Многоэтажное промышленное здание

Исходные данные Введение

1. Объёмно-планировочное решение производственного корпуса

2. Конструктивные решения производственного корпуса

3. Объёмно-планировочное и конструктивное решение АБК

4. Технико-экономические показатели производственного корпуса Список литературы

Исходные данные для проектирования:

1. Ширина пролета, А — 6,0 м.п.

2. Ширина пролета Б — 6,0 м.п.

3. Ширина пролета В — 6,0 м.п.

4. Высота первого этажа — 4,8 м.

5. Высота второго этажа — 4,8 м.

6. Высота третьего этажа — 7,2 м.

7. Длина здания — 78 м.п.

8. Грузоподъемность подвесного крана — 5 тн.

9. Группа производственных процессов — 2Б.

10. Категория производства по пожарной опасности — Г.

11. Температурно-влажностный режим — здание отапливается.

12. Работа в помещениях по характеру и степени точности — средняя.

Современное индустриальное строительное производство ведется на базе развитой сети заводов-изготовителей, направляющих на строительные площадки, подготовленные к монтажу укрупненные элементы зданий массой до 50 т, в соответствии с грузоподъемностью монтажных кранов.

Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по типовым проектам. Типизация заключается в постоянном отборе наиболее универсальных для данного периода объемно-планировочных и конструктивных решений, дающих наибольший экономический эффект в строительстве и эксплуатации зданий. Типизируются здания отраслевого назначения, ограниченные определенной производственной мощностью, и секции зданий универсального назначения, ограниченные определенными производственными площадями и обслуживающими их транспортными средствами.

Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предшественников тем, что они унифицированы — подготовлены для возведения методами строительной индустрии. Унификация проводится путем применения наиболее экономичных и универсальных элементов зданий, отобранных в соответствии с возможностями заводов-изготовителей, простотой перевозки, монтажа и тому подобными критериями.

Расходы основных материалов и трудоёмкость монтажа на 1 м² производственной площади многоэтажного здания с сеткой колонн 6×6 м при статической нагрузке перекрытия до 1,5 тс/м2 в 1,5−2 раза больше, чем на 1 м² площади одноэтажного здания с сеткой колонн 12×24 м при неограниченной по характеру и величине полезной нагрузке пола.

Вместе с тем многоэтажные промышленные здания по совокупности всех затрат экономичнее одноэтажных:

при потребности в значительных производственных площадях (от 10 000м2)

—- вследствие компактного размещения технологического процесса ;

при расположении производства в городской черте —- благодаря максимальному использованию стеснённых участков;

при развивающихся по вертикали технологических процессах —- за счёт исключения излишних коммуникаций, обслуживающих площадок; и т. п.

Многоэтажные производственные здания распространены в лёгкой, пищевой, химической и электротехнической промышленности, в точном приборостроении и аналогичных, связанных с обработкой негрузоёмких деталей, производствах.

1. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОРПУСА

Административно-вспомогатальные и производственные здания с полезной нагрузкой на перекрытие до 1,25 тс/м2, с сеткой колонн 6×6 м и высотой три этажа спроектированы на основе использования унифицированных железобетонных элементов, применяемых в многоэтажных зданиях (серия ИИ20/70). Унифицированные габаритные схемы предусматривают сетку колонн 6×6 м. и высоту первого и второго этажей 4,8 м, а также дополнительную высоту 7,2 метра третьего этажа, оборудованного подвесным краном грузоподъёмностью 5тонн.

Основной каркас образуется железобетонными колоннами прямоугольного сечения из элементов высотой в два этажа, расположенными с шагом 6 м и перекрытыми железобетонными ригелями прямоугольного сечения с расположением по верху плит, а также и железобетонными безраскосными стропильными фермами с «рожками» пролетом 18 м. Размер пролета: 18×78×7,2 (ширина х длина х высота).

По отношению к продольным осям колонны имеют нулевую привязку (Ш=6м, Н?14,4м). По отношению к поперечным разбивочным осям колонны средних рядов располагаются симметрично, а первая и последняя колонны каждого продольного ряда в пределах каждого температурного блока имеют привязку к поперечной оси 500 мм.

Продольные наружные стены прислоняются (зазор 30 мм) к наружным граням крайних колонн, так что их привязка к разбивочным осям определяется привязкой основных колонн каркаса. Торцовые наружные стены имеют нулевую привязку.

