Конструктивное решение
Реферат
Курсовой проект состоит из четырех листов графического материала (формата А 1) и пояснительной записки на листах формата А 4.
Пояснительная записка содержит 16 листов.
Объект исследования: конструктивная разработка всех частей одноэтажного промышленного здания по заданной планировочной схеме.
Цель работы: разработка объемно-планировочного и архитектурно-строительного решения промышленного здания согласно выданной номенклатуры конструкций.
Методы разработки: изучение, анализ и использование учебной, нормативной, справочной литературы.
Полученный результат: разработан проект одноэтажного промышленного здания.
Эффективность: умение работать с нормативными документами и приобретение навыков проектирования промышленных зданий.
Объект: одноэтажное промышленное здание
Местоположение: г. Казань
Стадия разработки: учебный проект
Введение
В курсовой работе представлен типовой проект одноэтажного промышленного здания.
Промышленные предприятия делятся на отрасли производства, которые являются составной частью народного хозяйства. Промышленные предприятия состоят из промышленных зданий, которые предназначены для осуществления производственно-технологических процессов, прямо или косвенно связанных с выпуском определенного вида продукции.
Независимо от отрасли промышленности здания делятся на четыре основные группы: производственные (в которых осуществляется выпуск готовой продукции и полуфабрикатов), энергетические (здания ТЭЦ, котельных, подстанции), здания транспортно-складского хозяйства (гаражи, склады, пожарные депо), вспомогательные здания (административно-конторские, бытовые, пункты питания, медицинские пункты).
Для осуществления операций по перемещению сырья, полуфабрикатов и готовой продукции внутри цеха, облегчения труда рабочих и монтажа технологического оборудования применяется внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование.
2. Объемно-планировочное решение
Характер объемно-планировочного и конструктивного решения промышленных зданий зависит от их назначения и характера технологических процессов.
Наибольшее влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения оказывают подвесные и мостовые краны, которые получили наиболее широкое распространение в промышленных зданиях.
Здание производственного корпуса запроектировано трехпролетным (пролеты Б и В расположены параллельно друг другу, пролет А перпендикулярно Б и В. Пролет А шириной 18 м, длиной 48 м, имеет высоту 16,2 м, пролет Б и В шириной 24 м, длиной 96 м, имеет высоту 18 м. Шаг колонн – 6 м. В пролете А имеется кран грузоподъемностью 50 т.
4. Технико-экономические показатели объемно-планировочного решения
Площадь застройки Пз определяется по внешнему периметру здания на уровне выше цоколя по внешнему обводу стен.
Пз=5606 м2.
Полезная площадь Пп представляет собой сумму площадей всех этажей в чистоте. В полезную площадь включают также площади вспомогательных помещений, антресолей, обслуживающих площадок, этажерок, галерей и эстакад.
Пп=5472 м2.
Рабочая площадь Пр определяется как сумма площадей помещений, предназначенных для изготовления продукции.
Пр=5472 м2.
Конструктивная площадь Пк определяется как сумма площадей внутренних стен и колонн.
Пк=5587 м2.
Строительный объем здания V определяется умножением площадей застройки частей здания, имеющего разные высоты, на их высоты от первого этажа до верха чердачного перекрытия или до верхней отметки кровли при бесчердачных перекрытиях. В объем здания включается объем фонарей и подвалов.
V=99281,6 м2.
Коэффициент К1 определяется отношением рабочей площади к полезной.
К1= Пр/Пз= 5472 м2/ 5472 м2=1.
Коэффициент К2 определяется отношением строительного объема к рабочей площади.
К2= V/Пр=18,14
Коэффициент К3 определяется отношением площади застройки к полезной площади.
К3= Пз/Пп=1,02.
Оценка полученных результатов дает вывод, что проектируемое здание отвечает требованиям компактности и рационального использования объема здания.
Конструктивное решение
Колонны: материал колонн – сталь, стропильные конструкции – горячечекатаные профиля. Шаг колонн в крайних и средних рядах равен 6 м. Крайние колонны для пролета А – стальные прямоугольного сечения при шаге 6 метров серия 1.460-4 высотой 16,2 м площадью поперечного сечения 400*1000 и 18 м для пролета Б и В – двухветвевые площадью поперечного сечения 400*1000 мм. Средние колонны для пролетов Б и В - двухветвевые по серии 1.460-4 высотой 18 м, площадью поперечного сечения 1500*400 мм.
К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны, в свою очередь, подразделяются на основные, воспринимающие нагрузки от стен, кранов и конструкций покрытия, и фахверковые, служащие только для крепления стен.
Колонны закрепляются на фундаментах анкерными болтами. Колонны высотой более 10м, кроме того, расчаливаются оттяжками. Разбивочные оси стальных колонн должны закрепляться на металлических деталях, забетонированных в теле фундаментов.
Точная установка анкерных болтов при бетонировании фундаментов обеспечивается металлическими кондукторами, в которых сделаны отверстия, отвечающие проектному положению болтов.
На боковых гранях колонны в трех местах по высоте наносятся вертикальные оси в виде рисок. Нижняя точка служит для центрирования колонны, верхняя — для выверки колонн в вертикальной плоскости. Средней точкой пользуются, если верхняя по какой-либо причине окажется недоступной для наблюдения.
