Универсальный цех

Жёсткость каркаса в продольном направлении  обеспечивается системой связей по колоннам и конструкцией подкрановых балок. Жёсткость каркаса в поперечном направлении обеспечивается жёстким защемлением колонн в фундаментах.

В плане  здание имеет прямоугольную форму. Уровень чистого пола принят на отметке 0,000.

Для проектировки конструктивной схемы применял следующие типы конструкций:

1. Каркас железобетонный :

- колонны  по серии 1.412-1/77 [ 12 ], 1.823.1-2 и 1.427.1- [ 13 ] ;

- фундаментные  балки по серии 1.415-1 [ 14 ];

- подкрановые  балки 1.426.1-4.2 [ 15 ]; 

2. Стены: однослойные панели из керамзибетона толщиной 300 мм. по серии 1.030.1.-1 в1-1 [ 16 ];
3. Стропильные конструкции: ж/б безраскосные мало-уклонные фермы по серии 1.463.1-3/87 [ 17 ];
4. Конструкция покрытия: ж/б комплексные ребристые плиты по серии 1.442.1-2 [ 18 ],1.465.1-20 [  ];
5. Фундаменты: столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412.1-6 [ 19 ];
6. Двери деревянные согласно ГОСТ 14624-84; ворота металлические по серии 1.435.2-28.
7. Окна деревянные согласно ГОСТ 12506-81 ;
8. Полы: линолеум, керамическая плитка, мозаичный бетон, паркет и бетон в соответствии со СНиП 3.04.01.-87 [ 22 ].

 

 

 

1. Фундаменты и фундаментные балки.

 

Фундамент – подземная конструкция, которая  воспринимает нагрузку от надземной  части здания и передает на основание. Фундаменты - столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412.1-6 [19]. Обрез фундамента располагается на отметке – 0,150 м под железобетонные колонны. Так же предусмотрен монолитный фундамент под колонны в виде плиты ребристого сечения. 

Запроектировано 6 типоразмеров фундамента.

Пример фундамента

  Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент), изготовленными из арматуры периодического профиля. Подколонник фундамента пенькового типа, снабжён анкерными болтами для крепления  колонн.

Глубина заложения фундамента равна 2000мм, при глубине промерзания грунта для г. Костромы 1500 мм, что соответствует нормам заложения фундамента.

Для уплотнения грунта под фундамент применяют механизмы для поверхностного уплотнения грунтов, в частности пневматические трамбовки, различного типа катки и виброплиты.

 Фундаментные балки железобетонные по серии 1.415-1 [14].

  Самонесущие стены промышленного  здания устанавливают на фундаментные  балки по  серии  1.415-1 посредством которых нагрузка передается на фундаменты колонн каркаса.

  Фундаментные балки укладывают  на специально заготовленные  бетонные столбики,  устанавливаемые  под обрез фундаментов (– 0,150 м). В средних шагах фундаментная  балка имеет  длину в свете  4750 мм, для крайних шагов предусмотрен типоразмер 4450 мм. Сечение балки трапециевидно. Под воротами фундаментные балки не устраиваются.

При замерзании под действием увеличивающихся в объёме грунтов в фундаментных балках могут возникнуть деформации, а также происходит промерзание пола вдоль стен. Для защиты от этого балку засыпают с боков и снизу шлаком. На поверхности земли вдоль фундаментных балок устраивают отмостку. После установки сборных фундаментных балок зазоры между ними и колоннами заполняют бетоном.

Схема фундаментной балки.

В данном здании запроектирован столбчатый железобетонный фундамент. Глубина заложения фундамента -1,400 м. Отметка подошвы -1,400м. Всего предусмотрено 6 типоразмеров плит.

Характер  гидроизоляции горизонтальный.

Горизонтальный гидроизоляционный слой состоит из мастики МБКГ-55.

Назначение  гидроизоляционного слоя — исключение миграции капиллярной грунтовой  и атмосферной влаги вверх  по стене.

Для защиты фундамента от поверхностных вод по периметру  здания выполнить асфальтобетонную отмостку шириной не менее 750 мм по щебеночному основанию толщиной 150 мм с уклоном от здания  >3%.

Фундаментные балки передают нагрузку от стеновых панелей на элементы фундамента.

 

2. Колонны

 

По  положению в здании колонны подразделяются на крайние и средние. К крайним колонам 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. Фахверковые колонны устанавливаются в торцах здания и между основных колонн при шаге 12м. Длину фахверковых колонн принимают на 100 мм меньше основных колонн, чтобы образовать необходимый зазор между их оголовком и нижним поясом стропильных конструкций.

Колонна для здания, оборудованного мостовыми  кранами, состоит из двух частей: надкрановой  и подкрановой. Надкрановая часть  служит для опирания несущей конструкции  покрытия и называется надколенником. Подкрановая часть воспринимает нагрузку от надколенника, а также от подкрановых балок, которые опирают на консоли колонн, и передает ее на фундамент. Колонна для здания, оборудованного подвесными кранами, имеет прямоугольное сечение.

В данном проекте запроектировано 5 типоразмеров железобетонных колонн по серии 1.412-.1/77 [ 12 ] и серии 1.427.1- [ 13 ] и 1.823.1-2

 

3. Подстропильные конструкции

 

Подстропильные фермы применяют в средних рядах многопролетных зданий для опирания стропильных балок или ферм в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов- 12 м (рис. 79). Длина подстропильных балок и ферм равна 12 м, однако в дальнейшем предполагается применение этих конструкций длиной 18 и 24 м.

Подстропильные  конструкции устанавливают вдоль  здания по верху колонн и скрепляют  с последними сваркой закладных деталей. Для опирания стропильных конструкций по концам и по середине подстропильных балок и ферм предусмотрены закладные листы с приваренными к ним анкерными болтами. Стропильные конструкции соединяют с подстропильными анкерными болтами и сваркой. В зданиях с подстропильными конструкциями с целью сохранения унифицированной высоты помещений применяют колонны, укороченные на 700 мм, т. е. на высоту опорной части подстропильных конструкций.

В данном проекте использованы фермы подстопильные железобетонные безраскосные пролётом 12 м по серии 1.463.1-1/87.

 

 

4. Стропильные конструкции.

 

Стропильные конструкции перекрывают пролёт, и подобно стропилам, непосредственно  поддерживают настил кровли. Основой стропильных систем являются стропильные фермы, соединенные в узлах стальными крепежными элементами со штампованными зубьями, которые называются соединительными пластинами. Стропильные фермы, могут иметь опорный пролет до 30 метров и в современных сооружениях заменяют традиционные соединения с помощью стоек и стропил. Соединительные пластины изготавливаются в широком ассортименте из оцинкованной листовой стали различной толщины. Наиболее часто используется сталь толщиной 1-2 мм различных качественных характеристик. Для применяемых в агрессивной среде конструкций при соединении отдельных заготовок можно использовать соединительные пластины, изготовленные из нержавеющей стали. По схеме восприятия внешних и внутренних усилий эти конструкции делятся на балки и фермы. Балка одноэлементная конструкция, загружаемая по всему пролёту. Ферма составная стержневая конструкция, загружаемая только в соединяющих стержни узлах.

В данном проекте использованы железобетонные полигональные фермы с параллельными поясами пролётом 18 м и 24 м по серии 1.463.1-17.

 

 

 

5. Покрытия.

 

 

    Требования предъявляемые к покрытиям:

- обеспечение  необходимой прочности

- должны  быть жёсткими

Ограждающие конструкции покрытия являются несущими элементами крыш. Размер плит в плане 3´6 м, 3х12м, 3х1,5 м.

При установке плиты привариваются не менее чем в трех точках к стропильным  конструкциям. Швы между ними заполняются бетоном М200 на мелком заполнителе.

 

В местах прохождения  вентиляции и водоотводов устанавливаются  плиты со сквозными отверстиями в местах пропуска коммуникаций.

 

Теплотехнический расчёт ограждающей конструкции

 

Теплотехнический  расчёт ограждающей конструкции  выполнен по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование  тепловой защиты зданий», СНиП 23-01-99* «Строительная  климатология», в программе ТеРеМОК 0.8.5 / 0118 © 2005—2013 Дмитрий Чигинский.

Определить  требуемую толщину слоя в конструкции  Покрытия в Производственном здании, расположенном в городе Выборг (зона влажности — Влажная).

Расчетная температурой наружного воздуха  в холодный период года, t_ext = -26 °С;

Расчетная средняя температура внутреннего  воздуха здания, t_int = 20 °С;

Средняя температура наружного воздуха  отопительного периода, t_ht = -1.8 °С;

Продолжительность отопительного периода, z_ht = 220 сут.;

Нормальный  влажностный режим помещения и условия эксплуатации ограждающих конструкций — Б.

Коэффициент, учитывающий зависимость положения  наружной поверхности ограждающих  конструкций по отношению к наружному  воздуху, n = 1;

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности  ограждающей конструкции, α_ext = 23 Вт/(м²·°С);

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности  ограждающей конструкции, α_int = 7.6 Вт/(м²·°С);

Нормируемый температурный перепад, Δt_n = 6 °С;

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче, R_req = 2.699 м²·°С/Вт;

№ Наименование, плотность λ, Вт/(м·ºC) t, мм

1 Рубероид, пергамин и толь (ГОСТ 10923, ГОСТ 2697), 600 кг/м³  0.17 3

2 Раствор цементно-песчаный, 1800 кг/м³  0.93 30

3 Пароизоляция "Изоспан - А" 0.05 0

4 Железобетон (ГОСТ 26633), 2500 кг/м³  2.04 300

Толщина искомого слоя, t = 116 мм;

Суммарная толщина конструкции, ∑t = 449 мм

 

6. Фонари

 

Необходимость устройства фонарей должна быть обоснована с учетом технологических и санитарно - технических требований, а также  природно-климатических условий  района строительства.

В здании предусмотрены светоаэрационные фонари высотой 2м, шириной 6м и 12м, длинной 12м (в две секции) по серии 1.464.3-19[ 33 ]. Фонарь имеет прямоугольную форму, выполнен из стальных фонарных панелей и фонарных ферм, имеет вертикальное остекление. Открывание переплётов предусмотрено на угол до 70° от вертикали и осуществляется централизованно приборами открывания с электрическим приводом. Для остекления переплётов применяется армированное листовое стекло.

 

Схема аэрационного фонаря

 

 

 

7. Подкрановые балки.

 

Подкрановые балки служат для монтирования на них крановых путей по которым  передвигается кран, а так же в  роли связей конструкции для увеличения её жёсткости. Крепление подкрановой  балки к консоли колоны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренный к опорной пластине, и к шейке колонны путём приварки вертикального листа к закладным деталям. На подкрановые балки опираются рельсы, по которым передвигаются мостовые краны. Кроме того, эти балки служат продольными элементами каркаса здания и обеспечивают его пространственную жесткость.

Железобетонные  подкрановые балки применяются в зданиях с опорными кранами грузоподъёмностью до 30т с легким и средним режимом работы с шагом колонн 6 и 12 м. В данном проекте использованы 6м и 12м подкрановые балки таврового сечения.

Таблица 6.

Марка балки	Грузоподъёмность  крана, т	Марка бетона	Расход  материалов бетон, м3	Масса балки, т
БК12-6АV-С	20	600	4,1	10,3

 

Сечение подкрановой балки 

 

8. Стены.

 

Конструкция стен влияет на теплозащитные свойства и энергопотребление здания. В связи с этим стены промышленных зданий должны обеспечивать в помещении температурно-влажностный режим в соответствии с необходимыми условиями производственно-технического процесса и обеспечение комфортных условий труда, требования прочности, устойчивости, долговечности, огнестойкости.