Проект промышленного здания

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Уральский государственный  лесотехнический университет

 

 

 

 

 

Кафедра сопротивления материалов и теоретической механики

 

Курсовая работа по дисциплине

«Основы архитектуры  и строительные конструкции»

Тема: «Проект промышленного здания»

 

 

 

 

Курс: II (заоч.)

Специальность: 270205

Шифр:

Выполнила:

Проверил: Карапетян  М. А.

 

 

 

Екатеринбург, 2012 г.

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

       Цель  выполнения работы – приобретение  опыта проектирования наружных  ограждений и перекрытия здания на примере проектирования данных ограждающих конструкций производственного корпуса автомобильного предприятия.

        Курсовая работа будет рассчитываться  для города Грозный, который  находится во II (нормальной) зоне влажности. Климатом внутри помещения задаемся самостоятельно – нормально – влажностный режим (тип Б).  

        Теплотехнический расчет наружной  стены здания выполняется в  соответствии со СНиП II – 3 – 79* «Строительная теплотехника» и СНиП 2.01.01 – 82* «Строительная климатология и геофизика»

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

       Грозный - столица Чеченской Республики, город республиканского подчинения. Расположен на Северном Кавказе, на Чеченской равнине, в долине реки Сунжа (правый приток Терека) и прилегающих склонах Сунженского хребта, в 2007 км к югу от Москвы. Это железнодорожная станция и узел автомобильных дорог. К юго-западу от Грозного, в долине реки Гойта находится искусственное водохранилище (Грозненское море).

1.1. Климат

      Чеченская  республика (Чечня) расположена в южной части умеренного климатического пояса. Несмотря на небольшие территориальные размеры, климат существенно изменяется с увеличением высоты над уровнем моря и при продвижении с севера на юг. Засушливый континентальный климат северных полупустынных районов республики отличается жестким температурным режимом и большой повторяемостью суховеев и пыльных бурь. К югу, по мере приближения к хребтам Большого Кавказа, климат смягчается и становится более влажным. В предгорьях теплый умеренно влажный климат благоприятствует произрастанию обильной растительности. С подъемом в горы климат становится более холодным, избыточно влажным, менее континентальным, а в высокогорной зоне он приобретает черты климата районов вечных снегов. Климатические условия Чеченской республики (Чечни), неравнозначные по степени благоприятности для строительства и хозяйственного освоения территории, во многом предопределили территориальное размещение и организацию производства.

1.2. Гидрографическая сеть

Гидрографическая сеть республики принадлежит бассейну Каспийского моря. Главной рекой республики, пересекающей ее с запада на восток, является река Терек. Распределение гидрографической сети по территории республики отличается крайней неравномерностью. Коэффициент густоты речной сети наибольшей величины достигает на юге территории в горных районах северного склона Главного Кавказского хребта (0,5-0,6 км/км²). При продвижении на север (до линии Грозный-Гудермес) густота речной сети уменьшается до 0,2-0,3 км/км². Территория, севернее реки Терек, характеризуется почти полным отсутствием постоянных водотоков. Сложная сеть естественных водотоков на территории республики сгущается искусственной оросительно-обводнительной системой. Крупнейшие реки, протекающие на территории республики – Терек, Сунжа, Аргун, Аксай, а также Фортанга, Гехи, Мартан, Гойта, Шароаргун, Джалка, Белка, Хулхулау и т.д. 
 
1.3. Опасные геологические процессы 
       На территории Чеченской республики (Чечни) широко распространены опасные геологические процессы, оказывающие существенное влияние на инженерно-геологические условия строительства. Важнейшими из них являются сейсмичность, просадочность, осыпи, обвалы, снежные лавины, оползни, сели, карст, перевевание песков, засоление и заболачивание грунтов, эрозия, затопление паводковыми водами. В пределах республики сейсмичность изменяется от 7,5 до 9,0 баллов. На территории Чечни отмечается возможность возникновения техногенных землетрясений, причиной которых является интенсивная откачка нефти.

1.4. Строительные материалы

        В связи с большим объемом предстоящих строительных работ добыча и производство строительных материалов приобретает особо важное значение. Для производства строительных материалов разведаны глина и известняк - на цементное сырье, гипс и ангидрит, строительный камень, кирпичные и керамзитовые глины, известняки - на известь, песчано-гравийная смесь, пески строительные и силикатные. Месторождения располагаются преимущественно в непосредственной близости от промышленных центров, в пределах средней части Республики.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОГРАЖДАЮЩИХ КОСТРУКЦИЯХ (СТЕНЫ, ПЕРЕКРЫТИЯ)       В малоэтажном строительстве чаще всего используется деревянное перекрытие по балкам с теплоизоляцией из легких материалов или железобетонные плиты перекрытия. Железобетонными плитами можно перекрывать только дома со стенами из железобетона, кирпича и керамзитобетона. Деревянные перекрытия можно устанавливать на любые стены. Перекрытия из металлических конструкций можно, но не желательно устанавливать на деревянных стенах.

Все виды перекрытий должны соответствовать следующим требованиям: 

• иметь соответствующую эксплуатационным нагрузкам несущую способность;
• быть достаточно жесткими и практически не иметь прогиба;
• обладать достаточными звукоизоляционными и теплозащитными свойствами;
• обеспечивать необходимую огнестойкость.

       Выбор  типа перекрытий зависит от  конструкции, назначения здания, а также от нагрузки. Для чердачных  перекрытий её обычно принимают  1050 Н/м², для цокольных и межэтажных - 2100 Н/м². Рассмотрим эти типы перекрытий:

Деревянные  перекрытия

Преимущества  деревянного перекрытия: легкое, относительно дешево (сегодня стоимость уже не является преимуществом, скорее недостаток) и простота изготовления, возможность производства работ в течение круглого года и без применения тяжелой спецтехники, а также возможность придания конструкции надлежащих технологических свойств. Такое перекрытие просто установить над помещением любой формы.Недостатки деревянного перекрытия: низкая звукоизоляция, паро - и газопроницаемость, легкая возгораемость, подверженность гниению и разрушению жуками. 

Железобетонные  перекрытия. Сборные и монолитныеПреимущества железобетонных перекрытий: большая прочность и жесткость, позволяющая перекрывать пролеты, недоступные деревянным перекрытиям, огнестойкость, отсутствие опасности загнивания.

Недостатки железобетонных перекрытий: большой собственный вес и большая стоимость, по сравнению с деревянными перекрытиями, использование тяжелой спецтехники.      Сборные железобетонные перекрытия состоят из заранее изготовленных элементов, укладываемых вплотную одна к другой и образующих таким образом сплошной настил. Элементы сборного железобетонного перекрытия имеют различные сечения и длину. Чистый пол укладывается непосредственно по верхней поверхности настила, либо сначала укладывается тепло- или звукоизоляция, а по ней уже чистый пол.        Монолитные железобетонные перекрытия выполняются на месте в опалубке. Монолитные перекрытия требуют большого расхода леса на устройство опалубки и поддерживающих ее подмостей, кроме того, требуется выдержать технологический перерыв, что снижает темпы строительных работ, следует также отметить сложность производства бетонных работ в зимнее время в виду необходимости дополнительных расходов на подогрев бетона.

      Стена́ — вертикальная ограждающая конструкция, отделяющая помещение от окружающего пространства или соседнего помещения.

      Стена здания — несущий и (или) ограждающий элемент здания. Конструктивно наружные стены могут быть однослойной или сложной конструкции.

В строительстве, в зависимости  от назначения, стены классифицируются на наружные и внутренние. По восприятию нагрузок стены подразделяются на несущие  и ненесущие.

      Несущая стена представляет собой естественное продолжение фундамента и является неотъемлемым элементом конструкции здания, она служит опорой для балок или бетонных плит, потолочного или чердачного перекрытий, то есть «несет» на себе какую-то нагрузку. При демонтаже несущей стены нарушается целостность здания.

