Проектирование промышленных зданий лесной промышленности

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Исходные данные для строительного проектирования
  • 1.1 Географические данные
  • 1.2 Технологические особенности проектируемого промышленного здания
  • 2. Проектирование ограждающих конструкций по теплотехническим требованиям
  • 2.1 Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
  • 2.2 Определение толщины слоев ограждающих конструкций
  • 2.3 Обоснование заполнения оконных проемов
  • 2.4 Расчёт слоя утеплителя
  • 3. Расчет естественного освещения
  • 4. Проектирование фундаментов
  • 4.1 Сбор нагрузок, действующих на фундамент
  • 4.2 Определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов основания
  • 4.3 Расчет глубины заложения фундамента и размеров подошвы фундаментов
  • 4.4 Расчет оснований по деформациям и несущей способности
  • 5. Проектирование бытовых и административных помещений
  • 5.1 Бытовые помещения
  • 5.2 Административные помещения
  • 6. Несущие и ограждающие конструкции промышленных зданий
  • 6.1 Фундаменты и фундаментные балки
  • 6.2 Стены и перегородки
  • 6.3 Покрытия и перекрытия
  • 6.4 Полы, окна, двери
  • 6.5 Лестницы
  • 6.7 Основные технические показатели
  • Библиографический список

Введение

Основными видами капитального строительства на предприятиях лесопромышленного комплекса являются новое строительство, реконструкция и техническое перевооружение как промышленных, так и гражданских зданий. К основным промышленным зданиям лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий относятся: производственные здания (цехи лесопильные, технологической щепы, по производству древесноволокнистых и древесностружечных плит и др.); складские и вспомогательные здания (склады сырья и готовых изделий, административные и бытовые здания и др.); здания транспортного и энергетического хозяйства (гаражи, ремонтно-механические мастерские, котельные и др.); объекты санитарно-технического назначения (сооружения для водоснабжения, канализации, теплофикации и др.).

Инженеры-технологи лесного комплекса наряду со знанием вопросов технологии заготовки, вывозки и первичной переработки лесоматериалов должны знать основы строительного дела, т.к. могут быть заказчиками проектов, осуществлять технический надзор за ходом строительства или руководить строительно-монтажными работами при хозяйственном способе строительства различных зданий и сооружений. Поэтому лесоинженеры должны знать основы строительного проектирования, организации, планирования и технологии строительного производства, физико-механические свойства строительных материалов, изделий и конструкций, конструктивные элементы зданий и сооружений различного назначения.

1. Исходные данные для строительного проектирования

Проектирование промышленного здания заключается в привязке типовых проектов к конкретным условиям места строительства.

Для проектирования строительной части промышленного здания необходимо знать исходные данные, учитывающие географическое местоположение сооружения и технологические особенности проектируемого производства.

1.1 Географические данные

1) Климатические условия района строительства.

Расчётную зимнюю температуру наружного воздуха tн, єС определяем по СНиП 2. 01. 01−82 [2] при средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 для района г. Саранска: tн = - 30 єС.

Среднюю температуру tот. пер, єС и продолжительность zот. пер, сут. отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 єС определяем по СНиП 2. 01. 01−82 [2] для района г. Саранска: tот. пер = - 4,9 єС, zот. пер = 210 сут.

Зону влажности района строительства определяем по данным прил.1 СНиП ll-3−79 [3]: зона влажности в районе г. Саранск — 3 (зона сухой влажности).

Глубину сезонного промерзания грунта определяем по карте на рис. 4.3 СНиП 2. 01. 01−82 [2]: глубина сезонного промерзания грунта в районе г. Саранска — 160 — 180 см. Нормативная глубина промерзания грунта — 145 см (см. задание на проектирование).

Снеговая нагрузка. Номер климатического района и подрайон определяем по табл.1.2 [1]. Среднемесячную температуру наружного воздуха в январе и июле определяем по табл. СНиП 2. 01. 01−82 [2] для района г. Саранска среднемесячная температура в январе = - 12,1єС; среднемесячная температура в июле = 19,3єС.

Климатическое районирование территории России для строительства.

Климатические районы

Климатические подрайоны

Среднемесячные температуры воздуха, єС

в январе

в июле

IV

IVA

От — 10 до + 2

От +28 и выше

IVБ

От + 2 до + 6

От +22 до +28

IVВ

От 0 до + 2

От +25 до +28

IVГ

От — 15 до 0

От +25 до +28

По СНиП 2. 01. 01−82 [2] уточняем номер климатического подрайона: номер климатического подрайона для района г. Саранска — IVГ. Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S определим по формуле:

s=s0,

где s0 - нормативное значение веса снегового покрова на 1 кв. м. горизонтальной поверхности земли, принимаемое из табл.1.1 [1]; µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. п. 5. 3…5.6 и прил.3 [7]. Номер снегового района задан в задании на проектирование — lV. Нормативные значения веса снегового покрова на 1 кв. м горизонтальной поверхности земли для lV снегового района s0 = 1,5 кПа (150 кгс/кв. м). Коэффициент перехода µ для покрытий с парапетами высотой h = 0. 86 > s0/2 = 0. 75 рассчитаем по формуле

µ = 2h/ s0 = 2*0,86/1,5 = 1,15

Таким образом s = 1,5*1,15 = 1,725 кПа.

2) Инженерно-геологические и гидрологические данные.

Вид грунта основания — супесь. Его физико-механические свойства: истинная плотность с =2,69 т/куб. м; средняя плотность сm =1,92 т/куб. м; природная влажность щ = 0, 20.

Прочностные и деформационные характеристики: угол внутреннего трения ц = 19є; удельное сцепление с = 0,003 МПа; модуль деформации Е = 15 МПа. (См. задание на проектирование).

Уровень грунтовых вод — 1,9 м. (См. задание на проектирование).

