Проектирование одноэтажного здания деревообрабатывающего цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Контрольная работа

Проектирование одноэтажного здания деревообрабатывающего цеха



Содержание

1. Описание объекта проектирования

2. Выбор архитектурно-конструктивных, несущих и ограждающих элементов

3. Статический расчет фундамента

Список использованных источников

фундамент цех ограждение несущая конструкция



1. Описание объекта проектирования

Проектируемый объект представляет собой одноэтажное здание деревообрабатывающего цеха с размерами в плане 42 х18 м с сеткой колонн 6 х 6 м. Высота от уровня чистого пола до низа несущей конструкции 9,6 м.

Площадка строительства свободна от построек и имеет спокойный ровный рельеф местности. Место строительства - город Фаниполь.

2. Выбор архитектурно-конструктивных, несущих и ограждающих элементов

Фундаменты.

Фундамент - подземная часть здания, воспринимающая все нагрузки от него и равномерно распределяющая эти нагрузки на грунты основания.

Конструкция фундаментов зависит от конструкции стен и опор здания, от величины и характера действующих на фундамент нагрузок, от геологического строения и свойств грунтов на строительной площадке и т.д. Фундаменты должны быть:

а) прочными и устойчивыми, что обеспечивается правильным выбором строительных материалов с необходимыми механическими характеристикам и соответствующими расчетами геометрических размеров;

б) морозостойкими, что достигается качеством и высокой плотностью применяемых материалов;

в) долговечными;

г) индустриальными, что достигается применением сборных железобетонных конструкций заводского изготовления.

В здании принят столбчатый сборный железобетонный фундамент стаканного типа, поскольку здание каркасного типа. Фундамент стаканного типа устраивают под колонны, на которые передаются все нагрузки. При центрально нагруженных колоннах его подошва в плане имеет форму квадрата. Принимаем фундамент, состоящий из одного блока.

Размеры стакана принимаем больше сечения колонн по верху на 150 мм, а по низу на 100 мм. Толщина стенок стакана не менее 200 мм. Фундамент устраиваем так, чтобы верх подколонника был ниже уровня чистого пола на 150 мм, что дает возможность создать более удобные условия выполнения работ нулевого цикла.

Ограждающие конструкции.

Стены зданий, как наружные, так и внутренние, могут являться несущей и ограждающей конструкцией одновременно или только ограждающей конструкцией и должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости.

Прочность обеспечивается выбором строительных материалов с высокими механическими показателями и соответствующим расчетом. Устойчивость считается обеспеченной, если момент сил, удерживающий стену в равновесии, больше момента сил, стремящихся вывести ее из равновесия.

Кроме того, стены должны удовлетворять требованиям:

а) обеспечения устойчивого температурного режима в здании,

б) достаточной воздухо- и звуконепроницаемости,

в) морозо- и влагостойкости,

г) минимальности веса и др.

В заданном здании стены выполняют функцию ограждения. Наружные стены выполнены из ячеистых блоков толщиной 300 мм.

Стены, выполненные из этого материала, обладают рядом безусловных плюсов: они экологически безопасны, способны поглощать звук, имеют высокие теплотехнические показатели. Плотность и теплопроводность данного материала примерно равна плотности и теплопроводности дерева.

Прежде всего, стоит сказать пару слов о том, что же представляет собой ячеистый бетон с химической точки зрения и как давно он используется в строительстве. На фоне таких мэтров строительного дела, как кирпич и дерево, данный материал просто дитя - применять его начали с конца XIX в. и с тех пор неустанно совершенствуют технологию производства. На сегодняшний день ячеистый бетон изготавливают из кварцевого песка, цемента, извести и воды. Происходит это следующим образом. Газ (водород), который возникает вследствие так называемого вспучивания, увеличивает в 5 раз объем сырой смеси. Миллионы мельчайших воздушных ячеек, возникающие в результате этого процесса, придают бетону характерную ячеистую структуру. Отсюда происходит и его название.

