Фундаменты и фундаментные балки

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Международная образовательная корпорация

Казахская головная архитектурно-строительная академия

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

По дисциплине «Архитектура I»

К семестровой работе № 2

Тема: «Промышленное здание»

 

 

Выполнил: Билал Е.

Группа: Арх-13-7

Проверила: Мухамедшакирова Ш.А.

Алматы 2015

Содержание

I.Введение

Архитектурно – конструктивное решение

II.Исходные данные

1. Фундаменты и фундаментные балки

2. Колонны

3. Стропильная ферма

4. Подкрановые балки

5. Покрытие, кровля

6. Фонари

7. Ворота

III.Литература

 

Введение

Современное индустриальное строительное производство ведется на базе развитой сети заводов – изготовителей, направляющих на строительные площадки подготовленные к монтажу укрупненные элементов зданий массой до 50 тон, в соответствии с грузоподъемностью монтажных кранов. Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по типовым проектам. Типизация заключается в постоянном отборе наиболее универсальных для данного периода объемно – планировочных и конструктивных решений, дающих наибольший экономический эффект в строительстве и эксплуатации зданий. Типизируются здания отраслевого назначения, ограниченные определенной производственной мощностью, и секции зданий универсального назначения, ограниченные определенными производственными площадями и обслуживающими их транспортными средствами. Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предшественников тем, что они унифицированы – подготовлены для возведения методами строительной индустрии. Унификация проводится путем применения наиболее экономичных и универсальных элементов зданий, отобранных в соответствии с возможностями заводов – изготовителей, простотой перевозки, монтажа и тому подобными критериями.

Несущий каркас промышленных зданий, как правило, воспринимает, значительные усилия, возникающие в связи с перекрытием больших площадей, необходимых для расстановки крупно – габаритных машин, а также в связи со значительными, а порой и динамическими, нагрузками, вызываемыми технологическим процессом. Поэтому несущие каркасы промышленных зданий выполняются в виде рамных схем из особо прочных материалов – стали и железобетона. От внешней среды помещения зданий изолируется ограждениями – стенами и крышами, в состав которых для отапливаемых зданий входят эффективные теплоизолирующие заполнители. В стенах устраиваются дверные, оконные и воротные проемы, в крышах – фонари. Они служат для связи, освещения и проветривания помещений.

 

Исходные данные

Конструктивная схема здания – каркасная

Материал – смешанный

Параметры здания: длина здания – 72 м.

Величина пролетов – 24 м.

Количество пролетов – 1

Подъемно – транспортное оборудование мостовой кран Q= 50 т.

 

Фундаменты и фундаментные балки

Типовые столбчатые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно, двух или трехступенчатой плитной части. Фундаменты запроектированы в двух вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м)

Обрез фундамента располагается на отметке – 1,0 м 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 бетонный класс 200. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.

Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 200 мм и по низу 150 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 подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкерных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.

В зависимости от вылета граней подошвы фун­дамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трех­ступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных сту­пеней ограничивался уклоном 1: 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1:1,5 пря опорных кранах большей грузоподъемности.

Глубокое заложение фундаментов определяется геологическим строением грунта или наличием под­валов под производственными помещениями. Для экономии бетона и ускорения монтажа здания в этих случаях целесообразно устанавливать в моно­литную плитную часть фундамента подколонники облегченного сечения. Они могут быть выполнены рамными двухветвевыми или в виде ствола двутаврового сечения с оголовком, на который устанавли­вается стальная колонна.

Отметка верха оголовка (обрез фундамента) принята в зависимости от высоты базы стальной колонны — для зданий с опорными кранами гру­зоподъемностью до и более 50 т соответственно —0,7 м и —1,0 м.

Оголовки снабжаются закладными болтами для анкеровки базы колонны. Размеры оголовков соответственно определяются: длина – высотой сечения колонны в крайних и средних рядах здания, ширина – выносом и высота – глубиной заделки анкерных болтов.

Общая высота двухветвевого подколонника предусмотрена 5,1 / 9,9 м с интервалом через 1,2 м. Глубина заделки в плитную часть 1,2 м. В подколонниках высотой 7,5м.

Двухветвевые подколонники для зданий без подвала запроектированы с учетом непосредствен­ной передачи усилий от ветвей стальной колонны на стойки железобетонной рамы при их жестком сопряжении с оголовком.

