Промышленное здание из крупноразмерных элементов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТКЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Я. КУПАЛЫ»

Кафедра строительных материалов и конструкций

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «АРХИТЕКТУРА»

Тема: Промышленное здание из крупноразмерных элементов

Цех металлоконструкций

(завода металлоконструкций)

1. Исходные данные

2. Генеральный план

3. Объёмно-планировачные решения

4. Конструктивные решения

5. Расчёт бытовых помещений

Исходные данные

1. Цех Металлоконструкций № 1.

2. Планировочная схема 4.

А=18м. Б=24м. В=24м. Г=24м.

Н_А=12,6 м. Н_Б=12,6 м. Н_В=14,4 м. Н_Г=10,8 м.

Q_A=5т Q_Б=5т Q_В=20т Q_Г=20т

L=72м

Шаг колонн Д_к=6м. Д_ср=6м.

3. Район строительства город Слуцк.

4. Данные для расчёта бытовых помещений.

— списочный состав рабочих Р= 260чел.

— количество рабочих в максимальной смене С=150чел.

— процент женщин Ж=30%

— количество рабочих, пользующихся душем ПД=50%

5. Состав помещений завода металлоконструкций

— административно-общественная зона:

— проходная 12×12м

— заводоуправление 12×48м

— административно-бытовой корпус 18×54м

— производственная зона

— Цех металлоконструкций №-1 (проект) 90,6×48м

— Цех металлоконструкций №-2 72×144м

— Цех металлоконструкций №-3 72×120м

— обслуживающая зона

— Инструментальный цех 30×60м

— ремонтно-механический цех 48×60м

— склады металла 48×72м

— склад готовой продукции 30×72м

2. Генеральный план

При разработке генплана придерживаемся принципа функционального зонирования площадки с учетом технологических и планировочных связей между зонами и составляющими их зданиями и сооружениями.

Всего на генплане выделяем четыре основные зоны — административно-общественная, производственная (с разделением на секторы основного и сопутствующего производства), обслуживающая, вспомогательно-подсобная (энергетические объекты). При этом соблюдаем следующие требования:

— здания административного, хозяйственного и обслуживающего назначения, а также площадки остановок и стоянок общественного и индивидуального транспорта располагаем со стороны наибольшего движения потоков людей от селитебной территории;

— здания и сооружения с производствами повышенной пожарной опасности располагаем с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и сооружениям;

— здания сопутствующего производства размещаем в зоне, соседней с зоной основного производства;

— складские здания и сооружения располагаем с учетом аффективного использования путей для погрузочных и разгрузочных операций;

— основные склады сырья и топлива размещаем около внешних границ промышленной площадки или на ближайших участках за ее пределами;

— энергетические объекты должны быть приближены к основным потребителям при наименьшей протяженности тепло-, газо-, паропроводов и линий электропередачи.

На складах металла применяют мостовые краны, электрические магнитные краны-автопогрузчики и др.

Разрывы между зданиями и сооружениями устанавливайся согласно санитарным и противопожарным нормам. Минимальное расстояние между торцами, а также между 'длинными сторонами и торцами зданий составляет 12 м. Наименьшая величинапротивопожарного разрыва= 9 м.

К каждому зданию предусматриваем удобные подъезды (не менее двух) и проходы к бытовым помещениям. Ширина проездов для двухстороннего движения — не менее 6 м, одностороннего — 3,5 м. Радиус закругления дорог — 10 м. Ширина тротуаров должна быть кратна 0,75 м, но не менее 2,25 м.

Проектируемый цех металлоконструкций расположен на отведенном под строительство участке в г. Слуцк обл.Минская. Территория свободна от застройки. Участок строительства расположен в непосредственной близости от автомобильной дороги. Главный въезд на территорию предусмотрен с указанной автодороги.

Свободная от застройки территория озеленяется за счет посадки деревьев, кустарников и посева газона.

Спецификация зданий

ТЭП Генплана

При проектировании генплана промышленного предприятия определяем следующие технико-экономические показатели.

