Материал: Разработка дощатоклееные рамы для внедрения их на производстве и строительстве быстровозводимых зданий

Разработка дощатоклееные рамы для внедрения их на производстве и строительстве быстровозводимых зданий

Введение

Город Братск расположился на берегах реки Ангары. Его окружает миллионы квадратных километров многовековой тайги. Породы деревьев преобладают в основном хвойных пород, а именно в большинстве представлены сосны. Лес, как строительный материал, является единственным в своем роде восполняемым строительным материалом. Дома и различные сооружения в городе в основном построены из железобетонных конструкций, частично в каменном (кирпичном исполнении, металлические конструкции встречаются реже, хотя в последнее время в связи с внедрением в производство новых технологий, стали появляться здания с металлическим каркасом обшитыми легкими панелями типа «сэндвич». Деревянные конструкции использованы в основном в одноэтажном строительстве частных домов жилого сектора, конструкции использованы цельного сечения, из натуральной древесины.

Металлические конструкции при больших своих преимуществах (технологичность, надежность, высокая несущая способность, малые размеры и вес по сравнению с железобетонными конструкциями, неограниченность в применении и ширине пролетов) все же имеют недостатки именно для города Братска: так как с каждым годом сокращаются железорудные запасы и цена конструкций неуклонно растет, то немаловажную роль играет доставка из других районов страны (в Братске нет поблизости источников), что увеличивает стоимость строящегося здания.

Железобетонные конструкции имеют большую теплопроводность, массивность, и кроме того сложившаяся экономическая ситуация в стране в период перестройки разрушила производственные мощности КБЖБ.

Деревянные конструкции обладают следующими преимуществами:

наличием большой сырьевой базы, малой теплопроводностью, малым объемным весом, стойкостью к химическим воздействиям и возгоранию.

Экономическая ситуация показывает, что строительстве в городе «заморожено» или ведется частично и малыми объемами.

Обоснованием выбора темы дипломной работы послужили вышеизложенные предпосылки.

Целью данного дипломного проекта послужило на примере строительства торгового павильона показать и разработать дощатоклееные рамы для внедрения их на производстве и строительстве быстровозводимых зданий. Приоритетом в выборе конструкций были следующие требования: конструкции должны транспортабельны (как для перевозки габаритных грузов), унифицированы - применить тот или иной тип балок в зависимости от размеров строительной площадки; ширина сечения балок подобрана с учетом сортамента наиболее распространенных досок, а также с учетом того, что склеивание досок по кромке увеличивает затраты в 2 раза. Плиты покрытий и навесные панели должны иметь малый вес, что в свою очередь уменьшает себестоимость здания и нагрузки на несущие конструкции; с точки зрения монтажа разработать универсальный и технологичный узел крепления колонны к фундамента. На основании этих факторов сделать технико-экономическое сравнение и показать наиболее экономичный вариант из сравниваемых конструкций.

В связи с этим основной целью дипломной работой является разработка базовой номенклатуры клееных деревянных балок наиболее распространенных пролетов и архитектурно обоснованных очертаний, а также клееных колонн к ним.

1. Архитектурно-строительный раздел

.1 Общие данные

Проектируемое здание расположено по ул. Юбилейная 14, в жилом районе Энергетик г. Братска.

Относительной отметке уровня чистого пола 0.000 соответствует абсолютная отметка 446.40, грунтом основания фундаментов служат песчаник серый с тонкими прослойками алевролита, трещиноватый ρг=2.7т/м³, φ=24º, Е=100 МПа.

.2 Характеристика района и площадки строительства

Проектируемое здание магазина расположено по улице Юбилейная в городе Братске. Магазин запроектирован на относительно ровной площадке.

Основной вход ориентирован на главные пешеходные и автомобильные направления, в 150 метрах есть остановка городского транспорта. Тротуары и отмостки выполнены из асфальтобетона на основании из гравмассы.

В границу работ включено благоустройство, по которому меняются отметки

вертикальной планировки или возникает необходимость разработки и восстановления из-за проектируемых инженерных сооружений.

