Проект производственного здания

Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта производственного здания по ул. Клубова в г. Вологде.

Несомненно, на данный момент времени, строительство является достаточно развитой индустрией. Постоянно появляются новые более совершенные технологии возведения различного типа зданий и сооружений. Вместе с тем невозможно не отметить тот факт, что технология возведения жилых и промышленных зданий и сооружений существенно отличается.

Как известно, промздания подразумевают под собой большую вместимость и предназначены для организации процесса производства какой-либо продукции. Именно поэтому проектирование промышленных зданий базируется на том, как необходимо разместить оборудование, учитывается также специфика самого производственного процесса.

Кроме того, следует взять в расчет при строительстве сооружений промышленного назначения тот факт, что к ним предъявляются строгие требования относительно качества и надежности ведь именно в них ежедневно будет трудиться огромное количество человек.

Трудно представить любое производство без находящихся на определенной территории промышленных зданий и сооружений, специально предназначенных для изготовления продукции. Вместе с тем строительство промзданий является весьма сложным процессом. Все дело заключается не только в огромных масштабах строительства, а также в тех, требованиях, которые к ним предъявляются. Ведь в такого рода сооружениях будет организовано масштабное производство, в их стенах будет размещено специализированное достаточно весомое оборудование, несущее определенную нагрузку. Именно поэтому все требования относительно промышленных зданий и их строительства настолько высоки и серьезны.

Строительство данного объекта очень актуально, так как фирма ООО «Александра-Плюс», для которой оно производится, не имеет своего производственного помещения. Все производство размещено в арендуемом помещении. Данное промздание позволит увеличить объём текущей выпускаемой продукции, а также изготовлению новой более технологически сложной, в частности автоматизированных линий.

1. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Объемно-планировочное решение

здание строительство конструкция

Уровень ответственности здания - II.

Степень огнестойкости здания - III.

Класс конструктивной пожарной опасности С1.

Климатический район - II В.

Расчетная снеговая нагрузка - 240 кПа.

Нормативный скоростной напор ветра - 23 кПа.

Расчетная температура воздуха наиболее холодной пятидневки -32 °С.

Нормативная глубина промерзания грунтов (для суглинков) - 1,5м.

Проектируемое здание имеет сложную форму в плане с размерами в осях (36х18) м и пристройкой 9х8 м. Этажность здания переменная. Относительная отметка верха строительных конструкций +11,740 м. За относительную отметку 0,000 принята отметка уровня чистого пола первого этажа, что соответствует абсолютной отметке 119,60 м. Здание однопролетное, одноэтажное в осях 1-5/1 и двухэтажное в осях 5/1-7, с сеткой колонн основного каркаса 6м. Производственный зал оборудован подвесным краном грузоподъемностью 3,2 т пролетом 16 м. Плановое расположение встроенных помещений в здании предусмотрено с учетом организации технологического процесса. Для обслуживающего персонала выделены бытовые помещения: помещение для приема пищи, душевые и гардеробные, санузел.

Окна - ленточное остекление на отметке +1,290 и +4,670 м высотой 1 м из условий освещения проходов вдоль крановых путей, отсутствия в помещении склада постоянного пребывания людей и экономической целесообразности.

Высота первого этажа в двухэтажной части здания 3,6 м, второго - 3,24 м.

Таблица 1.1 - Экспликация помещений

1.2 Конструктивное решение

Здание корпуса запроектировано в каркасном исполнении. Основными несущими конструкциями каркаса здания являются однопролетные рамы пролетом 18м. шаг рам - 6м. Стойки рамы - металлические колонны двутаврового сечения по СТО АСЧМ 20-93. Ригель - металлические фермы из стальных квадратных труб по ГОСТ 30245-2003.

Опирание балок на стальные колонны жесткое. Для обеспечения устойчивости балок выпуски арматуры плит перекрытий соединяют с балками на сварке.

Стойки фахверка - из стальных квадратных труб ГОСТ 30245-2003.

До начала производства работ по устройству монолитного перекрытия должен быть закончен монтаж металлических балок перекрытия. По второстепенным балкам укладывается профилированный лист С21х1000х0,7, который крепится при помощи самонарезающих болтов через гофру, на крайних опорах в каждом гофре. Между собой профлист в продольных стыках соединяется комбинированными заклепками. Стыки профлиста по длине следует выполнить на балках. После монтажа профилированного листа укладываются каркасы, сетки и заливается бетон.

В качестве ограждающих конструкций в проекте применяем из сэндвич-панелей Trimoterm FTV STANDART по ТУ 5262-001-54610108-01 ООО «Тримо-ВСК» толщиной 120мм.

Перегородки выполнены из керамического кирпича по ГОСТ 530-2012 толщиной 120 мм и газобетонных блоков толщиной 200мм. Обшивка запроектирована из гипсокартона.

Покрытие здания - поэлементной сборки: несущие сендвич-панели Trimoterm SNV по ТУ 5262-001-54610108-01 ООО «Тримо-ВСК» толщиной 150 мм.

На основании инженерно-геологических изысканий фундаменты под колонны запроектированы монолитные железобетонные отдельно стоящие. Связи вертикальные металлические крестовые.

Фундаменты свайные, в виде свайных кустов с устройством по ним свайного ростверка, под колонны здания, и сборных фундаментных балок из бетона В20 под цоколь наружных стен. Сваи висячие, забивные, железобетонные сплошного квадратного сечения по серии 1.011.1-10 С80.30-6.У. Ростверк из бетона класса В20 по прочности на сжатие, F100 - по морозостойкости W4 - по водонепроницаемости. Сопряжение свайных ростверков со сваями жесткое, с заделкой головы сваи в ростверк на 50 мм с выпусками арматуры сваи длиной 400мм.

