Объемно-планировочное и конструктивное решение многоэтажного производственного полносборного здания

Министерство образования РФ

 

 

Государственный Университет Управления

 

 

Институт менеджмента в строительстве  и управления проектом

 

 

Кафедра менеджмента и маркетинга в отрасли строительных материалов

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная записка  к курсовому проекту по дисциплине «Основы архитектуры и градостроительства»

 

 

 

 

Тема курсового проекта: «Объемно-планировочное и конструктивное решение многоэтажного производственного  полносборного здания»

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Руководитель: доцент Попова Р.А.

                                                           Студент: Русяева М.В.,

                                                                                   группа УС II-1, д\о.

 

 

Москва – 2000

 

 

Введение

 

 

 

В сфере строительного производства процессы его организации существенно отличаются от процессов промышленного производства.

В промышленности выпускаемая  продукция находится в движении, а орудия труда неподвижны. При  таком положении создаются благоприятные  условия для хорошей организации производственных процессов, стационарных условий труда  и технологии производства.

Продукция строительной индустрии неподвижна, а подвижны орудия труда. Кроме того, строителям приходится возводить здания и сооружения на открытом воздухе, в различных климатических  и природных условиях.

В этой связи возрастает роль и значение индустриализации строительства.

Индустриализация строительства  предъявляет особые требования к  проектированию, качеству выпускаемой  проектной документации и организации проектного дела.

Типовые проекты предназначаются  для многократного использования  при строительстве объектов массового  назначения. Повторно используют индивидуальные проекты для объектов строительства  немассового назначения.

Применение типовых  зданий способствовало развитию индустриализации строительства и быстрейшему обеспечению населения жильем.

 Типизация заключается в  постоянном отборе наиболее универсальных  для данного периода объемно-планировочных  и конструктивных решений, дающих  наибольший экономический эффект в строительстве и эксплуатации зданий. Типизируются здания отраслевого назначения, ограниченные определенной производственной мощностью, и секции зданий универсального назначения, ограниченные определенными производственными площадями и обслуживающими их транспортными средствами.

Современные типовые здания отличаются тем, что они унифицированы. Под  унификацией понимается ограничение  многообразных типовых деталей  зданий небольшим числом элементов, единообразных по форме и размерам, с целью обеспечения взаимозаменяемости и возможности применения их для различных решений.  Унификация проводится путем применения наиболее экономичных и универсальных элементов зданий, отобранных в соответствии с возможностями заводов-изготовителей, простотой перевозки, монтажа и другими подобными критериями.

 Принцип универсальности или  гибкости, подразумевающий под собой  возможность замены одного конструктивного  элемента другим без изменения  размеров здания, применяется в  конструктивных, архитектурно-планировочных  решениях здания, при планировке территории предприятия, промышленного комплекса, а также общеплощадочных систем обслуживания.

По функциональному  назначению здания подразделяют на две основные группы: гражданские и промышленные. К гражданским относят здания, предназначенные для обслуживания бытовых, коммунальных и общественных потребностей людей. К промышленным относят здания, в которых выполняются различные производственные процессы, связанные с добычей сырья, его обработкой и производством различного вида продукции.   Производственные здания промышленных предприятий существенно отличаются от гражданских зданий как по внешнему облику, так и по конструктивному решению, что обуславливается производственно-технологическими требованиями.

Классификация производственных зданий по объемно-планировочному решению заключается в основном делением их на одноэтажные, многоэтажные и здания смешанной этажности. Одноэтажные сооружают в том случае, если используется тяжелое технологическое оборудование, требующее значительных пролетов  при больших габаритах и массе выпускаемой продукции в производствах, основной технологический процесс которых протекает по горизонтали. Многоэтажные здания возводят для размещения предприятий, выпускающих продукцию сравнительно небольшой массы. Наибольшее распространение они получили в химической, электронной, электротехнической, радиотехнической, легкой, пищевой отраслях промышленности и других производствах, технологический процесс которых протекает по вертикали. При проектировании промышленных зданий предприятий необходимо предусматривать максимальную индустриализацию строительства и применение передовой технологии производства строительных работ, прогрессивных строительных конструкций и методов работ, применение минимального количества типоразмеров конструкций, учитывать требования экологии и безопасности труда.

 

 

 

 

1. Исходные данные к разработке  проекта многоэтажного производственного  здания

 

• Номер варианта – 3.16
• Сетка колонн – 6х6м
• Число этажей - 5
• Высота этажа – 4,8 м
• Число пролетов –4
• Длина здания – 96м
• Место строительства -Саранск

 

2.Определение глубины  заложения фундамента

 

 

Глубина заложения фундамента зависит  от многих факторов: глубины промерзания  грунтов, нормативного давления на основание  и расчетных нагрузок , структуры  и характера грунта, от уровня грунтовых вод, глубины заложения слабых грунтов, соседних фундаментов, подвалов, котлованов, выемок и т.д.

Нормативную глубину  сезонного промерзания грунта для  районов, где глубина промерзания  не превышает 2,5 м допускается определять по формуле:

 

dfn = do* ÖMt   , м,   (1)

 

где Мt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в Саранске;

do – величина, принимаемая равной (в м)  для песков гравилистых, крупных и средней крупности– 0, 30

Согласно СHиП [4], табл. 1

ôMtô = 210*(-4,9)/30 = 34,3.

dfn = 0,30*Ö34,3 = 0,30*5,85 = 1,76 м.