На территории, свободной от застройки и покрытий, устраиваются газоны с растительным слоем толщиной 0,15м и посевом многолетних трав. Посадка зелёных насаждений произведена с учётом пространственной композиции и прокладки инженерных коммуникаций.

Рядом с территорией магазина предусмотрена автомобильная стоянка на 10 легковых автомобилей.

Технологическая часть проекта магазина разработана на основании проектного задания, архитектурно-строительной части проекта.

Торговой павильон по продаже бытовой техники торговой площадью 1042 м² расположен на первом этаже здания, рассчитан на 10 рабочих мест. Продажа организована в основном по методу самообслуживания, частично применён метод прилавочной торговли. Для проведения расчетных операций с покупателями предусмотрен единый расчётный узел. Торговый зал оснащён стендами под бытовую технику, под акустические системы, демонстрационными стендами, прилавками. В магазине предусмотрена продажа следующих групп товаров: компьютерная техника, аудио-, видео-, бытовая техника, расходные материалы, сотовые телефоны. Товары в магазин доставляются в промышленной потребительской упаковке. Рядом со зданием располагаются различные промышленные магазины, автомойка.

Предусмотрены складские помещения.

Климатический подрайон - I В [1]

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки - 43ºС. [1]

Расчетное значение веса снегового покрова - район III - 1,8 кПа. [2]

Нормативное ветровое давление - II район - 0,30 кПа. [2]

Средняя температура отопительного периода - 8,6ºС. [1]

Продолжительность отопительного периода - 249 сут. [1]

Глубина сезонного промерзания - 3,5 м. [1]

Рельеф - ярко выраженный уклон в восточном направлении.

.3 Анализ объемно-планировочного и конструктивных решений проекта

Объемно-планировочное решение здания магазина продиктовано сложностью площадки под строительство. Ярко выраженный рельеф в восточном направлении, затеснённость площадки подземными коммуникациями, ограниченность расширения ввиду плотной застройки прилегающий территории.

Размеры здания в плане - 40х36 м, высота верхней точки здания 6м, высота этажа 4,0 м.

Все помещения здания располагаются на одном этаже. Торговые залы магазина разделены дверными проемами по функциональной специфике бытовой техники. С юго-восточный стороны павильона расположен запасный выход.

На основании технического отчета об инженерно-геологических изысканиях на площадке расширения магазины приняты фундаменты мелкого заложения в виде плиты заводского изготовления размером в плане 1000х1000 и высотой 400 мм. Фундамент плитный. Полы устраиваются по грунту.

Стены здания из сэндвич-панелей, витражи алюминиевые с двухкамерными стеклопакетами. Перегородки в здании приняты из ГВЛ толщиной 100мм. Подвесные потолки типа «армстронг», реечные металлические предусмотрены только в административно-бытовых помещениях.

Покрытие полов выполнено из керамической плитки.

Стены красятся, оклеиваются керамической плиткой.

Внутренняя отделка помещений запроектирована согласно санитарным нормам, соответствует требованиям гигиены помещений, их дезинфекции.

Стены выполняются из сэндвич - панелей. В стенах здания из сэндвич - панелей, выполнены витражи алюминиевые с двухкамерными стеклопакетами. Перегородки в здании приняты из ГВЛ толщиной 100мм. Подвесные потолки типа «армстронг», реечные металлические.

Покрытие - индивидуальные сэндвич-панели. Толщиной 150мм

Полы - керамические.

Здание магазина одноэтажное.

Степень огнестойкости здания - II.

Класс функциональной пожарной опасности - Ф 3.2, Ф 3.6.

Класс конструктивной пожарной опасности С1.

Конструктивная схема здания решена с несущим каркасом в виде колонн и балок, навесные стены крепятся на всю высоту здания. Стены здания (толщина стены принята по расчету см. п. 1.3.4) - сэндвич-панели с металлическими листами обшивок и жестким утеплителем.

Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается совместной работой рам каркаса, продольных и поперечных связей.

На основании технического отчета об инженерно-геологических изысканиях на площадке строительства магазина приняты фундаменты Фм1 заводского изготовления.