Подготовка стальных, как и железобетонных, колонн к подъему заключается в строповке и обстройке подмостями (люльками) и лестницами.
Наиболее простой способ строповки — зацепление за верх колонны скобами со штырем. При этом способе легко центрировать колонны в момент установки на опоры. Расстроповка производится выдергиванием штыря с помощью пенькового каната. При установке колонны на фундамент, кроме совмещения осевых рисок, выверяется с помощью прокладок и клиньев положение опорного башмака колонны по высоте.
Стропильные конструкции: для пролета А – из горячечекатанных профилей по серии 1.460-4, пролетом 18 м при шаге 6 м; для пролетов Б и В – из горячечекатанных профилей по серии 1.460-4 пролетом 24 м при шаге 6 м. Фундаментные балки - железобетонные по серии КЗ-01-53 высотой 400 мм.
Несущие конструкции покрытий промышленных зданий подразделяют на стропильные, подстропильные и несущие элементы ограждающей части покрытия.
В промышленных зданиях обычно применяют следующие типы стропильных несущих конструкций: плоскостные — балки, фермы, арки и рамы; пространственные — оболочки, складки, купола, своды и висячие системы.
Подстропильные конструкции выполняют в виде балок и ферм, а несущие конструкции ограждающей части покрытия — в виде крупноразмерных плит. Соответственно унифицированным размерам объемно-планировочных элементов промышленных зданий величину поперечных пролетов и продольного шага несущих конструкций назначают кратной укрупненному модулю 6 м, в отдельных случаях допускает применение модуля 3 м.
Для зданий, где необходимо использовать межферменное пространство для вспомогательных помещений или коммуникаций, применяют безраскосные фермы со стойками через 3 м. При плоском покрытии стойки ферм пропускают за пределы верхнего пояса; они служат опорами для плит покрытия. На опоры ферм устанавливают отдельные стойки, которые крепят приваркой стальных накладок к закладным деталям, расположенным в фермах и стойках.
Безраскосные фермы позволяют уменьшить число типов стропильных ферм, кроме того, они, по сравнению с фермами, имеющими раскосную решетку, менее трудоемки в изготовлении.
Фермы к колоннам каркаса крепят выпущенными из колонны анкерными болтами, причем для увеличения жесткости соединений опорные листы ферм приваривают к закладным деталям колонн.
Фундаменты под отдельно стоящие колонны – железобетонные, монолитные, стаканного типа по серии 1.412 для различных типов железобетонных колонн. Глубина промерзания суглинистых грунтов в Южном районе строительства – 1-1,2 м. Глубина заложения фундамента 1,8 м от уровня пола. Подколонники площадью сечения 1800*1200 мм, глубиной стакана 1250 мм устраиваются для колонн сечением 1000*500 мм. Фахверковые колонны опираются на отдельно стоящие фундаменты 900*900 мм с той же глубиной заложения, оснащенные крепежной траверсной системой.
Объем бетона, идущего в фундаменты под колонны в промышленном здании, составляет 20—35% общего объема расходуемого бетона, а стоимость их возведения составляет 5—20% полной стоимости здания. Это говорит о том, что правильный выбор конструкции фундамента имеет существенное значение и в значительной мере влияет на стоимость всего здания.
Фундаменты устраивают монолитными и сборными. Сборные железобетонные фундаменты могут быть из одного блока, из блока и плиты или из нескольких блоков и плит. Блоки и плиты укладывают на подготовку толщиной 100 мм — щебеночную при сухих грунтах и бетонную (марки 50) при влажных грунтах.
Отметка верхнего обреза фундамента независимо от грунтовых условий должна быть на 600 мм ниже отметки чистого пола. Такое решение дает возможность осуществлять монтаж конструкций наземной части здания после того, как произведена обратная засыпка котлованов, устроена подготовка под полы и проложены все коммуникации, что особенно важно в условиях просадочных макропористых грунтов, когда попадание воды в котлованы должно быть совершенно исключено.
Для заложения фундаментов на требуемую по геологическим условиям глубину применяют в зависимости от экономической целесообразности один из следующих способов: устраивают дополнительную подушку под подошвой фундамента, увеличивают верхнюю ступень фундамента, колонны устанавливают одной высоты (по наименьшей отметке заложения фундаментов), а в местах изменения отметок заложения фундаментов применяют вставки — подколонники.
Соединение колонн каркаса с фундаментами, как правило, выполняют в виде жесткого сопряжения. При таком соединении колонны устанавливают в специально устроенные в фундаментах стаканы. При этом зазоры в стаканах между колоннами и башмаками заполняют бетоном.
Наружные и внутренние самонесущие стены здания устанавливают на фундаментные балки, посредством которых нагрузку передают на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов.
Основные фундаментные балки изготовляют высотой 450 мм (для шага колонн 6 м) и 600 мм (для шага колонн 12 м) и шириной 260, 300, 400 и 520 мм. Эти размеры соответствуютнаиболее распространенной в промышленных зданиях толщине наружных стен. Сечение фундаментных балок может быть тавровым, трапециевидным и прямоугольным. Балки таврового сечения получили наибольшее распространение как более экономичные по расходу стали и бетона.
