Конструктивное решение производственного корпуса

Общая часть

Проект производственного здания с административно-бытовым корпусом разработан для строительства в г.Туапсе.

Район строительства характеризуется следующими климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями:

- Климатический район строительства по ГОСТ16350-80 III б

- снеговая нормативная нагрузка 55 кгс/м²

- ветровая нормативная нагрузка 52 кгс/м²

- расчетная зимняя температура наружного воздуха -7ºС

- господствующие ветры - северо-восточные

- сейсмичность - 8 баллов

- глубина промерзания - 0,8 м.

1. Объемно-планировочное решение

Проектируемое промышленное здание относится к транспортно-складскому типу, здание административно бытового корпуса (АБК), относится к вспомогательному типу.

По объемно-планировочному решению промышленное здание относится к сплошной застройке. Поэтому планировке здания присуща гибкость и универсальность. По характеру технологического процесса, здание относится к ячейковому типу застройки, сетка колонн 6х6м (квадратная форма), что позволяет свободно маневрировать направлением технологического потока.

Основными конструктивными элементами ячейкового промышленного здания являются:

- колонны, которые передают нагрузки на фундаменты;

- конструкции покрытия, которые состоят из несущей части (фермы);

- Фонари (зенитные), обеспечивающие необходимый уровень освещенности и воздухообмен в помещении;

- Вертикальные ограждающие конструкции (стены, перегородки, конструкции остекления), причем конструкции стен опираются на фундаментные и обвязочные балки;

- Двери и ворота для движения людей и транспорта;

- Окна, обеспечивающие необходимый световой режим в помещении

Основные характеристики:

- По степени долговечности - (не менее 50-ти лет)

- По степени огнестойкости - степени (1 класс)

- По архитектурно-конструктивным признакам - одноэтажное, многопролетное здание.

- По наличию подъемно-транспортного оборудования – мостовой кран грузоподъемностью 10т.

- Технологические процессы обслуживают напольные средства транспорта: электрокары, погрузчики и.т.д.

В плане здание имеет простую форму застройки, прямоугольного очертания, без перепадов высот, с пролетами одного направления.

2. Архитектурно - планировочное решение

Объёмно-планировочное решение любого промышленного здания зависит от характера технологического процесса, располагаемого внутри здания.

Для размещения данного производства было выбрано одноэтажное здание. Высота этажа принята 8.4 м.

В здании используется шаг колонн крайних – 6 м, а средних -12м. Также предусмотрены фахверковые колонны по ширине пролётов по наружным стенам через 6 м, чтобы обеспечить использование только 6-ти метровых стеновых панелей.

Для крепления стеновых панелей к угловым и крайним средних рядов несущим колонным приваривают фахверковые стойки, образованные соединением балок двутаврого, уголкового или швеллерного профиля.

Несущие колонны – железобетонные прямоугольного постоянного сечения 400×500мм.

Для наружных стен используются 6-ти метровые стеновые панели высотой 1.2 и 1.8 м, а также шириной 3м, 6м, 1.5м и 0.75м. Толщина панелей равна 220 мм.

Покрытие используется по прогонам. Используются 6-ти метровые стальные профилированные покрытия шириной 3 м. В качестве несущих покрытий используются 18м стропильные фермы, располагаемые через 6 м, а также стропильные фермы, длинной 12м. Покрытие проектируется малоуклонным с уклоном i=1.5 %.

Корпус состоит из двух смежных пролётов, с размерами в осях 18×54 м. Освещение во всех пролётах естественное через окна и через светоаэрационные фонари, с подсветкой в глубине.

Внутрицеховая транспортировка грузов осуществляется мостовыми кранами, грузоподъемностью 10т.

Основные технологические операции в цехе протекают без значительных выделений тепла, пыли, дыма, копоти и вредных га­зов. Предприятие обеспечено местным теплоснабжением, водоснабжением, производствен­ной и ливневой канализацией, электроснабжением.

3. Генеральный план

При проектирование генерального плана производственного здания использовалось блокирование участков с принципом зонирования. Зонирование предполагает по возможности рациональную группировку в пределах объёма производственного здания помещений участков и зон в соответствии с определёнными признаками (технологические, уровни производственной вредности, пожаро и взрывоопасность, направленность транспортных и людских потоков).

Сблокированные здания допускают многовариантную расстановку технологического оборудования, позволяют уменьшить площадь заводской территории на 30 – 40%, сократить периметр наружных стен до 50%, снизить стоимость строительства на 10 – 15%, сократить длину коммуникаций и транспортных путей, снизить расходы на эксплуатацию зданий и благоустройство территории.

Технологический цикл начинается с поставки на склад материалов и заготовок. В зданиях предусмотрены ворота для автомобильного транспорта.

Ворота проектируется высотой 4.20 м, а ширина – 4.0 м. Отходы производства могут удаляться через ворота доставки. Про­тивопожарные разрывы устанавливаются согласно СНИП. Для свободного доступа пожарных машин предусмотрены два дополнительных подъезда к зданию, с разных сторон дорог. Площадь перед основным корпусом запроектирована так, чтобы пожарные машины свободно могли маневрировать, для удаления очага возгорания. На территории имеется разметка для пешеходов.

Благоустройство территории: предприятия создает благопри­ятные условия для работы и отдыха трудящихся. На площадке име­ются все виды зеленых насаждений (газоны, кустарники и высокоствольные деревья). Процент озеленения: 55% площади застройки.

Технико-экономические показатели генерального плана:

- Площадь территории равна - 9 га.

- Площадь застройки равна (сумма площадей, занятых зданиями и всеми
видами сооружений, включая открытие стоянки автомашин и ре­зервные участки на площадке) 2,41 га.

- Строительный объем надземной части здания – 3464,30 м²

- Площадь озеленения равна 4,60га

- Площадь асфальтового покрытия равна 1.1га

- Плотность застройки 31%

- Коэффициент озеленения равен 55,6%

- Коэффициент асфальтового покрытия равен 13,9%

Конструктивное решение производственного корпуса

Производственный корпус запроектирован по стальной каркасной конст­руктивной схеме с поперечными рамами. Поперечная рама образу­ется фундаментами, колоннами, жестко заделанными в фундаменты, и шарнирно соединенными с несущими, элементами покрытия (подстропильными и стропильными фермами); к каркасу относятся также плиты, фундаментные балки и связи жесткость.

Стальные подкрановые балки и крановые пути

Конфигурация подкрановых балок — сварной двутавр с развитым верхним поясом или с поясами одинаковой ширины.

Для обеспечения устойчивости стенка балки снабжена поперечными ребрами жесткости с ин­тервалом 1,5 м. Площадь сечения ребер 90X6 мм. Ребра обрываются на высоте 60 мм от нижней полки.

Крановые пути прокладываются из железнодо­рожных рельсов для кранов грузоподъемностью 10 т и из крановых рельсов специального профиля.

Чтобы уменьшить ослабление верхнего пояса отверстиями под болты, планки в средней части балок распола­гаются в шахматном порядке.

Для предупреждения аварий при работе крана у торцов здания крановые пути снабжаются уст­ройством, автоматически включающим торможение, и ограничиваются концевыми упорами типа желез­нодорожных тупиков. Концевые упоры приварива­ются к подкрановой балке так, чтобы сила удара была передана через концевое опорное ребро на каркас здания. Для смягчения удара они снабжа­ются пружинными амортизато­рами.

Разрезные подкрановые балки опираются на консоли рядовых колонн строганой нижней кром­кой рядовых опорных ребер. Одно из ребер усилено планкой толщиной 6 мм примерно на 2/3 высоты. В пределах этой планки расположены соединитель­ные болты. На консоль колонны у торца темпера­турного отсека подкрановая балка опирается через центрирующую планку; концевые опорные ребра привариваются к стенке и поясам балки

Колонны

В проектируемом здании устанавливаются типовые двухветвевые колонны ступенчатого очертания. Двухветвевая ступенчатая колонна состоит из двух раздельно маркируемых частей: нижней (подкрановой) решетчатой и верх­ней (надкрановой) — из сварного двутавра.

По типу сечения ветвей подкрановая часть ко­лонны выполняется: наруж­ная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая — из прокатного двутавра.

Надкрановая часть колонны — сварной двутавр с высотой стенки 500 мм в крайних и 500мм — в средних колоннах.

Подкрановая часть колонны переходит в базу, непосредственно опирающуюся на бетонный фунда­мент. База состоит из опорной плиты и траверс, на которые ложатся плитки с анкерными болтами, утопленными в бетон. В связевых колоннах опорная плита дополнительно приваривается к короты­шам из швеллеров, заделанных в фундамент.

Решетка подкрановой части колонны двухплоскостная, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетчатая часть усиливается диафрагмами, рас­положенными не реже, чем через четыре раскоса по высоте.

В решетчатой части колонны крайнего ряда, в уровне крепления опорных консолей яруса стеновых панелей, вваривается балка из прокатно­го двутавра, соединяющего наружную и подкрано­вую ветви. Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью.

Надкрановая часть колонны завершается ого­ловком, усиленным дополнительными ребрами и накладками. Дополнительные ребра и накладки расположены в плоскости опорных ребер стропиль­ных и подстропильных ферм.

Сварка двутавров из трех листов для основных сечений колонны выполняется в заводских условиях сварочными автоматами. Сварка других элемен­тов колонн выполняется в основном при посредст­ве сварочных полуавтоматов. Ручная сварка при­меняется в узлах, монтируемых на строительной площадке. Гнутые швеллеры для наружных ветвей колонны изготавливаются на гибочных прессах в заводских условиях.

В базе, подкрановой опоре и оголовке — местах передачи значительных сосредоточенных нагрузок вертикальные элементы своим сечением должны плотно примыкать к опорным плитам. В этих це­лях кромки отдельно монтируемых листов пристра­гиваются, а сечение ветвей фрезеруется.

Колонны монтируются автокранами при посред­стве фиксирующих их положение кондукторов. Точ­ность установки проверяется геодезическими инст­рументами. Базы колонн накрываются бетоном при устройстве подстилающего слоя под полы. В насто­ящее время широкое распространение получил без­выверочный монтаж колонн, при котором вначале точно устанавливается опорная плита со строганной лицевой поверхностью, а затем колонна с фрезеро­ванным торцом.

Фундаменты

Типовые столбовые монолитные железобетон­ные фундаменты под колонны промышленных зда­ний состоят из подколенника трехступенчатой плитной части

Фундаменты за­проектированы по высоте 1,650 м.

Обрез фундамента располагается на отметке —0,7м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.

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 ступеней плитной части 0,3м. В связи с применяемой для устройства форм ин­вентарной щитовой опалубкой все размеры сече­ний в плане кратны 0,3 м.

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. Небольшой уклон стенок стакана упрощает распа­лубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при мон­тажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.

Сечение подколенников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкер­ных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколенника было не менее 150 мм.

Вылет граней подошвы фун­дамента по отношению к подколоннику, форма плитной части принимается трех­ступенчатой, вылет всей плитной части и отдельных сту­пеней ограничивается уклоном 1:2 для опорных кранов грузоподъемностью до 50 т.

Фундаменты армируются типовыми арматурны­ми сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и пло­ские каркасы изготавливаются из арматуры перио­дического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.

На высоте защитного слоя (35—50 мм от по­дошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном нап­равлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м.

В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколенника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Рас­пределительная арматура плоских каркасов не до­ходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколенника. В подколенниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме перимет­ральных, имеют и ряд внутренних стержней.

Стены

Стены запроектированы по подвесной схеме. Разрезка - го­ризонтальная. Приняты трехслойные панели. Стены опираются на фундаментные балки. Крепление к колоннам осуществляется по­средством уголков.

Покрытие

Применяем стальной профилированный настил марки Н80-674-1,0 из стального листа толщиной 1,0 мм и высотой гофра 80 мм. При шаге ферм 6 м под настил применяют типовые сквозные прогоны пролетом 6 м из гнутых профилей сечением типа швеллер, которые располагаются с шагом 3 м и крепятся болтами к верхнему поясу фермы через прокладку толщиной 12 мм.

В соответствии с исходными данными рекомендуется устройство рулонной кровли в покрытии здания, поэтому уклон кровли назначаем 1,5%. Следовательно, в качестве основного несущего элемента покрытия принимаем фермы с параллельными поясами и с уклоном верхнего пояса i = 1,5% и высотой в опорной части

Окна

Стальные оконные панели с применением гнутых профилей запроектированы по серии ПР-05-50.

Остекление в здании запроектировано ленточное, из стальных оконных панелей. Номинальный размер панелей 1,2м и длиной 6м. Монтаж оконных панелей ведется одновременно со стеновыми панелями, на аналогичных креплениях. Внутренние плоскости оконных панелей смещаются наружу по отношению к плоскости стены.

Конструкция оконной панели состоит из коробки-остова, воспринимающего ветровые нагрузки и связанного с несущим каркасом здания, и переплетов, непосредственно обрамляющих остекление и заполняющих отсеки коробки площадью до2,5м2.

Переплеты состоят из глухих и створных - открывающиеся для естественной вентиляции помещения. Глухие переплеты привинчиваются к коробке, а створные навешиваются на петлях, расположенных на боковой, верхней, нижней гранях.

Наружный переплет открывается для протирки стекол, а внутренний переплет глухой. Три центральные фрамуги, длиной около 1,5м каждая, образуют открывающийся фронт панели.

Верхние и боковые обвязки коробки выполняются из гнутых U- образных профилей по ГОСТ 8278-63. Нижняя обвязка - из специального гнутого профиля. Обвязки фромуг и переплетов - из горизонтального профиля №6 по ГОСТ 7511-58.

Все соединения элементов сварные. Стекла прижимаются к полоскам тавров кляммерами. Стык уплотняется замазкой или резиновым обводом, охватывающим край стекла.

Полы

Основным полом в цехе принят бетонный пол толщиной 50 мм (бетон марки 250) по бетонному подстилающему слою толщиной 150мм (бетон марки 150).

Между покрытием пола и подстилающим слоем предусмотрена оклеечная гидроизоляция из толя толщиной 5 мм.

В местах деформационных и температурного швов в конструкции полов предусмотрены компенсаторы из листовой оцинкованной кровельной стали, анкеры из полосовой стали, окаймление стыков из уголковой стали.

Ворота и двери

В наружных стенах для проезда автомобильного транспорта предусмотрены ворота размером 4.20х4.0 м. Рама и обвязка полотен выполнена из гнутых профилей, а полотна из профилированных листов с утеплителем.

Деформационные швы

В здании предусмотрен два поперечных деформационных швов. Они предохраняют от образования трещин конструктивных элементов, вызываемых колебаниями температуры наружного и внутреннего воздуха.

Поперечный шов решен на двух колоннах и одной оси. Оси колонн имеют привязку к разбивочной оси по 750 мм.