Армирование фундаментов предусмотрено арматурой А400 и А240 по ГОСТ 5781-82*, В500 по ГОСТ 6727-80. Защитный слой бетона для рабочей арматуры в плите принят 40мм. Вследствие этого под фундаментом предусмотрена подготовка из бетона класса В7,5 толщиной 100мм.

Для опирания стеновых панелей здания предусмотрены цокольные балки. Опирание фундаментных балок осуществляется на монолитные набетонки столбчатых фундаментов.

Внутренние лестницы - открытые металлические из прокатных профилей с уклоном 45⁰.

Наружные лестницы - открытые металлические из прокатных профилей с уклоном 45⁰.

Для предотвращения деформации пола предусмотрена отсечка бетонного основания от колонн и стен через прокладки из Пеноплэкса 35.

Для обеспечения свободы деформации плиты пола, вызываемой усадкой бетона и воздействиями кратковременных нагрузок, предусмотрены поперечные и продольные деформационные швы на всю толщину бетонного подстилающего слоя.

1.3 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчёт стены

Стены - трехслойные стеновые панели Trimoterm FTV STANDART по ТУ 5262-001-54610108-01 ООО «Тримо-ВСК» с несгораемым утеплителем из ламелированной минеральной ваты 120мм с приведённым сопротивлением теплопередаче не менее R=2,91 м²°С/Вт. Конструкция стены представлена на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1 - Конструкция стены здания

Состав стены:

- фасадно-защитный отделочный слой: сталь 0,6 мм: л=58 Вт/м• ?С, д=0,0006 м;

- утепляющий слой: ламелированная минеральная вата - 120мм;

- внутренний слой: сталь 0,6 мм: л=58 Вт/м• ?С, д=0,0006 м.

Влажностный режим помещения по табл.1 [1] для t_int св.12 до 24?С и ц_int св. 50 до 60% - нормальный.

Зона влажности по приложению В - нормальная.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций по табл.2 [1] в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности - Б.

Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки - 32?С.

Градусо-сутки отопительного периода определим по формуле

D=, С·сут, (1.1)

где t - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, по [7];С;

- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, по [7]; сут.

t_int- расчетная температура внутреннего воздуха, по [7]; С;

= 18С;

= -4,1С;

= 231 сут.

D=, С·сут.

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций из условия энергосбережения:

R, м²·С/Вт, (1.2)

где а = 0,0002 (для стен);

в = 1,0 (для стен).

Rм²·С/Вт.

Для принятой панели R=2,91 м²°С/Вт, что больше Rм²·С/Вт. Следовательно толщина панели принята верно.

Теплотехнический расчёт покрытия

Панели покрытия - трехслойные кровельные несущие сендвич-панели Trimoterm SNV по ТУ 5262-001-54610108-01 ООО «Тримо-ВСК» с несгораемым утеплителем из ламелированной минеральной ваты толщиной 150мм с приведённым сопротивлением теплопередаче не менее R=3,86 м²°С/Вт.

Состав стены:

- фасадно-защитный отделочный слой: сталь 0,7 мм: л=58 Вт/м•С, д=0,0007 м;

- утепляющий слой: ламелированной минеральной ваты - 150 мм;

- внутренний слой: сталь 0,7 мм: л=58 Вт/м•С, д=0,0007 м.

= 18С;

= -4,1С;

= 231 сут.

Градусо-сутки отопительного периода

D=, С·сут.

а = 0,00025 (для покрытия);

в = 1,5 (для покрытия).

Rм²·С/Вт.

Для принятой панели R=3,86 м²°С/Вт, что больше Rм²·С/Вт. Следовательно толщина панели принята верно.

1.4 Наружная и внутренняя отделка

Отделочные работы выполняются в соответствии с действующими нормами.

В данном здании заполняются оконные проёмы во встроенных помещениях блоками из ПВХ профилей с однокамерным стеклопакетом по ГОСТ 23166-99.

Ворота наружные подъемные. Двери металлические по ГОСТ 31173-2003.

Стеновые сэндвич-панели толщиной 120мм, используемые в качестве внешнего ограждения, состоят из металлических облицовок и ламелированной минеральной ваты по ТУ 5262-001-54610108-01. Панели являются самонесущими навесными конструкциями, полной заводской готовности, не требуют дополнительной отделки. Сэндвич-панели обладают высокими теплотехническими и звукоизоляционными качествами, их монтаж выполняют в сжатые сроки, при любых погодных условиях. Они влагостойки и огнеупорны. При этом снижаются затраты на капитальное строительство и идет дополнительное энергосбережение в процессе эксплуатации. Сэндвич-панели - материал, состоящий из 3 слоев, склеенных между собой. Для создания трехслойной структуры панели используют листы оцинкованной стали, а во внутреннем слое применяется один из видов утеплителя: пенополиуретан, полистирол или минвата. В обязательном порядке каждая поверхность панели обрабатывается специальным раствором грунтовочной смеси, наносится полимер, после чего окрашивается.

Полы на первом этаже бетонные, на втором этаже - линолеум, в санузлах - керамическая плитка.

Внутренняя отделка кирпичных стен и стен из газобетонных блоков в помещениях - водоэмульсионная окраска по штукатурке и шпаклевке.

1.5 Технико-экономические показатели

Таблица 1.4 - Технико-экономические показатели

Наименование	Ед.изм.	Показатель
1	2	3
Строительный объем здания	м3	7712
Площадь застройки	м2	842,34
Общая площадь здания	м2	875,96
Количество этажей	шт	переменно
Площадь озеленения	м2	3305,4
Площадь тротуаров	м2	136,3
Площадь отмостки	м2	105
Площадь проезда, стоянки автомашин	м2	2672,9
Площадь площадки для мусоросборников	м2	12

1.6 Описание генплана

Генеральный план выполнен в соответствии с основными требованиями норм и правил проектирования, градостроительных решений в увязке с существующей застройкой и окружающей средой.