— Площадь застройки Sуч= 9,8532га

— Площадь занятая зданиями и сооружениями Sзд= 35 344 м².

— Плотность застройки Пз=35,84%

— Протяжённость ограждения Lогр=1248 м.

— Площадь мощёных частей территории Sмощ= 38 288 м².

Объёмно-планировочное решение

Объёмно-планировочное решение характеризуется следующими основными пространственными параметрами:

Пролёт (расстояние между продольными модульными осями — принимается кратным 6м); А=18м. Б=24м. В=24м. Г=24м

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

Высота (расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре — кратно 0,6 м.)

Н_А=12,6 м. Н_Б=12,6 м. Н_В=14,4 м. Н_Г=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

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

Подбор элементов каркаса и ограждающих конструкций выполняем на основе территориальных каталогов железобетонных и металлических конструкций для промышленного строительства в Белорусской ССР, ТК1−03.00.89, издания 1990 г. В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных элементов и изделий заводского изготовления.

Железобетонный каркас

1. Фундамент Фундаменты под колонны выполняются монолитными железобетонными, стаканного типа с размерами, полученными в результате расчета в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства.

Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двухили трехступенчатой плитной части. Обрез фундамента располагается на отметке — 0,15 м.

При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона марки 50. на бетонную подготовку ложится подошва фундамента.

Высота ступенчатой плитной части 0,3 м. площадь сечения подколонников принята 1,2×1,2 м она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.

Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.

Фундамент под смежные колонны в температурных швах делается общий, независимо от числа колонн в узле.

2. Фундаментные балки Балки предназначены для применения в промышленных каркасных зданиях в качестве фундаментов самонесущих стен. В данном проекте принимаются двенадцатиметровые фундаментные балки. Балки имеют трапецеидальное поперечное сечение со скосами, облегчающими извлечение балок из форм при изготовлении. Конструктивная длина балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок (в средних шагах или у температурных швов). Верхняя грань всех балок располагается на 30 мм ниже уровня чистого пола.

Балки свободно устанавливают на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов колонн. Зазоры между торцами балок, а также между концами балок и колоннами заполняют бетоном марки М 100.

3. Колонны Колонны подбираются с учетом высоты каркаса, грузоподъемности крана и шага колонн. Для секций, А и Б с высотой каркаса 12,6 м и грузоподъемностью мостового крана 10 т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11−1 высотой 12,6 м ;для секции В с высотой каркаса 14,4 м и грузоподъемностью мостового крана 20 т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11−15 высотой 14,4 м; для секции Г с высотой каркаса 10,8 м и грузоподъемностью мостового крана 20 т принимаем двухветвевые колонны марки КД 11−1 высотой 10,8 м Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину до 0,8 м.

Рис 1. колонна прямоугольного сеченияK1(КП-15).

4. Подкрановые балки и крановые пути

Балки — таврого сечения 0,8 м (см. рис.2). По месту в здании балки подразделяются на торцовые — у торцевых стен, рядовые и температурные — у деформационных швов. Они отличаются друг от друга наличием и расположением закладных элементов. Закладные пластины располагаются в местах опирания на колонны и установки концевых упоров, трубки — в отверстиях для крепления рельсов и троллей. Крепление подкрановой балки к консоли колонны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренных к нижней закладной пластине, а к шейке колонны — путем приварки вертикального листа к закладным пластинкам. Болтовые соединения после рихтовки завариваются. Рельс в виде сварной плети на длину температурного отсека укладывается на упругой прокладке из прорезиненной ткани. Для предотвращения возможного тарана краном торцовой стены на торцовых балках устанавливаются стальные концевые упоры, страхующие здание в случае отказа автоматических тормозных устройств.

Железобетонные подкрановые балки принимаем таврового сечения (при шаге 6м) высотой 1000, I400 мм.

Рис. 2 Подкрановая балка (БКНА 12−1С).