Расчетная глубина сезонного  промерзания грунта определяется по формуле:

 

dr = kh *dfn , м          (2)

 

где dfn - нормативная глубина промерзания, определенная выше по формуле (1);

   kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых зданий – 0,5, согласно СНиП [6], табл. 1.

dr = 0,5*1,76 = 0,88 м.

Для определения глубины заложения  фундамента к значению, полученному  при расчете по формуле (2), прибавляется » 0,2 м.

H=0,88+0,2=1,08»1,1

Таким образом, глубина заложения  фундамента от уровня чистого пола составляет 1,1 м.

Учитывая конструктивные требования и типовые размеры фундаментов, принимаем глубину заложения  фундамента равную  минимальной  типовой высоте фундамента с учетом отметки обреза фундамента -0,15 м. Таким образом глубина заложения фундамента составляет 1,5 м + 0,15 м и равна 1,65 м от уровня чистого пола.

 

3.Теплотехнический  расчет наружных стен здания

 

 

Теплотехническим расчетом определяется минимальная толщина  наружных стен, необходимая для создания требуемого температурно-влажностного режима внутри отапливаемого здания и комфортного режима для людей.

Толщина наружных стен по теплотехническому расчету с учетом природно-климатических условий района строительства, указанных в исходных данных на курсовой проект, определяется согласно СНиП [4] и СНиП [5].

Теплотехнический расчет наружных стен здания проводится с  вычислением и сравнением сопротивления  теплопередачи фактического (Ro) и требуемого (Rтр).

Определяем минимальную  толщину наружной стены, необходимую  для создания требуемого температурно-влажностного режима внутри отапливаемого здания. Для обеспечения  расчетно-влажностного режима помещений необходимо соблюдение условия Ro³ Rтр.

Расчетное сопротивление  в общем случае определяется по формуле:

       R = d/l,

где l - коэффициент теплопроводности.

       d - толщина стены.

Общее (фактическое) расчетное  сопротивление ограждающей конструкции (стены) теплопередаче определяется по следующей формуле:

 

Ro = 1/aв + d1/l1 + dут/lут + d2/l2 + 1/aн, (кв.м * °С)/Вт,   (3)

 

где aв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(кв.м * °С), принимаемый по СНиП [5], табл. 4;

aн – коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности            ограждающей        конструкции, Вт/(кв.м * °С), принимаемый по СНиП [5], табл. 6 и равный 23 Вт/(кв. м *°С);

d1,d2,dут – толщины слоев стены, м;

l1,l2,lут – коэффициенты теплопроводности слоев материала, Вт/(кв.м * °С), принимаемые в соответствии со СНиП [5], приложение 3 в зависимости от вида и средней плотности rm (кг/куб.м) материала.

Исходные данные для расчета:

1. место строительства – город Саранск;
2. объект – производственное здание;
3. расчетная зимняя температура наружного воздуха:

Согласно СНиП [4] находим  расчетную зимнюю температуру,

tн1 – температура наиболее холодных суток = -34°С;

tн5 – температура наиболее холодной пятидневки = -30°С;

tн3 – температура   наиболее   холодной    трехдневки, 

tн3 = (tн1+ tн5)/2 = -(34+30)/2 = - 32°С.

4. расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий, берется tв = 16°С;
5. район строительства по влажности (определяется согласно СНиП[5], приложение 1):3- сухая зона;
6. влажностный режим помещений – нормальный;
7. условия эксплуатации ограждающих конструкций принимаются в зависимости от влажности режима помещений (по СНиП [5], прил.2, табл. 2) – категория А.

Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха определяем предварительно задавшись характеристикой тепловой инерции Д ограждающих конструкций: 4 £ Д £ 7.

Принимаем среднюю температуру  наиболее холодных трех суток tн3 = - 32 °С как расчетную зимнюю температуру наружного воздуха (согласно СНиП [5] табл.5).

 

 

Таблица 3.1.

Расчетная схема наружной стены	Наименование материалов слоев стены	Толщина слоя,d, м	Плотность, r, кг/куб.м	Расчетные коэффициенты
				Теплопроводность l, Вт/(кв.м * °С)	Теплоусвоение        S, Вт/(кв.м* °С)
	1 – цементно-песчаный раствор; 2 – метлахская плитка  на цементно-песчаном растворе; 3 – керамзитобетон	0,02     0,02         dут	1800     1800         1000	0,76     0,76         0,33	9,60     9,60         5,03

 

Требуемое сопротивление теплопередачи  определяется по формуле:

 

Rтр = n * (tв - tн)/(Dtн * aв) , (кв.м * °С)/Вт,      (4)

 

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, и равный n =1;

tв – расчетная температура внутреннего воздуха;

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха;

Dtн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, принимаемый согласно СНиП [5], табл. 2, и равный: D tн = 8°С;

aв – то же, что и в формуле (3), aв = 8,7 Вт/(кв. м *°С).

Rтр = (16 + 32)/(8*8,7) = 48/69,6 = 0,69 (кв.м *°С)/Вт.

Постановлением Госстроя для производственных зданий значение Rтр должно быть не менее 1,5 (кв.м *°С)/Вт, поэтому принимаем Rтр = 1,5 (кв.м *°С)/Вт.

Учитывая, что Ro ³ Rтр = 1,5, находим толщину утеплителя, пользуясь формулой (3):

 

       R  =1/aв + d1/l1 + dут/lут + d2/l2 + 1/aн = 1,5  Þ dут = 0,425 м.

 

 Значения толщины  слоев стены и значения коэффициентов  теплопроводности, используемые при расчете толщины утеплителя по формуле (3) приведены выше в таблице 3.1.