Генеральный план зависит от характера, состава и производительности. Здание располагается на производственной территории.

Въезд на территорию предусмотрен с постоянной автодороги.

На свободной от застройки территории устроены газоны. Комплекс работ по благоустройству предусматривает устройство асфальтобетонных проездов и тротуаров.

На генплане показаны привязки проектируемого здания к координатным осям и горизонталям, а также основные оси здания, размерные линии в продольном и поперечном направлении проходящие через проектируемое здание с указанием габаритных размеров.

На территории предусматриваются автомобильные стоянки на 12 машиномест, с монолитным асфальтобетонным покрытием.

В проекте предусмотрено:

- устройство асфальтового покрытия проездов;

- устройство площадок для парковки легковых автомобилей;

- устройство асфальтового покрытия пешеходных дорожек и площадки перед входом;

- площадка для отдыха рабочего персонала;

- озеленение территории устройством газонов;

- искусственное освещение территории фонарями.

Поверхность проездов имеет специальное асфальтовое покрытие. Поперечный уклон составляет 20‰.

Проезды устраиваются с бордюром из бортового камня, в местах взаимного пересечения и примыкания имеют радиусы скруглений 5 метров.

Мусороконтейнер, для временного хранения мусора, располагается в 17,5 м от проектируемого здания.

Вертикальная планировка участка выполнена с учетом организации нормального отвода поверхностных вод.

В качестве плодородного слоя для газонов используется почвенный покров, снятый с площади участка, привозной грунт.

Уровень пола первого этажа принят за относительную отметку +0.000 и соответствует абсолютной отметке 119,60 м в Балтийской системе координат.

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Расчет поперечной рамы

2.1.1 Действующие нагрузки

Нагрузками, действующими на поперечную раму являются:

- постоянная нагрузка от массы кровли, собственной массы несущих конструкций покрытия со связями, колонн и подкрановых балок с рельсами;

- снеговая нагрузка;

- давление ветра на продольные стены и на конструкцию покрытия здания.

Рис. 2.1 - Поперечная рама

Рис. 2.2 - Расчетная схема

2.1.2 Определение постоянной нагрузки

Постоянная нагрузка на ригель рамы складывается из нагрузки от массы кровли, массы строительных ферм и массы связей.

Нагрузки на 1 м² покрытия приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Состав нагрузки	Нормативн нагрузка gn, кН/м2	Коэфф. надежности по нагрузке гf	Расчетная нагрузка g, кН/м2
1) Кровля
Сендвичпанели Trimotern FTV Standart t=120мм	0,247	1,2	0,296
2) Прогон	0,24	1,05	0,252
3) Стропильная ферма	0,108	1,05	0,113
Всего	0,595		0,661

g = 0,661*6 = 3,97 кН/м

Рис. 2.3 - Загружение постоянной нагрузкой

2.1.3 Определение снеговой нагрузки

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия по формуле 10.1 [6]:

S₀ = 0,7 c_e c_t S_g,

где с_е - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов

с_е=0,85

c_t = 1 - термический коэффициент,

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие,

S_g = 2,4 кПа - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли (для 4 снегового района).

b= 18,32 м,_,

= 1 - по приложению Г.1 [6],

S₀ = 0,7*0,85*1*1*2,4*10³ = 1,428 кПа,

S = S₀ *г_f = 1,428 *1,4 = 2 кПа,

s = S*B = 2*6 = 12 кН/м.

Рис. 2.4 - Распределение коэффициента µ

Рис. 2.5 - Загружение снеговой нагрузкой

2.1.4 Определение крановой нагрузки

Вертикальное давление кранов на каркас здания состоит из наибольшего вертикального давления D при невыгодном положении тележки на крановом мосту.

Р=Q+m_т= 20+3=23кН - грузоподъемность подвесного крана и масса тележки

Рис. 2.6 - 1 загружение в крайней левой точке

Рис. 2.7 - 2 загружение в середине пролета

Рис. 2.8 - 3 загружение в крайней правой точке

G = 61,3 кН - вес подвесного транспорта без учета веса тележки



Рис. 2.9 - Вес подвесного транспорта

Поперечная тормозная нагрузка от крана:

Т_n,поп = 0,05(Q+G_т)/n₀ = 0,05(20 + 3) /2 = 0,575 кН

Т = 1,2 x 0,85 x 0,575 = 0,6 кН

Рис. 2.10 - Тормозная нагрузка

2.1.5 Определение ветровой нагрузки

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_p составляющих

w = w_m + w_p

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m в зависимости от эквивалентной высоты z_e над поверхностью земли

w_m = w₀ k(z_e)c,

где w₀ = 0,3 кПа - нормативное, значение ветрового давления (для 2 ветрового района)

k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e

z_e = h, так как h ? d

h - высота здания

d - размер здания в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра

с - аэродинамический коэффициент

с = 0,8; с' = 0,5

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на эквивалентной высоте z_e

w_p = w_m (z_e)v,

(z_e) - коэффициент пульсации давления ветра

v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра

Для 9,705 м:

k(9,705) = 0,96

w_m = 0,3*10³*0,96*0,8 = 230,4 Н/м

w_m' = 0,3*10³*0,96*0,5 = 144 Н/м

(9,705) = 0,78

v = 0,81

w_p = 230,4*0,78*0,81 = 145,6 Н/м

w_p' = 144*0,78*0,81 = 90,98 Н/м

w = 230,4 + 145,6 = 376 Н/м

w' = 144+ 90,98 = 234,98 Н/м

Для 10,785 м:

k(10,975)= 1

w_m = 0,3*10³*1*0,8 = 240 Н/м

w_m' = 0,3*10³*1*0,5 = 150 Н/м

(10,785) = 0,76

v = 0,79

w_p = 240*0,76*0,79 = 144,1 Н/м

w_p' = 150*0,76*0,79 = 90,1 Н/м

w = 240 + 144,1 = 384,1 Н/м

w' = 150+ 90,1 = 240,1 Н/м

Рис. 2.11 - Загружение ветровой нагрузкой «Справа-налево»



Рис. 2.12 - Загружение ветровой нагрузкой «Слева-направо»

2.1.6 Статический расчёт рамы в программе SCAD Office.