В здания с подвалом для опирания ригелей перекрытия расстояние между стойками увеличено. При этом оголовок опирается на часть сечения стоек и образует с ними условное шарнирное со­единение.

При больших нагрузках двухветвевые подколонники заменяются монолитными. В целях эко­номии бетона их сечение принимается двутавро­вым— тождественным для разных колонн одного здания или группы зданий. Размеры оголовков определяются опорной частью колонн; размеры плитной части – передаваемым на грунт усилием. Таким образом, основная часть фундамента бето­нируется в одной форме. Над подвалами, в оголов­ках, предусматриваются консоли для опирания ригелей перекрытия.

 

Колонны

В зависимости от технологического процесса и состояния внутренней среды в цехе колонны крайнего и среднего ряда первого пролёта приняты двухветвевые железобетонные. В зданиях с высотой до 24 м с опорными кранами грузоподъемностью 10-50т подкрановая часть колонн двухветвевая (серия КЭ-01-52). Для второго и третьего пролётов – колонны сплошного сечнения. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5–3м. Колонны армируются сварными или вязанными каркасами и формируются из бетона марки 300-400. Закладные элементы имеются во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах на уровне швов стеновых панелей. Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан фундамента на глубину до 1,2м. В этих пределах для связи с бетоном замоноличивания ствол колонны снабжается горизонтальными бороздками. В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2м, заводимая в стакан, имеет отверстие 0,2×0,2м, используемые при бетонировании стыка.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами. Бетон под ним усиливается косвенным армированием сетками.

Фахверк представляет собой вспомогательный каркас, располагаемый между колоннами основного каркаса. Он воспринимает массу стенового заполнения и ветровую нагрузку и передает их на элементы основного каркаса. Конструкция фахверка состоит из колонн и элементов, обеспечивающих их устойчивость.

Фахверковые колонны опираются по низу шарнирно на фундаменты, а по верху на устанавливаемые в торцах здания горизонтальные ветровые балки и фермы. Оголовки фахверковых колонн располагаются на одном уровне с оголовками основных колонн. В пределах высоты стропильной фермы фахверковые колонны наращиваются сварными двутаврами с площадью сечения 26,8см², а также двумя швеллерами, образующими замкнутое прямоугольное сечение. Колонны торцевого фахверка продолжаются на всю высоту торцовых стен с конструкциями покрытия. База стальных фахверков располагают на уровне подстилающего слоя конструкций пола.

 

 

Стропильные ферма

Стальные стропильные фермы с уклоном верх­него пояса 1,5% предусмотрены для пролетов 24 м. Высота всех ферм на опоре по обушкам поясов 3150 мм. Номинальная длина ферм на 400 мм меньше про­лета здания за счет укорочения крайних панелей на 200 мм.

Опорные стойки – из прокатных или сварных двутавров высотой 3300 мм. Высота сечения край­них опорных стоек 200 мм плюс величина привязки колонны, средних – 2 х 200 мм.

Стропильные фермы запроектированы с пояса­ми из низколегированной стали и решеткой из ста­ли марки «сталь 3». Все основные стержни ферм составляются из парных горячекатаных профилей, соединенных в узлах фасонками. Толщина узловых фасонок принимается 8 – 20 мм в зависимости от действующих в стержнях усилий. Очертания фасонок определяются необходимой длиной сварных швов. В каждой ферме рекомендуется применять узловые фасонки не более двух толщин.

При заготовке стержней парные профили соединяются по длине прокладками, размещаемыми в третях или четвертях расстояния между узловыми фасонками и одинаковыми с ними по толщине.

В местах опирания решетчатых прогонов, стоек фонарных панелей и в стыках отправочных марок по верхнему поясу стропильных ферм приварива­ются накладки толщиной 12 мм.

Подстропильные фермы с параллельными поя­сами применяются при шаге колонн 12 м для опи­рания промежуточных стропильных ферм. Конст­руктивная длина ферм, прикрепляемых болтами к стенке надопорной стойки, соответственно умень­шена на 10 мм. Высота ферм по обушкам поясов 3130 мм. Полная высота на опоре 3280 мм.

Пояса и основные раскосы выполняются из низ­колегированной стали; остальные элементы решет­ки — из стали марки «сталь 3».