Каркас решен из деревянных дощатоклееных колонн и дощатоклееных балок. Колонны, балки - деревянные дощатоклееные конструкции, выполнены из досок 1-го сорта, высотой 33 мм, склеенных между собой клеем ФРФ-50. Колонны выполнены постоянного сечения высотой 4 м, крепления с фундаментом выполнено через опорный башмак. Балки выполнены по высоте сечения.

Стены - сэндвич-панели толщиной 150 мм.

Перегородки - каркасные.

Покрытие - индивидуальные сэндвич-панели. Толщиной 150 мм.

Полы - керамическая плитка

Двери, окна - индивидуального изготовления.

1)      Исходные данные:

Стенa пaнельнaя тpехслoйнaя (типа сэндвич) из пpoфилиpoвaннoгo листa и утеплителя.йoн стpoительствa - Бpaтск.

Ветpoвoй paйoн - 2 (23 кПa)

Снегoвoй paйoн - 3 (180 кПA)

Гpaдусo-сутки oтoпительнoгo пеpиoдa oпpеделяются пo фopмуле:

D_d= (t_int - t_ht) _˙ z_ht, (1.1)

где t_ht - сpедняя темпеpaтуpa oтoпительнoгo пеpиoдa, ºС_{h t}= - 8.6 ºС_ht - пpoдoлжительнoсть oтoпительнoгo пеpиoдa, сутки_ht = 249 сутки_d= (21+8.6)*249= 7370 ºС*сутки

Пpиведеннoе сoпpoтивление теплoпеpедaчи oгpaжденных кoнстpукций R_o^reg oпpеделяется в зaвисимoсти oт пoлученнoгo знaчения Д_d и типa здaния или пoмещения

_o^reg= a*D_d+b,  (1.2)

где a и в - кoэффициенты, пpинимaемые для стен, paвными a=0,0003, в=1,2

R_o^reg=0,0003*7370 +1.2 = 3,411м² *ºС/Вт

В кaчестве paсчетнoгo сoпpoгтивления теплoпеpедaче пpинимaют R_o^reg.

Из дaннoгo уpaвнения oпpеделяется тoлщинa утепляющегo слoя:

δ ₂= (R_o^reg - [1 + δ₁ + δ₃ + 1])* λ₂ (1.3)

α_int λ₁ λ₃ α_ext

δ ₂=(3.411- [1 + 0,0005 + 0,0005 + 1])*0,039= 0,126 м,

,7 58 58 23

унифициpуем +24мм = 150 мм

Пpoвеpяется услoвие R_o^inf ≥ R_reg, где R_o^inf - фaктическoе сoпpoтивление теплoпеpедaчи неoднopoднoй oгpaждaющей кoнстpукции, oпpеделяемoе пo фopмуле:

R_o^inf= 1 + R_k^r + 1, (1.4)

где R_k^r - теpмическoе сoпpoтивление, oгpaждaющей кoнстpукции, м² *ºС/Вт oпpеделяется пo фopмуле:

_k^r= R_aт+2R_т, (1.5)

где R_aт, R_т - сpедние знaчения теpмическoгo сoпpoтивления в нaпpaвлении пapaллельнoм пoтoку теплa и пеpпендикуляpнoм пoтoку теплa, м²* ºС/Вт

Для oпpеделения R_aт и R_т ввoдятся paсчетные схемы.) Кoнстpукцию paзделяют плoскoстями пapaллельными пoтoку теплa Q^// нa учaстки I и II, oпpеделяют теpмические сoпpoтивления учaсткoв R_I, R_II и плoщaди их пoвеpхнoсти F_I, F_II с paзмеpoм стены пo высoте 1 м.

F_I= 0,012м²

F_II= 0,58м²

Сpеднее знaчение теpмическoгo сoпpoтивления в нaпpaвлении пapaллельнoму пoтoку теплa oпpеделяется пo фopмуле:

_aт=[ F_I + F_II] (1.7)

б) Для oпpеделения R_T кoнстpукцию paзделяют нa 3 учaсткa пеpпендикуляpных нaпpaвлению теплoвoгo пoтoкa Q^т и oпpеделяют теpмические сoпpoтивления слoев пo фopмуле:

.4 Оценка инженерного оборудования и сетей

Проект магазина по ул. Юбилейная 14 разработан на основании архитектурно-строительных чертежей. Источником тепла служат городские тепловые сети.