1.2 Технологические особенности проектируемого промышленного здания

1) Данные для разработки объёмно-планировочного и конструктивного решения здания.

Проектируемое здание имеет форму прямоугольника со сторонами, ориентацию световых проёмов на юг и отдельно стоящее положение.

Геометрические параметры здания:

· длина здания — 360 М (36 м);

· ширина здания — 180 М (18 м);

· высота здания — 96 М (9,6 м);

· пролёт здания — 180 М (18 м);

· шаг колонн — 60 М (6 м);

· высота этажа — 96 М (9,6 м).

категория взрывопожарной и пожарной опасности Г 4; 12, с. 155…156;

степень огнестойкости зданий 2, принимаемая в зависимости от их назначения, категории по взрывопожарной и пожарной опасности, этажности и площади этажа. Примерные конструктивные характеристики зданий в зависимости от их степени огнестойкости приведены в прил.2 13;

высота административно-бытовых помещений, принимаемая 3 м в зависимости от номера климатического подрайона 5;

2) Данные для проектирования несущих и ограждающих конструкций.

расчетная температура производственного помещения=16С, относительная влажность 50; расчетная температура административно-бытовых помещений=23С, относительная влажность 50;

3) Данные для обеспечения производственного комфорта.

Требования к освещению производственных и административно-бытовых помещений устанавливаем по СНиП 23−05−95 [8]. Нормированное значение коэффициента естественной освещённости (КЕО) определим по формуле:

eN = eH*mN

где N — номер группы обеспеченности естественным светом определяем по приложению Д: для района г. Саранска N = 1;

eH — значение КЕО, определяемое по таблицам СНиПа 1 и 2: для котельной примем eH = 0,5;

mN — коэффициент светового климата, определяемый по таблице СНиПа 4: mN = 1.

Таким образом, eN = 0,5*1 = 0,5. Освещённость при системе общего искусственного освещения 300 лк [8].

Температура внутреннего воздуха производственных помещений 16 єС, температура внутреннего воздуха административно-бытовых помещений 23 єС, относительная влажность воздуха соответственно 50%.

Тип покрытия пола производственных помещений — бетонно-цементный, толщиной 30 мм, класс бетона В22,5 (умеренная интенсивность механических воздействий на пол); тип покрытия пола бытовых и административных помещений — бетонно-цементный, толщиной 20 мм, класс бетона В15 (слабая интенсивность механических воздействий на пол) [прил.1 и 2, 10].

Внутренняя отделка помещений — средний тон окраски стен и потолков.

4) Данные для проектирования состава и площади административно-бытовых помещений.

Санитарная характеристика: процессы, вызывающие загрязнения веществами 3 и 4 классов опасности (3 — вещества умеренно опасные, 4 — вещества малоопасные).

Группы производственных процессов: 1а (загрязнение только рук), 1б (загрязнение тела и спецодежды) [табл.5. 2, 1].

Численность рабочих, административно-технического и обслуживающего персонала — списочная, по сменам, с распределением по группам производственных процессов (число смен =2).

Группа

производственных

Процессов

Число работающих по сменам

1

2

3

мужчин

женщин

мужчин

женщин

мужчин

женщин

Рабочий персонал

6

-

7

-

-

-

Административно-технический

1

-

1

-

-

-

Итого

7

-

8

-

-

-

Обслуживающий персонал 1а

-

3

-

2

-

-

Всего

7

3

8

2

-

-

Состав и объём исходных данных может быть сокращён или дополнен с учётом характерных особенностей проектируемого здания.

промышленное здание теплотехнический проектирование

2. Проектирование ограждающих конструкций по теплотехническим требованиям

Ограждающие конструкции зданий (наружные стены, покрытия, чердачные и междуэтажные перекрытия, полы, заполнения оконных и дверных проемов) служат для защиты людей и оборудования от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Необходимая толщина ограждающей конструкции или вид заполнения светового проема определяется теплотехническими расчетами в соответствии с требованиями СНиП II-3−79* [2] в зависимости от климатических условий района строительства, влажностного режима помещений зданий и от применяемых для устройства ограждений материалов.

Влажностный режим помещения здания — сухой (табл.1 [2]). Зона влажности — сухая [2, прил. Г]. Условия эксплуатации ограждающих конструкций — А ([2, прил. 2]). Расчетная зимняя температура воздуха (для наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) tH= - 30 °C [1, графа 21 таблицы].

2.1 Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяем по формуле:

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по данным табл. 3* [2] (для наружных стен и покрытий, перекрытий чердачных с кровлей из штучных материалов и над проездами n=1; для перекрытий чердачных с кровлей из рулонных материалов n=0,9);

tв=16°С — расчетная температура внутреннего воздуха, оС, ([3,5]);

tH= - 30 °C — расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, (см. п. 1. 1);

?tН=7оС — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 2* [2];

в=8,7 Вт/ (мС) — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по данным табл. 4* [2].

Градусо-сутки отопительного периода определяем по формуле:

ГСОП= (tв-tom. nep) zom. nep= (16- (-4,9) *210=4389°С*суток, где

tв=16°С — расчетная температура внутреннего воздуха, оС, ([3,5]);

tom. nep,zom. nep — средняя температура, °С, и продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °C [1] (см. п. 1. 1).

tom. nep= - 4,9°С и zom. nep=210 суток определены из граф 22 и 23 таблицы [1].

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен из условий энергосбережения определяем интерполяцией данных табл. 16* [2] при ГСОП=4389°С*суток:

Roтр=1,8+ (2,2−1,8) (4389−4000) / (6000−4000) =1,87 мС/Вт.

Для дальнейших расчетов принимаем наибольшее значение Roтр=1,87 мС/Вт.