Кровля состоит из рулонных материалов с битумной пропиткой. Основанием для кровли служит замоноличенный настил из ребристых железобетонных плит.

Встроенная лестничная клетка предназначена для многоэтажного здания из унифицированных элементов минимальной сеткой разбивочных осей 6×6 метров. Шахта лестничной клетки не нарушает пространственной устойчивости каркаса, встраиваясь между элементами многоярусных рам — колоннами ригелями и межколонными плитами перекрытий.

Лестничная клетка примыкает к наружной стене. Образующие её поперечные панельные внутренние стены, связаны в продольном направлении гнутыми лестничными маршами и замкнутым поэтажным балочным каркасом, опирающимся на полки ригелей.

За лестничной клеткой размещается шахта для подъёмников. Выход на крышу выполняется в кирпичных стенах и перекрываются укороченными плитами.

2. КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОРПУСА

Фундамент

Все фундаменты монолитные, условно делятся на две части: подколонник и плиту, состоящую из трех ступеней. Отметка верха подколонника принята -0,150. Фундамент под смежные колонны в температурных швах общий. В верхней части подколонника размещен стакан для колонны (для каждой сборной железобетонной колонны делаются отдельные стаканы).

Дно стакана располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны с тем, чтобы после распалубки фундамента путём подливки слоя цементного раствора, компенсировать возможные неточности в размерах заложения фундамента. Для лучшего закрепления колонны в стакане фундамента на ее боковых поверхностях делают горизонтальные бороздки. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки М 200 на мелком гравии.

Под фундаментами предусмотрено устройство подготовки в виде слоя бетона марки М 50 толщиной 100 мм.

Все фундаменты в плане симметричные и по отношению к колоннам располагаются симметрично. Привязка фундаментов к разбивочным осям определяется привязкой колонн.

Для опирания фундаментных балок устроены приливы площадью сечения 0,3×0,6 м с обрезом на отметке -0,45 м (при высоте балок 0,4 м).

Плита фундаментов армируется по низу подошвы сварными сетками. Подколонник армируется двумя вертикальными сетками, расположенными по коротким сторонам его сечения, а в пределах высоты стакана также горизонтально расположенными сварными сетками.

Марки и основные показатели фундаментов приведены в таблице 1.

Таблица 1 Маркировка и основные показатели фундаментов

Примечание: hс — глубина стакана, м Балки предназначены в качестве фундаментов самонесущих стен. Балки свободно устанавливают на бетонные столбики, бетонируемые на уступах фундаментов колонн. Зазоры между торцами балок, а также между концами балок и колоннами заполняют бетоном марки М 100.

Для проекта используются балки марки ФВ6−12, длиной 5050 мм, расход бетона — 0,6 м³, расход стали — 51 кг, массой — 1,5

Колонны

Площадь сечения колонн 0,4×0,6 метров. Все консоли имеют одинаковый вынос.

Колонны для пролета с навесным краном имеют прямоугольное сечение, вверху снабжены симметричными двусторонними консолями с таким выступом, чтобы длина площадки для опирания конструкций покрытия была равна 600 мм.

Колонны армируются сварными или вязаными каркасами и формуются из бетона марки М 200.

Закладные элементы, заанкерные в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре, имеются во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах — на уровне швов стеновых панелей. Закладные стальные трубки диаметром 50 — 70 мм образуют отверстия, используемые для строповки при распалубке и монтаже.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Бетон под ними усиливается косвенным армированием — сетками.

Марки и основные показатели колонн приведены в таблице 2.

Таблица 2 Маркировка и основные показатели колонн

Стропильные балки

Балки имеют прямоугольное сечение переменной высоты с двускатным уклоном верхнего пояса 1:12. Нижний пояс имеет предварительное напряжение. Пояса и стойки балок армируются сварными каркасами. В балках предусмотрены закладные детали следующего назначения: листы, служащие для приварки к ним (после изготовления балок) накладных опорных листов, с помощью которых балки крепятся к колоннам, листы для крепления плит настила, парные уголки для крепления панелей стен и путей подвесного транспорта (с помощью подвесок). Балки изготавливаются из бетона марок М 400, М 500, М 600.

Для проекта используются балки серии 1.462−3, марка 1БДР12−1, расход бетона — 1,9 м³, расход стали — 179 — 256 кг, массой — 4,7 т.

Стропильные безраскосные фермы

Фермы имеют круговое очертание верхнего пояса, одинаковое у всех ферм одного пролета. Стойки фермы расположены с шагом 3 м, выступают над верхним поясом и служат опорами для плит настила. Крайние стойки металлические, приваренные к закладной детали опорного узла фермы.

Уклон составляет 3,3% -18 м.

Сечение всех элементов фермы прямоугольное одинаковой ширины.

Нижний пояс имеет предварительное напряжение. Пояса и стойки балок армируются сварными каркасами. В балках предусмотрены закладные детали следующего назначения: листы, к которым (после изготовления ферм) привариваются накладные листы, служащие для крепления ферм к колоннам, листы для крепления плит настила, листы с анкерными болтами для крепления стоек фонаря, парные уголки для крепления панелей стен. Фермы изготавливаются из бетона марок М 300 — М 500.

Для проекта используются фермы серии 1.463−3, марка ФБ18 I-1, расход бетона — 2,8 м³, расход стали — 377 — 448 кг, массой — 6,9 т.

Плиты перекрытий и покрытий

Плиты перекрытий имеют размер: ширина основных —- 1,5 м.

межколонных —- 0,75 м.

длина, укладываемых на полки ригелей —- 6,0 м.

у торцов и деформационных швов —- 5,55 м.

Размер плит покрытия — 3×6 м. Плиты снабжены продольными ребрами высотой 0,3 м и поперечными ребрами высотой до 0,15 м, расположенными с номинальным шагом 0,5 — 1 м. Толщина полки 30 мм.

Плиты армируются стержневой, проволочной или прядевой напрягаемой арматурой и каркасами и сетками, расположенными в ребрах и полке. Плиты формуются из бетона марок М 400 и М 500.

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

Для проекта используются плиты серии 1.465−3, расход бетона — 1,07 м³, расход стали — 62 — 74 кг, массой — 2,6 т.

Кровля

Кровля рубероидная состоит:

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

· трехслойный водоизоляционный рубероидный ковер, наклеенный кровельной битумной мастикой, подогретой до 160 — 190 °C;

· выравнивающий слой из цементно-песчанного раствора марки 50, толщиной слоя 15 мм;

· теплоизоляционный слой из пенобетонных плит толщиной 80 мм;

· обмазочная пароизоляция горячим битумом марки БНК-5.

Сопряжение кровли со стеной решается в виде карниза со свесом окаймляющих кровлю железобетонных плит.

В местах примыкания к выступающим конструкциям слой основного ковра заканчивается на переходном валике. На вертикальные поверхности наклеиваются усиливающие кровлю в месте примыкания дополнительные, плавнообрываемые слои рубероида. Обрез кровли располагается на высоте снежного покрова (до 300 мм), накрывается фартуком из оцинкованной кровельной стали и закрепляется стальной полосой, пристрелянной дюбелями, на цилиндрических поверхностях — хомутами из полосовой стали.

Деформационные швы по граням температурных отсеков выполняются в виде упругой арочки из полужестких минераловатных плит, обжатых цилиндрическим фартуками из оцинкованной кровельной стали. В месте устройства шва ковер усиливается подстилаемыми под ним слоями стеклоткани.

При устройстве шва в месте перепада высоты кровля ограничивается кирпичной стенкой толщиной в Ѕ кирпича и высотой 5 рядов кладки. Образующая шов щель между кирпичной стенкой и стеной более высокого пролета забивается просмоленным канатом снизу. Сверху щель накрывается пристрелянными к стене фартуками с фальцами, обеспечивающим возможность взаимного смещения без разрыва кровли.

Стеновые панели

Легкобетонные панели плоские, однослойные, накрытые с обеих сторон фактурным слоем цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм, навесные. Для проекта используются панели размером 1,2×6,0 и 1,8×6,0 (м).

Выбор вида и толщины наружных стен.

1. По [1, табл. 1.23] здание относится к группе I (tв=16°C, ц?49%).

2. По [1, табл. 1.20] температура наиболее холодной пятидневки -39°C, зона влажности наружного климата сухая.

3. По [1, табл. 1.24] для полученных условий Rотр.=0,61 м2· К/Вт.

4. По [1, табл. 1.25] находим, что стена должна рассчитываться по условиям эксплуатации А.

5. По [1, табл. 1.27] выбираем панель из керамзитобетона толщиной 200 мм плотностью 1100 кг/м3 (Rотр.=0,67, D=2,69).

6. При D=2,69 ограждение относится к конструкции малой инерционности. В этом случае ограждение следует рассчитывать не по температуре наиболее холодной пятидневки, а по температуре наиболее холодных суток (однодневки). Соответственно по табл. 1.20

.

7. По табл. 1.24 для tн=-40,5°C находим Rотр.=0,64.

Следовательно, выбранная толщина стены и ее массивность соответствуют расчетной температуре.

Выбор типа и толщины утеплителя стен.

Расчет аналогичен выбору вида стен. Выбираем утеплитель из пенобетона толщиной 80 мм плотностью 500 кг/м3.

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

многоэтажный производственный здание планировка Раскладка панелей по высоте производится таким образом, чтобы один из горизонтальных швов располагался на 0,6 м ниже верха колонны.

Панели торцовой стены крепятся к фахверковым колоннам и стойкам торцового фахверка, расположенным между основными колоннами и стеной.

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

Проёмы

В соответствии со стеновыми панелями для 6-метрового шага колонн стальные оконные панели выполняются номинальным размером по фасаду 6×1,2 м (серия ПР-05−50/71). Панели состоят из несущей рамы, выполненной из холодногнутых профилей, соединенных точечной сваркой. В открывающихся панелях к раме подвешены остекленные рамки, сваренные из тавриков размером 45×45×3,8 мм. Стекла, окантованные резиновым профилем, крепятся в глухих панелях непосредственно к несущей раме холодногнутыми штапиками на болтах М8; в открывающихся панелях — к рамкам кляммерами на болтах М6. Оконные панели к колоннам подвешиваются на крепежных уголках, аналогичных применяемых для стеновых панелей. С крепежными уголками панели соединяются болтами М12.

3. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ АБК

Здание АБК 2-х этажное отдельно стоящее, соединяющееся с производственным корпусом, отапливаемым надземным переходом. Для АБК используется типовое решение многоэтажных зданий по серии ИИ-04. Каркас состоит из железобетонных колонн 300×300 мм, с сеткой 6×6 м. Все колонны во всех продольных и поперечных рядах расположены симметрично относительно продольных и поперечных разбивочных осей. Наружные стены (продольные и торцевые) располагаются с привязкой 0 мм по отношению к соответствующим разбивочным осям. В местах расположения лестниц устанавливаются дополнительные колонны для образования ячейки 6×3 м.

Высота этажа 3,3 м. Ригели междуэтажных перекрытий и покрытий располагаются в поперечном направлении и опираются на скрытые консоли колонн. Настил перекрытий — из сборных железобетонных многопустотных плит, укладываемых в продольном направлении с опиранием на полки ригелей. Покрытие бесчердачное плоское с рулонной кровлей, по конструкции аналогичное междуэтажному перекрытию. Стены навесные. Фундаменты железобетонные ступенчатые.

Состав вспомогательных помещений, их площади и оборудование принимаются в зависимости от общесписочного состава работающих, количества работающих в максимальную смену, процентного соотношения мужчин и женщин и санитарной характеристики производственных процессов.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОРПУСА

1. Площадь застройки, м2:

Sзастр.= 18,5×78,5 = 1452,25 м².

2. Строительный объем, м3:

Vстроит.= [(3,5×18,00×78,00)*2+(6,8×18,00×78,0) = 15 163,2+9547,2 = 24 710,4 м³.

3. Рабочая площадь, м2:

Sраб.= Sзастр. — Sконстр.=1452,25 — 10,8 = 1441,45 м².

4. Конструктивная площадь (площадь, занятая конструкциями (колоннами, стенами), м2:

5.

Sконстр.= 0,6*0,4*15*3 = 10,8 м².

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4

1. СНиП 2.09.02 — 85 «Производственные здания»

2. СНиП 2.09.04 — 87 «Административные и бытовые здания»

3. СНиП 2.01.01 — 82 «Строительная климатология и геофизика»

4. СНиП 2.01.07 — 85 «Нагрузки и воздействия»

5. СНиП 2.08.01 — 97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

6. Шерешевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений. Учеб. Пособие для студентов строительных специальностей.

—- М.: «Архитектура-С», 2005.168 с., ил.

8. Шубин А. Ф. «Промышленные здания», Том 5/ - М.: Стройиздат, 1986.