4. Конструктивное решение производственного здания.

Конструктивные схемы промышленных зданий

По конструктивной схеме промышленные здания подразделяются на три основные группы:

• полнокаркасные;

• бескаркасные;

• с неполным каркасом.

В данном курсовом проекте промышленное здание по полнокаркасной конструктивной схеме. В отличие от гражданских промышленные здания проектируют в подавляющем большинстве случаев на основе полнокаркасной конструктивной схемы с ненесущими (навесными) или самонесущими панельными стенами.

У зданий с несущим каркасом функции отдельных частей и конструкций чётко дифференцированы: все конструктивные элементы, которые входят в состав здания, по характеру статической работы подразделяются на несущие и ограждающие.

Несущие конструкции состоят из вертикальных (или почти верти­кальных) несущих элементов, колонн или стоек - и горизонтальных (или почти горизонтальных) несущих элементов - балок или ригелей.

Именно эта особая 1руппа элементов, единственное назначение ко­торых - воспринимать и передавать на основание внешние нагрузки, пред­ставляет собой каркас.

Каркасные несущие конструкции одноэтажных промышленных зданий состоят из поперечных рам и продольных связей между ними.

Поперечные рамы чаще всего образуются из защемленных в фундаментах колонн, шарнирно связанных с балками или фермами покрытия, которые выполняют функции ригелей рам.

Роль продольных связей каркаса выполняют обвязочные, подстропильные и подкрановые балки, специальные связевые конструкции, а также плиты или настилы покрытия, жестко связанные с верхним поясом ферм или балок (рис. 1.2).

Каркас воспринимает все постоянные и временные нагрузки, а также подвергается комплексу несиловых воздействий. Особый характер в про­мышленных зданиях приобретают несиловые воздействия на конструкции, вызванные технологическими особенностями воздушной среды, в виде тепловых ударов, повышенного влагосодержания, наличия примесей химических веществ, аэрозолей и пр. Поэтому для каркаса обычно применяют наиболее прочные и долговечные материалы - железобетон (сборный или монолитный) и металл.

Железобетонный каркас в сборном варианте применяется для большинства одноэтажных зданий пролетной и ячейковой объемно-планировочной структуры при наиболее распространенных объемно-планировочных параметрах и нагрузках. Применение железобетонных конструкций в этих условиях обеспечивает сокращение расхода стали на 50 60 % по сравнению со стальным каркасом.

При различных сочетаниях названных условий наряду с каркасом из стальных конструкций применяют также смешанный каркас с железобе­тонными колоннами и стальными фермами либо наоборот.

Ограждающие конструкции предназначены исключительно для то­го, чтобы ограничивать определенные функциональные объемы, оформ­лять фасады, обеспечивать тепло- и звукоизоляцию - это стеновые, окон­ные панели, конструкция

покрытия, двери, ворота. С точки зрения конструктора, они являются нагрузкой для первой группы элементов - несущих.

С освобождением фасадов и перегородок от несущих "функций создается возможность расширить площадь остекления, благодаря чему здания становятся легкими и изящными, а также обеспечивается более свободная внутренняя планировка, которая к тому же может претерпевать определенные изменения в процессе эксплуатации.

Значимость такого рода конструкций трудно переоценить.

В строительстве аналогичными материалами служат сталь и железо­бетон. Их свойства позволяют концентрировать огромные внутренние усилия в незначительной части общего объема здания, а именно в объеме конструкции, и на предельно малой площади, какой является площадь поперечного сечения колонн.

В данном курсовом проекте:

1 .Общий характер здания - одноэтажное, крановое.

2. Планировка здания - план размером 108 * 66 м; пролетом 24/18/24м. В торцах здания предусмотрены фахверки с шагом 6 метров для крепления наружных стеновых панелей.

3. В продольных пролетах шаг колонн 6 м.

Каркас - железобетонный. Привязка колонн к разбивочным осям:

в торцах здания и к поперечной оси привязка колонн - 500 мм; в продольных пролетах привязка «ненулевая» к продольным осям - 250 мм. Колонны подбираем по высоте здания, грузоподъемности мостовых электрических кранов и шагу колонн.

Все колонны предназначены для использования когда верх фундамента имеет отметку -0.15

Подъёмно-транспортное оборудование

Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование предназначе­но для перемещения внутри промышленных зданий сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, а также монтажа и демонтажа технологического оборудования в период реконструкции здания.

Подъемно-транспортное оборудование разделяют на две группы: пе­риодического и беспрерывного действия. К первой группе принадлежат: подвесной рельсовый транспорт (тали, катки, подвесные краны); мосто­вые опорные краны; специальные краны (консольно-поворотные, козловые и т.д.); наземный безрельсовый транспорт (автокары, автопогрузчики и т.п.). Ко второй - конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые), рольганги и шнеки.