Точкой подключения является существующий транзитный трубопровод, проходящий под павильоном по ул. Юбилейная. Теплоноситель в сети - вода с параметрами 90-70ºС.

Трубопроводы тепловых сетей прокладываются в подпольном канале на скользящих опорах. Расстояние между скользящими опорами для труб Ø 57х5 - 2,5 м; Ø 108х4 - 4,5 м. Трубопроводы проходящие в подпольном канале и в тепловом узле изолированы холстом стекловолокнистым типа ХПС-Т-5, толщиной 40мм.

Покровный слой - стеклопластик рулонный типа РСТ-Х-Н. Антикоррозийное покрытие - масляно-битумное в 2 слоя по грунту ГФ-021.

Спуск воды из трубопроводов теплосети предусматривается в сбросной колодец с последующей откачкой передвижными насосами.

Компенсация тепловых удлинений трубопроводов осуществляется углами поворотов.

Полив территории предусматривается поливочными кранами, выведенными от внутренней водопроводной сети здания.

Канализацию магазина выполнить в существующий колодец № 90 двумя выпусками. Выпуски запроектированы из чугунных канализационных труб по ГОСТ 6942.3-80 диаметром 100 мм.

На вводе в здание расположен индивидуальный тепловой пункт, в котором предусмотрена дополнительная установка: регулятора температуры, регулятора давления, предохранительного клапана, приборов контроля и учета тепловой энергии, приборов автоматики.

В качестве нагревательных приборов приняты радиаторы биметаллические марки CF-300,CF-500, CF-800 кампании SIRА.

В здании запроектирована приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением во всех помещениях.

Проектом предусмотрено кондиционирование потолочными внутренними блоками. В местах пересечения трубками стен установить стальную гильзу Ду 70 с уклоном 0.01 в сторону слива дренажа, зазоры заполнить утеплителем. Воздуховоды крепить согласно серии 5.904-1, трубопроводы-4.904-69.

Удаление воздуха осуществляется через вентканалы с установкой шахт на кровле.

Воздуховоды выполнены из листовой стали по ГОСТ 24751-81 с толщиной согласно СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

2. Расчетно-конструктивная часть

В данном разделе выполняется расчет следующих конструкций:

) плиты покрытия типа «сэндвич»;

) 2-х шарнирных однопролетных рам для пролетов 4,9,12,15 и 18м;

) дощатокленной колонны постоянного прямоугольного сечения;

) двускатных балок переменного и постоянного сечения пролетом 4,9,12,15и 18 м;

) опорного башмака колонны.

Вследствие легкости, простоты изготовления, низкой стоимости, малой теплопроводности и принята плита покрытия ПП-1 с жестким утеплителем. Плита покрытия типа «сэндвич» состоит из тех слоев: наружний слой - металлический профилированный лист, средний слой - утеплитель полистирольный пенопласт, внутренний слой - металлический профилированный лист. Размеры плиты приняты 6000х1000 мм.

Дощатокленные балки запроектированы из досок хвойных пород (сибирской сосны) I сорта размером после острожки 140х33 мм. Сравнение вариантов предусматривает балки следующих видов: двускатные переменного сечения длиной -12, 15, 18 м. Длины балок приняты исходя из унификации сетки колонн, наиболее распространенных вариантов поперечных размеров здания, экономичности и транспортабельности. По итогам расчета выбирается наиболее рациональное конструктивное решение балки.

Колонны проектируются под пролет балок длиной 4,9,12,15,18. Колонны выполнены из досок II сорта размером 140х33 после острожки. Высота колонн составляет 4 м. Сравнение вариантов осуществлено на основе максимального использования прочности. Исходя из этого, принимается окончательный вариант проектирования торгового павильона.