|
|
Промышленное здание, цех по сборке металлических конструкций, структурная плита покрытия, металлический каркас, Сборный Блок.Стр 1 из 8Следующая ⇒ РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работы содержит: 116 с., 42 рис., 26 табл., 26 источников, 1 прил. Промышленное здание, цех по сборке металлических конструкций, структурная плита покрытия, металлический каркас, Сборный Блок. Цель задачи и содержание выпускной квалификационной работы: В данном проекте мною был запроектирован цех по производству металлических конструкций, в г. Первоуральск. Главной задачей являлась разработка оптимального и эффективного каркаса цеха с применением пространственных стержневых конструкций. Решались задачи оптимальной планировки цеха, с точки зрения технологического процесса, а так же эффективного использования территории цеха. В ходе расчетов были использованы новые методы решения поставленных задач, в частности была разработана индивидуальная форма плиты покрытия. Так же был рассчитан срок строительства и процесс возведения сооружения, с применение оптимальных машин и механизмов. СОДЕРЖАНИЕ РЕФЕРАТ. 2 СОДЕРЖАНИЕ. 3 ВВЕДЕНИЕ. 5 1 Раздел сравнение вариантов. 6 2 Архитектурно-конструктивный раздел. 9 2.1 Природно-климатические характеристики района строительства. 9 2.2 Технологически процесс. 10 2.3 Генеральный план участка застройки. 13 2.4 Требуемые параметры проектируемого здания. 14 2.5 Объемно-планировочное решение здания. 15 2.6 Архитектурно-художественное решение здания. 18 2.7 Архитектурно конструктивные решения здания. 18 2.8 Расчетная часть архитектурно-конструктивного раздела. 27 3 Расчетно-конструктивный раздел. 35 3.1 Расчетная схема. 35 3.2 Подбор сечений фермы.. 49 3.3 Расчет колонны.. 58 3.4 Проверка сечения: 61 3.5 Проектирование базы колонны... 68 3.6 Проектирование оголовка колонны (примыкание фермы к колонне) 73 4 Основания и фундаменты.. 74 4.1 Исходные данные. 74 4.2 Инженерно-геологические данные площадки строительства. 74 4.3 Анализ инженерно-геологических условий. 74 4.4 Заключение по инженерно-геологическим условиям. 77 4.5 Определение глубины заложения фундамента. 77 4.6 Расчетные усилия. 79 4.7 Расчет свай. 79 5 Организация строительного производства. 88 5.1 Исходные данные. 88 5.2 Определение строительного объема здания и требуемых материалов. 89 5.3 Определение трудоемкости работ. 91 5.4 Общая продолжительность строительства. 92 5.5 Последовательность выполнения строительных работ. 92 5.6 Потребность в строительных кадрах. 93 5.7 Потребность в строительных машинах и механизмах. 94 5.8 Расчет площадей временных зданий. 95 5.9 Потребность во пнутриплощадочных складах. 97 5.10 Потребность в ресурсах. 98 5.11 Технологическая карта на устройство структурной плиты покрытия. 100 5.12 Технико-экономические показатели. 109 6 Безопасность жизнедеятельности. 111 6.1 Требования предъявляемые к искусственному освещению.. 111 6.2 Расчет искусственного освещения цеха. 114 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 117 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 118 ПРИЛОЖЕНИЕ А...................................................................................................121 ПРИЛОЖЕНИЕ Б...................................................................................................122
ВВЕДЕНИЕ Проектируемое сооружение: «Цех по сборке металлических конструкций в г. Первоуральск». В связи с развитием применения металлоконструкций при возведении зданий и сооружений, необходимо расширение производства. В настоящее время применение новых, эффективных строительных конструкций, а так же методов их возведения, является наиболее важной задачей. Пространственные стержневые конструкции являются как эффективными, с точки зрения использования материала изготовления, так и экономически выгодными. Монтаж конструкций заключается в сборке укрупнённых блоков и их монтаже на вертикальные несущие элементы. Простота сборки уменьшает сроки возведения зданий. Наиболее актуальное применение данных конструкций для общественных или промышленных зданий. Проектируемый цех имеет покрытие металлической трех поясной пространственной стержневой конструкции. Таким образом проектируемое сооружение отвечает требованиям материало-эффективности, а так же является экономически выгодным, за счет рационального использования материала, и простоты монтажа. Цех расположен в городе Первоуральск, на территории ОАО «Первоуральского Новотрубного Завода». Данное расположение обеспечивает завод сырьем, а также позволяет осуществлять доставку готовой продукции в Свердловской, и соседних областях.
