Согласно задания на дипломное проектирование требуется разработать архитектурно-конструктивный проект станции нейтрализации промышленных стоков в г. Арзамасе (экологический комплекс).
Экологический комплекс по очистке и нейтрализации промышленных стоков расположен на территории машиностроительного завода, который находится на юго-восточной окраине города.
Рельеф участка спокойный, отметки участка колеблются в пределах от 127.00 до 130.50 м.
Основанием фундаментов служат лессовые суглинки текучепластичные, обладающие просадочными свойствами до глубины 5,5-6,5 м и имеющие следующие нормативные характеристики:
α = 17 кН/см2
; с = 0,2 кг/см2
; Е = 0,905; Q = 23o
; Е = 140 кг/см2
.
Ниже располагаются непросадочные суглинки с с = 0,19 кг/см2
; ; Q = 20o
; α = 17 кН/см3
.
Место строительства относится к климатическому району IIB.
Район строительства согласно СНиП 2.01.07-85 относится к III основному району.
Глубина промерзания грунта – 1,6 м.
Технико-экономические показатели:
Площадь участка 2,4 га.
Площадь застройки 1,01 га.
Площадь покрытия 0,45 га.
Площадь озеленения 0,61 га.
Плотность застройки 42%.
Коэффициент замощения 0,2.
Коэффициент озеленения 0,25.
1.2 Технология производства
Все промышленные стоки из цехов: гальванопокрытий, окрасочного, арматурного и других по специальным трубопроводам (раздельно по каждому виду стоков) направляются на станцию нейтрализации сточных вод на обезвреживание. Большая часть промышленных стоков из цеха металлопокрытий в комплекс обезвреживания направляется самотеком. Остальная часть промстоков из цеха металлопокрытий и все стоки из других цехов направляются на обезвреживание по пожарным трубопроводам.
В комплексе обезвреживания промстоки собираются в расходные емкости, из которых производится отбор стоков на обработку их соответствующим способом.
Постоянные кисло-щелочные стоки с рН = 12 и с солесодержанием до 5% подаются на аппараты вихревого слоя АВС 150. После дозирования в подающую линию известкового молока и, при необходимости, кислоты, в рабочей камере аппарата АВС 150 мгновенно происходит интенсивное смешивание стока с реагентом. В результате стоки нейтрализуются и обращаются в гидроокиси тяжелых металлов. Эти процессы происходят под воздействием вихревого слоя ферромагнитных частиц в электромагнитном поле аппарата.
Постоянные хромовые стоки, усредненные по загрязнениям с рН = 4…5, подаются на аппараты вихревого слоя АВС 150. При этом в подающую линию постоянно дозируется поочередно раствор 10% серной кислоты, для создания рН = 3 обрабатываемых стоков и 30% раствор бисупофита натрия для переведения Cr6+
в Cr3+
. Далее стоки с содержанием Cr3+
подаются на аппараты вихревого слоя АВС 150, где происходит дальнейшее обезвреживание уже совместно с кисло-щелочными стоками.
Промывные хромовые и кисло-щелочные стоки цеха гальванопокрытий очищаются методом ионообмена с последующим возвратом очищенных стоков в оборот.
Концентрированные и промывные циановые стоки обезвреживаются реагентным способом на аппаратах вихревого слоя АВС 150.
Маслошламовые стоки очищаются флотационным способом. Технологическая схема флотационной очистки принята с рециркуляцией жидкости, которая насосом подается для насыщения воздухом сапозретор и затем во флотатор.
Все емкости, в которых собираются и усредняются стоки, снабжены уровнемерами. Включение насосов автоматическое, в зависимости от токсичных уровней.
В случае выхода из строя работающего агрегата, предусмотрено автоматическое включение насоса. Контроль за оборудованием осуществляется датчиками.
2. Архитектурно-строительная часть
2.1 Объемно-планировочное решение
Корпус экологического комплекса по очистке и нейтрализации промстоков представляет собой в целом одноэтажное промышленное здание с мостовыми кранами. Объект имеет прямоугольную форму с размерами 72 х 60 м.
Корпус состоит из трех пролетов шириной 24 м. За основную сетку колонн принята сетка с размерами 24 х 6 м. Здание оборудовано мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т в трех пролетах с отметкой уровня головки рельса +8,850. Высота до низа стропильных конструкций 10,8 м.
Каркас здания выполнен железобетонным.
По отношению к продольным осям колонны средних рядов располагаются симметрично, а колонны крайних рядов имеют нулевую привязку. По отношению к поперечным осям первая и последняя колонны каждого продольного ряда в пределах всего здания имеют привязку 500 мм.
Для крепления торцевой стены к основным колоннам каркаса в зазор между колонной и стеной устанавливаются приколонные стальные стойки фахверка. В здании применяется приточно-вытяжная вентиляция с учетом аэрации через оконные проемы. Схема каркаса здания запроектирована из условий создания универсального здания, удовлетворяющего технологическим требованиям с последующей возможностью модернизации производства и обеспечивающего максимальную сборность и унификацию элементов с минимальным количеством типоразмеров.
2.2 Архитектурно-конструктивное решение
Конструктивная схема здания принята каркасной. Каркас образуют колонны, заделанные в фундамент, и фермы, выступающие в качестве ригелей, шарнирно соединенные с колоннами.
Горизонтальные воздействия воспринимаются вертикальными связями, установленными между колоннами.
2.2.1 Фундаменты
Из-за наличия просадочных свойств основания используются свайные фундаменты с опорой на нижележащие непросадочные слои. В дипломном проектировании конструктивно приняты отдельно стоящие стаканного типа монолитные фундаменты под колонны средних и крайних рядов. Марка фундаментов ФБ8-1.
2.2.2 Фундаментные балки
Под стеновые панели приняты фундаментные балки № серии ИЭ-01-23 марки ФБ6-3, под кирпичную кладку ФБ6-12.
2.2.3 Колонны
Для одноэтажной части здания приняты колонны по серии 1.424-5. Они делятся на крайние и средние.
Фахверковые колонны приняты по серии 1.423-3. Верхний конец располагается в зазоре между торцевой стеной и пристроенной балкой покрытия и крепится к верхнему поясу балки с помощью монтажных деталей.
2.2.4 Подкрановые балки
Подкрановые балки приняты по серии 1.426-4. Они выполнены разрезными и устанавливаются на консоли колонн с шагом 6 м.
2.2.5 Покрытие и перекрытия
Стропильные безраспочные фермы выполнены по серии 1.463-3. Марка ферм 4Ф БС 24-IIIV. Шаг ферм 6 м. Уклон кровли i = 5%, который обеспечивается выпущенными из верхнего пояса «роликами».
Плиты покрытия запроектированы сборными ж/б по серии 1.465-3.
Плиты перекрытий антресоли приняты по серии 4424-1/70 по ж/б ригелям серии 4423-1/70.
2.2.6 Стены и перегородки
В качестве ограждающих конструкций корпуса используются легкобетонные ячеистые панели по серии 1.432-5.
Кирпичные стены по ГОСТ 379-79 δ = 380 мм из силикатного кирпича размерами 250 х 120 х 88 мм.
Перегородки из одинарного керамического кирпича ТУ-401-08-674-80.
В административно-бытовом блоке перегородки в сухих помещениях выложены из силикатного полуторного кирпича, в мокрых – из керамического одинарного.
2.2.7 Лестницы и рабочие площадки
Лестницы выполнены с металлическими косоурами и балками. Ширина марша 1,5 м. Размеры ступеней 300 х 150 мм. Высота марша 1,5 м.
Рис.2.1. Лестница с металлическими несущими элементами.
1 – Пристенная балка.
2 – Лобовая балка.
3 – Косоур.
4 – Фризовые ступени.
Длина лестничной клетки 2700 мм.
Лестничные клетки запроектированы как отдельно стоящие сооружения с несущими стенами. Между маршами предусмотрен зазор 100 мм.
В проекте предусмотрены служебные стальные лестницы для сообщения с рабочими площадками агрегатов. Уклон маршей 45о
. Ширина 1,0 м. Высота ступеней 200 мм. Ступени из рифленой стали δ = 4 мм. Косоуры маршей из гнутого швеллера С 16. Пожарные металлические лестницы устроены шириной 600 мм с уклоном марша 80о
.