2.2 Определение толщины слоев ограждающих конструкций

Толщину однородной сплошной необлеченной стены из силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м3 и с коэффициентом теплопроводности =0,87 Вт/ (мС), определенных по данным прил. 3* [2] при условиях эксплуатации А, вычисляем по формуле:

,

где н — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции принимаемый по табл. 6* [2]: для наружных стен и покрытий н=23 Вт/ (мС);

в=8,7 Вт/ (мС) — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по данным табл. 4* [2].

Для уменьшения толщины стены рассмотрим многослойную облегченную каменную стену, состоящую из двух продольных рядов в 0,5 кирпича и теплоизоляционного слоя из пенобетона. Характеристика материалов наружной стены: силикатный кирпич плотностью 1800 кг/м3 и с коэффициентом теплопроводности =0,87 Вт/ (мС); пенобетон плотностью 1000 кг/м3 и с =0,41 Вт/ (м2°С).

Размеры обыкновенного силикатного кирпича 25 012 088 мм. Толщина вертикальных швов составляет 10 мм, а горизонтальных — 12 мм. При толщине наружной стены 640 мм ширина теплоизоляционного слоя из пенобетона составляет 400 мм.

Рассмотрим участок наружной стены шириной 640 мм и высотой 512+88=600 мм (рис. 2. 1).

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, часть стены условно разрезается на участки однородной конструкции из кирпича площадью F1=0,64*0,088=0,0563 м2 и неоднородной конструкции из кирпича и пенобетона площадью F2=0,64*0,512=0,3277 м2.

В расчетах наличием швов из цементно-песчаного раствора пренебрегаем.

Рис. 2.1 Облегченная кирпичная стена (размеры в мм): 1 — кирпичи; 2 — теплоизоляционный слой из пенобетона; 3 — вертикальные швы; 4 — горизонтальные швы

Термическое сопротивление наружной стены Ra определяем по формуле:

мС/Вт.

где термическое сопротивление однородного участка определено по формуле

R1=/2=0,64/0,87=0,5568 м2°С/Вт

и неоднородного участка R2 — по формуле:

R2=1/к+2/у+3/к=0,12/0,87+0,4/0,41+0,12/0,87=1,25 м2°С/Вт

Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, часть стены высотой 600 мм условно разрезается на однородные слои из кирпича толщиной 1=3=120 мм и неоднородные слои из кирпича и пенобетона толщиной 2=400 мм. Термические сопротивления этих слоев определяем с учетом указаний к формулам:

для однородных слоев по формуле:

R1'=R3'=/к=0,12/0,87=0,1379 м2°С/Вт

для неоднородных слоев по формуле:

мС/Вт.

где

для слоя из кирпича площадь F2'=0,088*0,4=0,0352 м2 и термическое сопротивление R2'=2/к=0,4/0,87=0,46 м2°С/Вт, а для слоя из пенобетона площадь F2«=0,512*0,4=0, 2048 м2 и термическое сопротивление R2''=2/у=0,4/0,41=0,97 м2°С/Вт.

Термическое сопротивление наружной стены Rб определяем по формуле:

Rб=R1'+Rа'+R3'=0,1379+0,84+0,1379=1,12 м2°С/Вт

Приведенное термическое сопротивление наружной стены определяем по формуле:

м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче многослойной наружной стены определяем по формуле:

м2°С/Вт

Следовательно, принятая конструкция многослойной наружной стены облегченной кладки из силикатного кирпича плотностью к=1800 кг/м3 с теплоизоляционным слоем из пенобетона плотностью к=1000 кг/м3 не отвечает теплотехническим требованиям, так как не выполняется условие (2. 3):

Rо=1,26 м2°С/Вт < =1,87 м2°С/Вт

Применим в качестве утеплителя вату минеральную.

Рассмотрим многослойную облегченную каменную стену, состоящую из двух продольных рядов в 0,5 кирпича и теплоизоляционного слоя из ваты минеральной. Характеристика материалов наружной стены: силикатный кирпич плотностью 1800 кг/м3 и с коэффициентом теплопроводности =0,87 Вт/ (мС); мин. вата плотностью 50 кг/м3 и с =0,06 Вт/ (м2°С).

Размеры обыкновенного силикатного кирпича 25 012 088 мм. Толщина вертикальных швов составляет 10 мм, а горизонтальных — 12 мм. При толщине наружной стены 510 мм ширина теплоизоляционного слоя из мин. Ваты составляет 270 мм.

Рассмотрим участок наружной стены шириной 510 мм и высотой 512+88=600 мм (рис. 2. 1).

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, часть стены условно разрезается на участки однородной конструкции из кирпича площадью F1=0,51*0,088=0,0449 м2 и неоднородной конструкции из кирпича и мин. ваты площадью F2=0,51*0,512=0,2611 м2.

В расчетах наличием швов из цементно-песчаного раствора пренебрегаем.

Термическое сопротивление наружной стены Ra определяем по формуле:

мС/Вт.

где термическое сопротивление однородного участка определено по формуле

R1=/2=0,51/0,87=0,5862 м2°С/Вт

и неоднородного участка R2 — по формуле:

R2=1/к+2/у+3/к=0,12/0,87+0,27/0,06+0,12/0,87=4,7759 м2°С/Вт

Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, часть стены высотой 600 мм условно разрезается на однородные слои из кирпича толщиной 1=3=120 мм и неоднородные слои из кирпича и мин. ваты толщиной 2=270 мм.

Термические сопротивления этих слоев определяем с учетом указаний к формулам:

для однородных слоев по формуле:

R1'=R3'=/к=0,12/0,87=0,1379 м2°С/Вт

для неоднородных слоев по формуле:

мС/Вт.