5. Стропильные фермы

В качестве несущей конструкции покрытия используются скатнаябалка 12 м (2БДР12−4). Ферма 24 м (ФБ24 IV-8).Для пролетов 24 м подобраны унифицированные железобетонные безраскосные фермы с круговым очертанием. 5%-ный уклон кровли обеспечивается выпущенными из верхнего пояса «рожками» (см. рис. 3).

Рис. 3 Стропильная ферма (ФБ24IV-8).

6.Фахверк

Колонны фахверков применяются в торцовых и продольных фахверках одноэтажных промышленных каркасных зданиях высотой до 18 м.

Привязка колонн торцового фахверка нулевая, привязка колонн продольного фахверка определяется привязкой основных колонн каркаса.

Основными параметрами, определяющими область использования и конструкцию колонн фахверка, являются высота здания и вид несущих конструкций покрытия.

При высоте колонн 10,8−14,4 м и железобетонных плитах покрытия применяются стальные фахверковые колонны двутаврового сечения.

Рис 4: а-Колонна фахверка двутаврового сечения КФ 1,3

Бфахверка составного сечения КФ 2,4.

7.Связи

Для повышения устойчивости одноэтажных зданий в продольном направлении предусматриваются систему вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса и в покрытии.

Вертикальные связи при железобетонных колоннах каркаса в зданиях, оборудованных мостовыми кранами, связи устанавливаются в подкрановой части. Связи по колоннам при шаге 12 м делают портальными.

Вертикальные связи по стальным колоннам каркаса предусматривают в каждом продольном ряду колонн в виде основных (подкрановые) и верхних (надкрановые). Основные связи устраивают в середине здания или температурного отсека, благодаря чему достигается свобода температурных перемещений конструкций в обе стороны, а также снижаются температурные напряжения в колоннах. Верхние связи устанавливают по краям температурного отсека, а также в тех панелях, где расположены вертикальные, поперечные и горизонтальные связи между ригелями покрытия. В здания без мостовых кранов связи по колоннам ставятся на всю высоту колонн.

Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают не чаще чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн.

В покрытиях предусматривают горизонтальные связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропильных ферм по торцам температурных блоков в каждом пролете.

Вертикальные и горизонтальные связи покрытия изготавливают из уголков, швеллеров и труб и крепят к железобетонным конструкциям болтами и сваркой.

В пролетах фонарями, в торцах фонарных проемов, устанавливают горизонтальные крестовые связи. В пределах длины фонарного проема по коньку ферм, устанавливают распорки.

В покрытиях зданий со стальным каркасом предусматривают горизонтальные связи в плоскостях верхних и нижних поясов стропильных ферм, а также вертикальные связи между фермами.

Рис5:а-Связь портальная.

Б-Связь по фермам.

8.Плиты покрытия

Для покрытия используют железобетонные ребристые плиты.

Рис. 6 Плита покрытия.

9.Панели стеновые

В качестве наружных ограждающих конструкций применяем навесные, стеновые панели, из легких бетонов ПСЛ 30 длинной 6 м, толщиной 300 мм. Опирание нижнего ряда панелей осуществляется на фундаментные балки, пролетом 6 м по серии 1.415−1,вып.1. Для навески панелей по торцам здания применяем фахверковые колонны по серии 1.427.1−3, вып.1/87. Высоту панелей принимаем 1,2 м и 1,8 м, пролет, соответствующий шагу колонн. При монтаже панелей особое внимание должно уделяться вопросам их крепления и опирания, а также стыкованию панелей между собой. Горизонтальные и вертикальные швы рекомендуется заполнять эластичными материалами, а с наружной стороны, дополнительно мастиками-герметиками.

Стеновые панели являются не несущей, а ограждающей конструкцией предназначенной защищать помещения от атмосферных воздействий.

При навесных стенах каждую панель опирают на столики, привариваемые к закладным деталям колонн.