Выбор вида внутрицехового транспорта зависит от технологического процесса, характера груза и необходимость модернизации производства. Целесообразно использовать такие виды транспорта, которые мало влияют на объёмно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий наземный безрельсовый, конвейерный и т.п..

В промышленном строительстве наиболее часто проектируются зда­ния с подвесными и мостовыми кранами, которые перемещают грузы в трёх направлениях и могут обслуживать до 90% пролётной площади.

Мостовые краны имеют грузоподъемность от одной до 500 т и больше. Наибольшее распространение получили мостовые краны грузоподъемностью 5 ^: 50 т. Если в цехах есть необходимость перемещать грузы разного веса и с разной скоростью, предусматривают краны с двумя механизмами подъема. Грузоподъемность таких кранов обозначают дробным числом, например 20/10, где каждая цифра показывает максимальную грузоподъемность в тонах каждого механизма подъема.

Мостовой кран состоит из несущего моста, поставленного на катки, механизма передвижения и тележки с механизмом подъема. Мост крана имеет вид пространственной коробчатой балочной или ферменной конструкции. На мосты укладывают рельсы для передвижения тележки. Вес механизмы крана передвигаются с помощью электродвигателей, которые питаются через троллейные провода, закрепленные к подкрановым балкам. Мостовые краны передвигаются вдоль цехов по рельсам, прикрепленным к подкрановым балкам, которые, в свою очередь, опираются на консоли или уступы колонн. Доступ в кабину крана осуществляют с посадочных площадок, которые вместе с вертикальными металлическими лестничными стремянками закрепляют на колонах каркаса и размещают возле второй колонны от торца здания.

Положительный эффект обусловлен тем, что очертания оси верхнего пояса почти повторяют параболическое очертание диаграммы изгибающих

моментов статически определимой балки на двух опорах, загруженной равномерно распределённой нагрузкой. В направлении опор моменты уменьшаются, но в соответствии с тем же законом уменьшается и плечо внутренней пары сил (растяжение - сжатие) в ферме. Другими словами, усилия в поясах постоянны или почти постоянны.

Фундаментные балки

Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколенниками фундаментов на специальные железобетонные столбики или на консоли колонн. Наличие фундаментных балок облегчает устройство под стенами туннелей, каналов и коллекторов для ввода в здание различных подземных коммуникаций. Фундаментные балки, кроме того, защищают пол здания от продувания в случае просадки отмостки. трапециидального поперечного сечения.Фундаментные балки приняты в соответстввии с шагом колонн 6м. Опирание фундаментных балок выполнено таким образом, что отметка верха их составиляет - 0.030 м. Отметка верха фундамента под же­лезобетонные колонны - 0.150 м.

Фундаменты

Верх фундамента расположен на отметке -0.15

Под отдельно стоящие колонны приняты фундаменты

со стаканом.

ЭХ

В данном курсовом проекте здание высотой 19,750 м, то применяю одну ступень фундамента

Светоаэрационный фонарь

Так как здание 3-х пролетное, то предусмотрен светоаэрационный фонарь

Ширина которого назначена в зависимости от числа и величины пролетов здания. В данном курсовом проекте 18-метровые пролеты принимаем фонарь шириной 6,0 м.

В целях удобства эксплуатации (снегоочистка) и но противопо­жарным требованиям длина фонаря не должна превышать 84 м. Если тре­буется' большая длила, фонари устраиваются с разрывом равным шагу несущих конструкций покрытия. По этим же соображениям фонари не доводят до торцов здания на один шаг несущих конструкций покрытия.

Наружные стены

Однослойные панели из аглопоритобетона, толщина которых принимается по теплотехническому расчету.

В состав теплотехнических расчетов ограж­дающих конструкций отапливаемых зданий входит определение сопротивления теплопере­даче, теплоустойчивости в летних условиях, сопротивления воздухопроницанию, сопротив­ления паропроницанию.

панели из аглопоритобетона.

Теплотехнический расчет

t_В = 16 ^ос, φ =50-60%. Цех находиться в городе Киев (t_ср =-29 ^ос). Значения R^тр_о = 0,65. находиться в первой зоне и имеет нормальную зону влажности.

Условие эксплуатации : Б

R = 0,83; Д = 2,84

Принимаю панель из аглопоритобетона толщиной 240 мм. γ = 1100 кг/ м³.

Для здания АБК

R^тр_о = 0,78

R₁ = 0,93; Д = 2,74

Принимаем панель из ячеестого бетона, толщиной 200 мм, γ = 800 кг/ м³.