где для слоя из кирпича площадь F2'=0,088*0,27=0,0238 м2 и термическое сопротивление R2'=2/к=0,27/0,87=0,3103 м2°С/Вт, а для слоя из мин. ваты площадь F2«=0,512*0,27=0,1382 м2 и термическое сопротивление R2''=2/у=0,27/0,06=4,5 м2°С/Вт. Термическое сопротивление наружной стены Rб определяем по формуле:

Rб=R1'+Rа'+R3'=0,1379+1,514+0,1379=1,79 м2°С/Вт

Приведенное термическое сопротивление наружной стены определяем по формуле:

м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче многослойной наружной стены определяем по формуле:

м2°С/Вт

Следовательно, принятая конструкция многослойной наружной стены облегченной кладки из силикатного кирпича плотностью к=1800 кг/м3 с теплоизоляционным слоем из мин. ваты плотностью к=50 кг/м3 отвечает теплотехническим требованиям, так как выполняется условие (2. 3):

Rо=2,13 м2°С/Вт > =1,93 м2°С/Вт

2.3 Обоснование заполнения оконных проемов

Заполнения оконных проемов в промышленных зданиях бывают с простеночным (один или несколько оконных блоков по высоте) и ленточным остеклением.

Оконные переплеты изготавливаются из древесины, стали, алюминиевых сплавов, пластмассы. Остекление может быть одиночное, двойное или тройное. Конструкция переплета — одинарная, спаренная или раздельная. Конструкции окон производственных и административно-бытовых помещений промышленных зданий должны удовлетворять теплотехническим требованиям:

, где

Rпр — приведенное сопротивление теплопередаче заполнений оконных проемов, м2*оС/Вт, принимаемое по прил.6 [2]; Rтр — требуемое сопротивление теплопередаче заполнений оконных проемов, м2*оС/Вт, принимаемое по табл.9 [2] или исходя из условий энергосбережения по табл. 16 [2].

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

для производственного помещения:

ГСОП= (16- (-4,9)) 210=4389°С*суток;

для гардеробного помещения

ГСОП= (23- (-4,9)) 210=5859°С*суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче Rтр заполнений оконных проемов по условиям энергосбережения определяем интерполяцией данных табл. 16* [2]:

для производственного помещения Rтр=0,246 м2°С/Вт;

для гардеробного помещения Rтр=0,267 м2°С/Вт.

По указаниям п. 2−12 [2] требуемое сопротивление теплопередаче Rтp заполнений оконных проемов рекомендуется принимать по данным табл.9 [2].

Для производственных помещений с сухим или нормальным режимом при разности температуры внутреннего воздуха tв=16оС и средней температуры наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 tн=-30°С [1], равной 46оС, Rтр=0,4 м2°С/Вт, что больше расчетного значения, определенного по данным табл. 16 [2].

По данным прил.6 [2], заполнение оконного проема производственного помещения в виде двойного остекления в деревянных спаренных переплетах имеет Rпр=0,4 м2°С/Вт, что превышает требуемое сопротивление теплопередаче Rтр=0,25 мС/Вт. Данный вид заполнения оконного проема можно рекомендовать для рассматриваемого производственного помещения.

Для гардеробного помещения при разности температур внутреннего и наружного воздуха, равной 46 °C, Rпр=0,4 м2°С/Вт (табл. 9* [2]), что превышает расчетное значение Rпр=0,272 м2°С/Вт, определенное по табл. 16* [2].

По прил. 6* [2] заполнение оконного проема гардеробного помещения принимаем в виде двойного остекления в деревянных спаренных переплетах. При этом выполняется условие: для производственных зданий Rпр=0,31 мС/Вт> Rтр=0,25 мС/Вт., для административно-бытовых зданий Rпр=0,48 мС/Вт> Rтр=0,272 мС/Вт

2.4 Расчёт слоя утеплителя

Утеплитель необходим для санитарно-гигиенических и комфортных условий работы.

Так же в функции утеплителя входит условие энергосбережения. Определение толщины покрытия необходимо начинать с определения. По выше рассчитанному значению ГСОП=4389°С·суток методом интерполяции определяем:

Определим толщину утеплителя по формуле:

.

В зависимости от конструкции покрытия применяют:

1) Железобетонная плита: д1=0,3 м; л1=1,92Вт/ (м2°C); с1=2500кг/м3.

2) Пароизоляция (один слой рубероида на битумной мастике): д2=0,006 м; л2=0,17 Вт/ (м2°C); с2=600 кг/м3.

3) Утеплитель — мин. вата: д3-необходимо найти; л3=0,06 Вт/ (м2°C); с3=50 кг/м3.

4) Цементная стяжка: д4=0,03 м; л4=0,76 Вт/ (м2°C); с4=1800 кг/м3.

5) Водоизоляционный ковёр (четыре слоя рубероида на битумной мастике): д5=0,24 м; л52=0,17 Вт/ (м2·°C); с5=800кг/м3.

Определяем толщину слоя утеплителя:

=0,13 м.

Принимаем толщину покрытия утеплителя д3=0,13 м.

3. Расчет естественного освещения

Естественным освещением называется освещение помещений прямым (солнечным) и отраженным светом неба, проникающим через световые проемы (окна, фонари).

Создание благоприятных условий работы в производственных помещениях обеспечивается в определенной степени хорошей естественной освещенностью рабочих мест. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Естественное освещение подразделяется на боковое освещение (через оконные проемы наружных стен), верхнее (через световые фонари) и комбинированное (верхнее и боковое).

Фонари представляют собой остекление надстройки над покрытиями однопролетных с пролетами 24 м и более и многопролетных зданий, служащие для естественного дополнительного освещения и аэрации (проветривания) внутренних помещений. В данной курсовой работе расчет фонарей не рассматривается.

Расчет естественного освещения производственных помещений при боковом освещении рекомендуется вести в следующем порядке:

устанавливается нормированное значение КЕО (коэффициента естественной освещенности) в зависимости от характеристики зрительной работы в соответствии с требованиями СНиП 23−05−95 [7];

определяется необходимая площадь световых проемов, количество окон и размеры оконных проемов в наружных стенах освещаемого помещения;

выбираются из ГОСТов типы, конструкции и размеры оконных блоков.