Рабочие площадки расположены на отм. +4.200, имеют ширину 1,5 м, изготовлены из С 16, крепятся к колоннам анкерами из L 75 х 6.
2.2.8 Окна
Окна выполняются из деревянных блоков-коробок с навешанными на петли створками с наружным открыванием.
Оконные блоки заполняют отдельные проемы шириной 3 м и 1,8 м и высотой 1,2 м и 1,8 м. Крепление блоков производится с помощью заложенных в боковые грани деревянных пробок. Остекление двойное.
2.2.9 Двери, ворота
Внутренние двери – глухие, наружные с остеклением по ГОСТ 14624-69. Внутренние – без порога, наружные – с порогом.
В проекте заложено 3 воротных проема размерами 4,2 х 4,2. Ворота выполнены распашными, двупольными с наружным открыванием.
Проем обрамлен сборной ж/б рамой, вписывающейся во внешние размеры принятых стеновых панелей.
2.2.10 Полы
Устройство полов принято в соответствии с технологическим заданием, санитарно-техническими требованиями, а также с учетом антикоррозийных мероприятий.
Спецификация на состав полов приведена в табл. 2.1. «Конструкция полов».
Таблица 2.1. Конструкция полов
Наименование
помещения
Схема пола
Элементы пола и их толщины
1
2
3
1. Помещение очистных установок
2. Химическая, биологическая лаборатории
1. Керамическая плитка
2. Прослойка – синтетическая смола – 3-4мм.
3. Гидроизоляция – 3 слоя рубероида.
4. Ц-п стяжка – 20 мм.
5. Подстил. слой – бетон 100 мм.
6. Основание – уплотненный грунт
3. Реагентное хозяйство;
4. Склад реагентов, материалов под мехочистку;
5. Мастерские;
6. Насосная станция.
1. Асфальтобетон – 25 мм.
2. Щебеночное основание – 200 мм.
5. Песчаная подготовка.
4. Уплотненный грунт.
7. Душевые, умывальные, туалеты, бытовые
1. Керамическая плитка.
2. Ц.-П. раствор – 15 мм.
3. Гидроизоляция – 2 слоя рубероида
4. Ц.-П. стяжка.
8. Вестибюль;
9. Конторы;
10. КТП, КИП и автоматика;
11. Венткамера.
1. Мозаично-бетонное покрытие – 30 мм.
2. Ц.-П. стяжка – 20 мм..
12. Дежурный персонал;
13. Начальник станции;
14. Выставочный зал;
15. Комнаты приема пищи и отдыха;
16. ИТР.
1. Линолеум на мастике;
Ц.-П. стяжка.
2.2.11 Кровля
В проекте использована малоуклонная кровля с i = 5%.
Основание кровли замоколический настил из ж/б плит.
Рубероидную кровлю составляют:
- защитный слой гравия светлых тонов – δ = 20 мм, фракции 5-15 мм, утопленный в битумную мастику;
- двухслойный водонепроницаемый ковер из изопласта, наклеенный кровельной битумной мастикой, подогретой до 160-190о
С;
- цементно-песчаная стяжка из раствора М50 δ = 20 мм;
- пароизоляционный слой из обмазки битумной мастикой.
На вертикальные поверхности наклеиваются усиливающие кровлю в месте примыкания дополнительные, плавно обрываемые слои рубероида.
Обрез кровли накрывается фартуком из оцинкованной стали и закрепляется стальной полосой, пристреленной дюбелями.
2.2.12 Водосток
Для отвода дождевых и талых вод с кровли здания комплекса проектируется система внутренних водостоков.
Стояки из асбестоцементных труб ВТ-17 по ГОСТ 538-80; нижняя – трубы стальные d 108х3 по ГОСТ 10704-79*.
2.2.13 Внутренняя отделка
Внутренние поверхности ограждающих панелей рабочего отделения здания оштукатурены на заводе-изготовителе. Во время отделочных работ их окрашивают в бирюзовый цвет за 2 раза масляной краской.
Кирпичные перегородки штукатурятся цементно-известковым раствором. После этого окрашиваются в голубой цвет на высоту 1,8 м масляной краской за 2 раза.
Открытые поверхности стальных закладных деталей, накладных и монтажных деталей окрашиваются за 2 раза масляной краской ПФ 112. Дверные полотна и ворота окрашиваются масляной краской светлых тонов. Санузлы имеют облицовку стен из глазурованной плитки на высоту 1,8 м. Выше стены окрашены за 2 раза водоэмульсионной краской. Кабинеты, коридоры, вестибюль и гардеробные имеют стены, отделанные высококачественной краской на высоту 2,1 м.
2.2.14 Водоотвод и канализация
В комплексе предусмотрены следующие системы водоотвода:
1. Хозяйственно-питьевой производственный;
2. Горячий
Требуемый напор обеспечивается напором от внутриплощадочных заводских сетей. Снабжение холодной водой запроектировано двумя вводами d = 100 мм по ТУ 14-3-1247-83.
Трубопровод горячей воды запроектирован для бытовых помещений и технологических нужд станции. Система горячего водоснабжения принята централизованной. Производственная канализация предусматривается для отвода сточных вод от технологического оборудования и санитарных приборов. Вода от охлаждения сальников отводится в ближайшие раковины, расположенные в помещении станции. Предусмотрено 4 выпуска производственной канализации с подключением к сети бытовой канализации завода. Ливневая канализация запроектирована для отвода атмосферных и талых вод с кровли здания. Из здания предусмотрено два выпуска с подключением в сеть наружной ливневой канализации.
2.3 Архитектурно-художественные решения
Архитектурная выразительность здания достигнута за счет крупных элементов фасада, таких как стеновые панели и оконные заполнения.
Протяженность здания дает возможность в композиции прибегнуть к многократной повторяемости одного и того же элемента. При таком решении в проекте использован прием ритмичности ряда. В верхней части здания выделены повторяющиеся выступы. В проекте одновременно использовано вертикальное и горизонтальное членение элементов. Архитектурно-художественная выразительность здания комплекса нейтрализации промстоков композиционно увязана с архитектурно-художественным решением всех сооружений машиностроительного комплекса.
2.4 Решение по освещенности рабочих мест
В проекте используется трехсменный режим работы на комплексе, поэтому принята совмещенная система освещения, которая предусматривает освещение рабочих мест одновременно естественным и искусственным светом. Естественное освещение осуществляется через окна в стенах на участке складирования материалов для механической и химической очистки. Искусственное освещение осуществляется при помощи электрических светильников с люминисцентными лампами. Такое освещение принято общим и используется на территории химической и биологической лабораторий, мастерских, насосной станции и на площади очистных установок.
2.5 Мероприятия по снижению шумов и вибраций
Основными источниками шума на территории рабочей площадки комплекса нейтрализации являются горизонтальные транспортиры подачи материалов под очистку, специальные установки и насосные агрегаты.
В проекте применены звукопоглощающие кожухи из металла с внутренней облицовкой звукопоглотителем.
Для защиты рабочих от прямого воздействия звуковой энергии используются акустические экраны из алюминиевых листов δ = 3 мм. Отдельные участки экранов остеклены.
2.6. Решение по бытовому и санитарному обслуживанию рабочих
В проекте в соответствии с техническими нуждами принят трехсменный режим работы станции при количестве рабочих дней в году – 305. Списочное количество работающих во всех сменах 150 человек, в том числе мужчин – 60 человек, женщин – 90 человек; явочное количество рабочих в наиболее многочисленной смене – 70 человек (мужчин – 28 чел., женщин – 42 чел.). Группа производственных процессов – 1, санитарная характеристика – Б. Гардеробное помещение оборудуется общими шкафами на 2 отделения с расчетом на 1 человека. Ширина шкафа – 200 мм, глубина – 525 мм и высота 1650 мм. Ряды шкафов располагаются перпендикулярно наружным стенам таким образом, чтобы проход между шкафами соответствовал размещению оконного проема.
В проекте предусмотрены душевые с количеством душевых сеток:
nд
= В/15 ,
где В – количество человек в наиболее многочисленную смену;
шт.
Принимаем 2 душевые сетки для мужчин.
шт.
Принимаем 3 душевые сетки для женщин.
Умывальные в количестве: nу
= В/10.
- Для мужчин: 28/10 = 2,8 шт., принимаем 3 шт.
- Для женщин: 42/10 = 4,2 шт., принимаем 4 шт.
Уборные с количеством унитазов:
- Для мужчин: 28/18 = 1,6 шт., принято 2 шт.
- Для женщин: 42/12 = 3,5 шт., принято 4 шт.
Уборные оборудованы в кабинах 1,2 х 0,8 м с высотой перегородок 1,8 м. Вход в уборную через тамбур с умывальниками. Для мужчин 2 чаши, для женщин – 1 чаша.
Медобслуживание осуществляется общезаводской медчастью.
Общественное питание работающих в комплексе будет осуществляться в административно-бытовых помещениях.
Таблица 2.2. Состав работающих
Категория работающих
Количество работающих
Всего
в т.ч.
в 1 см
во 2 см
в 3 см
Начальник цеха
Диспетчерская
Оператор
Машинист насосных установок
Моторист
Крановщик
Мастер
Старший лаборант
Лаборант
Слесарь по оборудованию и КИП
Рабочие
Служащие
МОП
1
3
6
9
19
15
9
5
19
26
30
8
10
1
1
2
4
9
5
4
2
10
16
10
4
4
-
1
2
3
7
5
3
2
6
6
10
3
3
-
1
2
2
3
5
2
1
3
4
10
1
3
ИТОГО
154
72
51
31
3. Конструктивная часть
3.1 Выбор несущих конструкций
3.1.1 Фундаменты под колонны
Фундаменты под колонны приняты монолитными ступенчатыми со стаканной частью и учетом нулевого цикла работ. Обрез фундамента на отметке – 0,15 м.
Высота ступеней плитной части 0,3 м.
Площадь сечения подколонника 0,9 х 1,2 м. Площадь сечения первой ступени 2,4 х 2,7 м. Площадь сечения второй ступени 1,5 х 1,8 м.
Отметка подошвы фундамента принимается с учетом глубины промерзания грунта для г. Арзамас – 1,65 м. Высота фундамента – 1,5 м. Колонны заделываются в стаканы фундаментов на глубину 900 мм.
Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3 х 0,6 м с обрезом на отм. – 0,45 м. Плитная часть фундамента армируется сетками из арматуры А-III, стаканная часть – каркасами из арматуры А-III и А-I и сетками из арматуры A-I.
3.1.2 Колонны
В проекте используются колонны сборные ж/б ступенчатые прямоугольного сечения. Номинальная высота колонны – 11,85 м. Высота надкрановой части колонны – 2,9 м, подкрановой – 8,95 м. Ширина сечения во всех колоннах – 400мм, а высота для крайних колонн в надкрановой части – 380 мм, в подкрановой – 600 мм; для средних колонн: 600 мм и 600 мм. Колонны имеют консоли с размерами: для крайних колонн: опорная площадка шириной 670 мм, высота консоли (450 + 450) мм, для средней – ширина 750 мм, высота – 1300 мм. Вес колонн: средней – 8,5 т, крайней – 6,8 т.
Колонны армируются сварными каркасами из стержней А-III и формируются из бетона В15, М200.
Закладные детали, зааккерованные в бетон, имеются во всех колоннах в местах опирания стропильных ферм и подкрановых балок, в крайних колоннах – на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах в местах примыкания продольных связей.
3.1.3 Фундаментные балки
В проекте применяются балки длиной 6 м и разработаны для кирпичных стен толщиной 120 мм, 380 мм и для панельных стен толщиной 300 мм.
Балки имеют тавровое и трапецевидное сечение со скосами. Балки свободно устанавливаются на бетонные столбики.
Рис. 3.1. Фундаментные балки А-ФБ6-3; Б – ФБ6-30.
Балки изготовляются из бетона М200. Рабочая арматура – плоские сварные каркасы из горячекатаной стали периодического профиля класса А-III.
3.1.4 Подкрановые балки
Подкрановые балки приняты сборными таврового сечения. Длина их – 5,95 м, высота – 800 мм; толщина ребер – 200 мм, ширина полки – 600 мм. Они армируются сварными каркасами, а по нижнему поясу пакетом струн из высокопрочной проволоки периодического профиля ВрII. Балки формируются из бетона М300. Закладные детали располагаются в местах опирания на колонны и установки концевых упоров, трубки в отверстиях для крепления рельсов.
Масса балки 3,5 т, высота подкранового рельса с упругой прокладкой – 150мм, его масса – 100 кг/км.
3.1.5 Ригель покрытия
Стропильная безраскосная ферма пролетом 24 м имеет круговое очертание верхнего пояса. Стойки ферм расположены с шагом 3 м. Высота фермы в середине пролета 33 м, на опоре – 0,88 м. Сечение прямоугольное по всей длине с постоянной шириной – 280 мм. Нижний пояс высотой 340 мм, верхний – 300 мм; высота стоек – 300 мм. В узлах фермы расположены «вуты».
Уклон покрытия i=5% обеспечивается наличием стоек, выступающих над верхним поясом.
Ферма выполняется предварительно напряженной: напрягаемая арматура в нижнем поясе A-IV; продольная – в верхнем поясе – А-III, поперечная и монтажная – классов А-I и Вр-I. Стойки фермы заармированы пространственными каркасами из арматуры А-III. Бетон принят тяжелый класса В40, марки 400.
Вес фермы – 14,2 т.
В ферме крайние стойки металлические.
В стропильной конструкции предусмотрены следующие закладные детали:
- для крепления плит настила;
- для крепления ферм к колоннам;
- для крепления панелей стены.
3.1.6 Покрытие здания
Покрытие решается по беспрогонной схеме из крупноразмерных плит, закладываемых на ферму покрытия. В проекте приняты ребристые плиты с напряженной арматурой и размерами в плане 3 х 6 м и высотой ребра 300 мм. Поперечные ребра высотой 110 мм располагаются на расстоянии 1,5 м друг от друга.
Вес плиты – 2,6 т.
3.1.7 Стеновые панели
Стены здания – самонесущие простеночные, перемычные и рядовые панели из легкого бетона толщиной 300 мм, высотой 1200, 1800 и длиной 6 м. Плотность легкого ячеистого бетона в панелях α = 1200 кг/м3
.
Длина угловых торцевых панелей 6,3 м.
Стеновые панели имеют закладные детали для соединения с колоннами здания.
3.2 Соединение элементов конструкций
Колонна устанавливается в фундамент и с помощью ж/б клиньев временно закрепляется. После колонна замоноличивается бетоном В15 (М200) и кондукторы удаляются.
Безрасносная ж/б ферма крепится на болтах. Перед установкой к опорным узлам фермы привариваются опорные листы, затем они привариваются к оголовкам колонн.
Крепление подкрановых балок к консолям колонн производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, приваренный к нижней закладной пластине, а к шейке колонны – путем приварки вертикального листа к закладным пластинам. Болтовые соединения после рихтовки завариваются.
Плиты покрытия после их установки на стропильные фермы привариваются закладными деталями к закладным деталям верхнего пояса фермы не менее, чем в трех точках.
3.3 Антикоррозийная защита конструкций
Коррозийная стойкость ж/б конструкций, таких как колонна, ферма, подкрановая балка, плиты покрытия, обеспечена за счет принятых толщин защитного слоя. Для ферм – предварительное напряжение, которое существенно повышает трещиностойкость бетона. Поверхности колонн и подкрановых балок окрашены водоэмульсионными растворами.
Открытые поверхности стальных закладных деталей окрашены масляной краской ПФ 112 за 2 раза.
Используется активная вентиляция помещений с целью создания нормальной относительной влажности воздуха.
4. Технология и организация строительства
4.1 Основные решения по производству работ
В проекте принят поточный метод производства работ. В проекте используется комплексная механизация работ, позволяющая максимально сократить ручной труд.
Решение по производству работ предусматривает обеспечение скоростной передачи монтируемых объектов под производство последующих работ, использование инвентарных приспособлений и устройств, обеспечение прочности и устойчивости конструкций при складировании, транспортировании, подъема, установке и выверки путем использования спецзахватов, траверс и других приспособлений и оснасток.
Проектирование строительного потока осуществлено на основе данных по объемно-планировочным решениям, конструктивным решениям комплекса очистки, подлежащим выполнению в поток с учетом специализации и численности бригад, машин и механизмов.
Одним из основных вопросов при расчете потока является сокращение продолжительности строительства. Все расчеты базируются на реальном количестве ресурсов.
4.2 Выбор способа производства и технологии выполнения монтажных работ. Основные строительные машины, механизмы и приспособления
4.2.1 Подготовительный период
Подготовительный период включает работы, подводящие строительную площадку к возведению объекта. К ним относятся: расчистка территории от насаждений, засорений; отвод поверхностных вод; создание геодезической разбивочной основы; устройство временного ограждения, временных подъездов, установка временных зданий и сооружений; прокладка временных сетей водопровода и освещения строительной площадки.
4.2.2 Устройство монолитных фундаментов
Для бетонирования фундаментов используется блочно-переставная опалубка. Эту форму заранее собирают на монтажной площадке, затем в нее помещают и закрепляют арматурный каркас и необходимые сетки. Далее всю конструкцию помещают на место бетонирования фундамента автокраном.
Бетонную смесь доставляют автобетоносмесителями СБ-92. Дальность транспортирования – 11 км.
Бетонирование фундаментов посредством поворотных бадей БПВ-1,0 грузоподъемностью 2,5 т, зацепляемых автокраном. После укладки бетонной смеси производится ее уплотнение ручными глубинными вибраторами ИВ-102 массой 16 кг.
В процессе бетонирования за опалубкой должно вестись наблюдение. Для создания необходимых условий твердения бетона производят его укрытие.
Разборку опалубки производят при достижении бетоном прочности 8,8 МПа.
4.2.3 Возведение каркаса здания
Монтаж конструкций каркаса здания выполняется одним краном МКГ-25. Кран перемещается вдоль здания, последовательно устанавливая элементы по продольным осям.
Конструкции монтируются с предварительной раскладкой в зоне действия крана.
В проекте используется комбинированный метод монтажа, т.е. монтаж колонн ведется раздельным методом, а установка подкрановых балок и конструкций покрытия – комплексным. К монтажу последних приведенных конструкций приступают после набора бетоном замоноличивания стыка колонны в стакане фундамента не менее 70% проектной прочности.
На рис. 4.2 приведена схема возводимого здания.
Рис. 4.2. Схема возводимого здания.
4.2.4 Устройство полов
1. Покрытие из керамических плиток.
Марка раствора М75. Подвижность раствора по стандартному конусу 2 см.
Для укладки плитки площадь пола разбивается по рисунку и разбиваются молочные плитки. Они устанавливаются у стен и по площади пола на расстоянии 1,5 – 2 м. Начинают укладку от дальней стены по направлению к выходу. Толщина слоя прослойки из синтетической смолы 3…4 мм.
2. Мозаичные полы.
Мозаичные полы состоят из белого цемента и заполнителя из мрамора и гранита. Бетонную смесь мозаичного пола укладывают по декоративным пластинкам из пластмассы. При твердении полы увлажняют в течение 7-10 суток и затем обрабатывают шлифовальной машиной, а затем войлочными кругами.
3. Асфальтобетонные полы.
Асфальтобетонную смесь укладывают на подстилающий слой из щебня толщиной 200 мм. Эту массу укладывают в горячем виде слоем 25 мм полосами шириной 1,5-2 м. Затем производят уплотнение вибраторами.
4. Рулонные полы.
Линолеумное покрытие выполняют после малярных работ. Линолеум настилают по цементно-песчаной стяжке. Раскроение и прирезанные полотница выдерживают в раскатанном состоянии не менее 4 суток. Перед наклейкой линолеума поверхность основания очищают пылесосами. Резиновый линолеум «Релин» наклеивают на мастиках КИ-3. Мастику наносят и выдерживают 1-2 часа. Мастику наносят на тыльную сторону линолеума и выдерживают 15-20 мин. Через 2-3 дня после усадки стыки прорезают и приклеивают. Шов прокатывается ручным катком.
4.2.5 Кровельные работы
Основанием для рулонной кровли является выравнивающий слой (стяжка) из цементно-песчаного раствора 20 мм, укладываемый по утеплителю из пенополистирольных плит. При устройстве стяжек делается температурно-усадочный шов через 6 м. В качестве рулонного материала – «изопласт»; гидроизоляционный ковер из 2-х слоев изопласта.
Перед наклейкой изопласта цементно-песчаную поверхность грунтуют холодной мастикой БН 70/30 при помощи пневматической установки. Время высыхания грунтовки – 12 часов. Наклейку производят параллельно корпусу. Наклейку рулонов устраивают по направлению господствующего ветра. При наклейке рулонных материалов кровлю разбивают на захватки. Рулонные материалы подают на кровлю посредством подъемника ТП-12, мастику – насосом СО 100 по стальному, а затем по гибким трубопроводам.
Таблица 4.1. Спецификация сборных элементов
Наименование сборных
элементов
Характеристика элементов
Требуется на здание
Длина,
м
Ширина,
м
Площадь,
м2
Толщина,
высота,
м
Объем,
м3
Масса,
т
К-во,
шт.
Площадь,
м2
Объем,
м3
Масса,
т
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Колонна ж/б
- крайняя
11,85
0,6
7,11
0,4
2,71
6,8
22
184,7
70,5
176,8
- средняя
11,85
0,6
7,11
0,4
3,4
8,5
22
184,7
88,4
221
- антресоли
6,57
0,6
3,94
0,4
1,71
4,3
15
59,1
25,7
64,5
Ферма стропильная
23,97
-
-
0,28
5,68
14,2
33
221,5
553,8
Ригели
6,0
-
-
0,8
1,54
3,9
17
26,18
66,3
Подкрановые балки
6,0
-
-
0,8
1,4
3,5
40
67,2
168
Плиты покрытия
6,0
3,0
18,0
0,3
1,04
2,6
240
5184
300
749
Плиты перекрытия
6,0
1,6
9,0
0,4
0,88
2,2
46
414
40,48
101,2
Лестничные площадки
3,0
1,5
4,5
-
0,84
2,1
4
18
3,36
84
ИТОГО:
840
4.3 Технологическая карта на монтаж каркаса здания
4.3.1 Область применения
Технологическая карта, приведенная в графической части проекта, составлена для производства монтажных работ по возведению каркаса здания.
Процесс монтажа состоит из отдельного потока установки колонн крайних и средних рядов и комплексной установки подкрановых балок, стропильных ферм, ригелей, плит покрытия и перекрытия.
Вес колонн крайнего ряда – 6,8 т;
Вес колонн среднего ряда – 8,5 т;
Вес колонн антресоли – 4,3 т;
Вес подкрановых балок – 3,5 т;
Вес фермы – 14,2 т;
Вес ригелей – 3,9 т;
Вес плит перекрытия – 2,6 т; перекрытия – 2,2 т.
Работы, согласно календарному плану ведутся в весенне-летний период.
4.3.2 Организация и технология строительного процесса
А. До монтажа должны быть выполнены следующие работы:
- закончены все работы нулевого цикла;
- временные дороги с покрытием из щебня;
- освещение всей территории строительной площадки, проводов и рабочих мест;
- складированы в зоне монтажа необходимые конструкции;
- подготовлен инвентарь, приспособления и средства для безопасного производства работ;
- инженерно-технический персонал организации должен быть ознакомлен с проектом производства работ.
Б. Основные указания по технологии выполнения монтажных работ.
Монтаж колонн.
Перед монтажом колонн необходимо:
- произвести нивелировку для стаканов и установить отметку монтажного горизонта;
- подготовить площадку для монтажа.
Перед подъемом элемента произвести наружный осмотр, нанести риски осей на верхней грани фундаментов и боковых гранях колонн.
Строповка колонн выполняется захватом с траверсой ТР12,5-0,5. Выверка производится кондукторами.
После установки и выверки нескольких колонн производят замоноличивание стыков.
Монтаж подкрановых балок.
Монтаж подкрановых балок производят способом «на весу» после набора бетоном в стыках колонн с фундаментами не менее 70% проектной прочности. Строповку балок осуществлять двухветвевым стропом за монтажные петли. Установка производится по рискам. Положение балок по высоте регулируется металлическими прокладками.
Монтаж покрытий.
Перед подъемом ферму осматривают, наносят осевые риски, закрепляют предохранительный капот и оттяжки, навешивают люльки, лестницы. Первую с торца здания ферму крепят расчалками, которые закрепляют за переставные инвентарные якоря. Последующие фермы крепят с помощью крышевого кондуктора-распорки, причем их должно быть не менее двух. Временное крепление снимают после окончательной сварки к закладным деталям.
Монтаж плит покрытия ведется одновременно с фермами. Строповку плит ведут 4-х ветвевыми стропами с крюками.
После установки плит производят замоноличивание стыков между ними.
В. Определение трудоемкости работ, заработной платы, состава звеньев и бригад.
Трудоемкость работ, заработная плата и состав звеньев и бригад по единым нормам и расценкам на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы определяются по объему работ, принятым монтажным механизмам.
Звенья монтажников, бетонщиков, сварщиков составляют комплексную бригаду.
Таблица 4.3. Состав комплексной бригады
Наименование
процессов
Профессия
Разряд
Количество
в смену
I
II
1
2
3
4
5
Монтаж колонн, подкрановых балок, ригелей, ферм
Монтажник
конструкций
VI
V
IV
III
II
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Монтаж плит покрытия, перекрытия, лестничных маршей и площадок
Монтажник
конструкций
V
IV
III
II
1
1
1
1
1
1
1
1
Устройство и разборка опалубок
Плотник
IV
III
1
1
1
1
Замоноличивание стыков
Бетонщик
IV
III
1
1
1
1
Электросварка
Сварщик
V
1
1
Итого в бригаде: 20 человек
Таблица 4.4. Ведомость трудовых затрат и заработной платы
Наименование
процессов
Ед.
изм.
Объем
работ
§§ЕНиР
Нвр
на
ед.изм.,
чел.-ч.
Затраты труда
на весь объем
Состав звена
Расчет
на единицу
измерения, р
Зарплата
на весь
объем, р
Чел.-ч
Целых
дней
Профессия
Разряд
Кол-во
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1.Монтаж ж/б колонн
в стаканы фундаментов,
при помощи
кондукторов
до 8 т (крайняя)
шт.
22
§§Е-4-1-4
т.2, п. 6A
4,9
127,4
15,9
Монтажник
V
IV
III
II
I
1
1
1
1
1
3,67
95,42
до 10 т (средняя)
шт.
22
n7A
5,7
148,2
18,5
Машинист
VI
1
4,26
110,76
2. Заделка колонн в фундаментах,
V > 0,1 м3
1
стык
44
§§4-1-25,
т.1, п..2
1,2
62,4
7,8
Монтажник
IV
III
1
1
0,894
46,5
3. Монтаж ж/б подкрановых
балок до 5 т
шт.
40
§§4-1-6,
т.3
6,5
312
39
см. п.1
4,86
233,3
4. Монтаж ферм 24 м
шт.
33
§§4-1-6,т. 4
9,5
370,5
46,3
см. п.1
V
VI
1
7,79
303,81
5. Монтаж плит покрытия до 20 м2
шт.
240
§§4-1-7т.1
1,2
345,6
43,2
Монтажник
Машинист
IV
III
II
VI
1
2
1
1
0,849
245
6. Монтаж колонн антресоли до 6 т.
шт.
15
§Е-4-1-4т.2, п. 5а
4,4
66
8,25
см. п.1
3,29
49,35
7. Закладка колонн
1 ст.
15
см. п.2
1,2
18
2,3
см. п.2
0,894
13,4
8. Монтаж ж/б ригелей до 5 т.
шт.
17
-4-1,
п.4А
2,4
40,8
5,1
см. п.1
1,80
30,6
9. Заделка стыков ригелей
с колоннами
1
уз.
34
§Е-4-1-25,
т.2, п. 1
0,64
23,04
2,72
см. п.2
0,177
6
10. Монтаж плит перекрытия
до 10 м2
шт.
46
§Е-4-1-7,
п.3А
0,72
33,12
4,14
см. п.5
0,509
23,4
11. Монтаж лестничных маршей
и площадок по косоурам
шт.
4
§Е-4-1-10,
п. 8А
7,92
63,4
7,92
монтажник
машинист
IV
III
II
VI
2
1
1
1
51,21
12.Электросварка закладных деталей ферм,
Кf = 12 мм, стыков ригелей Kf=10 мм, плит
перекрытия и покрытия Kf = 5 мм
10 м
шва
4,68
2,04
14,2
§22-1-6, п.4А,
п. 4А
п. 4В
4,5
3,5
1,7
21,06
7,14
21,1
2,63
0,9
3
сварщик
V
1
4,10
3,19
1,55
10,80
6,51
22,01
13. Заливка швов плит покрытия
механическим способом
100 м
шва
29,37
§Е-4-1-26
т.1, п.3А
4
117,5
44,7
см. п.3
2,98
87,5
2. Определение технико-экономических показателей принятого метода производства работ
Технико-экономические показатели определяются на весь объем работ и на единицу измерения и приведены в табл. 2.4. «ТЭП»
Таблица 2.4. Технико-экономические показатели
Наименование показателей
Единица
измерения
Показатели
1
2
3
1. Трудоемкость монтажа на весь объем работ
чел./дн.
195,4
2. Трудоемкость на 1 м3
сборного железобетона
чел./дн
0,23
3. Выработка на 1 рабочего в смену
м3
4,3
4. Заработная плата на весь объем работ
руб.
1335,6
5. Заработная плата на 1 м3
сборного железобетона
руб.
1,71
6. Затраты маш-ст монтажного крана на весь объем работ
маш-ст
19,15
7. Себестоимость монтажа на весь объем работ
руб.
3027,2
8. Себестоимость монтажа на 1 м3
сборного железобетона
руб.
3,61
Себестоимость выполненных работ:
где Сpi
– единовременные затраты;
См-ст
– стоимость машчаса, руб.;
toi
– продолжительность работы на объекте, час;
Зi
– заработная плата звена рабочих, занятых операциями, руб.
С = 1,08 ∙ 36 + 1,08 ∙ 6,26 ∙ 19,15 ∙ 8 + 1,5 ∙ 1335,6 = 3,027,2 руб.
Таблица 2.5. График завоза и расхода основных строительных конструкций, материалов
Наименование материалов, полуфабрикатов и изделий
Ед.
изм.
Кол-во
Расход
Завоз
Начало
Конец
Начало
Конец
1
2
3
4
5
6
7
1. Арматура
т.
9,71
20/IV
19/V
10/IV
17/IV
2. Бетон В12,5
м3
328,7
20/IV
19/V
20/IV
19/V
3. Колонны
шт.
67
24/V
30/V
20/V
23/V
4. Подкрановые балки
шт.
48
30/V
2/VI
24/V
29/V
5. Фермы
шт.
39
30/V
12/VI
29/V
12/VI
6. Плиты покрытия
шт.
268
30/V
16/VI
29/V
16/VI
7. Плиты перекрытия
шт.
46
19/VI
23/VI
19/VI
23/VI
8. Ригели
шт.
17
18/VI
23/VI
17/VI
22/VI
9. Панели стеновые
шт.
459
20/VI
1/VII
15/VI
30/VI
10. Кирпич
тыс.
шт.
63,6
31/V
23/VI
28/V
20/VI
11. Оконные и дверные
блоки
шт.
108
1/VIII
23/VIII
29/VII
20/VIII
12. Керамзит
м3
1026
30/VI
20/VII
25/VI
15/VII
13. Плиты полистирол
м2
5340
15/VII
10/VIII
10/VI
30/VI
14. Изопласт
м2
5340
21/VIII
25/VIII
16/VIII
20/VIII
15. Бетон М100
м3
52,9
30/VIII
6/IX
30/VIII
6/IX
16. Асфальтобетон
м3
181,7
29/IX
6/X
29/IX
6/X
Таблица 2.6. График потребности в строительных машинах
Таблица 2.7. Ведомость приспособлений, оснастки и инструментов
Наименование,
характеристика
Тип,
марка
№№ черт.,
ГОСТ,
ТУ
Масса, кг
Примечание
Кол-во,
шт.
Всех
1
2
3
4
5
6
Кондуктор одиночный
Распорка инвентарная
Захват рамочный
Строп 4-х ветвевой
Траверса
Лестница монтажная
Люльки навесные
Пояса монтажные
Теодолит ТЗО
Нивелир НЗ
Рейка инвентарная
Рулетка строительная
Кувалда
Ломик монтажный
Канат пеньковый
КО-4
Пром.
ст. констр.
Пром.
ст. констр.
ИСК-5
ТР-20-5
17203-Р
ИР-3
РС
0-400-0
Пром.
ст. констр.
ГОСТ
5718-67
ГОСТ 25-62
69РС-30
ГОСТ
7211 54
ГОСТ 1405
72 ЛМ-2п
28
1/450
1/96,7
1/513
2/853
4/503
5/3
2
2
3
3
3
2
2
112
450
96,7
513
1706
2012
15
Временное крепление колонн
Монтаж ферм
Монтаж колонн
Строповка
Монтаж ферм
4.4 Линейный график строительства комплекса очистки
График составлен на основе ведомости объемов работ, подсчета трудоемкости, составов комплексных бригад и звеньев, выбранных методов производства работ, типа и количества машин и механизмов.
Работы, связанные с применением основных строительных машин, в целях снижения себестоимости, ведутся в две смены.
Нормативный срок строительства согласно [4] составляет 19 месяцев. Фактический срок – 14 месяцев.
Одновременно с составлением линейного графика строится график потребности рабочих на объекте. Равномерная потребность в рабочих по профессиям обеспечена за счет перехода бригад рабочих в неизменном составе с одной работы на другую, а также из-за распределения работ по срокам их выполнения.
Наибольшее количество рабочих в смену 29, соответственно в день – 58.
4.5 Решение по стройгенплан
Стройгенплан разработан на период строительства комплекса очистки промстоков.
На стройгенплане показаны существующие и временные автодороги, возводимое здание, временные здания и сооружения, инженерные сети.
Временные автодороги запроектированы с учетом наименьшей их протяженности и мест расположения складов конструкций и материалов. Движение двустороннее, ширина временных дорог принята 6 м. Радиус закругления дорог – 15 м.
Складирование колонн, ферм, подкрановых балок, ригелей, плит покрытия и перекрытия, стеновых панелей предусмотрено в зоне действия монтажного крана. Пути движения монтажного крана назначены из условия наименьшей протяженности холостых ходов и оптимального вылета крюка.
Разрывы между временными зданиями и сооружениями отвечают противопожарным требованиям. К существующим постоянным сетям водопровода подключены пожарные гидранты, отнесенные от строящегося объекта на 32 м.
Временные бытовые сооружения находятся вне зоны действия монтажного крана.
Для электроснабжения строительной площадки предусмотрено устройство трансформаторного пункта, размещение которого ведет к сокращению протяженности сетей низкого напряжения.
Для освещения складов и мест производства работ установлены прожектора на высоте 15 м.
На стройгенплане предусмотрены: площадка для курения, пожарный инвентарный щит.
Территория строительства обнесена инвентарным ограждением на расстоянии 2 м от дороги. У главного въезда на стройплощадку расположена проходная.
4.6 Объектная смета
Объектная смета составлена на основании локальной сметы на общестроительные работы комплекса очистки промстоков, а также на основании «укрупнительных показателей сметной стоимости на специальные виды работ». Объектная смета приведена в приложении П.6 пояснительной записки.
5. Охрана труда при выполнении кровельных и гидроизоляционных работ. Требования к технологическим процессам
1. Работы по устройству кровель и гидроизоляции следует выполнять комплексно с применением механизации.
2. Работы, выполняемые на расстоянии менее 2 м от границы перепада, равного по высоте 1,3 м и более, следует производить после установки временных или постоянных защитных ограждений. При отсутствии их работы следует выполнять с применением предохранительного пояса.
3. Выполнение кровельных и гидроизоляционных работ во время гололеда, тумана, исключающего видимость в пределах фронта работ, грозы, ветра со скоростью 15 м/с и более не допускается.
4. Приспособления, предназначенные для обеспечения безопасности рабочих и удобства работы, должны отвечать требованиям ГОСТ 12.2.012-75.
5. При выполнении кровельных и гидроизоляционных работ в опасных зонах работающим следует выдавать наряд-допуск к производству работ в порядке, установленном СНиП III-4-80*.
Требования к производственному оборудованию и площадкам.
1. Оборудование, применяемое для гидроизоляционных работ, кровельных работ, должно отвечать требованиям ГОСТ 12.2.003-74.
2. Требования безопасности к комплектующим изделиям и системам, входящим в состав производственного оборудования, должны указываться в стандартных и технических условиях на эти изделия и системы.
3. Машины и механизмы, работа которых сопровождается избыточным выделением тепла в области ног рабочих, должны иметь теплоизоляционные экраны высотой не менее 600 мм.
4. Битумноплавные установки должны быть оснащены факелами с длиной ручки не менее 700 мм.
5. Топливные баки должны быть приспособлены для механизированной заправки.
6. Битумноплавные установки должны быть с навесами и инвентарными ограждениями из с несгораемых материалов, а также комплекты средств пожаротушения.
7. Помещения для хранения мастик, разбавителей, растворителей должны быть отдельно стоящими, выполненными из несгораемых материалов и оборудованы системой принудительной вентиляции.
8. Места для хранения рубероида должны быть удалены от строящихся зданий и сооружений на расстояние не менее 24 м.
9. Битумноплавные установки для приготовления мастики должны быть удалены от зданий и сооружений не менее чем на 10 м.
10. Места хранения топлива, разбавителей, растворителей, заправки установок и агрегатов должны иметь знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76.
Требования к организации рабочих мест.
1. Организация рабочих мест должна учитывать особенности технологического процесса, минимального использования ручного труда, обеспечение безопасности эвакуации работающих в случае аварии.
2. Применение битумных мастик с температурой выше 180о
С на рабочем месте не допускается.
3. Нанесение мастики, разбавителей, растворителей на поверхности должно производиться в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха.
4. На рабочих местах при использовании материалов, выделяющих взрывоопасные вещества, запрещается применение открытого огня или действия, вызывающего искрообразование.
5. Рабочие места должны быть оснащены нормокомплектами ручного механизированного инструмента.
6. Размещать на крыше материалы не допускается только в местах, предусмотренных проектом производства работ, с применением мер против их падения, в том числе от воздействия ветра.
7. Во время перерывов в работе технологические приспособления, инструмент, материалы и другие мелкие предметы, находящиеся на рабочем месте, должны быть закреплены или убраны с крыши.
Требования к исходным материалам.
1. Все поставляемые материалы для производства работ должны иметь маркировки, этикетки, аналитические паспорта со ссылкой на ГОСТ или другую нормативно-техническую документацию на их изготовление.
2. При изготовлении мастик не допускается изменять порядок введения компонентов, предусмотренный техническими условиями, ГОСТами, отраслевыми стандартами и стандартами предприятий.
3. Применение материалов, не имеющих указаний и инструкций по технике безопасности и пожарной безопасности, не допускается.
Требования к хранению и транспортированию материалов.
1. Порядок хранения и транспортирования материалов должен осуществляться в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
2. Места хранения материалов должны быть предусмотрены проектом производства работ.
3. Транспортирование материалов к рабочим местам должно быть механизировано.
4. Взаимно реагирующие вещества должны транспортироваться и храниться раздельно.
5. Ремонт металлической тары (сварка, пайка, клепка) должен производиться в специально отведенных местах после ее очистки, промывки и обезжиривания.
6. Централизованная доставка мастики на объект строительства осуществляется в автогидропаторах.
7. При транспортировании и хранении мастика должна быть защищена от увлажнения и воздействия прямых солнечных лучей.
8. Трубопроводы и шланги, по которым подается мастика к местам работ, необходимо по окончании смены промыть растворителем.
Требования к персоналу.
1. К производству кровельных и гидроизоляционных работ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие все необходимые для этого подготовки и проверки.
2. Порядок и виды обучения рабочих, а также проверка их знаний по безопасности труда должны отвечать требованиям ГОСТ 12.04.004-79.
3. При изменении технологии работ, замене материалов, оборудования, изменении организации и условий труда, а также в случае нарушения требований безопасности, все рабочие должны проходить внеплановый инструктаж с записью в журнале регистрации проверки знаний работников по технике безопасности с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего.
Требования к применению средств защиты работающих.
1. Средства индивидуальной защиты работающих должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-75.
2. Хранение и выдача специальной одежды и других средств индивидуальной защиты должны соответствовать действующей нормативно-технической документации.
3. Работающие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, спецодеждой и спеобувью в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и предохранительных приспособлений рабочим и служащим, занятым на строительных, строительно-монтажных и ремонтно-строительных работах.
Приложение 1
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Стеновые панели
Определим значение градусо-суток отопительного периода по [1], для г.Арзамаса ГСОП = 4834.
По табл. [2] установим значение требуемого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций по ГСОП = 4834:
м2о
С/Вт
Исходя из формулы для определения сопротивления теплопередаче для многослойных ограждающих конструкций
, м2о
С/Вт
Найдем требуемую толщину стеновой панели δст
. Здесь αв
= 8,7 - коэффициент теплопередачи внутренних поверхностей ограждающих конструкций, определяемый по табл. [2]; Вт / (м2о
С).
αн
= 23 – коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения; Вт (м2о
С), определяемый по табл. [2].
δшт
= 0,02 м – толщина штукатурочного слоя;
λшт
, λст
– коэффициент теплопроводности, соответственно материала штукатурного слоя и материала стеновой панели. Для цементно-известкового раствора λшт
= 0,81 Вт / (м2о
С). В проекте используются стеновые панели, изготовленные из ячеистого бетона с λст
= 0,26 Вт / (м2о
С).
δст
=
м
Принимаем толщину стеновой панели 300 мм.
Покрытие
Необходимо установить толщину слоя утеплителя, в состав которого входит керамзитовая засыпка и плиты полистирола. Для ГСОП = 4834 определим значение
Предварительно задавшись толщиной засыпки из керамзита, 180 мм, определим толщину плиты
м.
Следовательно, принимаем комбинированный утеплительный слой, состоящий из керамзитовой засыпки, толщиной 180 мм с уложенными поверх нее плитами пенополистирола толщиной 70 мм.
Приложение 2
Статический и прочностные расчеты сооружения
Статический расчет рамы
Определение нагрузок.
1. От плит и кровли.
Подсчет нагрузки от веса 1 м2
покрытия сведен в таблицу «Нагрузки от 1м2
покрытия».
Таблица п.2.1. Нагрузки от 1м2
покрытия
№
Элемент покрытия
Нормат.
нагрузка
кН/м2
Коэффициент
надежности
по нагрузке
αf
Расчетная
нагрузка
кН/м2
1.
Водоизляционный ковер –
2 слоя изопласта
0,2
1,3
0,26
2.
Цементно-песчаная стяжка, = 18кН/м3
δ = 25 мм
0,45
1,3
0,54
3.
Утеплитель:
а) пенополистирол αт
= 0,15кН/м3
δ = 70 мм
0,01
1,3
0,13
б) засыпка керамзитом αт
= 8кН/м3
δ = 1800 мм
1,44
1,3
1,87
4.
Железобетонная плита ребристая
3 х 6 м с заливкой швов раствором
1,65
1,1
1,82
ИТОГО
4,17
5,05
2. От фермы покрытия.
Nр.п.
= 1,1 ∙ 0,95 ∙ 142 = 148,4 кН
3. Полная расчетная нагрузка от покрытия на крайнюю колонну.
кН
Расстояние от линии действия нагрузки от покрытия приложенной на уровень опирания фермы по оси, до геометрической оси надкрановой части крайней колонны принимается ев
= 0.
4. Нагрузка от подкрановой балки с рельсом:
Nп.б.
= 1,1 ∙ 0,95 ∙ (35 + 1,0 ∙ 6,0) = 42,85 кН
Эта нагрузка приложена с эксцентриситетом ен
относительно оси подкрановой части колонны - ен
= 750 – 600/2 = 450 мм.
5. Нагрузка от стеновых панелей.
Площадь участка всех стеновых панелей, приходящаяся на фундамент крайней колонны, будет:
Расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2
горизонтальной поверхности земли: Sч
= 180 кг∙с/м2
(г. Арзамас III район).
Нормативная нагрузка от снегового покрова находится путем умножения расчетной нагрузки на коэффициент 0,7.
So
= Sч
∙ 0,7 = 1,8 ∙ 0,7 = 1,26 кН/м2
Расчетная нагрузка от снегового покрова на крайнюю колонну:
= 1,4 ∙ 0,95 ∙ 1,26 ∙ 6 ∙ 24/2 = 120,66 кН
8. Вертикальная нагрузка от кранов.
Для крана среднего режима работы Q = 10 т и пролете моста L = 22,5 м находим:
а) Наибольшая и наименьшая нормативная нагрузка пояса крана
Рmax, n
= 60 кИ и Рmin, n
= 16,8 кН;
б) База крана Ак
= 3700 мм; ширина крана В = 4700 мм;
в) Масса крана конструктивная Qn
= 13 т;
Масса тележки Gт.н
= 2 т.
Рис. П.2.1. Схема действия крановых нагрузок и линия влияния давления их на колонны.
Вертикальное расчетное давление от кранов на колонну с учетом коэффициентов сочетаний nc
= 0,85 – для двух кранов и коэффициентов надежности по нагрузке αf
= 1,1 и назначению αn
= 0,95:
9. Горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана.
Нормативная величина поперечной тормозной силы Тн
от каждого из двух стоящих на подкрановой балке колес одного крана с гибким подвесом:
т = 3,75 кН
Величина расчетной тормозной нагрузки:
Т = hc
∙ αf
∙ αn
∙ Тn
∙ k = 0,85 ∙ 1,1 ∙ 0,95 ∙ 3,75 ∙ 2,43 = 8,09 кН
10. Ветровая нагрузка.
Величина скоростного напора ветра на высоте до 10 м от поверхности земли для г. Арзамаса при типе местности Б:
кН/м2
;
то же, на уровне верха колонны (+10,8 м):
кН/м2
;
то же, на уровне верха панельной стены здания (+14,4 м):
кН/м2
.
Расчетная нагрузка на поперечные рамы с учетом аэродинамических коэффициентов: 0,8 для вертикальных поверхностей с наветренной стороны и о,6 – с подветренной:
а) Напор:
qнап
= 0,8 ∙ 0,95 ∙ 6 ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 1,25 кН/м;
Отсос:
qотс
= 0,6 ∙ 0,195 ∙ 6 ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 0,93 кН/м.
в) Сосредоточенная нагрузка на уровне верха колонны:
Рис. П.2.2. Схема действия ветровой нагрузки на раму при ветре слева.
Статический расчет рамы
Геометрические характеристики крайней колонны. Момент инерции сечения надкрановой части:
смн
.
То же для подкрановой части:
смн
.
Отношение этих моментов инерции:
hкр
=
Отношение высоты подкрановой части колонны к ее полной расчетной высоте:
λкр
=
Смещение геометрических осей сечения верха и низа колонны:
екр
=
см.
Определение усилий в колонне.
1. Постоянная нагрузка от покрытия
кН
Величина горизонтальной реакции
кИ,
где е = екр
= 0,11 м и
для nкр
= 0,25; λкр
= 0.26 и ув
= 1,0 Ив
4. Определение случая внецентренного сжатия сечения арматуры.
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Se =
,
где w = α – 0,008 Rв
= 0,85 – 0.008 ∙ 9,35 = 0,775.