1 Раздел сравнение вариантов Проектируемое промышленное здание — цех по сборке металлических конструкций. Высота здания составляет +14.100 м, габаритные размеры 144х36 м, шаг колонн 12 м. Отметка пола первого этажа +0.000 м, крановое оборудование принято подвесное, два крана 5 т пролетом 15 м. Наиболее эффективными плоскими фермами, среди аналогичных, являются фермы из парных равнополочных уголков. Пространственная ферма же является более эффективной с точи зрения использования материала. Для сравнения принимаю два варианта конструкций: плоскую ферму и пространственную плиту покрытия. Сравнение вариантов осуществляется по расходам основных строительных материалов. Вариант 1. Типовую ферму выбираю из серии 1.460.2-10/88 «Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с фермами из парных уголков». Для первого варианта принимаю ферму марки ФС 36-63, с двумя подвесными кранами 5 т, пролет фермы 35600 мм, высота 3150 мм. Масса фермы 14250 кг =14,250 т. Помимо ферм необходимо учитывать наличие связей. Связи выбираются по типовому альбому 1.460.2-10/88. Вертикальные связи принимаю марки ВС8 из равнополочных уголков, массой 879 кг = 0.879 т. Распорки принимаю марки а7 из швеллеров равнополочных, массой 322 кг =0.322 т. Растяжки принимаю из равнополочных уголков, масса 234 кг = 0.234 т. Раскосы принимаю из равнополочных уголков, масса 201 кг = 0.201 т. т.о. горизонтальные связи (ГС) массой 1.104 т. Определим массу всего покрытия, состоящую из основных несущих конструкций (ферм) и связей. Данные по первому варианту внесены в таблицу 1.
Таблица 1 — Первый вариант
Вариант 2. Вторым вариантом принимаем цех с пространственной плитой покрытия. Высота плиты 2100 мм. Опирание на верхний пояс фермы. Ферма состоит из модуля призмы с основанием квадрат 3000х3000 мм, и высотой 1050 мм. На нижний пояс фермы, через распределительную балку, прикреплено подвесное крановое оборудование, два крана 5 т, пролетом 15 м. Пространственная ферма состоит из 5 типов сечений (подбор сечений см. расчетно-конструктивный раздел), все сечения выполнены из трубы электросварной прямошовной. Данные по второму варианту сравнения внесены в таблицу 3.
Таблица 2 — Масса элементов пространственной плиты покрытия
Определим массу всего покрытия, состоящую из основных несущих конструкций (пространственной плиты покрытия), вертикальных связей и распределительной балки.
Таблица 3 — Второй вариант
Сметная стоимость и трудозатраты расчитаны в ПО ГРАНД-смета, расчет приведен в приложении 1, результаты расчета в таблице 4. Таблица 4 — Технико-экономические показатели
Величина сметной себестоимости и трудоемкости по 2 варианту меньше, чем по 1 варианту. Для дальнейшего проектирования принимаем конструкцию перекрытия цеха по второму варианту, как наиболее выгодную. Технологически процесс Главным фактором, влияющим на объемно планировочное решение промышленных зданий и сооружений является технологический процесс. Технологический процесс — упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата. Исходные данные — сырье, заготовки. Результат — готовая продукция или полуфабрикаты. В дипломной работе проектируется цех по сборке металлических конструкций. Технологический процесс состоит из нескольких этапов: привоз сырья, складирование сырья, получение заготовок, обработка заготовок, складирование заготовок, сборка конструкций, складирование готовых конструкций, отправка готовой продукции. Каждый этап представляет собой последовательные операции, выполняемые различными работниками. Все операции должны иметь собственную площадь, на которых она производится. На первом этапе происходит привоз сырья, для этого необходима площадь разгрузки, крановое оборудование, место остановки транспорта. Для удобства разгрузки предусмотрен сквозной проезд грузового автотранспорта в цех. Привоз сырья осуществляется автопоездами. Подвесные краны грузоподъемностью 5 т обеспечивает разгрузку и складирование материалов. При этом привезенное сырье обязательно проходит ОТК, если оно не соответствует требованиям производства, его грузят обратно на автопоезд. Этап складирования разделен на складирование полученного сырья и выдачу сырья для последующей обработки. Для складирования необходима определенная площадь, с доступом кранового оборудования. Так как сборка металлических конструкций происходит из прокатных профилей, то складирование осуществляется вдоль пролета цеха, таким образом склад имеет площадь 27х10.5 м. Соединительные элементы складируются рядом с основными материалами. При этом склад так же выполняет функцию кладовой, где складируются не только материалы для сборки, но и необходимые для производства ресурсы, такие как: баллоны кислорода, электроды, дополнительные инструменты. Кладовая располагается отдельно, и является доступной для остальных этапов производства. Далее происходит обработка сырья. Обработка сырья происходит на отдельной площадке. Для начала сырье размечают, так как этот процесс необходимо производить на плоскости, и сразу на несколько материалов, то и площадь должна соответствовать. Перенос сырья опять же происходит с помощью кранового оборудования. После разметки сырье нарезают, получаются заготовки. Резка выполняется на специальном металлорежущем оборудовании: токарных, фрезерных, сверлильных, газокислородных, отрезных и расточных станках. Далее проходит механообработка, на этом этапе заготовки проходят дополнительные операции: нанесение отверстий, пазов, гибка. На следующем этапе обработки происходит дополнительная обработка шлифовка, зачистка изделия, грунтовка, нанесение защитного покрытия, ОТК (проверка заготовок). Все операции по обработке сырья и получению заготовок сосредоточены на площади 30.5х21м. Заготовки складируют для дальнейшей сборки. Сборка конструкции представляет собой соединение заготовок между собой в конструкцию. Заготовки соединяются между собой с помощью сварки, клепки, болтов. После соединения заготовок, происходит обработка: сварочные швы зачищают и обрабатывают. После сборки все конструкции проходят ОТК и складируются. На последнем этапе происходит выгрузка готовой продукции и отправка ее на место монтажа. В связи с конвейерным, беспрерывным технологическим процессом, принимаю следующую функциональную схему:
Рисунок 1 — Функциональная схема цеха сборки металлических конструкций Для нормального функционирования предприятия необходимо 120 человек, из них 100 мужчин, 20 женщин.
2.3 Генеральный план участка застройки
Генеральный план и благоустройство выполнены в соответствии с [3]. Участок проектируемого цеха расположен на территории «Первоуральского Новотрубного Завода». На участке, отведенном под строительство запроектированы: цех, административный корпус, въезды, выезды, парковки. Цех является основным проектируемым объектом, остальные объекты являются второстепенными и выполняют вспомогательную функцию. Основной цех ориентирован по розе ветров, прямоугольное здание вытянуто на север. Все помещения связанны между собой тротуарами. В связи с требованиями технологического процесса въезд и выезд на территорию предприятия решен тремя автомобильными дорогами. Одна дорога предназначена для въезда автопоездов, вторая для выезда автопоездов без дальнейшей загрузки готовой продукцией, и третья дорога для автопоездов с загрузкой готовой продукции. Из-за большого радиуса поворота автопоездов, дороги спроектированы с наиболее удобным, для поставленных целей, радиусом кривизны. Въезд и выезд контролируется контрольно пропускными пунктами. Вход и выход для работников на территорию предприятия находится с южной стороны. Так же с южной стороны предусмотрена парковка на 160 мест. Энергетическое помещение находится на расстоянии 12 м от основного цеха. В целях охраны предприятия и в связи с большой территорией предприятия, по периметру предусмотрен тротуар. Для запасных выходов так же предусмотрен отдельный тротуар.
Рисунок 2 — Генплан цеха 1 — цех по производству металлических конструкций; 2 — энергетическое помещение; 3 — КПП; 4 — административное помещение; 5 — проходная для работников; 6 — парковка; 7 — дорога.
Покрытие кровли
Покрытие кровли выполняет ограждающую функцию, и защищает здание от воздействия внешних факторов. Покрытие выполнено по верхнему поясу фермы. Кровля плоская, неэксплуатируемая, состав кровли традиционный. Основной гидроизоляционный слой мембрана. Полимерная мембрана отвечает требованиям долговечности, прочности, ремонтопригодности, имеет достаточную простоту монтажа, обладает хорошими противопожарными характеристиками. Принимаем кровлю ТН-КРОВЛЯ Классик Согласно рекомендациям ТехноНИКОЛЬ принимаю воронки ВБ 110х160мм. Воронки устанавливаются из расчета 1 воронка на 200 м2, т.о. воронки установлены в центре каждого шага колонн. Ливневая канализация устанавливается вдоль колонн фахверка. Таким образом кровельный пирог имеет следующую схему:
Рисунок 4 — Кровельный пирог
Рисунок 5 — узел крепления воронки 1 — Стеклохолст ТехноНИКОЛЬ 100 г/м2; 2 — Фартук 1000 мм х 1000 мм из полимерной мембраны ТехноНИКОЛЬ; 3 — Телескопический крепежный элемент ТехноНИКОЛЬ; 4 — Лист из оцинкованной стали толщиной 0,8 мм довести до второй волны профлиста; 5 — Экструзионный пенополистирол ТехноНИКОЛЬ CARBON PROF 300; 6 — Листвоуловитель; 7 — Водоприемная воронка ТехноНИКОЛЬ; 8 — Надставной элемент; 9 —Обжимной фланец; 10 — Сварной шов 30 мм.
Экспликация полов.
Данные о полах занесены в таблицу 7.
Таблица 7 — Экспликация полов
Полы подобранны в соответствии с [8]. Для цеха приняты бетонные полы, подходящие для нагрузки от пневмоколессных автопоездов. Бытовые помещения, а так же сан узлы покрыты керамической плиткой. Помещения офисные, холлы, кабинеты, а так же комната приема пищи покрыта линолиумом. Линолеум поливинил-хлоридный на тканевой основе — наиболее подходящее покрытие для офисов внутри цеха. Данный линолеум является огнестойкий, и отвечает требованиям противопожарной безопасности.
Окна, двери
Цех по производству металлических конструкций имеет два яруса остекления, на первом ярусе используются блок глухих окон [9]. Первый ярус остекления расположен на отметках +1.200, до + 6.000.
Рисунок 6 — ОГ 12-20, в блоке на 6 м
Второй ярус остекления представлен распашными окнами, с дистанционным управлением открытия или закрытия.
Рисунок 7 — ОР 12- 20, в блоке на 6 м Таблица 8 — Спецификация заполнения проемов дверей
Рисунок 8 — Схема дверей Д1, Д2, Д6 (слева-направо) Рисунок 9 — Схема дверей Д3, Д4, Д5 (слева-направо) Конструкции фасадных систем
Фасад выполнен из стеновых панелей, выполняющих как ограждающую так и теплоизоляционную функцию. Толщина панелей принята в соответствии с теплотехническим расчетом.