Рис. 2.13 - Номера элементов

Статический расчет выполнен в программном комплексе SCAD Offise, результаты представлены в приложении 1.

2.2 Расчет и конструирование стропильной фермы

2.2.1 Побор сечений стержней фермы

Усилия в стержнях фермы приведены в приложении 1 (таблица 1.1).

Алгоритм подбора сечений:

1. Расчетные длины стержней фермы определяем по табл. 24 [7] :

Для нижнего пояса l_efx = 1•l; l_efу - по схеме связей по нижнему поясу.

Для верхнего пояса l_efx = 1•l; l_efу - по схеме связей по верхнему поясу.

Для элементов решетки l_efx = 0,9•l; l_efу = 0,9.

2. Подбор сечений растянутых стержней:

Определение требуемой площади сечения стержня:

, (2.6)

где N - расчетное усилие в стержне, кН;

R_у - расчетное сопротивление стали, МПа;

г_с - коэффициент условий работы.

Определение требуемых радиусов инерции:

; , (2.7)

где l_efx,y - расчетная длина стержня, м;

[л] - предельная гибкость растянутых элементов, определяется по таблице 33 [7].

По требуемой площади и радиусам инерции подбираем квадратную трубу подходящего сечения.

Определяем гибкость:



Определяем прочность:

, (2.8)

3. Подбор сечений сжатых стержней:

Задаемся гибкостью:

[л] = 180 60· - для сжатых поясов, опорных стоек и раскосов,

где - коэффициент принимаемый не менее 0,5

Определяем требуемую площадь сечения стержня:

, (2.9)

где N - расчетное усилие в стержне, кН;

ц= f(л)- коэффициент устойчивости при сжатии, определяется по таблице Д.1 [7];

R_у - расчетное сопротивление стали, МПа;

г_с - коэффициент условий работы.

Определяем требуемые радиусы инерции по формуле (2.7).

По требуемой площади и радиусам инерции подбираем квадратную трубу по ГОСТ 30245-94.

Определяем гибкость, ц_min.

Проверка устойчивости:

(2.10)

Расчет фермы и подбор сечений выполнен в программном комплексе SCAD Office. Результаты подбора сечений представлены в приложении 2, усилия в элементах фермы см. приложение1.

Рисунок 2.14 - Геометрическая схема фермы

2.2.2 Конструирование и расчет опорных узлов фермы

Узел 1

1) В случае примыкания к поясу одного элемента в опорных узлах при d /D ? 0,9 (d/D = 80/120 = 0,666) и g / b ? 0,25 (g/b = 13/118 = 0,11) продавливание (вырывание) участка стенки пояса, контактирующей с элементом решетки, следует проверять по формуле:

 (2.11)

d /D=160/160>0,9

Проверка не требуется

2) Несущую способность боковой стенки в плоскости узла в месте примыкания сжатого элемента при d / D > 0,85 следует проверять по формуле

(2.12)

где N - усилие в примыкающем элементе (решетки), кН;

R_y - расчетное сопротивление стали пояса, МПа;

t = 3 мм - толщина стенки (полки) пояса;

б = 42⁰ - угол примыкания элемента решетки к поясу;

г_t =0,8- коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе, принимаемый равным 1,2 при растяжении и 1,0 - в остальных случаях;

k=1 - коэффициент, принимаемый в зависимости от тонкостенности пояса Db/t и расчетного сопротивления стали Ry

368,22<

Условие выполняется

3) Несущую способность элемента решетки вблизи примыкания к поясу следует проверять:

(2.13)

где k - коэффициент, принимаемый по п.Л.2.4 [7];

А_d - площадь поперечного сечения элемента решетки;

t_d - толщина стенки элемента решетки;

R_yd - расчетное сопротивление стали элемента решетки.

Условие выполняется

4) Прочность сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу, следует проверять:

(2.14)

где в_f = 0,9 по таблице 39 [7];

k_f = 5 мм по таблице 38 [7];

R_wf = 180МПа, марка проволоки Св-08А, тип электрода Э42.

Условие выполняется

Узел 2

1) В случае примыкания к поясу одного элемента в опорных узлах при d /D ? 0,9 (d/D = 80/120 = 0,666) и g / b ? 0,25 (g/b = 13/118 = 0,11) продавливание (вырывание) участка стенки пояса, контактирующей с элементом решетки, следует проверять по формуле:

(2.15)

d /D=160/160>0,9

Проверка не требуется

2) Несущую способность боковой стенки в плоскости узла в месте примыкания сжатого элемента при d / D > 0,85 следует проверять по формуле

(2.16)

где N - усилие в примыкающем элементе (решетки), кН;

R_y - расчетное сопротивление стали пояса, МПа;

t = 3 мм - толщина стенки (полки) пояса;

б = 42⁰ - угол примыкания элемента решетки к поясу;

г_t =0,8- коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе, принимаемый равным 1,2 при растяжении и 1,0 - в остальных случаях;

k=1 - коэффициент, принимаемый в зависимости от тонкостенности пояса Db/t и расчетного сопротивления стали Ry

223,642<

Условие выполняется

3) Несущую способность элемента решетки вблизи примыкания к поясу следует проверять:

(2.17)

где k - коэффициент, принимаемый по п.Л.2.4 [7];

А_d - площадь поперечного сечения элемента решетки;

t_d - толщина стенки элемента решетки;

R_yd - расчетное сопротивление стали элемента решетки.