      Ненесущая  стена — это перегородка, основным назначением которой является разделение помещения на несколько частей или выделение в помещении функциональных зон. Ее удаление не влечет за собой перераспределение нагрузок в конструкции здания. Ненесущая стена, или перегородка, может быть только внутренней.

       В зависимости  от вида материала, используемого  при возведении стен, они могут  быть деревянными (из бревен, брусьев,  одно- и двухслойных каркасов  с обшивкой из досок), кирпичными (из полнотелого, пустотелого,  керамического, силикатного кирпича и блоков), каменными (из булыжного камня, известняка, ракушечника, туфа, песчаника), бетонными (из тяжелого бетона различных марок — плит и блоков, а также из легкого бетона — газосиликатных, керамзитобетонных, шлакобетонных, пенобетонных, опилкобетонных блоков). При выборе материала для возведения стен необходимо учитывать «правило однородности» — все капитальные (несущие) стены должны быть построены из одного и того же материала и опираться на одинаковый фундамент. Допускаются лишь сочетания кирпича с облегченным бетоном и ЦСП (цементно-стружечных плит) и дерева при обшивке каркасных стен.

       Еще один признак,  по которому классифицируются  стены, — их конструктивное  решение. В этом отношении стены  подразделяются на монолитные, мелко-  и крупноблочные, панельные и щитовые, каркасные, сборные (срубовые и брусовые), комбинированные.

      Конструктивное решение  стен и материалы для их  возведения выбирают с учетом  местных климатических условий,  заданной прочности и долговечности  здания, желаемого уровня комфортности жилища и архитектурной выразительности фасада.

      Каменные стены  наиболее прочные и долговечные,  однако, как конструктивный стеновой  материал в современном индивидуальном  строительстве они используются  очень редко вследствие своих низких теплоизоляционных свойств. Использование камня для возведения в средней полосе России. Каменный материал (как правило, бутовый камень) обычно применяют при закладке фундаментов.

      В последние десятилетия  самым популярным видом стеновых  материалов (при индивидуальной застройке) является кирпич. Благодаря использованию различных видов кирпича и применению разных технологий их кладки можно сложить прочные, относительно нетяжелые стены, обладающие хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

      Бетонные стены также имеют высокую прочность и долговечность, но уступают по ряду показателей другим типам стен (например, у них относительно низкий коэффициент сохранения тепла). Преимущества стен из легкого бетона. — возможность быстрого и менее трудоемкого возведения, а также тот факт, что они в 1,5 — 2 раза дешевле кирпичных.

Деревянные стены самые  теплые и экологичные, они обладают хорошей звукоизоляцией, но уступают кирпичным в долговечности, прочности  и огнестойкости. Кроме того, стоимость  строительного леса в последние годы заметно возросла. Тем не менее у индивидуальных застройщиков древесина как конструктивный стеновой материал продолжает оставаться достаточно популярным.

3. ПРОЕКТ ГАРАЖА       Проектируемое здание – производственный корпус автотранспортного предприятия. Здание одноэтажное, отапливаемое. Несущие стены выполнены из керамзитобетонных блоков и заштукатурены (как внутри, так и снаружи) цементно-песчаным раствором. Перекрытие состоит из следующих материалов:

• железобетонная плита
• толь (пароизоляционный слой)
• керамзит (теплоизоляционный слой)
• цементная стяжка (выравнивающий слой)
• рубероид и битум НК (гидроизоляционный)

        Общая длина здания составляет 60 м, ширина – 36 м, высота  от пола до потолка – 7,20 м.

3.1. Характеристика материалов, применяемых для проектирования гаража

Таблица 2 - Характеристика материалов, применяемых для проектирования гаража

Название материала	Описание	Вид
Керамзитобетон	Наиболее распространенный вид легкого бетона, в котором  крупным заполнителем является керамзит, а вяжущим - цемент (реже строительный гипс, известь, синтетические смолы и т.п.) В качестве мелкого заполнителя применяют пористый или плотный (например, кварцевый) песок. Виды керамзитобетонов:  •    По структуре (степени пористости) бетона различают:       —      плотный;       —      крупнопористый (беспесчаный);       —      поризованный керамзитобетон.   •    В зависимости от назначения керамзитобетон подразделяют на:      —      теплоизоляционный;       —      конструктивно-теплоизоляционный;       —      конструктивный.    Теплоизоляционный керамзитобетон различной структуры применяют в основном в качестве теплоизоляционного материала в слоистых ограждающих конструкциях зданий. Его плотность (в высушенном состоянии) от 350 (например, крупнопористый керамзитобетон на синтетических смолах) до 600 кг/м3; прочность при сжатии от 0,5 до 2,5 Мн/м2.  Конструктивно-теплоизоляционный керамзитобетон используют главным образом для однослойных стеновых панелей, крупных блоков и т.п.  Конструктивный керамзитобетон, предназначенный для различных несущих конструкций зданий и инженерных сооружений (например, мостов), имеет плотность 1400-1800 кг/м3; прочность при сжатии 10- 50 МН/м2; морозостойкость до 500 Мрз. Использование конструктивного керамзитобетона (вместо обычного тяжелого бетона) в крупноразмерных конструкциях позволяет существенно снизить их массу и стоимость.
Цементно-песчаный раствор	Цементно-песчаные растворы применяются как при внутренних, так и при наружных работах. Они чуть более сложны в нанесении, но покрытие получается намного прочнее, чем при работах известковым или гипсовым раствором. Материал состоит из цемента и песка в пропорции 1 : 4, для пластичности добавляют известь в незначительных количествах.
Железобетонная плита	В РФ железобетонные плиты перекрытия производятся в соответствии с ГОСТ 9561-91. Данный стандарт утвержден Постановлением Госстроя СССР N 5 20 сентября 1991 года и в настоящее время является также и Межгосударственным стандартом для всех стран СНГ.  Конструктивно плиты перекрытия являются изделием из монолитного железобетона. Внутри него находится каркас из стальной арматуры и специальные пустоты, имеющие круглую форму. Они необходимы, во-первых, для уменьшения веса изделия, а во-вторых — для увеличения его прочности при нагрузках на излом. Пустоты проходят через железобетонную плиту по всей ее длине.
Толь	Толь изготовляют из кровельного картона, пропитывают дважды дегтевыми продуктами и посыпают крупнозернистой или песчаной посыпкой. Изготовляют его разных названий и марок.Толь с песчаной посыпкой с обеих сторон для верхнего и нижнего слоев кровельного ковра изготовляется двух марок: ТКП-350 и ТКП-400. Площадь рулона—15 м2, масса — 26 и 28 кг.Толь с крупнозернистой посыпкой имеет на одной стороне (лицевой) защитный слой крупнозернистой посыпки, на нижней — мелкозернистой или пылевидной минеральной посыпки, применяют для верхнего слоя кровельного ковра. Изготовляют двух марок: ТКК-350 и ТКК-400. Площадь рулона—10 м2, масса—23 и 25 кг.Толь гидроизоляционный с покровной пленкой пропиточного состава на лицевой стороне имеет защитный слой с мелкозернистой минеральной посыпкой, на нижней —с мелкозернистой или пылевидной минеральной посыпкой. Применяют для гидроизоляции и пароизоляции строительных конструкций и нижних слоев кровельного ковра. Изготовляют двух марок: ТГ-300 и ТГ-350. Площадь рулона—15 м2, масса—22 и 24 кг. Эти материалы наклеиваются на мастиках: рубероид — на битумной, толь — на дегтевой.Температура размягчения пропиточного состава для ТГ-300 и 350—45—58°С, для ТКП-350 и 500—38—42, для ТКК-350 и 400— 26—28°С. Хранят рулоны в вертикальном положении. Срок хранения — один год со дня отгрузки потребителю.