10. Окна и ворота

Для естественного освещения рабочих мест применяем окна в виде ленточного остекления. Высота от пола до низа остекления принимаем 6,5 м. Световые проемы заполняются блоками с открывающимися створками. Размеры оконных блоков по высоте принимаем 1,2 и 1,8 м высота одного яруса 7,8 м.

В местах входов и въездов в здание предусматриваются распашные ворота с калитками, размером 4×4,2 м, а для въезда железнодорожного транспорта размеры ворот 4,7×5,6 м. Для организации проемов ворот устраиваются рамы из железобетонных стоек и ригелей.

Элементы каркаса (колонны, ригели, плиты перекрытий, диафрагмы жесткости, элементы лестниц) административно-бытового корпуса принимаем для высоты этажа 3,3 м. Колонны высотой на два этажа, ригели пролетом 6 и 3 м. Плиты перекрытий шириной 1,2 и 1,5 м.

Остекление в здании может быть в виде лент, как, и запроектировано в проекте.

Конструкции для заполнения оконных проемов здания изготовлены из дерева.

Заполнение оконных проемов состоит из проемов, переплетов с остеклением и подоконной доски. В проекте предусмотрено остекление спаренными переплетами. Оконные переплеты предусмотрены с внутренним и наружным открыванием створок.

Оконные проемы устраивают не только для придания внешнего вида здания, но и для освещения. Вентиляция здания осуществляется через открывающиеся переплёты окон.

Для отвода конденсирующей влаги в нижних брусках коробок с внутренним открыванием створок устраивают прорези шириной 16 мм на расстоянии 50 мм от вертикальных брусков и импостов.

Ворота служат для пропуска средств наружного транспорта, они расположены в наружных стенах, их количество составляет 8 шт.

Величина ворот должна быть больше габаритов транспорта, в груженом состоянии по ширине не менее чем 600 мм, и по высоте на 200 мм. Поэтому проектом предусмотрен следующий тип ворот: 4200×5400мм.

В пределах шага колонн, между которыми расположены ворота, фундаментную балку не укладывают.

11 Покрытие

Кровля запроектирована скатная, с уклоном 20%.

Для направленного стока воды в воронки предусмотрены ендовы. Расстояние между воронками в ендовах не превышает48м. Водосточные трубы выполнены из чугуна диаметром 100 мм. Также предусмотрены подпольные и подвесные трубопроводы и выпуски.

Надежность рулонных кровель зависит от качества конструктивного исполнения их в местах примыкания к выступающим элементам на покрытии (парапетам и др.), установки воронок, ендов и др. к выступающим элементам покрытия приклеенный кровельный ковер прикрепляют гвоздями или дюбелями, а стыки защищают промазкой и обивают оцинкованной кровельной сталью.

12.Полы

Конструктивное решение пола связано с конкретным назначением производственного помещения. Поэтому на отдельных участках здания могут выполняться различные конструкции полов.

В общем, виде полы производственных зданий состоят из покрытия верхнего слоя, и подстилающего слоя.

В запроектированном здании представлен вид пола состоящий из следующих слоев:

1. Покрытие из асфальтобетона 50 мм.

2. Подстилающий слой из бетона 100 мм.

Основанием служит уплотненный щебнем гр

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 6×6 м. Ширина здания 18 м, длинна — 2 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

n — число посадочных мест в столовой

1. Дятков С. В. Архитектура промышленных зданий М.: Стройиздат, 1984.

2. Кутухтин Е. Г., Коробков В, Д. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. Стройиздат 1982,

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

4. Шубин Л. Ф. Промышленные здания. Архитектура гражданских и промышленных зданий. М Стройиздат 1986 .

5. СНиП 2.01−01−82. Строительная климатология и геофизика 6. СНиП 2−4-79. Естественное и искусственное освещение. 7. СНиП 2−92−76. Вспомогательные здания и сооружения :

8. СНиП 2−2-80 Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений М.: Стройиздат, 1981

9. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства: Справочник проектировщика. /Под ред. Г. Р. Бердичевского.

М.: Стройиздат 198I*