Условие выполняется

4) Прочность сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу, следует проверять:

(2.18)

где в_f = 0,9 по таблице 39 [7];

k_f = 5 мм по таблице 38 [7];

R_wf = 180МПа, марка проволоки Св-08А, тип электрода Э42.

Условие выполняется

2.3 Расчет и конструирование колонны

2.3.1 Алгоритм подбора сечения

1. Определяем расчетную длину колонны:

l_efx = µl ,

где µ - коэффициент расчетной длины, находится по таблице 30 [7].

2. Определяем требуемую площадь сечения:

, (2.19)

где R_у - расчетное сопротивление стали по пределу текучести (С 245);

г_с = 1;

ц_e - коэффициент, определяемый в зависимости от условной гибкости стержня и приведенного относительного эксцентриситета m_ef .

m_ef = з m_x , (2.20)

где m_x = = - относительный эксцентриситет;

е = М/N, м;

с_х = 0,35·h - ядровое расстояние, м;

з - коэффициент влияния формы сечения (таблица Д.2 [7]);

ц_e - коэффициент по таблице Д.3 [7].

По сортаменту СТО АСЧМ 20-93 принимаем двутавр соответствующий найденным параметрам.

Уточняем характеристики сечения с_х, m_x, m_ef, ц_e.

3. Выполняем проверку прочности по формуле (2.21)

, (2.21)

где N, M_x - абсолютные значения продольной силы и изгибающего момента;

n, c_x - коэффициенты, принимаемые согласно таблице Е.1 [7].

Расчет на прочность внецентренно-сжатых элементов по формуле (2.21) выполнять не требуется при значении приведенного относительного эксцентриситета m_ef ? 20.

4. Выполняем проверку устойчивости:

Проверка устойчивости в плоскости рамы:

, (2.22)

где коэффициент ц_е следует определять по таблице Д.4 [7] в зависимости от условной приведенной гибкости и относительного эксцентриситета т.

При значениях т > 20 расчет на устойчивость стержня в целом не требуется.

Проверка устойчивости из плоскости рамы:

(2.23)

л_y = , л_x =

При л_x < л_y проверка из плоскости момента не требуется.

По результатам расчета в программном комплексе SCAD Offise по подбору сечений (приложение 2) принимает колонну К1 - двутавp широкополочный 40Ш1

2.3.2 База колонны

М = 22,47 кН*м, N = 131,291 кН.

Фундамент из бетона класса В15.

B_pl = b_f + 2· (t_tr+c)=570мм (2.24)

R_b = 8,5 МПа - расчетное сопротивление бетона класса В 15 осевому сжатию

R_b,loc = R_b Чц_b = 8,5 Ч1,2 = 10,2 МПа

Принимаем размер L =660 мм (кратным 10 мм)

1. Краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой (см. рис. 2.2, б):

(2.25)

(2.26)

2. Изгибающие моменты в опорной плите

Участок I, опертый на 4 канта:

Моменты в направлении короткой и длинной сторон соответственно:

M_а = б₁·у₁·a²= 0,125·2000·0,14225² = 5,06 кН·м

(а/ b=360/142,25=2,53?2)

M_в = б₂·у₁· a²= 0,037·2000·0,14225² = 1,50 кН·м

Участок II, опертый на 3 канта

M_II = б₃·у₂· d₁² = 0,060·2600· 0,3² =14,04 кН·м

(а₁/ d₁ = 81/300 = 0 ,27?0,5)

Участок III (консольный)

M_III = у_max·c²/2 = 2600·0,05²/2 = 3,25 кН·м

3. Толщина опорной плиты

t_pl === 0,026 м

где M_max - максимальный момент из M_I, M_II, M_III.

Принимаем t_pl =30мм.

Принимаем опорную плиту размерами 0,57х 0,66х0,03 м .

2.3.3 Расчет траверсы

Определяем необходимую длину швов, приваривающих траверсы к полкам колонны. Принимаем ручную сварку, тип электрода Э42* (табл. Г.1[7]), R_wf = 180 МПа (табл. Г.2[7]),

МПа (R_un = 360 МПа). , (табл. 39[7]),

R_wf · в_f =180·0,7 =126 МПа ? R_wz · в_z =162·1,0 =162 МПа, поэтому расчет ведем по металлу шва.

k_{f min} = 4мм (табл. 38[7]), k_{f max} = 1,2·t _min =1,2·10 = 12мм

Принимаем k_f = 7мм.

Требуемая длина шва:

l _wf = V_тр/(( R_wf · в_f · k_f) +10мм=150,15/(12,6·0,7·0,7)+10мм=25,3см

где V_тр= (у_max· L_пл · B_пл) /4 = (3800 ·55·42) · 10^-4/4=150,15 кН

Назначаем высоту траверсы кратной 10мм h_tr = 260мм

Изгибающий момент в траверсе определяем как в консоли вылетом с₁ по формуле M_тр= (q _тр,max· с₁²)/2= ( 525,9 · 0,081²) /2= 1,725 кH·м

где q _тр,max = у_max· d _тр =3800·(14,225+1,0+5,0) · 10^-2 = 525,9 кH/м , здесь d _тр - ширина грузовой площади траверсы.

Проверим прочность траверсы по нормальным напряжениям:

у =6·M_tr / (t_tr·h_tr²) = 6· 0,001725/(0,01· 0, 26²) = 16,6МПа ? R_y·г_c = 240МПа

Прочность траверсы по нормальным напряжениям обеспечена.

Прочность траверсы по касательным напряжениям:

ф =1,5· V_тр / A_тр = (1,5· 0,15015 )/ 0,0026 = 90,09 МПа ? R_s · г_c = 0,58·240= =139,2 МПа

A_тр = t_тр · h_тр= 0,01·0,26 = 0,0026м²

Прочность траверсы по касательным напряжениям обеспечена.