Керамзит	Керамзит — лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок. В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) — от 250 до 600 кг/м³ и выше. Обжиг глины производится в металлических барабанах-печах, диаметром 2-5 метров и длиной до 70 метров. Барабаны устанавливаются под небольшим углом, глиняные гранулы засыпаются в верхнюю часть печи, под воздействием силы тяжести они скатываются к нижней части, где установлена форсунка для сжигания топлива. Время пребывания гранул в печи около 45 минут. Иногда используют двухбарабанные печи, где барабаны отделены друг от друга порогом и вращаются с разными скоростями. Зарубежные керамзитовые заводы применяют также трехбарабанные печи. Подобные печи позволяют использовать менее качественное сырье, хотя на выходе качество керамзита не отличается от отечественного. Используется как утеплитель в виде засыпки, а также для изготовления лёгкого бетона - керамзитобетона. Используется в сельском хозяйстве и гидропонике.
Цементная стяжка	В качестве связующего в цементных стяжках используются преимущественно портландцементы, сырьем для которых служат природные глины с добавлением молотого известняка. При сжатых сроках в строительстве используют алюминатные цементы, реже используются пуццолановые цементы. К связующему добавляют в качестве наполнителя песок или гравий в необходимом количестве. Соотношение элементов зависит от требований, предъявляемых к прочности стяжки. Цементные стяжки связываются гидравлически - водой. Цементу для гидратации необходимо 10 - 25% воды (от массы цемента), а с учетом испарения 28 -30%. В течение месяца связывается около 20% воды. При схватывании необходимо защищать стяжку от неравномерного или чересчур быстрого высыхания, чтобы до полного затвердевания необходимое количество воды не испарилось. Прочность цементных растворов зависит от водоцементного отношения. Так, для растворов на цементе марки 400 при водоцементном отношении 0,55% прочность - 15 Н/мм2, соответственно: 0,48% - 20 Н/мм2, 0,4% - 30 Н/мм2, 0,3% - 40 Н/мм2.
Рубероид	Рубероид - рулонный кровельный гидроизоляционный материал, получаемый путем пропитки кровельного картона легкоплавкими нефтяными битумами с последующим покрытием его с обеих сторон слоем тугоплавкого битума и защитной посыпкой асбестом, тальком и т. п. Рубероид имеет несколько обозначений: «Р» - рубероид; «К», «П» - кровельный или подкладочный; «К», «П» - вид посыпки (крупнозернистая, пылевидная); 300, 350 - плотность картонной основы (г/м2).Марки:Рубероид РКП-300, РКП-350 — традиционный мягкий кровельный рулонный материал. Применяется для верхнего и нижнего слоев кровельного ковра, для рулонной гидроизоляции строительных конструкций.Рубероид РПП-300 - подкладочный с пылевидной посыпкой. Применяется для нижних слоев кровельного ковра. Посыпка из песка не наносится.Рубероид РКК-350 - кровельный с крупнозернистой посыпкой. Применяется для верхних слоев кровельного ковра.Рубероид применяется для гидроизоляции кровель, подвалов, фундаментов.
Битум нефтяной кровельный	Битум нефтяной вырабатываются окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов, а также компаундированием окисленных и неокисленных продуктов или в виде остатка прямой перегонки нефти. Битум представляет собой чрезвычайно сложную смесь углеводородов и гетероорганических соединений разнообразного строения, в основном не выкипающую при температурах перегонки нефти. Идентификация всех составляющих битум соединений невозможна. Групповой состав битума предопределяет его коллоидную структуру и реологическое поведение и тем самым — технические свойства, которые характеризуются условными показателями качества, определяемыми в стандартных условиях. Среди этих показателей важнейшие: пенетрация (глубина проникания иглы в битум), температуры размягчения и хрупкости, дуктильность (растяжимость) — способность битума растягиваться в нить. Некоторые показатели определяют как для исходного битума, так и для битума после прогрева, который имитирует процесс старения. Стандартами задаются определенные значения показателей качества, что отражает оптимальный состав битума. Этот состав может быть различным для разных областей применения битумов. Кровельные битумы применяют для производства кровельных материалов. Их разделяют на пропиточные и покровные (соответственно для пропитки основы и получения покровного слоя). Битумы кровельные БНК 40/180 и БНК 45/190 применяется для пропитки основы при производстве кровельных и гидроизоляционных материалов. Кровельный битум БН 90/30(БНК 90/30) применяется для получения покровного слоя этих материалов.