Расчет естественного освещения котельной с тремя котлами (Место строительства — Саранск, Республика Мордовия)

Размеры помещения: длина L=36 м, ширина B=18 м, высота Н=9,6 м. Освещение помещения — боковое, двустороннее. Стены из силикатного кирпича, окрашенные изнутри в средний тон. Полы бетонные. Переплеты окон деревянные спаренные, остекление двойное. Ориентация световых проемов — на север и на юг.

Республика Мордовия относится к группе административных районов по ресурсам светового климата N=1 (прил. Д [7]). Коэффициент светового климата mN=1,0 (табл.4 [7]). Разряд зрительной работы — VI разряд (табл.1 и 2 [7]). Нормируемое значение КЕО — ен=1,0 (табл.1 и 2 [7]).

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности определяем по формуле:

eN=eн*mN=1,0*1,0=1,0.

Площадь пола производственного помещения Sn=L*B=30*18=648 м2.

Коэффициент запаса при вертикальном расположении светопропускающего материала принимаемый по табл.3 [7]; k3=1,3.

kзд — коэффициент, учитывающий затенение окон помещений противостоящими зданиями. Для отдельно стоящих зданий kзд=1;

Общий коэффициент светопропускания определяется по формуле:

0=1*2*3*4*5=0,8*0,7*1*1*1=0,56, где

1 — коэффициент светопропускания материала (табл.3. 7, 17);

2 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светового проема (табл.3. 8, 17);

3 — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении 3=1);

4 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. Для убирающихся регулируемых жалюзи и штор 4=1;

5 — коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями; 5=1.

Высоту от уровня условной рабочей поверхности до верха окон вычисляем по формуле:

h1=h0+hпод-hраб=4,22+1,2−0,8=4,62 м, где

h0=4,22 м — высота оконного проема, принятая по ГОСТ 12 506–81;

hпод=1,2 м — высота подоконника;

hраб=0,8 м — уровень условной рабочей поверхности.

Отношение длины помещения L к его глубине B составляет L/B=36/9=4, а отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 равно B/h1=9/4,62=1,95 (расчеты выполнены для двустороннего освещения).

Значение световой характеристики 0 окон при боковом освещении определяем интерполяцией данных (табл.3. 6, 17) по отношениям L/B=4 и B/h1=1,95:

.

Средневзвешенный коэффициент отражения определяем по формуле (3. 4)

,

где площадь пола;

площадь потолка;

площадь стен;

коэффициент отражения бетонного пола;

коэффициент отражения стен и потолка для средних тонов.

Значение коэффициента определяем интерполяцией данных табл.3.7 [15] по отношениям и при =0,331 (при двухстороннем освещении): при значение; при значение; при значение.

Площадь оконных проемов при боковом освещении помещений рассчитываем по формуле (3. 2):

.

Количество окон в помещении котельной принимаем 11.

Площадь одного оконного проема. При высоте оконного проема м его ширина составляет.

По данным ГОСТ 12 506–81 принимаем окончательно оконный проем размером 4220 Ч 2450 мм.

Выполнить расчет естественного освещения для вспомогательного помещения. Размеры помещения: длина 18 м, ширина 6 м, высота 3 м. Освещение помещения — боковое, одностороннее. Стены из силикатного кирпича, окрашенные изнутри в светлый тон. Пол из линолеума. Переплеты окон деревянные спаренные, остекление двойное. Ориентация световых проемов — юго-западное.

По данным табл.3.3 [15] республика Мордовия относится к группе административных районов по ресурсам светового климата =1. Коэффициент светового климата =1 при северной и южной ориентации световых проемов (табл.3. 2) [15]. Разряд зрительной работы по данным табл.3.4 [15] - VIIIа разряд. Нормируемое значение КЕО по данным табл.3.1 [15] для VIIIа разряда зрительной работы =1,0.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности определяем по формуле (3. 1) [15]:

= 1,0 · 1,0 = 1,0.

Площадь пола вспомогательного помещения 12 · 6 = 72 м2.

Коэффициента запаса при вертикальном расположении светопропускающего материала =1,3 (табл.3. 4) [15].

Для отдельно стоящего здания принимаем коэффициент =1.

Общий коэффициент светопропускания рассчитываем по формуле (3. 5) [15]:

= 0,8 · 0,7 · 1 · 1 · 1 = 0,56,

где коэффициенты и определяем по данным табл.3.8 [15]: = 0,8; = 0,7. Коэффициенты, ,.

Высоту от уровня условной рабочей поверхности до верха окон вычисляем по формуле (3. 3) [15]:

= 1,82 + 1,2 — 0,8 = 2,22 м,

где высота оконного проема = 1,82 м принята по ГОСТ 12 506–81, высота подоконника = 1,2 м, а уровень условной рабочей поверхности = 0,8 м.

Отношение длины помещения к его глубине составляет, а отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна равно 2,7 (расчеты выполнены для одностороннего освещения).

Значение световой характеристики окон при боковом освещении определяем интерполяцией данных табл.3.6 [15] по отношениям и B/h=2,7:

.

Средневзвешенный коэффициент отражения определяем по формуле (3. 4)

,

где площадь пола;

площадь потолка;

площадь стен;

коэффициент отражения пола из линолеума;

коэффициент отражения стен и потолка для светлых тонов.

Значение коэффициента определяем интерполяцией данных табл.3.7 [15] по отношениям и при =0,5 (при одностороннем освещении):

при значение;

Площадь оконных проемов при боковом освещении помещений рассчитываем по формуле (3. 2):

.

Количество окон в вспомогательном помещении котельной принимаем 2.

Площадь одного оконного проема.

При высоте оконного проема м его ширина составляет.

По данным ГОСТ 12 506–81 принимаем окончательно оконный проем размером 1820 Ч 1850 мм.