 

Подкрановые балки

Подкрановые балки подразделяются по конст­рукции на разрезные постоянного сечения, стыкуе­мые на опорах, и неразрезные, компонуемые из различных сечений, свариваемых между собой за­водскими или монтажными стыками в четвертях пролетов.

Неразрезные балки несколько легче разрезных, но сложнее в транспортировке и монтаже. Они мо­гут применяться при малой упругой податливости опор.

Конфигурация подкрановых балок – сварной двутавр с развитым верхним поясом или с поясами одинаковой ширины. Двутавры с поясами одинако­вой ширины, усиленные в плоскости верхнего поя­са тормозными балками или фермами, применяют­ся преимущественно при шаге колонн 12 м или кранах грузоподъемностью свыше 50 т.

При грузоподъемности крана 50 т, для шага колонн 12 м – соответственно на 0,3 м более.

Для обеспечения устойчивости стенка балки снабжена поперечными ребрами жесткости с ин­тервалом 1,5 м. Площадь сечения ребер 90 х 6 мм при высоте балки до 1,1 м и 120 х 8 мм – при большей высоте. Ребра обрываются на высоте 60 мм от нижней полки.

Крановые пути прокладываются из железнодо­рожных рельсов для кранов грузоподъемностью до 50 т и из крановых рельсов специального профиля для кранов любой грузоподъемности. Крепление железнодорожных рельсов типа Р-38 и Р-43 выпол­няется на крюках, крановых рельсов типа от КР-50 до КР-140 – на планках (цифра в марке рельса означает ширину его головки в мм). 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 брусчатыми или пружинными амортизато­рами.

 

 

Покрытие, кровля

Пространственная стержневая система типа структуры из горячекатаных профилей собирается из типовых блоков для перекрытия зданий с сет­кой колонн 12 х 24м. По положению в здании блоки подразделяются на рядовые (средние) и примыкающие к стенам и продольным деформационным швам. Последние снабжены кон­солями для опирания профилированного настила.

Каждый блок покрытия представляет собой конструкцию, состоящую из линейных элементов – поясов и раскосов, и плоскостных элементов – торцовых ферм. Все элементы решетки между верхними и нижними поясами расположены в биссекторных плоскостях.

Центры опор блока смещены в обоих направ­лениях на 0,18 м от сетки осей здания. Продоль­ные пояса системы расположены с интервалом 2,91 м. Отсюда высота блоков в осях продольных поясов 1,45 м. Высотный габарит конструкции в зависимости от профиля элементов примерно 1,62 – 1,67 м. Верхние продольные пояса, выпол­ненные из двутавров, служат опорой для профи­лированного стального настила. Все остальные элементы конструкции собираются из одиночных уголков.

Угловые соединения элементов блока на болтах нормальной точности. Необходимые фасонки при­париваются. Узлы торцовой фермы сварные. Стык верхних поясов на фланцах, нижних – на наклад­ках Вертикальные составляющие усилия в стыке нижнего пояса, появляющиеся в месте его перело­ма по оси блока, воспринимаются расположенны­ми в вертикальной плоскости подкосами, присоеди­ненными к одной из половин блока.

Предельные размеры температурных отсеков здания 72 х 72 м. Поперечные деформационные швы между ними выполняются на одиночных ко­лоннах; продольные – на парных колоннах со вставкой 1 м. В первом случае необходимая по­движность опоры достигается прокладкой фторо­пластовой пленки толщиной 0,4 мм. Пленка за­крепляется на боковых гранях опорных плит и шайб анкерных болтов заведенной в паз прово­лочной скруткой с последующим обмятием углов пластины на длине 5 мм через 20 мм.

Внутри температурного отсека, в уровне верх­них поясов| блоки связываются через 6 м болто­выми соединениями. Продольный температурный шов и привязки крайних колонн перекрываются консолями. Поперечный температурный шов в уровне кровли перекрывается гибкими цилиндри­ческими фартуками.

Кровля рубероидная по эффективному утепли­телю, уложенному на профилированный стальной настил. В многопролетных зданиях с внутренними водостоками водоприемники располагаются у сере­дины торцовой фермы. На крыше возможна уста­новка световых – зенитных фонарей.

При необходимости нагрузки от подвесного транспорта распределяют­ся на соседние узлы нижнего пояса посредством перекидных балок.

Элементы системы заготавливаются на заводах металлоконструкций и доставляются на монтажную площадку в контейнере. Для пакетировки эле­ментов предусмотрены инвентарные стяжные бол­ты и погрузочные рамки.

 

Фонари

Световые – зенитные – фонари из оргстекла выполняются в точечном (купол) и протяженном (своды) варианте. Они позволяют равномерно и активно освещать естественным светом располо­женные под ними помещения. Светопроницаемые купола устанавливаются над отверстиями в плитах покрытия; своды – над отверстием, образованным пропуском плиты.

Фонари состоят из стального стакана трапецие­видного сечения, установленного над отверстием в покрытии; деревянной опорной рамы, заведенной в верхнюю часть стакана, и светопроницаемого ограж­дения в виде двуслойных куполов или сводов. Теп­лоизоляционные свойства покрытия сохраняются за счет герметизированной воздушной прослойки, расположенной между оболочками из оргстекла.

Стальные стаканы устанавливаются на герметизирующие прокладки и свариваются с закладными или пристрелянными к плитам элементами. Они окрашиваются эмалью, изнутри – белой. Деревянная опорная рама изготовляется из антисептированной древесины. Она прижимает рубероидный ковер к оголовку стакана. Стык накрывается фартуком из оцинкованной стали.

Светопроницаемые элементы из органического стекла опираются на деревянную опорную раму через герметизирующие прокладки из профилированной резины. Они привинчиваются к раме шурупами. Головки шурупов для защиты от коррозии устанавливаются в шайбу, накрываемую колпаком. Сверление отверстий для шурупов производится после приклеивания шайб. Стыки элементов свода уплотняются профилированными прокладками из морозостойкой резины и накрываются дуговыми накладками из оргстекла.

 

Ворота

По конструкции открывания приведенные на листе ворота подразделяются на распашные дву­польные и раздвижные одно и двупольные. Воротный проем обрамляется сборной железобе­тонной рамой, вписывающейся по внешним раз­мерам в принятую разрезку панельной стены. В одном из воротных полотен устраивается калитка.

Полотна распашных ворот навешиваются на петли. Нижние петли снабжены сферическим шарикоподшипником, самоустанавливающимся под действием вертикальной нагрузки. Верхние петли рассчитаны на восприятие горизонтальных сил.

Полотна раздвижных ворот подвешиваются к верхней направляющей на двух ходовых роликах. Вертикальное положение полотен фиксируется по нижней направляющей.

Стальной каркас полотен (обвязка из швеллеров, средники из двутавров, раскосы из полосовой стали — только для распашных ворот) заполняется дощатыми филенками и остекленными переплетами. Брусчатые обвязки филенок и коробки переплетов собираются в каркасе путем надвижки боковин на шипы, заложенные в вершнике и нижнике. Филенка состоит из двух рядов вагонки с прослойкой из антисептированного и обернутого в пергамин войлока. В соответствии с габаритами калитки высота нижнего яруса каркаса принимается вне зависимости от размера полотен равной 2,08 м.

Чтобы предотвратить продувание по контуру воротной рамы, к каркасу приваривают нащельники из полосовой стали, а щели между распашными полотнами и под ними закрываются гибки­ми фартуками из резины и брезента.

Ворота оборудуются механическим приводом, комплектом приборов для ручного открывания и тепловой завесой в отапливаемых зданиях. Аварийные выключатели механического привода обесточивают систему при попадании посторонне­го тела между полотнами и в период открывания калитки.

 

Литература

1. СНиП II0-89-80 «Генеральные планы промышленных предприяттий»

2. СНиП РК 3.01-01-2011 СН РК 3.01-01-2011 «Генеральные планы промышленных предприятий»

3. СНиП 2.09-02-01 «Производственные здания промышленных предприятий»

4. СНиП РК 3.02-09-2011 «Производственные здания промышленных предприятий»

5. СНиП 2.09-03-85 «Сооружение промышленных предприятий»

6. СНиП РК 3.02-24-11 «Сооружение промышленных предприятий»

7. «Конструирование промышленных зданий и сооружений» И.А. Шерешевский 2011 г.

8. «Архитектура промышленных зданий» С.В.Дятков 2011 г.

9. Методические указания к семестровой работе №2 для студентов специальности «Архитектура» Алматы: Ш. А. Мухамедшакирова, Н. К. Кызылбаев. МОК КазГАСА, 2014 г.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: