Цех сельскохозяйственных машин
Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО Уральский Государственный Технический Университет - УПИ
Кафедра архитектуры
Цех сельскохозяйственных машин
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Руководитель
канд. техн. наук, доцент
Студент
гр. СЗ 36021д
Екатеринбург 2009
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Общие данные по проекту
2. Объемно-планировочное решение
3. Технологические решения
4. Архитектурно-конструктивное решение
5. Пожарная безопасность
6. Расчёт толщины теплоизоляционного слоя покрытия:
6.1 Исходные данные для расчёта
6.2. Результат расчёта
7. Список литературы
8. Приложения
1. Общие данные по проекту.
1. Проект цеха сельскохозяйственных машин выполнен на основании задания № 6б, выданного кафедрой архитектуры ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ».
2. Цех входит в состав машиностроительного завода и предназначается для сборки сельскохозяйственных машин (веялки, молотилки и т.д.).
3. Место строительства -г. Саратов.
4. Здание одноэтажное каркасное.
5. Состав помещений:
- склпд заготовок, 1296 м2, категория по взрывопожароопасности – Д
- механическое отделение и
- термическое отделение, 756 м2, категория по взрывопожароопасности - Г
- сборочное отделение, 1724 м2, категория по взрывопожароопасности - Д
- малярное отделение и
6. Степень огнестойкости здания- II
7. Класс конструктивной пожарной опасности здания – С1
8. Класс пожарной опасности
9. Класс функциональной пожарной опасности здания – Ф5
10. Группа функциональной пожарной опасности помещения – Ф5.1
11. Планировочная отметка земли равна – 0,150 м.
12. За условную отметку 0.000 принять уровень чистого пола.
13. Разряд зрительных работ - средний
14. Архитектурно — планировочное
решение принято в
15. Светотехнический расчет
16. Мероприятия по пожарной
2. Объемно-планировочное решение.
Здание одноэтажное блокированное.
Общие размеры в плане 72000*126000.
Максимальная отметка по высоте (до низа стропильной конструкции)+13.200
Унификация промышленного здания:
1. Склад заготовок:
- Ширина пролета (Во): 18 000
- Длина пролета (L): 72 000
- Высота пролета до
низа подстропильной
- Опорный мостовой кран с грузоподъемностью Q = 8тс.
Так как режим работы крана 7к, используем стальные колонны, фермы стальные стропильные.
2. Механическое отделение и инструментальная:
- Ширина пролета (Во): 30 000
- Длина пролета (L): 66 000
- Высота пролета до
низа подстропильной
- Опорный мостовой кран с грузоподъемностью Q = 8 тс.
Используем двухветвевые железобетонные колонны, фермы стальные стропильные.
3. Термическое отделение:
- Ширина пролета (Во): 18 000
- Длина пролета (L): 42 000
- Высота пролета до
низа подстропильной
- Подвесная кран балка с грузоподъемностью Q = 5 тс.
Используем двухветвевые железобетонные колонны, фермы стальные стропильные.
4. Сборочное отделение:
- Ширина пролета (Во): 24 000
- Длина пролета (L): 72 000
- Высота пролета до
низа подстропильной
- Опорный мостовой кран с грузоподъемностью Q = 20 тс.
Используем стальные двухветвевые колонны сплошного сечения, фермы стальные стропильные.
5. Малярное отделение и экспедиция:
- Ширина пролета (Во): 18 000
- Длина пролета (L): 72 000
- Высота пролета до
низа подстропильной конструкци
- Опорный мостовой кран с грузоподъемностью Q = 8 тс.
Используем двухветвевые железобетонные колонны, фермы стальные стропильные.
- Технологические решения
Цех входит в состав машиностроительного завода и предназначается для сборки сельскохозяйственных машин (веялки, молотилки и пр.)
Заготовки деталей поступают на склад заготовок безрельсовым транспортом, для чего предусматриваются двое распашных автомобильных ворот размером 4 на 3 м. Отсюда заготовки направляются на механическую обработку на токарных фрезерных и других станках, расположенных в механическом отделении. Там же находится и мастерская, где производится изготовление, хранение и выдача инструмента для механической обработки. Некоторые детали проходят термическую обработку в термическом отделении. В отделении общей сборки происходит сборка машин, которые затем поступают в малярное отделение и в экспедицию, откуда увозятся железнодорожным транспортом, для чего в экспедицию вводится на 18 м железнодорожный путь нормальной колеи. Внутри цеха грузы перемещаются вдоль пролётов мостовыми кранами, а между пролётами автокарами. Термическое отделение оборудовано подвесной кран-балкой.
Производственные процессы во всех отделениях, кроме термического, протекают без значительного выделения газа, пыли тепла. Термическое отделение необходимо оградить огнестойкими стенами и обеспечить аэрацию с помощью фонаря.
Технологическая схема
4. Архитектурно - конструктивное решение.
Здание одноэтажное со смешанным каркасом. Каркас выполнен по рамно-связевой схеме.
Колонны
Для каркаса склада заготовок использовались стальные колонны. Это обусловлено особым режимом работы крана (7к8тс.). Колонны имеют привязку к продольным осям «250», к поперечным — центральную. Угловые колонны имеют привязку «250» к продольным осям и привязку «500» к поперечным.
Для каркаса механического отделения и инструментальной использовали железобетонные двухветвевые колонны. Шаг колонн крайних рядов во всех пролётах равен 6 м. Колонны крайнего ряда имеют центральную привязку к продольным осям и центральную к поперечным. Угловые колонны имеют привязку «250» к продольным осям и привязку «500» к поперечным.
Для каркаса термического отделения использовались железобетонные колонны сплошного сечения. Они имеют привязку «250» к продольным осям и центральную к поперечным. Угловые колонны имеют привязку «250» к продольным осям и привязку «500» к поперечным.
Для каркаса сборочного отделения используются стальные двухветвевые колонны сплошного сечения.. Они имеют привязку «250» к продольным осям и центральную к поперечным. Угловые колонны имеют привязку «250» к продольным осям и привязку «500» к поперечным.
Для каркаса малярного отделения и экспедиции используются двухветвевые железобетонные колонны. Угловые колонны имеют привязку «250» к продольным осям и привязку «500» к поперечным.
В торцах здания для крепления стеновых панелей устанавливаются колонны торцевого фахверка, имеющие центральную и нулевую привязку к осям.
Стропильные и подстропильные конструкции.
В складе заготовок применяются стропильные стальные фермы с параллельными поясами. Шаг ферм 6 м. Высота ферм — 3150 мм. Так же использовались подстропильные стальные фермы 24 и 12 метровые.
Для каркаса механического отделения и инструментальной использовались стропильные стальные фермы с параллельными поясами. Шаг ферм 6 м. Высота ферм — 3150 мм. Так же использовались подстропильные стальные фермы 24 и 12 метровые.
Для каркаса термического отделения применяются стальные фермы с параллельными поясами. Подстропильных конструкций нет. Шаг ферм 6 м. Высота ферм — 3150 мм.
Для каркаса сборочного отделения применяются стальные фермы с параллельными поясами. Подстропильных конструкций нет. Шаг ферм 6 м. Высота ферм — 3150 мм.
Для каркаса малярного отделения и экспедиции применяются стропильные стальные фермы с непараллельными поясами. Укладываются с шагом 6 м. Опираются на оголовки колонн.
Фахверк.
Помимо основных колонн в здании предусмотрены второстепенные колонны, которые установлены в торцах пролётов №1, №2, №3, №4, ,№5 и предназначены для крепления стеновых панелей.
Шаг фахверковых колонн - 6м. Материал: сталь в №1, №2, №3 и №4,№5.
Привязка к торцевым осям — нулевая, к продольным осям - центральная. Приставная угловая стойка фахверка привязана к торцевым осям с
привязкой «О», к продольным - «250».
Фахверковые колонны жёстко заделывают в фундамент и шарнирно крепят к элементам покрытия. Шарнирное соединение обеспечивает передачу ветровых нагрузок на каркас здания и устраняет вертикальные воздействия покрытия на колонны фахверка.
Связи.
Связи устраиваются по колоннам и по покрытию.
Для обеспечения жесткости здания во всех пролётах установлены вертикальные крестовые (при шаге колонн 6м) связи жесткости. При двухветвевых колоннах устраивается по каждой ветви. Основные связи располагаются в подкрановой части железобетонных колонн. Они устраиваются в середине температурных отсеков по каждому ряду колонн. По стальным колоннам устраиваются основные связи в подкрановой части и верхние связи в надкрановой части по краям температурных отсеков.
Связи устроены по продольным осям колонн в одном из центральных шагов колой В пролетах нагревательных печей и ковочных агрегатов при стальном каркасе связи выполнены стальными из уголков, соединяя две рядом стоящие колонны в подкрановой и надкрановой части.
Подкрановые балки.
В данном здании применяются стальные, сплошного сечения, горячекатаные, с усиленным верхним поясом, подкрановые балки из прокатного профиля (двутавра), т.к. железобетонные подкрановые балки плохо работают на знакопеременные нагрузки, обладают большей массой и значительно дороже. Подкрановые балки с уложенными по ним рельсами образуют пути движения мостовых кранов и, прочно соединяясь с колоннами, придают каркасу здания дополнительную жёсткость. Они предназначаются для опирания крановых рельсов, по которым перемещаются мостовые краны.
Наружные стены.
Основные требования к наружным стенам:
сохранение температурно-влажностного режима в помещениях без дополнительных затрат;
обеспечение прочности и устойчивости под действием статических и динамических нагрузок;
огнестойкость и долговечность, степень которых зависит от капитальности здания; надёжность в эксплуатации;
индустриальность возведения, простота монтажа; соответствие эстетическим требованиям.
Внешние стены выполнены трёхслойными. Легкобетонные панели для отапливаемых зданий с шагом колонн 6м — плоские, однослойные из автоклавных ячеистых бетонов марки 35 (объемная масса 700-800 к м3), керамзито- или аглопоритобетона марки 30 (объемная масса 900-1200 кг/ м), накрытые с обеих сторон фактурным слоем цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Толщина панелей 310 мм, включая фактурные слои; номинальная высота 0,9; 1,2 и 1,8 м. Подкарнизные панели имеют дополнительную высоту 1,5 м. Угловые панели удлиняются привариваемыми к ним доборными угловыми блоками. Высота толщина угловых блоков соответствует размерам основной панели, длина равна толщине панели и величине привязки.
Деформационные и температурные швы.
Заданное промышленное здание скомпоновано из нескольких корпусов с разными пролётами и высотой, поэтому устраиваются температурные и деформационные швов. Температурный шов предупреждает образование трещин, вызываемое колебаниями температур наружного и внутреннего воздуха. Швы выполняются без разрыва кровельного ковра. Их перекрывают стальными полуцилиндрическими компенсаторами, а сверху укладывают слои основной кровли. Деформационные швы устраиваются в местах примыкания параллельных или взаимно перпендикулярных пролётов разной высоты.
Ограждающие конструкции покрытия.
В конструктивной системе промышленного здания покрытие определяет долговечность, характер внутреннего пространства и внешний облик здания. Т.к. корпуса промышленного здания отапливаемые, то и покрытие применяем утеплённс В качестве утеплителя применяем минераловатные плиты повышенной жёсткости. Толщину утеплителя назначаем расчетом, исходя из климатических условий района строительства и необходимости исключения образование конденсата на внутренней поверхности покрытия. Покрытия устроены бесчердачные, состоят из несущих конструкций (ферм) и рулонной кровли.
Состав кровли ограждающих конструкций из ребристых крупноразмерных плит:
- унифлекс 2 слоя 10,
- цементно- песчаная стяжка 20,
- плиты из стеклянного шлакового полотна URSA 90,
- пароизоляция Бикрост СПП 40,
- ребристая железобетонная плита 250.
Состав кровли ограждения с прогонами (на базе профнастила):
- крупнозернистая посыпка
-основной ковёр из 2 слоев унифлекса 8,
- цементная стяжка 20,
- паропроницаемая мембрана
- утеплитель из минераловатных плит 140,
- гидроизол,
- профнастил 40,
- прогон (швеллер №16).
Водоотвод с покрытия.
Покрытия запроектированы с внутренними водостоками. Внутренний водоотвод состоит из воронок, стояков, подпольных трубопроводов и выпусков. Дождевая и талая вода по водостокам выпускается в наружную сеть ливневой или общественной канализации. В пролетах уклон кровли равен 1,5%.
Фундамент.
Под колонны каркасного промышленного здания делаются отдельные фундаменты.
В данном случае, при шаге колонн 6 м, целесообразно устройство отдельных траншей под каждый ряд колонн. Это значительно уменьшит объём земляных работ, следовательно, уменьшит стоимость возведения здания в целом. Железобетонные фундаменты ступенчатой конструкции и стаканом для заделки колонны. В двухветвевьтх железобетонных колоннах обе ветви устанавливаются в один стакан.
Стальные колонны устанавливаются на заглубленные фундаменты с выпуском
фундаментных (анкерных) болтов.
Оконные проемы.
Оконные проемы расположены в два яруса с точечным расположением окон.
Светопроемы заполнены оконными блоками типовых размеров. В качестве
светопропускающего материала используется стекло в виде стеклопакетов. Оконные проемы заполнены стальными переплетами из прокатных профилей, с двойным остеклением.
Двери и ворота.
В данном здании применены двупольные распашные ворота, для автомашин
различной грузоподъёмности размером 4.0 х 3.0 м. В каждом пролёте устроено не менее одного эвакуационного выхода размером 3.0 х 3.0 м.
Фонари.
Производственные процессы во всех отделениях, кроме термического, протекают без значительного выделения газа, пыли тепла. Термическое отделение необходимо оградить огнестойкими стенами и обеспечить аэрацию с помощью фонаря.
Полы промышленного здания.
Полы в цехах — бетонные.
1 Асфальтобетон 50 мм.
2 Железобетонные плиты 120 мм.
3 2 слоя гидроизола.
4 Песчаная подготовка 50 мм.
5 Утрамбованный щебнем грунт.
В местах примыкания полов к стенам, перегородкам предусмотрены плинтуса из цементно-песчаного раствора М-150.
5.Пожарная безопасность.
Степень огнестойкости здания – I
Класс конструктивной пожарной опасности здания – С1
Класс функциональной пожарной опасности здания – Ф5
Группа функциональной пожарной опасности помещений – Ф5.1
Категории помещений по взрывоопасности:
– в термическом отделении (№ 1) и отделениях ковочных агрегатов (№ 2, 3) – кат. Г;
– в ремонтном отделении (№ 4) и на эстакаде (№ 5) – кат. Д.
Классы пожарной опасности строительных конструкций:
– основные несущие конструкции – класс К1;
– наружные стены с внешней стороны – класс К1.
Количество эвакуационных выходов – 4.
Эвакуационные выходы расположены – по оси А в шагах 3-4
Наибольшее расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода составляет 52,7м.
Эвакуация с покрытия осуществляется по наружной металлической эвакуационной лестнице с шириной марша 0,7м и уклоном марша 1:1, расположенной
Доступ пожарных подразделений в здание осуществляется через эвакуационные выходы.
Доступ пожарных подразделений на покрытие осуществляется по наружным пожарным и эвакуационным лестницам, расположенным по осям 1 и 18 в шагах А-Б и Л-М, а также на покрытии в местах перепадов высот и в торцах
6. Расчет толщины теплоизоляционного слоя.
6.1.Исходные данные для расчета;
Место строительства – г. Саратов
Средняя температура отопительного периода - 5 °С.
Продолжительность отопительного периода - 198 суток.
Расчетная внутренняя температура +16 °С.
Относительная влажность внутри помещений - 55 %.
Нормируемый внутренний перепад для стен - 8 °С.
Район территории для строительства – II А;
Для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных) Rreq, м2×°С/Вт, следует принимать не менее значений, определяемых по формуле
,
где п - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6;
Dtn - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха tint и температурой внутренней поверхности tint ограждающей конструкции, °С, принимаемый по таблице 5;
aint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×°С), принимаемый по таблице 7;
tint - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз. 3 таблицы 4 - по нормам проектирования соответствующих зданий;
text - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.
В производственных зданиях, предназначенных для сезонной эксплуатации, в качестве расчетной температуры наружного воздуха в холодный период года text, °C, следует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца, определяемую как среднюю месячную температуру января по таблице 3* СНиП 23-01, уменьшенную на среднюю суточную амплитуду температуры воздуха наиболее холодного месяца (таблица 1* СНиП 23-01).
Отсюда, n = 1
tint = 80C
text = - 27
Δtn = 120C
для стен и покрытий αint = 8,7 Вт/(м2∙С)
- для стен и покрытий
Находим толщину утепляющего слоя стенового ограждения и покрытия, минваты в «сендвич» панели, по табл.13 (СНиП 23-101-2004)
берем расчетный коэффициент теплопроводности для минераловатных плит ЗАО «Минеральная вата»,
- для покрытий плотность р0 = 140 – 175кг/м3 l=0,043
- для стен плотность р0 = 80 – 125кг/м3 l=0,042
Определяем термическое сопротивление слоя ограждающей
конструкции, м2 °С/Вт, по формуле:
где d – толщина слоя, м;
l – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м °С)
r =0,85 – коэффициент однородности
Сопротивление теплопередаче Ro, м2×°С/Вт, ограждающей конструкции определяем по формуле:
где r = 0,85 – коэффициент однородности
R0=Rsi+∑Rke+Rse
d минваты для стен = 100мм
- для стен
- для покрытий
d минваты для покрытий = 100мм
Вывод: Следовательно ограждающая конструкция и покрытие удовлетворяют требованиям СНиП 23-02-2003
6.2.Результат расчета.
Исходя из условий экономии энергоресурсов толщина однослойной ограждающей конструкции стены из полистиролбетона промышленного здания в Саратове δполистиролбетона = 350 мм.
После подстановки принятого значения толщины однослойной ограждающей конструкции стены из полистиролбетона в формулу (1) и определения Ror , я получил расхождение со значением Ror >Rreg . Оно вызвано округлением величин при вычислении и принятием толщины утеплителя кратной 50 мм, согласно требованиям СНиП 23-02-2003.
Исходя из условий экономии энергоресурсов толщина конструкции стены типа «Сандвич» промышленного здания в Саратове δ = 110 мм.
7. Список литературы:
1. СНиП 31-03-2001. Производственные здания/Госстрой России.М: ГУЛ ЦПП, 2001
2. СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных
предприятий/Госстрой России.М.
3. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Изд-во стандартов, 1988. 13 с.
4. СНиП 23-05-95*. Естественное и искусственное освещение/Минстрой России.М.: ГУП ЦПП, 2001. 35 с.
5. СБЫЛ 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений/Госстрой России.М.: ГУП ЦПП, 2001. 14 с.
6. Одноэтажное промышленное здание: информационные материалы к курсовому и дипломному проектированию//сост. Л.А. Гинзберг. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006.
7. Основы строительной
8. Дятков СВ., Михеев А.П. Архитектура промышленных зданий. М., 1998.
9. Шерешевский И.А. Конструирование
промышленных зданий и
8. ПРИЛОЖЕНИЕ
Расчет величин вставок в деформационных осадочных швах
Деформационные швы устраиваются в местах примыкания параллельных или взаимно перпендикулярных пролётов разной высоты.
Величину вставки рассчитываем по формуле:
С = привязка 1 колонны + привязка 2 колонны + толщина стены + 1 монтажный зазор + 2 зазор.
Деформационные швы решены:
1) между осями 4-5 со вставкой С =250+160+60+50+0=520мм.=550мм.
2) между осями 21-22 со вставкой С =250+160+60+50+0=520мм.=550мм,
3) между осями П-Н со вставкой С =250+160+60+50+0=520мм.=550мм.