а) Для первой комбинации усилий:
определяем параметры δ, αm1
, αn
:
αn
=
Сечение арматуры As
и As’
назначаем конструктивно по µmin
=µ’min
= 0,2% (по гибкости λi
= 77 в пределах 35…83), тогда Аs
= Аs’
= 0,002 ∙ 400 ∙550 = 440 мм2
. Принимаем 2ф18А – III с Аs
= Аs’
= 509 мм2
(+ 10,2%) с каждой стороны сечения.
б) Для второй комбинации усилий
δ = 0,091; αm1
=
αn
=
As
= Аs’
=
Принимаем арматуру конструктивно: 2ф18А-IIIc Аs
= Аs’
= 509 мм2
с каждой стороны сечения.
Сечение II-II.
Размеры сечения h = 380 мм; в = 400 мм, а = а’ = 50 мм;
ho
= 380 – 50 = 330 мм. Бетон и рабочая арматура здесь те же, что и в сечении I-I: В15 и А-III.
В этом сечении имеем одну невыгодную комбинацию из первых сочетаний усилий (постоянное + снег):
М1
= 33,74кН∙м; N1
= 551,8 кН;
Мдл
= - 29,11 кН∙м; Nдл
= 431,14 кН
1. Расчетная длина и гибкость колонны.
еов
= 2,5 Нв = 2,5 ∙ 2,9 = 7,25 м.
h = 380 мм
λк
= ео
/h = 7,25/0,38 = 19,08 > 4.
2. Определение эксцентриситетов продольных сил и величин условных критических сил.
Конечные элементы при опорных участках приняты условно высотой h=880 мм, равной высоте опорной части фермы. Ширина всех элементов в=280мм. Нижний пояс высотой h = 340 мм, верхний пояс h = 300 мм. Стойки h = 300 мм с «вутами», которые заменяются на жесткие вставки е = 300 мм.
Рис. П.2.9. Расчетная схема фермы
1…26 – номера узлов 1…37 – конечные элементы
П.2.3.4 Схемы загружений фермы
Первая схема.
Ферма загружается постоянной нагрузкой, которая передается от покрытия через ребра плит в узлы верхнего пояса. В тех же узлах условно прикладывается и нагрузка от собственного веса фермы.
Сосредоточенные узловые силы:
Рi
= αn
(q ∙es
+ qф
) ∙ в,
где i– номера дров;
αn
= 0,95 – коэффициент надежности по назначению;
es
и в – соответственно шаг ферм и ширина панели (м).
Рис. П.2.12. Четвертая (А) и пятая (Б) схемы загружений.
П. 2.3.5 Расчет нижнего пояса
Согласно расчёту на ЭВМ, приведённого в таблице усилий и напряжений элементов, наиболее неблагоприятные усилия действуют в элементе 2, сечении 1. Эти усилия возникают от действия первого (постоянная нагрузка), третьего (снег справа) и четвёртого (треуг. снег слева) вариантов загружений одновременно.
где 1,15 и 1,4 – коэффициенты надёжности по нагрузке, соответственно для постоянной и снеговой;
0,3 – коэффициент длительности снеговой нагрузки для ІІІ снегового района.
Расчёт прочности.
Исходные данные: размеры сечения b = 280 мм; h = 340 мм; a = a' = 50 мм; бетон тяжёлый класса В40 (Rbn
= 29 мПа, Rbn,l
= 2, 1 мПа, Eb
= 32, 5 * 103
мПа), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. Продольная напрягаемая арматура класса А-ІV (Rs
= 510 мПа, Rsn
= 590 мПа, Es
= 19 * 104
мПа). Натяжение арматуры осуществляется механическим способом на упоры стенда.
Эксцентриситет продольного усилия относительно центра тяжести сечения:
еo
= M / N =
= 48 мм;
е' = еo
+ h/2 - a' = 48 + 340/2 – 50 = 168 мм;
ho
= h – a = 340 - 50 = 290 мм.
По длине нижнего пояса изгибающий момент меняет знак, поэтому армирование принимается симметричным.
Т. к. h – a' = 290 - 50 = 240 мм > е' = 168 мм, площадь сечения арматуры определяем по формуле:
Asp
= Asp'
=
=
= 1200, 05 мм2
,
где jsb
= η = 1, 2 – коэффициент условий работы арматуры класса А-ІV.
Принимаем (4 ø25 + 2 ø22) А-ІV с Asp,tot
= 2723 мм2
, что больше
Asp
= 1200, 05 * 2 = 2400, 1 мм2
(+11, 9%).
Рис. п.2.12. Схема расположения арматуры в нижнем поясе фермы.
Проверим прочность нижнего пояса с учётом фактического расположения арматуры из условия:
N ∙ e1
≤ jsb
∙ Rs
∙Ssp
,
где e1
= eо
+ h/2 - a' = 48 + 340/2 -50 = 168 мм – расстояние от силы N до оси, перпендикулярной направлению эксцентриситета и проходящей через центр тяжести наименее растянутого ряда арматуры;
Ssp
– статический момент площади сечения всей напрягаемой арматуры относительной той же оси.
Поскольку полученный коэффициент армирования µ = 0,0023 меньше первоначально принятого µ = 0,020, поэтому сечение As
и As’
принимаем конструктивно: 2ф16-А-III с каждой стороны сечения с As
= As’
= 402 мм2
.
П.2.4 Расчет внецентренно нагруженного фундамента под крайнюю колонну
П.2.4.1 Исходные данные, нагрузки и усилия
Принят тяжелый бетон класса В 12,5 с Rв
= 7,5 МПа и Rвf
= 0,66 МПа. Бетон замоноличивания стакана фундамента класса В15 с Rв
= 8,5 МПа и Rвf
= =0,75 МПа. К расчетному сопротивлению бетона класса В12,5 вводятся αв2
= =1,1; αв3
= 1,0; αв9
= 0,9, соответствующие расчету.
В плитной части у подошвы фундамента принята арматура класса А-IIIcRs
= 365 МПа; подколонные: продольная класса А-IIIcRs
= 365 МПа, поперечная: сетки и хомуты класса А-IcRs
= 225 МПа.
Глубина заложения фундамента от уровня пола – 1,65 м. Расчетное сопротивление грунта основания R = 206 кПа.
Из таблицы «Расчетные сочетания усилий в крайней колонне» выбираем наиболее невыгодное сочетание:
N1
= 757,24 кН; М = 63,69 кН∙м; Q = 10,27 кН.
Расчетная нагрузка от массы стены передающаяся на фундамент:
где αn,m
= 20 кН/м3
– удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.
Принимаем предварительно размеры подошвы основания е = в = 2,4 м. Тогда А = 5,76 м2
.
Проверим приемлемость этих размеров:
Nn,ф
= Nn,’ ф
+ Nn,ст
+ αn,m
∙ H ∙ A =
= 641,73 + 258,8 + 20 ∙ 1,65 ∙ 5,76 = 1090,61 кН;
Мn,ф
= Мn,’ ф
+ Qn,’ ф
∙ h+ Мn,ст
=
= 53,98 + 8,63 ∙ 1,5 + 116,5 = 183,43 кН∙м
еф’
= Mn, ф
/ Nn, ф
183,43 / 1090,61 = 0,168 м.
Из неравенства видно, что необходимо увеличить размеры подошвы фундамента:
е = 2,7 м; в = 2,4 м с А =2,7 ∙ 2,4 = 6,48 м2
.
Рn, max
=
Рn, min
=
Рn, cp
=
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента
е ∙ в = 2,7 ∙ 2,4 м.
Рис. П.2.13 Эпюра напряжений от нормативных нагрузок.
П.2.4.3 Расчет на продавливание нижней ступени
Определим напряжение под подошвой фундамента от расчетных нагрузок, предварительно вычислив нормальную силу и момент, действующие на обрезы подошвы фундамента:
кН;
кН∙м;
еф
= Мф
/ Nф
= 218,87 / 1067,84 = 0,205 м.
кПа.
кПа.
Расчет на продавливание нижней ступени:
,
где
- продавливающая сила с участка подошвы фундамента Ао
;
вm
– среднее значение сторон верхнего и нижнего оснований границ пирамиды продавливания в пределах αо
= 250 мм.
Рис. П.2.14. Схема образования пирамиды продавливания и эпюра напряжений под подошвой фундамента от расчетных нагрузок, и расчетные сечения при подборе арматуры плитной части.