Рисунок 10 — Схема стеновой панели
Фонарь
Фонари предназначены для решения естественного освещения и вентиляции помещения. Для цеха необходимо применение вентиляции, т.к. автопоезда проезжают внутрь цеха. Над рабочей зоной цеха расположены люки дымоудаления, типа ORI 23/Т. Данный люк используется как для дымоудаления, так и для проветривания. Механизм открывания оснащен приводом, что позволяет дистанционно решать вентиляцию. Люки расположены в каждом шаге колонн, вдоль пролета через 12 м. размеры в плане 2400х1200 мм, высота 600 мм.
Рисунок 11 — Конструкция люка дымоудаления
Свето-технический расчет
Проверочный расчет естественного освещения при боковом расположении световых проемов, согласно [14] 1. Наметим расчетные точки на отметке +0.800 м. Для расчета примем наиболее не освещенную точку, в центре пролета, на расстоянии 18 м, от наружной стены. 2. Определим значения
где
где
Необходимо
Следовательно необходимо проектирование искусственного освещения. Искусственное освещение проектируется в разделе «Безопасность жизнедеятельности».
Расчетная схема
Исходя из архитектурных решений, расчетная схема примет следующий вид:
Рисунок 14 — Расчетная схема проектируемого цеха, изометрическая проекция
Элементам пространственной плиты покрытия присвоен 4 КЭ тип конечного элемента, т.е. каждый узел автоматически заменяется шарниром. Колонны а так же портальные связи имеют 10 КЭ тип конечного элемента, т.е. каждый узел имеет жесткую связь. Примыкание плиты к колонне шарнирное. Колонны в основании имеют заделку, в соответствии с требованиями рекомендаций по проектированию пространственных структур. Предварительно для пространственной плиты покрытия назначаю следующие жесткости: Верхний пояс — труба электросварная прямошовная 180х5; Средний пояс — труба электросварная прямошовная 130х5; Нижний пояс — труба электросварная прямошовная 180х5; Верхние раскосы — труба электросварная прямошовная 130х6; Нижние раскосы — труба электросварная прямошовная 130х6. Для колонны назначаю двутавр колонный 40К2, связи — уголок равнополочный 150х6. Монорельс 24М.
Сбор нагрузок
Постоянная нагрузка Таблица 9 — Постоянная нагрузка
Расчетная узловая нагрузка: 1) Рядовой узел:
где,
2) Крайние узлы:
3) Угловые узлы:
Постоянная нагрузка от весса люков дымоудаления. Вес люка дымоудаления по паспорту: Нагрузка от одного люка будет приходиться на два узла, нагрузка на каждый из них будет равна:
Постоянная нагрузка от весса колонн Для предварительного расчета примем колонну двутавровую сечением 40К2,
где,
Рисунок 15 — Схема приложения постоянной нагрузки в осях А-Б/1-2
Временная нагрузка Снеговая нагрузка Собирается согласно [15]
где
Для 1 варианта загружения Согласно приложению Ж [15] Первоуральск относится к 4 району по весу снегового покрова.
1 Вариант загружения:
Узловая нагрузка
где
Рисунок 16 — Схема приложения снеговой нагрузки, первый вариант загружения, в осях А-Б/1-2 2 Вариант загружения: Слева:
Узловая нагрузка слева:
Справа:
Узловая нагрузка справа:
Рисунок 17 — Схема приложения снеговой нагрузки, второй вариант загружения, в осях А-Б/1-2 Крановая нагрузка Является динамической, поэтому ее необходимо собирать по линиям влияния. Расчетным принимаем наиболее нагруженный (неблагоприятный для конструкции) случай, т.е. от двух сближенных кранов. все коэффициенты приняты в соответствии с [15]. 1) Вертикальная крановая нагрузка
где,
Рисунок 18 — линия влияния
где,
Рисунок 19 — Схема приложения крановой нагрузки, положение кранов левое, в осях А-Б/7-8 2) Горизонтальная крановая нагрузка Собираются при том же положении кранов, являются нагрузками от ускорения и торможения.
где
где, Ветровая нагрузка Нагрузку собираем по [15], с расчетного блока в поперечном направлении, действующую на продольные стены здания. Город Первоуральск находится в I ветровом районе, тогда
Рисунок 20 — Схема приложения тормозной крановой нагрузки, в осях А-Б/1-2 Зоны характеризуются коэффициентом аэродинамичности: для зоны напора с=0,8, для зоны отсоса: с=0,5. Нормативные значения ветровой нагрузки
Считаем зону напора:
где
где
Тогда:
Расчетное значение ветровой нагрузки:
где,
Считаем зону отсоса:
Тогда:
Расчетное значение ветровой нагрузки:
Рисунок 21 — Схема приложения ветровой нагрузки, ветер слева, в осях А-Б/1-2
Расчетные сочетания усилий
Расчет выполнен в ПК ЛИРА-САПР. 1 — Постоянная нагрузка приложена как равномерно распределенная к верхнему поясу плиты покрытия; 2 — Снеговая нагрузка, 1 вариант, приложена как равномерно распределенная к верхнему поясу плиты покрытия; 3 — Снеговая нагрузка, 2 вариант, приложена как равномерно распределенная к верхнему поясу плиты покрытия, слева с 4 — Ветровая нагрузка, приложена как равномерно распределенная к колонам, действует слева направо; 5 — Ветровая нагрузка, приложена как равномерно распределенная к колонам, действует справа налево; 6 — Крановая нагрузка, вертикальная, приложена как сосредоточенная к нижнему поясу плиты покрытия, положение кранов влево; 7 — Крановая нагрузка, вертикальная, приложена как сосредоточенная к нижнему поясу плиты покрытия, положение кранов вправо; 8 — Крановая нагрузка, вертикальная, приложена как сосредоточенная к нижнему поясу плиты покрытия, положение кранов в центр; 9 — Крановая нагрузка, вертикальная, приложена как сосредоточенная к нижнему поясу плиты покрытия, положение кранов по краям; 10 — Крановая нагрузка, горизонтальная, тормозная, приложена как сосредоточенная к нижнему поясу плиты покрыт   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
при боковом освещении.
— геометрический коэффициент естественной освещенности в расчётной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет с неба;
— угловая высота середины свето-проемы над рабочей поверхностью, град.
— коэффициент условной рабочей поверхности при открытом горизонте;
— общий коэффициент светопропускания окон;
— коэффициент запаса определяемый в зависимости от класса производства, определён для сборочного и механообрабатывающего цеха;
— количество лучей по графику I Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку;
— количество лучей по графику II Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку;
— коэффициент светопропускания для двойного остекления;
— коэффициент светопропускания для одинарного глухого остекления;
, сравним 
и 
— расчетная нагрузка от весса покрытия;
— высота расчетного блока;
— высота расчетного блока.
.
— коэффицент наде
— коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра и иных факторов;
— термический коэффициент;
— коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие,
, для второго варианта 
слева и 
справа;
— вес снегового покрова на 1 м2, по таблице 10.1, [15].
— ширина расчетного блока;
— длина расчетного блока;
— коэффициент надежности по нагрузке;
— коэффициент влияния двух сближенных кранов;
— нормативное максимальное вертикальное давление крана на рельс, принимаем по ГОСТ 7890-93;
— сумма ординат линий влияния.
— грузоподъемность крана;
— вес крана;
— число колес с торца одного крана;
— тормозная нормативная нагрузка;
— коэффициент перехода от вертикальной к горизонтальной нагрузке, принимается согласно п 9.4 [15].
— тормозная нагрузка приходящаяся на один монорельс;
определяют как сумму средней и пульсационной составляющих.
— нормативная ветровая нагрузка;
— коэффициент учитывающий высоту сооружения;
— нагрузка в зоне подпора;
— коэффициент учитывающий форму сооружения;
— коэффициент надежности по нагрузке;
— шаг колонн;
, справа с 
;