Окончательно принимаем высоту траверсы h_tr = 0,25м.

2.3.4 Расчет анкерных болтов

Найдём краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой

у_max = 95,21/(57·66) + 6·22,47·10²/(57·66²) =0,255кН/см2 =

=2,55 МПа (сжатие)

у_min = 95,21/(57·66) - 6·22,47·10²/(57·66²) = - 0,173кН/см2 =

= -1,73 МПа (растяжение)

- Усилия в анкерных болтах в растянутой зоне:

z₀ = (M - N · a)/y = 154,09 кH

Требуемая площадь сечения болтов:

По таблице Г.4 [7] принимаем для анкерных болтов марку стали Ст3пс2.

Требуемая суммарная площадь сечения анкерных болтов:

УA_{bn треб} = z_a / R_ba = 154,09 / (190·10³) = 0,000811·10^-4 м² = 8,11 см²

По требуемой площади сечения болтов принимаем 4 анкерных болта диаметром d=30мм с УA_bn = 5,61 · 4 = 22,44 см² ?УA_{bn треб} 2,5 см² (по табл.Г.9 [1]).

3. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Характеристика условий строительства

Район строительства - г. Вологда;

Характер строительства - новое;

Существующая застройка - имеется;

Нормативная продолжительность строительства по СНиП 1.04.03-85^* - 7 месяцев, в том числе подготовительный период - 1 месяц.

Источником покрытия потребности в рабочей силе являются кадровые рабочие СУ. Обеспечение строительства бетоном и раствором производится заводом ЖБИ. Строительными механизмами строительство обеспечивается автоколонной.

За относительную отметку 0.000 принята абсолютная отметка +119,60. Из физико-геологических процессов для района характерно сезонное промерзание грунтов. Нормативная глубина сезонного промерзания суглинков, определенная согласно п. 2.27 СНиП 2.02.01-83*, составляет 1,50 м.

3.2 Методы выполнения основных СМР, техника безопасности

3.2.1 Организация строительной площадки, участков работ и рабочих мест

Организация строительной площадки, участков работ и рабочих мест должна обеспечивать безопасность труда работающих на всех этапах выполнения работ. Все территориально обособленные участки должны быть обеспечены телефонной связью или радиосвязью.

При организации строительной площадки, размещении участков работ, рабочих мест, проездов строительных машин и транспортных средств, проходов для людей следует установить опасные для людей зоны, в пределах которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные производственные факторы.

Опасные зоны должны быть обозначены знаками безопасности и надписями установленной формы.

Зоны постоянно действующих опасных производственных факторов во избежание доступа посторонних лиц должны быть ограждены защитными ограждениями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 23407-78. Производство строительно-монтажных работ в этих зонах, как правило, не допускается.

Зоны потенциально действующих опасных производственных факторов следует ограждать сигнальными ограждениями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 23407-78.

Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов машин определяются расстоянием в пределах 5м, если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте или инструкции завода-изготовителя.

При размещении временных сооружений, ограждений, складов и лесов следует учитывать требования по габаритам приближения строений к движущимся вблизи средствам транспорта.

Строительная площадка, участки работ, рабочие места, проезды и подходы к ним в темное время суток должны быть освещены в соответствии с Инструкцией по проектированию электрического освещения строительных площадок. Освещенность должна быть равномерной, без слепящего действия осветительных приспособлений на работающих. Производство работ в неосвещенных местах не допускается.

Во избежание доступа посторонних лиц строительная площадка ограждается временным забором. Конструкции ограждения выполняются в соответствии требованиям ГОСТ 23407-78. Ограждения, примыкающие к местам массового прохода людей, оборудованы сплошным защитным козырьком.

У въезда на строительную площадку необходимо установить дорожные знаки ограничения скорости движения автотранспорта и предупреждения о въезде и входе в опасную зону. Оградить опасную зону сигнальными ограждениями, вывесить в соответствующих местах плакаты «Осторожно. Работает кран», «Стой! Проход запрещен», «Опасно! Возможно падение груза»

Складирование материалов и конструкций необходимо выполнять в соответствии с требованиями технических условий и стандартов на материалы, изделия и конструкции на выровненных площадках, принимая меры против самопроизвольного смещения, просадки и раскатывания материалов и конструкций.

Ширина проходов к рабочим местам и на рабочих местах должна быть не менее 0,6 м, а высота проходов в свету - не менее 1,8 м.

Входы в строящееся здание (сооружение) должны быть защищены сверху сплошным навесом шириной не менее ширины входа с вылетом на расстояние не менее 2 м. Угол, образуемый между навесом и вышерасположенной стеной над входом, должен быть в пределах 70-75.

Рабочие места в зависимости от условий работ и принятой технологии производства работ должны быть обеспечены, согласно нормокомплектам, соответствующим их назначению средствами технологической оснастки и средствами коллективной защиты, а также средствами связи и сигнализации.

Не допускается пользоваться открытым огнем в радиусе 50 м от места применения и складирования материалов, содержащих легковоспламеняющиеся или взрывоопасные вещества.

Основной период строительства делится на две стадии:

1) устройство нулевого цикла;

2) устройство надземной части здания.

3.2.2 Эксплуатация строительных машин

Эксплуатация строительных машин и механизмов, средств малой механизации), включая техническое обслуживание, должна осуществляться в соответствии с требованиями главы СНиП по организации строительного производства и инструкций заводов изготовителей. Эксплуатация грузоподъемных машин, кроме того, должна производиться с учетом требований «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Лица, ответственные за содержание строительных машин в рабочем состоянии, обязаны обеспечивать проведение их технического обслуживания и ремонта в соответствии с требованиями эксплуатационных документов завода-изготовителя.

Руководители организации, производящей строительно-монтажные работы с применением машин, обязаны назначить инженерно-технических работников, ответственных за безопасное производство этих работ из числа лиц, прошедших проверку знаний правил и инструкций по безопасному производству работ с применение данных машин.

