходится по одному отдельному шкафчику. Ширина шкафчика составляет 33 см, глубина — 50 см и высота — 165 см. Ряды шкафов располагаются перпендикулярно наружным стенам таким образом, чтобы проход между шкафами соответствовал размещению оконного проема.

Душевая: в соответствии с группой производственного процесса на каждые 15 человек из списочного состава работающих мужчин (Вм=136 человек) полагается одна душевая кабина. Для работающих женщин одна душевая кабина полагается на 12 человек (Вж=24человека). Таким образом, необходимо установить Вм/15=136/15=10 кабин для мужчин и Вж/15=24/12=2 кабины для женщин.

Туалеты: в соответствии с нормами на каждые 15 мужчин и женщин из списочного количества работающих (Вм, ж=160 человек) полагается один унитаз. Таким образом, необходимо установить Вм/15=136/15=10 шт. унитазов требуется для мужчин и Вж/15=24/15=24 шт.

Умывальные: в соответствии с группой производственного процесса 1 умывальник полагается на 4 туалета. Таким образом, необходимо установить 3 умывальника для мужчин и 1 умывальник для женщин.

4. Краткие сведения об инженерном оборудовании

Одним из разновидностей подъемно — транспортных машин является краны мостового типа.

Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий и производственных цехах предприятий строительной индустрии.

Конструкции специальных мостовых кранов весьма разнообразны. Эти краны могут быть поступательно перемещающимися по крановым рельсам или вращающимися вокруг вертикальной оси. К вращающимся кранам относятся хордовые, радиальные и поворотные.

Поступательно перемещающимися мостовые краны имеют однобалочные и двухблочные мосты с нормальной длиной пролета или увеличенной до 40−60 м.

Грузоподъемность этих машин составляет 400−500 т. и более.

Поступательно перемещающиеся мостовые краны часто снабжают крюками, скобами либо специальными грузозахватными устройствами (магнитами, грейферами, механическими клещами). Мостовые краны снабжены тележками, предназначенными для подъема и перемещение груза вдоль пролета. Тележки могут перемещаться по рельсам, закрепленные на верхних или нижних поясах мостов. Тележки, передвигающиеся по нижним поясам мостов, могут перемещаться по переходным мостикам из одного пролета цеха в рядом расположенный. Переходные мостики с рельсами для тележек расположены под подкрановыми балками и имеют троллеи для питания электродвигателей.

Тележки, перемещающиеся по верхним и нижним поясам балок мостов, могут быть снабжены поворотными стрелами, опорно-поворотными устройствами и поворотными частями, вращающимися вокруг вертикальных осей. На поворотных осях расположены стрелы, снабженные грузозахватными устройствами.

Механизмы мостового крана обеспечивают три движения: подъем груза, передвижение тележки и передвижение моста. Механизм подъема представляет собой лебедку, связанную со сдвоенным полиспастом; при грузоподъемности более 10 т. краны оснащают двумя самостоятельными механизмами подъема — главным и вспомогательным, имеющим грузоподъемность, равную приблизительно 0.25 основной, и используемым для подъема малых грузов с большой скоростью. Механизм подъема грейферного крана выполняют в виде двух одинаковых подъемных независимых механизмов, электродвигатели которых управляются двумя контроллерами, имеющими общую рукоять управления. Механизм передвижения тележки имеет два холостых и два приводных колеса, вращаемых электродвигателем через редуктор.

В данном проекте использовался двухбалочны мостовой кран марки КМ-20. В зависимости от типа привода различают двухбалочные мостовые краны с ручным и электрическим приводом. Мостовые краны бывают с коробчатыми, сплошностенчатыми главными балками, с решетчатыми главными и вспомогательными балками. Наиболее распространены мостовые краны с коробчатыми главными балками. Кран представляет собой конструкцию, состоящую из балочного или ферменного моста, опирающийся на поперечные концевые балки, в которых закреплены ходовые колеса, приводимые во вращение механизмом передвижения крана. Мост перемещается по подкрановым путям (вдоль цеха), уложенным на подкрановые балки, опирающиеся на колонны здания. По мосту передвигается тележка. Аппаратура управления размещается в кабине. Питание крана электроэнергией осуществляется через главные троллеи, расположенные вдоль подкрановой балки. Для обслуживания их на мосту крана имеется площадка .

Крановые решетчатые мосты изготовляют с помощью ручной сварки, а сплошностенчатые — автоматической или полуавтоматической сварки.

Тележка представляет собой конструкцию, состоящую из сварной рамы, одного или двух механизмов подъема, механизма передвижения. Тележка мостовых кранов с одним и двумя механизмами подъема соединяется с редуктором обычно с помощью промежуточного вала. Это обеспечивает более равномерное распределение давлений на ходовые колеса тележки. Механизмы передвижения, как правило, выполняются по схеме с тихоходным валом. Питание механизмов тележки осуществляется с помощью специальных токоведущих шин троллеев или гибкого кабеля.

Грузоподъемность мостовых двухбалочных кранов общего назначения — Q=5−500 т.

5. Подсчет ТЭП

Согласно СНиП 2.08.02−89* «Общественные здания и сооружения» общая площадь общественного здания определяется как сумма площадей всех этажей (включая технические, мансардный, цокольный и подвальные).

Площадь этажей зданий следует измерять в пределах внутренних поверхностей наружных стен. Площадь антресолей, переходов в другие здания, остекленных веранд, галерей и балконов зрительных и других залов следует включать в общую площадь здания. Площадь многосветных помещений следует включать в общую площадь здания в пределах только одного этажа. Площадь мансардного этажа измеряется в пределах внутренних поверхностей наружных стен и стен мансарды, смежных с пазухами чердака.

При наклонных наружных стенах площадь этажа измеряется на уровне пола.

Полезная площадь общественного здания определяется как сумма площадей всех размещаемых в нем помещений, а также балконов и антресолей в залах, фойе и т. п., за исключением лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов.

Расчетная площадь общественных зданий определяется как сумма площадей всех размещаемых в нем помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и инженерных сетей.

Площадь коридоров, используемых в качестве рекреационных помещений в зданиях учебных заведений, а в зданиях больниц, санаториев, домов отдыха, кинотеатров, клубов и других учреждений, предназначенных для отдыха или ожидания обслуживаемых, включается в расчетную площадь.

Площади радиоузлов, коммутационных, подсобных помещений при эстрадах и сценах, киноаппаратных, ниш шириной не менее 1 и высотой 1,8 м и более (за исключением ниш инженерного назначения), а также встроенных шкафов (за исключением встроенных шкафов инженерного назначения) включаются в расчетную площадь здания.

Площадь подполья для проветривания здания, проектируемого для строительства на вечномерзлых грунтах, чердака, технического подполья (технического чердака) при высоте от пола до низа выступающих конструкций менее 1,8 м, а также лоджий, тамбуров, наружных балконов, портиков, крылец, наружных открытых лестниц в общую, полезную и расчетную площади зданий не включается.

Площадь помещений зданий следует определять по их размерам, измеряемым между отделанными поверхностями стен и перегородок на уровне пола (без учета плинтусов). Площадь помещения мансардного этажа учитывается с понижающим коэффициентом 0,7 на участке в пределах высоты наклонного потолка (стены) при наклоне 30° - до 1,5 м, при 45° - до 1,1 м, при 60° и более — до 0,5 м.

Строительный объем здания определяется как сумма строительного, объема выше отметки ±0.00 (надземная часть) и ниже этой отметки (подземная часть).

Строительный объем надземной и подземной частей здания определяется в пределах ограничивающих поверхностей с включением ограждающих конструкций, световых фонарей, куполов и др., начиная с отметки чистого пола каждой из частей здания, без учета выступающих архитектурных деталей и конструктивных элементов, подпольных каналов, портиков, террас, балконов, объема проездов и пространства под зданием на опорах (в чистоте), а также проветриваемых подполий под зданиями, проектируемыми для строительства на вечномерзлых грунтах.

Площадь застройки здания определяется как площадь горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне цоколя, включая выступающие части. Площадь под зданием, расположенным на столбах, а также проезды под зданием включаются в площадь застройки. При определении этажности здания в число этажей включаются все надземные этажи, в том числе технический этаж, мансардный, а также цокольных этаж, если верх его перекрытия находится выше средней планировочной отметки земли не менее чем на 2 м.

Подполье для проветривания под зданиями, проектируемыми для строительства на вечномерзлых грунтах, независимо от его высоты, в число надземных этажей не включается.

При различном числе этажей в разных частях здания, а также при размещении здания на участке с уклоном, когда за счет уклона увеличивается число этажей, этажность определяется отдельно для каждой части здания.

Технический этаж, расположенный над верхним этажом, при определении этажности здания не учитывается.

Определяем площадь застройки по формуле:

Sз = L х K (5)

где, Lдлина здания по оси;

K-ширина здания по оси.

Sз = 60×66 =3960 м2;

Определяем полезную площадь:

S пол = 54×65 = 3510 м²;

Определяем строительный объем по формуле:

Vстр.= Sз х h (6)

где, Sз — площадь застройки;

Kвысота здания.

Vстр = 3960×10,8 =42 768 м3.

1. Трепененков П. В., «Альбом чертежей конструкций и деталей ромышленных зданий», -М. 1980 г.

2. Шершевский Е. А., «Конструкции промышленных зданий и сооружений», М. 1979 г.

3. Строительный каталог, часть II. Промышленные предприятия.

4. СНиП 2.09.02−85 «Промышленные здания».

В настоящих Рекомендациях даны ссылки на следующие стандарты, СНиП и проектную документацию:

ГОСТ 111–2001 «Стекло листовое. Технические условия»

ГОСТ 2715–75* «Сетки металлические проволочные. Типы, основные параметры и размеры»

ГОСТ 2889–80 «Мастика битумная кровельная горячая. Технические условия»

ГОСТ 4640–93* «Вата минеральная. Технические условия»

ГОСТ 5533–86 «Стекло листовое узорчатое. Технические условия»

ГОСТ 7481–78 «Стекло армированное листовое. Технические условия»

ГОСТ 8278–83* «Швеллеры стальные гнутые равнополочные. Сортамент»

ГОСТ 8282–83* «Профили стальные гнутые С-образные равнополочные. Сортамент»

ГОСТ 9573–96 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия»

ГОСТ 14 918–80* «Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. Технические условия»

ГОСТ 15 588–86 «Плиты пенополистирольные. Технические условия»

ГОСТ 17 622–72* Е «Стекло органическое техническое. Технические условия»

ГОСТ 19 177–81 «Прокладки резиновые пористые уплотняющие. Технические условия»

ГОСТ 19 903–74* «Прокат листовой горячекатаный. Сортамент»

ГОСТ 19 904–90 «Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент»

ГОСТ 20 916–87 «Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолформальдегидных смол. Технические условия»

ГОСТ 22 160–76 «Купола из органического стекла двухслойные. Технические условия»

ГОСТ 24 866–99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия»

ГОСТ 25 621–83 «Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие и уплотняющие. Классификация и общие технические требования»

ГОСТ 30 245–94 «Профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные и прямоугольные для строительных конструкций. Технические условия»

ГОСТ 30 698–2000 «Стекло закаленное строительное. Технические условия»

ГОСТ 30 773–2000 «Стекло с низкоэмиссионным твердым покрытием. Технические условия»

ГОСТ 30 778–2001 «Прокладки уплотняющие из эластомерных материалов для оконных и дверных блоков»

ГОСТ Р 51 136−98 «Стекло защитное многослойное. Общие технические условия»

СНиП 2.01.07−85* «Нагрузки и воздействия»

СНиП 2.03.06−85 «Алюминиевые конструкции»

СНиП 2.03.11−85 «Защита строительных конструкций от коррозии»

СНиП 2.04.05−91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»

СНиП 2.08.02−89* «Общественные здания и сооружения»

СНиП II-3−79* (изд. 1998 г.) «Строительная теплотехника»

СНиП II-4−79* «Естественное и искусственное освещение»

СНиП II-23−81* «Стальные конструкции»

СНиП II-25−80* «Деревянные конструкции»

СНиП II-26−76 «Кровли»

СНиП 21−01−97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

СНиП 23−01−99 «Строительная климатология»

СНиП 23−05−95 «Естественное и искусственное освещение»

СНиП 31.03−2001 «Производственные здания»

МГСН 2.06−99 «Естественное, искусственное и совмещенное освещение»

1.464.2−25.93 «Фонари светоаэрационные одноярусные прямоугольные»

1.464.3−22 «Светоаэрационные фонари шириной 6 м и 12 м с одним ярусом переплетов из конструкций серии 1.464−11/82»

1.464.3−28.94 «Фонари световые треугольные, устанавливаемые вдоль ската кровли производственных зданий промышленных предприятий»

Интернет ресурсы:

http://stroilogik.ru/stroitelstvo/konstruirovanie-zdaniy/17-pravila-privyazki.html.