При замерзании под действием увеличивающихся в объеме пучинистых грунтов в фундаментных балках могут возникнуть деформации. Во избежание этого и для предохранения пола от промерзания вдоль стен балку с боков и снизу засыпают шлаком. Верхнюю грань фундаментной балки размещают на 30—50 мм ниже уровня пола помещения, который в свою очередь располагают примерно на 150 мм выше отметки спланированной вокруг здания поверхности земли.
Поверх фундаментных балок укладывают гидроизоляцию из цементнопесчаного раствора или из двух слоев рулонного материала на мастике. На поверхности земли вдоль фундаментных балок устраивают отмостку или тротуар. После установки сборных фундаментных балок на место зазоры между ними и колоннами заполняют бетоном.
Наружные стены выполнены из железобетонных панелей номинальной длины 6000 мм, высотой 1800 : 1200 мм и толщиной 70 мм (серия 1.432-5).
Для обеспечения полной сборности промышленных зданий наряду с использованием сборных несущих конструкций (колонн, балок, ферм и др.) применяют стеновые панели заводского изготовления.
Преимущества панельных стен, обеспечивающих сокращение построечной трудоемкости и резкое уменьшение массы зданий, привели к применению их почти на всех проектируемых и строящихся объектах различных отраслей промышленности.
Стеновые панели при правильном конструктивном выполнении полностью отвечают требованиям, предъявляемым к ограждающим конструкциям. Они хорошо противостоят атмосферным воздействиям, не допускают проникания влаги внутрь конструкции, препятствуют прониканию внутрь конструкций водяного пара (конденсации) со стороны помещений, воспринимают нагрузки от собственной массы вышележащих конструкций и от напора ветра, действующего на поверхность панели; они также хорошо противостоят воздействиям, возникающим в процессе эксплуатации технологического оборудования и внутрицехового транспорта, в том числе и воздействиям агрессивного характера.
В практике отечественного промышленного строительства в основном используют стеновые панели, изготовляемые из армированных легких и ячеистых бетонов, как правило, сплошного сечения, а также слоистые панели из тяжелого бетона в сочетании с эффективными утеплителями.
Крупные панели применяют для устройства стен отапливаемых и неотапливаемых зданий. Стены из крупных панелей имеют навесную и самонесущую конструктивную схему. Навесные стены устраивают, когда панели имеют небольшую толщину и для их изготовления используют материалы с малой объемной массой. В целях унификации элементов стен и деталей креплений размеры панелей по высоте приняты: 0,9; 1,2; 1,5 и 1,8 м, т. е. кратные модулю 0,3 м, а по длине — равные шагу колонн 6 или 12 м.
Как отмечалось ранее, составные железобетонные панели применяют только при отсутствии легких или ячеистых бетонов. Для неотапливаемых зданий применяют плоские железобетонные панели из тяжелого бетона марки 300 с предварительно напряженной арматурой толщиной 70 мм и длиной 6 м. Угловые панели для стен неотапливаемых зданий изготовляют длиной 6,1 и 6,35 м. Длина простеночных панелей, применяемых при решении фасада с отдельными оконными проемами, 1,5 и 3 м.
Основной вариант крепления стеновых панелей — при помощи гибких анкеров. Опирание панелей на опорные столики и заполнение в этом месте оконного проема переплетами представлено. В этом варианте панели крепят к закладным деталям на боковых гранях колонн.
В зданиях, к интерьерам которых предъявляют повышенные архитектурные требования, крепят панели скрытым способом. В этом случае панели крепят к закладным деталям на наружной грани колонн, таким образом крепления скрыты в зазоре между панелью и колонной.
В производственных цехах с повышенной влажностью воздуха стальные детали, предназначенные для крепления панелей к элементам каркаса, в целях предотвращения их коррозии выносят на внутреннюю поверхность панели и покрывают антикоррозионными составами.
Крепление панелей с помощью двух коротышей из уголков, привариваемых к закладным деталям в панелях и в колоннах каркаса, в настоящее время применяют в основном для неотапливаемых зданий.
Вертикальные и горизонтальные швы между стеновыми панелями осуществляют с применением упругих синтетических прокладок (пороизола, гернита и др.) и герметизирующих мастик (УМ-40, УМС-50 и др.). Цементнопесчаный раствор для заделки швов можно применять только в отдельных случаях.
Оконные проемы заполнены стальными оконными панелями с алюминиевыми переплетами (серия ПР-05-50/71) высотой 1160 мм. Ворота запроектированы двухпольными, распашными согласно серии ПР-05-36.
Полы в проектируемом здании приняты асфальтобетонные толщиной 50 мм, гидроизоляция выполнена из мастики горячего применения (ГОСТ 15836-79) подстилающий слой – железобетонные плиты толщиной 120 мм (серия ИИ-03-02) по песчаной подготовке толщиной 50 мм.
Покрытие здания выполнено из ребристых железобетонных плит размерами 6000*3000*300 мм по серии 1.465-7.