4. Проектирование фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов в соответствии с требованиями СНиП 2. 02. 01−83* 8 выполняется в следующем порядке:

сбор нагрузок, действующих на фундамент;

определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов основания;

расчет глубины заложения фундамента;

выбор типа, конструкции, материала и размеров подошвы фундамента;

расчет оснований по первой и второй группам предельных состояний.

4.1 Сбор нагрузок, действующих на фундамент

Расчет:

Определить нормативную и расчетную нагрузку, действующую на ленточный фундамент каркасного здания пролетом 18 м, шагом колонн 6 м, высотой этажа 9,6 м. Основные элементы каркаса: стены усиленные пилястрами прямоугольного сечения 510×390 и весом 3,43 т; решетчатые двухскатные железобетонные балки пролетом 18 м и весом 8,5 т; блоки фундаментные ФС6 размерами 2,38×0,6×0,58 весом 2 т; плиты фундаментные Ф12 размерами 2,38×1,2/0,6×0,1/0,3 весом 1,8 т.

Конструкция покрытия состоит из железобетонных плит размером 3Ч6 м и весом 2,6 т, пароизоляции из одного слоя рубероида, наклеенного на горячем битуме, теплоизоляционного слоя из мин ваты толщиной 0,13 м и плотностью 50 кг/м3; выравнивающего слоя из цементно-песчаного раствора толщиной 0,03 м и плотностью 1800 кг/м3 и водоизоляционного ковра из четырех слоев рубероида по антисептированной битумной мастике. Стены многослойные из силикатного кирпича толщиной 510 мм, плотностью 1800 кг/м3. Оконные проемы имеют размеры 2,45Ч4,22 м. Строительство ведется в районе г. Саранск, республики Мордовия.

Грузовая площадь фундамента составляет 54 м2.

Таблица 4.2 [15]

Расчет нагрузок, действующих на фундамент

Вид и расчет нагрузок

Нормативная нагрузка, Н

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, Н

Постоянные нагрузки

1. Вес 1 м2 покрытия:

1.1 Железобетонная плита размером 3Ч6 = =18 м2 и весом 2,6 т: 26 000/18 = 1444,4 Н

1444,4

1,1

1588,9

1.2 Пароизоляция из одного слоя рубероида по битумной мастике с весом 1 м2 10 Н

10

1,3

13

1.3 Утеплитель толщиной 0,13 м и плотностью 50 кг/м3:

1 · 1 · 0,13 · 500 = 65 Н

65

1,3

84,5

1.4 Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора толщиной 0,03 м и плотностью 1800 кг/м3:

1 · 1 · 0,03 · 18 000 = 540 Н

540

1,3

702

1.5 Водоизоляционный ковер из четырех слоев рубероида по битумной мастике с весом 1 м2 60 Н

60

1,3

78

Итого вес 1 м2 покрытия

2119,4

2466,4

Нагрузка на одну опору от веса покрытия площадью 54 м2:

2119,4 · 54 = 114 447,6 Н

2466,4 · 54 = 133 185,6 Н

114 447,6

133 185,6

2. Нагрузка от двухскатной железобетонной балки весом 8,5 т на одну опору:

85 000: 2 = 42 500 Н

42 500

1,1

46 750

3. Нагрузка от веса стены (из силикатного кирпича толщиной 0,51 м и плотностью 1800кг/м3):

342 144

1,1

376 358,4

4. Нагрузка от пилястры весом 3,43 т

34 300

1,1

37 730

5. Нагрузка от фундаментной плиты весом 1,8 т

Блока весом 2 т

18 000

20 000

1,1

19 800

22 000

Кратковременные нагрузки

6. Снеговая нагрузка (IV снеговой район):

2000 · 54 = 108 000 Н

108 000

1,4

151 200

Всего

=

679 391,6

=

787 024

Нормативная нагрузка, действующая на фундамент в уровне его верхнего обреза, составляет 679 391,6 Н = 679,4 кН. Расчетная нагрузка составляет 787 024 Н = 787 кН.

Пояснения к п. 3 табл.4.2 [15]:

— площадь стены, м2;

— площадь оконного проема (см. гл. 3) [15], м2;

— высота двухскатной железобетонной балки на опоре (см. п. 6. 4) [15], м;

— высота железобетонной плиты покрытия, м;

— толщина покрытия (водоизоляционного ковра, выравнивающего слоя, теплоизоляционного слоя и пароизоляции), м;

— высота парапетной части стены (см. п. 6. 3, п. 7.5. 2) [15], м.

4.2 Определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов основания

Грунт основания имеет следующие физико-механические свойства: истинная плотность =2,69 т/м3; средняя плотность =1,92 т/м3, влажность природная =0, 20, влажность на границе пластичности =0,2, влажность на границе текучести =0,25

Расчетная температура воздуха в помещении 16. Глубина расположения уровня подземных вод = 1,9 м. Обратная засыпка котлована фундамента выполняется песчаным грунтом с 1,96 г/см3.

Определяем необходимые характеристики грунта по формулам (4. 2) … (4. 6) [15]: плотность грунта в сухом состоянии

г/см3;

коэффициент пористости грунта

0,68;

степень влажности грунта 0,79, т. е. грунт влажный;

число пластичности грунта = 0,25 — 0,20 = 0,05 = 5%, следовательно, грунт является супесью;

показатель текучести пылевато-глинистых грунтов 0, т. е. грунт имеет полутвердую консистенцию.

4.3 Расчет глубины заложения фундамента и размеров подошвы фундаментов

Определяем глубину заложения фундамента по формулам (4. 7) … (4. 9) [15]:

а) в зависимости от расчетной глубины промерзания грунта

= 0,6 1,60 = 0,96 м;

где = 0,6 для помещений без подвала с полами, устраиваемыми по грунту, при температуре воздуха в помещении 8, табл. 1;

, (4. 8)

где — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 2. 01. 01−82 1;

— величина, принимаемая равной, м: для суглинков и глин — 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30; крупнообломочных грунтов — 0,34.