Стены, выполненные из этого материала, обладают рядом безусловных плюсов. Они экологически безопасны, способны поглощать звук, имеют высокие теплотехнические показатели. Плотность и теплопроводность данного материала примерно равна плотности и теплопроводности дерева. Но если из дерева мы не можем строить стену толщиной 50 см, то для ячеистого бетона такая толщина и даже большая - не проблема. Именно поэтому ячеистый бетон на сегодняшний день является единственным материалом, который может в качестве однородной сплошной конструкции быть применен для строительства наружных стен. А это значит, что процесс кладки стен выглядит так же, как процесс классической кладки кирпича, разве что блоки из ячеистого бетона крупнее, что так же значительно увеличивает производительность работ при возведении стен.

Стоит сказать и о том, что ячеистый бетон имеет очень хороший показатель по паропроницаемости. Это дает возможность круглогодично поддерживать в домах благоприятный микроклимат: зимой не холодно, летом не жарко, а осенью не сыро. Чтобы сохранить данное физическое качество материала, при отделке необходимо также использовать материалы, имеющие хорошую паропроницаемость. Это касается как внутренней, так и наружной отделки стен.

Еще одним преимуществом данного материала является его хорошая огнестойкость. Она даже лучше, чем у кирпича. Этому свойству ячеистый бетон обязан своей низкой теплопроводности - он очень плохо прогревается даже при контакте с открытым пламенем.

Что касается ведения самих строительных работ, то и здесь данный материал занимает выигрышные позиции - он легок и легко поддается штраблению. Особенно это важно при выполнении отделки фасадов с последующей покраской. Для того чтобы кромка цвета была четкой, выполняются вертикальные или горизонтальные штрабы. Соблюдение геометрии покраски впоследствии не составит никакого труда.

В настоящее время на всех предприятиях Беларуси, занимающихся производством блоков из ячеистого бетона, взят ориентир на производство изделий, предназначенных для выполнения кладки на специальных клеевых растворах.

В этом случае блоки должны обладать высокой совместимостью, а значит, геометрической точностью с отклонением от заданных размеров не более 1-1,5 мм. Благодаря этому ширина кладочного шва не превышает 2-3 мм, что исключает наличие в стенах мостиков холода и повышает теплотехнические свойства стеновой конструкции. К тому же использование клеевых растворов вместо цементно-песчаных снижает затраты на укладку блоков до 30%.

Снаружи стены оштукатуриваем паропроницаемой штукатуркой, что защитит стены от намокания и придаст им надлежащий эстетический вид.

Колонны.

Поскольку заданное здание каркасного типа, то основными несущими элементами являются колонны (Рис.1).

Учитывая, что высота этажа составляет 7,2 м (большей высоты для данного цеха не требуется), будем использовать колонны сплошного поперечного сечения для одноэтажных промышленных зданий без мостового крана общей высотой 8100 мм.



Рис.1 Схема колонны.

Сечение колонн принимаем 500х500 мм.

Покрытие.

Покрытия служат для защиты верхних этажей и зданий в целом от атмосферных осадков и от потерь тепла наружу, т.е. они должны поддерживать в здании нормальный температурно-влажностный режим. Кроме того покрытия воспринимают снеговые нагрузки, постоянные нагрузки от собственного веса и временные нагрузки.

Таким образом, покрытие совмещает в себе и несущие и ограждающие функции, что накладывает отпечаток на его конструктивное решение.

И в одноэтажных и в многоэтажных зданиях покрытие совмещает в себе функции перекрытия и крыши. Поэтому необходимость в устройстве раздельного чердачного перекрытия и крыши отпадает.

К покрытиям зданий исходя из их назначения предъявляют требования водонепроницаемости, прочности, устойчивости, экономичности и индустриальности.

По степени огнестойкости и долговечности конструкция покрытия должна соответствовать огнестойкости и долговечности здания в целом.

При возведении покрытий следует тщательно придерживаться проектной документации и технических условий на производство работ, так как от этого зависят эксплуатационные качества здания. Кроме того, правильное рациональное применение строительных материалов, исходя из их физико-механических свойств, позволяет снизить сметную стоимость здания, так как удельный вес покрытия в сметной стоимости здания составляет 25...30%.

В качестве несущих конструкций покрытий принимаем железобетонные балки (Рис.2), используемые для устройства двускатных покрытий.

Рис.2 Стропильная решётчатая балка пролётом 18 м.

Материал балок - бетон марки 300 и арматура.

По верхнему поясу устраивают закладные детали для крепления плит покрытия. Уклон верхнего пояса 1:12. Предусматривается укладка плит покрытия шириною 150 или 300 см.

Ограждающая часть покрытия поддерживает в здании нормальный температурно-влажностный режим, воспринимает снеговую и временную нагрузки и передает их на стропильные конструкции.

В состав ограждающей части покрытия заданного здания входят следующие элементы:

а) панели ПКЖ толщиной 300 мм (Рис.3);

б) теплоизоляция в виде плит из минеральной ваты толщиной 150 мм;

в) цементная стяжка толщиной 50 мм для выравнивания поверхности плит;

г) водоизоляционный ковер, состоящий из двух слоев рубероида, наклеенных на мастике.

Рис.3 Схема сборной железобетонной плиты покрытия.

Полы.

Полы производственных зданий эксплуатируются в условиях интенсивных истирающих нагрузок, на них устанавливается технологическое оборудование и, кроме того, воздействует агрессивная среда в виде кислот, щелочей, солей, нефтепродуктов и др.

В одноэтажных зданиях полы устраиваются непосредственно по грунту основания, а в многоэтажных - на перекрытиях.

Основные требования, предъявляемые к полам: прочность, высокая химическая стойкость, стойкость к действию высоких температур, водостойкость и водонепроницаемость, бесшумность, гигиеничность.

Пол первого этажа (по грунту) состоит из следующих элементов (Рис.4). В качестве подстилающего слоя, который служит для распределения нагрузки на основание, выступает слой ПГС толщиной 150 мм, на который заливается стяжка из бетона марки 75 толщиной 65 мм. Покрытие пола устраивается из бетона марки 200 толщиной 35 мм.

Рис.4 Конструкция пола: 1 - бетон М200 (35 мм), 2 - бетон М75 (65 мм), 3 - подстилающий слой ПГС (150 мм), 4 - материковый грунт.

Окна.

Для создания нормальных условий труда и быта в зданиях необходимо обеспечивать требуемую нормами равномерную освещенность помещений и необходимый воздухообмен. Для этого предназначены оконные проемы и фонари.

Современные материалы и передовые технологии производств, на сегодняшний день дают неограниченные возможности в конструкциях дизайне окон витражей.

В здании принимаем простеночное остекление (оконные проемы чередуются с простенками). Выбираем заполнение проемов переплётами из алюминиевого профиля с заполнением стеклопакетами или поликарбонатом, они обладают высокой технологичностью, огнестойкостью, не подвергаются коррозии, экономичны в эксплуатации и соответствует современным тенденциям в области энергосбережения. Даже высокая стоимость самого профиля из алюминия со временем компенсируется экономией средств на отопление здания.

Классическая стоечно-ригельная система включает в себя стойки и ригели с видимой шириной 50 мм. Это обеспечивает максимальную светопроницаемость и визуальную легкость конструкции, а также элегантный внешний вид (Рис.5).

Рис.5 Стоечно-ригельная система.

Световые проемы располагают, начиная с отметки 120 см от уровня пола, высота проемов - 1,815 м, ширина - 4,52 м. Высота переплетов - 1,764 м, ширина - 4,49 м (Рис.6).

Учитывая большую высоту первого этажа - 9,6 м - принимаем многоярусное остекление.

Переплеты делаем глухими с открывающимися поворотно-откидными створками в нижних ярусах.



Рис.6 Схема переплётов: а - переплёт верхних ярусов, б - переплёт нижних ярусов.

Двери, ворота.

В проектируемом здании установлены ворота и двери. Ворота выбираем промышленные секционные. Они широко используются при организации удобного и безопасного въезда на территорию складских и промышленных помещений.

Секционные промышленные ворота производства ведущих компаний отличаются высокой надежностью и достаточно органично вписываются практически в любой современный промышленный дизайн. Огромное разнообразие материалов для их изготовления и крепежа, а также конструкций, приводов и прочих элементов позволяют изготовить ворота для помещений любых конфигураций и размеров, которые будут справляться с поставленными перед ними задачами на «отлично».

Отличительными особенностями секционных промышленных ворот являются великолепные теплоизоляционные характеристики, повышенная надежность, возможность установки конструкции, как в помещениях с низким потолком, так и в проемах больших размеров, а также достаточно умеренная стоимость. Благодаря этим преимуществам, секционные ворота для производственных целей пользуются заслуженной популярностью и широко используются как на частных предприятиях, так и в государственных организациях.

Рис.7 Схема полотна секционных ворот.

Принимаем размеры секционных ворот высотой - 4.2 м, и шириной - 4 м (Рис.8).

Рис.8 Схема ворот.



3. Статический расчет фундамента

При определении глубины заложения подошвы фундамента учитывают глубину промерзания грунта, так как промерзание и оттаивание грунта ведут к потере его механической прочности.

Это в свою очередь может привести к неравномерной осадке и к деформации здания.

Чтобы избежать деформаций, связанных с явлениями пучения, на вспученных грунтах (глинистых, супесей и мелких песков) фундаменты закладываются ниже уровня промерзания грунта на 100…200 мм. Расчетная глубина промерзания определяется по формуле:

где ??_?? - коэффициент учитывающий тепловой режим работы здания;

- нормативная глубина промерзания грунта в районе строительства.

В отапливаемых зданиях за счет поступления тепла в грунт промерзание его под наружными стенами будет меньше, чем на открытой площадке, что и учитывается коэффициентом ??_?? (0,7…0,8). Принимаем величину ??_?? = 0,7, как для отапливаемого здания с расчетной температурой воздуха не менее 10? с полами по грунту.

Нормативную глубину промерзания для города Минска - 0,9 м.

Подставляя принятые значения в формулу, получим расчетную глубину промерзания для заданных условий:

Ширину подошвы фундамента определяем по формуле:



где ??^Н - нормативная нагрузка приходящаяся на 1 фундамент (кг);

??_ГР - нормативное давление на грунт основания;

?? - коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения фундамента;

??₀ - плотность материала фундамента.

Из задания ??^Н =1255 кН = 128 т;

??_ГР = 45000 кг/м² = 45 т/м² (крупные пески);

?? = 0,85;

??₀ = 2400 кг/м³ = 2,4 т/м³.

Тогда:

Полученное значение ширины подошвы фундамента проверяем по условию жесткости:

где ??₁ - ширина стакана фундамента; ?? - угол распределения давления в фундаменте, который зависит от материала фундамента.

??₁ = 0,5 + 0,4 = 0,9 м (ширина стакана фундамента);

?? = 37°50' (для тяжёлого бетона), = 0,67.

Тогда:



Условие выполняется, поэтому глубину заложения фундамента можно оставить неизменной, при этом растягивающих напряжений в нём не будет.

Выбираем фундамент 2Ф17 по ГОСТ 24476-80:

Рис.9 Фундамент стаканного типа



Список использованных источников

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

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

3. Леонович И.И., Жалейко В.И., Бобарыко П.С., Рыбалтовская Л.П., «Основы строительного дела», - Мн.: Высш. Школа, 1980г.

4. Волик А.Р., Сазон С.А., «Методические рекомендации по подбору железобетонных конструкций для выполнения курсового проекта «Промышленные здания из крупноразмерных элементов» по курсу «Архитектура» для студентов специальности 1 - 70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство», - Гродненский государственный университет им. Я. Купалы, 2009 г.

5. СНиП 2.09.02-85 «Промышленные здания».

6. ГОСТ 24476-80 «Фундаменты железобетонные сборные стаканного типа под колоны общественных зданий».

Размещено на Allbest.ru