До начала работы с применением машин руководитель работ должен определить схему движения и место установки машин, места и способы зануления (заземления) машин, имеющих электропривод, указать способы взаимодействия и сигнализации машиниста (оператора) с рабочим-сигнальщиком, обслуживающим машину, определить (при необходимости) место нахождения сигнальщика, а также обеспечить надлежащее освещение рабочей зоны.

При техническом обслуживании машин с электроприводом должны быть приняты меры, не допускающие случайной подачи напряжения. На пусковых устройствах должны быть вывешены плакаты «Не включать - работают люди!». Плавкие вставки предохранителей в цепи питания электродвигателей должны быть вынуты.

Не допускается выполнять монтажные работы в гололедицу, туман, снегопад, грозу, при температуре воздуха ниже или при скорости ветра выше пределов, предусмотренных в паспорте машины.

При применении ручных машин надлежит соблюдать правила безопасной эксплуатации, предусмотренные ГОСТ, а также инструкциями завода-изготовителя.

3.2.3 Эксплуатация технологической оснастки и инструмента

Строительно-монтажные работы должны выполняться с применением технологической оснастки (средств подмащивания, тары для бетонной смеси, раствора, сыпучих и штучных материалов, грузозахватных устройств и приспособлений для выверки и временного закрепления конструкций), средств коллективной защиты и строительного ручного инструмента, определяемых составом нормокомплектов, а их эксплуатация - согласно эксплуатационным документам предприятий - изготовителей.

Порядок разработки и испытаний технологической оснастки и средств защиты должны соблюдаться с учетом соответствующих нормативных документов.

3.2.4 Электросварочные и газопламенные работы

При выполнении электросварочных и газопламенных работ необходимо выполнять требования настоящей главы СНиП, а также Санитарных правил при сварке, наплавке и резке металлов, утвержденных Минздравом России. Кроме того, при выполнении электросварочных работ следует выполнять требования ГОСТ 12.1.013-78.

Места производства работ на данном и нижерасположенных ярусах должны быть освобождены от сгораемых материалов в радиусе не менее 5м, а от взрывоопасных материалов и установок-10м.

В электросварочных аппаратах и источниках их питания должны быть предусмотрены и установлены надёжные ограждения элементов, находящихся под напряжением.

Газовые баллоны должны быть предохранены от ударов и действия прямых солнечных лучей, а также удалены от отопительных приборов на расстояние не менее 1м.

3.2.5 Монтажные работы

На участке, где ведутся монтажные работы, не допускается выполнение других работ и нахождение посторонних лиц.

Не допускается пребывание людей на элементах конструкций и оборудования во время их подъема или перемещения.

Во время перерывов в работе не допускается оставлять поднятые элементы конструкций и оборудования на весу.

Не допускается нахождение людей под монтируемыми элементами конструкций и оборудования до установки их в проектное положение и закрепления. При возведении объекта задействованы следующие машины и механизмы: бульдозер ДЗ-18, бортовой автомобиль ЗИЛ-555, сварочный аппарат ТДМ-301-1, монтажный кран МКГ-25, электротрамбовка ИЭ-4502, экскаватор ЭО-3322А. В качестве технологической оснастки и инструмента бригада монтажников применяет следующие приспособления: оправка монтажника, конопатка стальная, ключи торцовые, молоток слесарный, щетка ручная, зубило слесарное, напильник слесарный, ключи гаечные разводные, отвес строительный, уровень строительный, рулетка измерительная металлическая, шнур разметочный в корпусе, метр складной металлический. Кроме бригады монтажников на строительной площадке работают: машинисты, бетонщики, изолировщики, копровщики, монтажники, электрики.

3.3 Описание сетевого графика

Расчет сетевого графика представлен в приложении 2. Характеристика сетевого графика представлена в карточке-определителе (см. приложение 1).

Длина критического пути составляет 140,5 дней, что соответствует нормативным документам. Работы сетевого графика календаризированы и оптимизированы. Максимальная численность рабочих 29 человек, после оптимизации за счет использования частного резерва максимальная численность рабочих сократиться до 19 человек.

3.4 Расчет численности персонала строительства

Расчетная численность персонала строительства определяется по формуле:

, (3.1)

где - численность рабочих основного производства (определяется по эпюре движения рабочих как максимальное количество рабочих в одну смену).

- численность рабочих не основного производства

, чел., (3.2)

- численность инженерно-технических работников

, чел., (3.3)

- численность работников младшего обслуживающего персонала

(3.4)

- численность учеников и практикантов

(3.5)

1,06 - коэффициент, учитывающий невыходы по болезни и отпуска.

3.5 Обоснование потребности и выбор типов временных зданий и сооружений

Таблица 3.1 - Расчет площадей временных зданий и сооружений

Наименование зданий и сооружений	Расчетная численность персонала	Нормы на 1 человека	Требуется	Принято
	всего	% одновременно пользующихся	Ед. изм.	Кол-во	Ед. изм.	Кол-во	Марка	Кол-во
Проходная	-	-		9		9	Вагончик 3х3	1
Контора прораба	2	100		5		9	Вагончик 3х3	1
Помещение для приема пищи	29	30		1		8,7	Вагончик 3х3	1
Помещение для обогрева рабочих	29	100		0,1		2,9	Вагончик 3х3	1
Кладовая	-	-		15		15	Вагончик 3х6	1
Помещение для сушки и обеспылевания одежды	29	50		0,2		2,9	Вагончик 3х3	1
Гардеробные с умывальными	29	70		0,5		10,2	Вагончик 3х6	1
Душевые	29	30	1 рожок 1 рожок	8 чел 4	1 рожок 1 рожок	2 8	Вагончик 3х3	1
Туалет	29	100	1 очко 1 очко	20 чел 2	1 очко 1 очко	2 4	Вагончик 3х3	1

Примечание: помещение личной гигиены женщин - кабина с гигиеническим душем, размещается в женском туалете, поскольку количество работающих женщин до 100 человек.

3.6 Расчет потребности в воде и определение диаметра труб временного водопровода

Вода на строительной площадке расходуется на хозяйственно-бытовые и на производственные нужды, а также на пожаротушение.

Требуемый расход воды определяется по формуле:

, (3.6)

Расход воды на пожаротушение принимается по площади застройки, при площади застройки до 30 га .

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды:

, (3.7)

где ^/- расход воды на принятие душа;

, (3.8)

где N - Расчетная численность персонала строительства ;

а - норма водопотребления на 1 человека, пользующегося душем, при отсутствии канализации ;

- коэффициент, учитывающий количество моющихся, принимаем ;

время работы душевой установки, час принимаем ;

Расход воды на умывание, принятие пищи и другие нужды.

(3.9)

где - норма водопотребления на 1 человека в смену ;

- коэффициент неравномерности потребления воды, ;

- продолжительность смены в часах ;

Расход воды на производственные нужды определяется:

, (3.10)

где 1,2 - коэффициент на неучтенные потребности;

- коэффициент неравномерности водопотребления,

- суммарный расход воды в смену в литрах на все производственные нужды по нормам;

Диаметр трубы временного водопровода определяется:

, (3.11)

где - скорость движения воды временного водопровода

;

. Принимаем

3.7 Расчет потребности в электроэнергии

Электроэнергия на строительной площадке расходуется на питание электродвигателей (для силовых потребителей), на технологические нужды (прогрев бетона), на внутреннее освещение здания, на наружное освещение подъездных путей, территории, места работы.

Требуемая мощность трансформатора определяется по формуле:

, (3.12)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий потери в сети;

, , , - коэффициенты спроса, учитывающие несовпадение нагрузок, , , , ;

- коэффициенты мощности, зависящие от загрузки соответствующих потребителей;

- мощность силовых, технологических потребителей, приборов внутреннего и наружного освещения, кВт.

Таблица 3.2 - Мощности потребителей

Наименование потребителей	Мощность, кВт
1.Технологические: -Сварочный аппарат -электротрамбовка ИЭ4502 -растворонасос СО-496 -виброрейка СО-47	20 10 4 0,6 Всего:34,6
2.Внутреннее освещение: -Бытовые помещения	2
3.Наружное освещение -Прожекторы	6
Итого:	42,6

Подбираем трансформатор, мощность которого близка к расчетной, КТПМ - 50 кВт.

Сечение провода временной электросети определяется по формуле:

. (3.13)

где - расчетная нагрузка на рассматриваемом участке сети, Вт;

l - длина участка сети, м;

g - удельная проводимость материала провода (медь - 57, алюминий - 34,5, сталь - 20);

U - номинальное напряжение (для силовых потребителей - 380 В, для остальных 220В);

- потери напряжения в %, принимается 8%.

= 0,53 мм² принимаем диаметр 4 мм²

= 0,45 мм² принимаем диаметр 4 мм²

3.8 Расчет потребности в сжатом воздухе и определение сечения разводящих трубопроводов

Сжатый воздух на строительной площадке необходим для работы пневмоинструмента и выполнения некоторых технологических операций. Источником сжатого воздуха являются передвижные компрессорные установки. Требуемая мощность компрессорной установки определяется по формуле:

, (3.14)

где 1,3 - коэффициент, учитывающий потери в сети;

k - коэффициент одновременности работы аппаратов: при подключении 2-3 аппаратов ;

- суммарный расход воздуха приборами:

- отбойный молоток -,

Диаметр разводящего шланга определяется по формуле:

, (3.15)

Принимаем шланг

3.9 Расчет потребности в тепле

На строительной площадке тепло необходимо для отопления зданий и сооружений и на технологические нужды.

Общая потребность тепла определяется по формуле:

, (3.16)

где - расход тепла на отопление зданий;

- расход тепла на технологические нужды (бетонирование в тепляках);

- коэффициент, учитывающий потери тепла в сети;

- коэффициент на неучтенные расходы тепла.

, (3.17)

где а - коэффициент, зависящий от расчетной температуры наружного воздуха, при ;

q - удельная тепловая характеристика здания,

(для производственного здания);

- строительный объем здания ;

- расчетная температура внутреннего и наружного воздуха

3.10 Расчет потребности в транспортных средствах

Строительные конструкции и материалы доставляются на стройку специализированным транспортом. Требуемое количество машино-смен работы транспортного средства для доставки однородного груза определяется:

, (3.18)

где - количество перевозящегося груза в тоннах , т;

- сменная производительность транспортной единицы, т/см

, т/см, (3.19)

где - паспортная грузоподъемность машины, т;

- количество рейсов в смену;

- коэффициент использования грузоподъемности машины (для металлоконструкций ).

Количество рейсов транспортного средства в смену:

, (3.20)

где Т - продолжительность рабочей смены, час ;

- нормативное время погрузо-разгрузочных работ; = 0,62 час;

= 3 км - расстояние перевозки;

- средняя скорость движения в условиях города -= 20 км/ч.

Перевозка элементов металлокаркаса:

рейсов в смену;

Перевозка панелей:

рейсов в смену;

Перевозка ферм:

рейсов в смену;

3.11 Расчет потребности в складских помещениях

Требуемая площадь склада для хранения однородного материала определяется:

, (3.21)

где q - Подлежащий хранению запас однородного материала в натуральных единицах;

r - Норма хранения материала на 1 площади;

-для панелей;

- коэффициент, учитывающий проходы на складах (для открытых складов ).

Запас однородных материалов, подлежащих хранению:

, (3.22)

где Q - количество однородных материалов, необходимых для строительства в натуральных единицах;