б) по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания и в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод м

0,96 м, т.к. м 8, табл.2.

в) в зависимости от конструктивных особенностей здания принимаем ленточный фундамент высотой 1,7 м и величиной обреза 0,15 м 10, с. 27…28; 11, с. 84…87, т. е. 1,7 + 0,15 = 1,85 м.

Окончательную глубину заложения фундамента принимаем равной 1,85 м как максимальную величину из полученных значений, и.

Расчетное сопротивление грунта основания для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим по данным табл.3 прил.3 8. Для супеси с коэффициентом пористости и показателем текучести интерполяцией определяем 255 кПа.

Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяем по формуле (4. 10) [15]:

3,17 м2,

где средняя плотность материала фундамента и грунта на его уступах принята равной (25 + 19,2) / 2=22,1 кН/м3 при плотности железобетона фундамента 25 кН/м3 и средней плотности грунта 19,2 кН/м3.

Размеры подошвы ленточного фундамента определяем по формуле (4. 12):

,

Выбираем фундамент с размерами подошвы 6000Ч1400 мм 10, с. 29; 11, с. 86 расходом бетона 2,52 м3.

Уточняем расчетное сопротивление грунта основания по формуле (4. 11) [15]:

= 193,25 кПа,

где для супеси с показателем текучести 0 8, табл. 3;

при 8, табл. 3;

из-за принятия прочностных характеристик супеси (и) интерполяцией по табл.2 прил.1 8 при и: 26,1 кПа; град;

значения;; определены интерполяцией при значении град. по табл.4 8;

; м; м; кН/м3; кН/м3;.

Уточняем площадь и размеры подошвы фундамента:

= 4,3 м2, где

20,14кН/м3;

13,02 м3.

,

где — шаг; м. Следовательно, ленточный фундамент с размером подошвы 6000×1400 мм выбран правильно.

4.4 Расчет оснований по деформациям и несущей способности

Определяем среднее давление под подошвой фундамента по формуле (4. 17):

119,4 кПа,

где 63 кН;

260,3 кН.

Расчет деформации основания не выполняется, так как

кПа > кПа

5. Проектирование бытовых и административных помещений

5.1 Бытовые помещения

К бытовым помещениям обслуживания работающих на предприятии относятся санитарно-бытовые, здравоохранения и общественного питания.

Расчет бытовых помещений и устройств необходимо выполнять по списочной численности работающих в наиболее многочисленной смене.

Геометрические параметры, минимальные расстояния между осями и ширину проходов между рядами оборудования бытовых помещений следует принимать по табл.5 5 или табл.5.1 [15]

В состав санитарно-бытовых помещений входят гардеробные, душевые, уборные, умывальные, курительные, места для размещения полудушей, устройств питьевого водоснабжения, помещения для обогрева и др.

Санитарно-бытовые помещения для работающих, занятых непосредственно на производстве, следует проектировать в зависимости от групп производственных процессов согласно табл. 6* 5 или табл.5.2 [15]

В общих или раздельных гардеробных в зависимости от групп производственных процессов число шкафов или крючков вешалок для специальной одежды следует принимать равным списочной численности работающих, а уличной одежды — численности работающих в двух смежных сменах. Число душевых, умывальников и специальных бытовых устройств, предусмотренных табл.5.2 [15], следует принимать по численности работающих в наиболее многочисленной смене. Для расчета бытовых и административных помещений в табл.5.4 [15] приведены ориентировочные их площади на единицу оборудования с учетом размещения оборудования, проходов между стеной и рядами оборудования и подходов к нему.

Таблица 5.4 [15]

Ориентировочная площадь помещений на единицу оборудования

Наименование помещения

или оборудования

Ориентировочная

площадь, м2

1. Шкаф для хранения одежды в гардеробных

1,0…1,5

2. Душевая

4,0…6,0

3. Умывальная

1,5…2,0

4. Уборная

3,5…5,5

5. Ножная ванна

1,5

6. Гардеробные, кладовые и др.

не менее 4,0

7. Преддушевые, тамбуры при уборных с кабинами

не менее 2,0

5.2 Административные помещения

Состав и площади административных помещений следует принимать по указаниям СНиП 2. 09. 04−87* 5.

Площадь помещения начальника цеха и мастеров следует принимать из расчета 4 м2 на одного работника управления.

Расчет:

Определить состав и размеры административных и бытовых помещений в здании котельной, расположенного в районе г. Саранска. В одноэтажном здании котельной высотой 9,6 м имеются следующие помещения: котельный зал. Площадь вспомогательного помещения, предназначенная для размещения административных и бытовых помещений, составляет примерно 72 м2. Численность работающих по сменам и по группам производственных процессов приведена в табл.5.5 [15]

Таблица 5.5 [15]

Исходные данные для проектирования административных и бытовых помещений

Группа

производственных

процессов

Число работающих по сменам

1

2

3

мужчин

женщин

мужчин

женщин

мужчин

женщин

Рабочий персонал

6

-

7

-

-

-

Административно-технический

1

-

1

-

-

-

Итого

7

-

8

-

-

-

Обслуживающий персонал 1а

-

3

-

2

-

-

Всего

7

3

8

2

-

-

Расчет состава и площадей бытовых и административных помещений приведен в табл.5.6 [15]

Таблица 5.6 [15]

Расчет состава и площадей административно-бытовых помещений

Наименования

помещений,

оборудования

Группа производственных процессов

Расчетное количество работающих, чел.

По нормам СНиП

Требуется

количество человек на единицу оборудования

ориентировочная площадь на единицу оборудования, м2

оборудо-вания, шт.

площадь, м2

1. Мужские бытовые помещения

Гардероб для хранения всех видов одежды, шкаф

1а, 1б

15

1

1,5

15

22,5

Душевая,

душевые сетки

1

7

25

15

5,0

5,0

0,04

0,47

Итого

1

5,0

Умывальная,

умывальники

1

7

2,0

0,14

7

10

20

0,70

Итого

1

2,0

Уборная, унитазы и писсуары

1а, 1б

8

18

5,0

1

5,0

умывальники

1а, 1б

8

72

4,0

1

4,0

Итого

38,5

2. Женские бытовые помещения

Гардероб для хранения всех видов одежды, шкаф

5

1

1,5

5

7,5

Душевая, душевые сетки

3

25

5,0

1

5,0

Уборная, унитазы

3

12

5,0

1

5,0

умывальники

3

48

4,0

1

4,0

Итого

21,5

4, Административные помещения:

комната начальника котельной

4,0

Всего

64

Примечание. Для рабочих 1 В группы производственных процессов предусмотрены раздельные гардеробные для домашней и специальной одежды.

Ориентировочная площадь административно-бытовых помещений с учетом коридоров (10%) составляет 64 + 0,1 · 64 = 70,4 м2.

Площадь одного этажа пристройки, предназначенной для размещения административно-бытовых помещений, составляет 72 м2. Следовательно, в здании котельной высотой 9,6 м административно-бытовые помещения следует располагать на 2-х этажах.

6. Несущие и ограждающие конструкции промышленных зданий

В зданиях всех видов различают несущие, ограждающие и внутренние конструкции.

Несущие конструкции являются опорой для ограждающих конструкций, подъемно-транспортного оборудования и воспринимают все нагрузки, приходящиеся на здание.

Ограждающие конструкции изолируют помещения здания от воздействия внешней среды. К ним относят стены, покрытия, перекрытия и др. В стенах устраивают окна, двери и ворота, а в покрытиях — фонари.

К внутренним конструкциям относят перегородки, которые образуют отдельные помещения, и лестницы.

6.1 Фундаменты и фундаментные балки

Размеры фундамента определяются расчетом в зависимости от действующих нагрузок, характеристик грунта основания и решений конструктивной части здания ниже отметки 0,00. Расчет размеров фундамента, выполненный в соответствии со СНиП 2. 02. 01−83* [8]

Сборные ленточные фундаменты применяются для несущих внешних и внутренних стен бескаркасных зданий из кирпича, бетонных камней и крупных блоков. Фундамент состоит из стеновых блоков и плит [10, с. 25…26], [11, с. 90…91]. Плиты укладывают без разрывов или с разрывами. Ширину ленточных фундаментов допускается применять меньше толщины стен зданий, но не менее 300 мм. При этом свес стены должен быть не более 13 см. Обрез ленточного фундамента располагается на отметке минус 0,05 [10, с. 26] или 0,33 м [10, с. 164] (для участков стен из силикатного кирпича и облегченных кирпичных стен, соприкасающихся с грунтом, используется обыкновенный глиняный кирпич).

Фундаментные балки служат для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен здания на отдельно стоящие столбчатые железобетонные фундаменты [11, с. 93…95]. Балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение, их размеры унифицированы. Тип сечения и ширина балки выбираются в зависимости от толщины кирпичных, блочных или панельных стен. Длина балок выбирается в зависимости от ширины подколонника столбчатого фундамента и их местоположения: 4,3; 4,45; 4,75, 5,05 и 5,95 м. Фундаментные балки могут опираться на бетонные столбики (приливы) или монолитную бетонную подушку необходимой высоты, установленные на ступенях фундамента, а также на верхнюю часть подколонника фундамента. Ширина бетонного столбика или подушки должна быть не меньше максимальной ширины фундаментной балки, а его толщина не менее 0,25…0,35 м.

6.2 Стены и перегородки

Стены являются конструктивными элементами зданий, служащими для отделения помещения от внешнего пространства (наружные стены) или одного помещения от другого (внутренние стены). Стены делят по характеру их работы на несущие, самонесущие и навесные. Толщину наружных стен отапливаемых зданий определяют теплотехническим расчетом.

Стены каркасных промышленных зданий устраивают из железобетонных однослойных или трехслойных панелей. Сплошные панели изготавливают различной толщины и размеров в плане из легких и ячеистых бетонов.

Перегородки могут быть выполнены из кирпича, гипсобетонных и железобетонных плит, стеклоблоков, стеклопрофилита, мелкоразмерных элементов, деревянных щитов. Толщину перегородок в зависимости от конструкции и применяемого материала следует принимать в пределах 100…120 мм.

6.3 Покрытия и перекрытия

Покрытия промышленных зданий проектируют бесчердачными. Они состоят из несущих и ограждающих конструкций.

В промышленных зданиях в качестве несущих конструкций покрытия используют железобетонные или стальные балки и фермы, а в качестве несущего настила — сборные железобетонные плиты или стальные профилированные настилы.

Ребристые железобетонные плиты имеют размеры 1. 5Ч6 и 3Ч6 м, реже 1,5Ч12 и 3Ч12 м Плиты укладывают на балки или фермы покрытия и соединяют с ними путем сварки закладных деталей.

Водоотвод с покрытий крыш промышленных зданий может быть наружным (при устройстве карнизов) или внутренним (при парапетном сопряжении стен с покрытиями) 12, с. 223. Отапливаемые здания, как правило, следует проектировать с внутренними водостоками. Допускается проектировать отапливаемые промышленные здания высотой не более 10 м без внутренних водостоков при ширине покрытия не более 36 м с уклоном в одну сторону.

Перекрытия разделяют внутреннее пространство здания на этажи и служат для восприятия нагрузки от собственной массы, массы людей, оборудования и др. и передачи ее на стены или отдельные опоры. Наряду с этим они, связывая между собой отдельные стены, повышают их устойчивость и пространственную жесткость всего здания. Междуэтажные перекрытия в одноэтажных промышленных зданиях устраивают во встройках или вставках для размещения в них административно-бытовых помещений в два этажа и более.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой