Лекции и пособия / 3. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РОИЗВОДСТВА - 2004_pavlenko_tsp

20

1.5. Подъездные пути

Промышленный транспорт обеспечивает внешние и внутризаводские перевозки грузов промышленных предприятий. Он является большим сложным хозяйством, в состав которого входят железнодорожный, автомобильный, трубопроводный, конвейерный, канатно-подвесной и другие виды транспорта, а также склады и погрузочно-разгрузочные машины. Затраты на промышленный транспорт составляют, например, в горной промышленности до 50% себестоимости продукции.

Автомобильный транспорт является основным видом безрельсового транспорта и имеет широкое распространение при строительстве предприятий. Внутризаводские автомобильные дороги проектируются в соответствии с главой СНиП 2.05.02 - 85 и в зависимости от характера и объёма перевозок подразделяются на: магистральные, объединяющие внутризаводские дороги в общую систему; производственные – для перевозки грузов основного производства между цехами и проезды и подъезды, обеспечивающие проезд пожарных машин и перевозку вспомогательных грузов.

Продольные уклоны внутриплощадочных автодорог назначают, как правило, не более 30о/оо, а радиусы кривых в плане от 20 до 12,5 м. Ширина проезжей части для магистральных дорог принимается обычно 7м, для производственных дорог и проездов – 6.0 – 4.5 м с обочинами шириной 1.5м.

Существует два основных типа поперечного профиля дорог – с обочинами и с бортами (бордюрным камнем). Выбор профиля определяется назначением дороги и вертикальной планировкой территории.

Дорожная одежда обычно состоит из:

-подстилающего слоя – песок, щебень, песчано-гравийная смесь, выполняющего функции морозозащитного;

-дренирующего и выравнивающего слоёв;

-основания – щебень, гравийные смеси с пропиткой вяжущими, цементогрунт и т. п. – несущей части дорожной одежды, передающей и распределяющий нагрузку на полотно;

-дорожного покрытия.

По эксплуатационным и технико-экономическим показателям дорожные покрытия (рис. 1.6) разделены на три части: усовершенствованные (капитальные и облегчённые), переходные и низшие.

Кусовершенствованным капитальным относятся монолитные цементо –

иасфальтобетонные покрытия из сборных железобетонных плит на основании из щебня, песка, гравия, шлака. В качестве усовершенствованных материалов рассматривают покрытия из гравийных или щебёночных материалов, обработанных вяжущими. Переходными являются щебёночные, шлаковые и гравийные насыпные покрытия, грунтовые, обработанные вяжущими, а также сборные железобетонные колейные покрытия. Низшими дорожными покрытиями являются уплотнённые грунты.

21

Рис. 1.6. Конструкции дорожных покрытий промышленных автодорог:

а- поверхностная обработка; б- смешиание материалов на дороге; в- пропитка; г- смешивание материалов в установке; 1- битумный слой; 2- щебень; 3- черный щебень; 4- черный гравий; 5- пропитка; 6- подстилающий слой

Наиболее индустриальными и качественными являются конструкции дорожных покрытий из сборных железобетонных крупнопанельных плит типа ПДГ (плита дорожная гладкая) и ПАГ (плита авиационная гладкая), укладываемых на подстилающий слой песка с последующей сваркой соседних плит и разделкой швов цементным раствором и битумной мастикой.

Усовершенствованные типы покрытий применяют на основных магистралях площадки, на всех остальных внутризаводских дорогах – облегчённые усовершенствованные типы.

Железнодорожный транспорт имеет наибольшее распространение на предприятиях тяжёлой индустрии. Это определяется, прежде всего, высокой пропускной способностью и грузоподъёмностью рельсового транспорта по сравнению с автотранспортом, хотя он значительно дороже и существенно увеличивает размеры промплощадок. Подъездной путь должен ежесуточно пропускать от шахты груженые поезда в количестве соответствующем суточной производительности, и обеспечивать соответствующее число порожних маршрутов. Например, производительностью 3.6 млн. т/год угля это составляет 12 тыс. т/сутки угля, то есть около 200 вагонов.

Железнодорожный транспорт может иметь широкую – 1524 мм или узкую – 750 мм колею. Внутренние железнодорожные пути колеи 1524 мм с тепловозной или электровозной тягой проектируются в соответствии с главой СНиП II.05.07.-85. В зависимости от требований, предъявляемых к плану и продольному профилю, железнодорожные пути промышленных предприятий на три категории.

К первой категории относятся пути с обращением маршрутных поездов железных дорог общей сети при расчетном грузообороте нетто в грузовом направлении более 2 млн. т/год и скорости движения 40 – 65 км/час. Ко второй категории относятся пути с аналогичным движением при скорости 25 – 40 км/час и грузооборот до 2 млн./ год, а также все основные пути независимо от грузооборота. К третьей категории относятся пути с маневровым характером движения при скорости менее 20 км/час.

22

Сложность и высокая стоимость железнодорожного транспорта, в частности, обусловлены небольшой величиной так называемых руководящих уклонов пути и значительными радиусами их закругления. Величина руководящего уклона (наибольшего подъема, при котором обеспечивается расчетная длина тяги скорость движения), как правило, не должна превышать 30% или 0,03, а наименьшие радиусы кривых участков пути составляют 250 – 500 мм в зависимости от категории дороги. В трудных условиях допускается принимать радиусы кривизны 150 – 250м.

При проектировании внутренних подъездных железнодорожных путей необходимо для обеспечения безопасности движения соблюдать габариты строений, т.е. очертание, внутри которого не могут находиться никакие части строений и устройств, расположенных вдоль пути. Для дорог колеи 1524 мм наименьшее расстояние от оси пути до наружной грани зданий установлено 3.1м при отсутствии выходов из здания и 6,0 м при их наличии.

Земляное полотно подъездных железнодорожных путей (рис. 1.7) проектируют, как правило, с открытым балластным слоем. Внутризаводские пути для обеспечения требований благоустройства промышленной площадки обычно укладывают на полотне с закрытым балластным слоем.

Рис. 1.7. Поперечные профили земляного полотна:

а- насыпь с резервами; б- выемка глубиной более 2 м без кавальеров; 1- резерв; 2- берма; 3- нагорная канава; 4- банкет; 5- кювет

Мощность верхнего строения путей устанавливается в зависимости от грузонапряжённости, скорости движения и нагрузок от подвижного состава. Типы верхнего строения характеризуются числом шпал, деревянных или железобетонных, на 1 км (1440 – 1600 шт/км), типом рельса (Р-38, Р-43, где цифры указывают массу рельса в кг на 1 м длины) и толщиной балластного слоя из щебня или гравия под шпалой (35-25 см).

23

Глава 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

2.1. Классификация зданий и сооружений,

Строительное производство слагается из процессов, конечным результатом выполнения которых является строительная продукция, под которой следует подразумевать как отдельные части строящихся и реконструируемых объектов, так и законченные здания и сооружения. Строительная продукция включает в себя введенные в эксплуатацию промышленные предприятия и цехи, жилые дома, здания общественного назначения и другие, вновь построенные и реконструированные объекты.

Строительную продукцию характеризует ряд особенностей:

-стационарность — в процессе возведения зданий и сооружений большинство рабочих и орудий труда перемещаются, а сами здания и сооружения неподвижны;

-крупноразмерность и массоемкость — возводимые здания и сооруже-

ния имеют, как правило, значительные габариты и массу;

-многообразие — возводимые здания и сооружения различаются по производственным и эксплуатационным характеристикам, форме, размерам и внешнему облику, расположением по отношению к дневной поверхности земли

идр.;

-разнообразие предметов труда — при возведении зданий и сооружений применяют самые различные материалы, полуфабрикаты, детали и изделия;

-различные природно-климатические условия — здания и сооружения возводят в различных геологических, гидрологических и климатических условиях.

Эти особенности требуют в каждом конкретном случае установления технологически правильных и эффективных методов выполнения строительных процессов, их организационных форм и взаимоувязки в пространстве и времени, которые должны обеспечить качество и экономичность строительной продукции.

В основу принятой СНиП 09.02—85 классификации зданий и сооружений положено деление их на классы по уровню качественных требований, предъявляемых к капитальности и эксплуатационным свойствам объекта.

К первому классу относятся здания и сооружения, удовлетворяющие повышенным качественным требованиям, ко второму — удовлетворяющие средним качественным требованиям, к третьему — удовлетворяющие средним пониженным требованиям, и к четвертому — удовлетворяющие минимальным качественным требованиям.

Для отдельных объектов могут устанавливаться разные классы зданий и сооружений в зависимости от их значения в общем комплексе, причем к повышенному классу относят те объекты, прекращение работы на которых в случае

24

аварии существенно нарушает работу предприятия в целом. Класс зданий и сооружений устанавливается обычно организацией, выдающей задание на проектирование. Большинство зданий и сооружений поверхности предприятий (надшахтные здания, копры, здания подъемных машин, вентиляторов, компрессоров и др.) относится ко второму и третьему классу.

Капитальность зданий и сооружений характеризуется долговечностью

их конструктивных элементов в условиях эксплуатации и в значительной сте-

пени их огнестойкостью.

Долговечность конструкции определяется сроком службы, в течение которого конструкции не теряют необходимых эксплуатационных качеств. Установлены три степени долговечности:

-I степень — с повышенным сроком службы (более 100 лет);

-II степень — со средним сроком службы (от 50 до 100 лет);

-III степень — с пониженным сроком службы (от 20 до 50 лет). Долговечность конструкций обеспечивается применением строительных

материалов надлежащей стойкости против разрушающих воздействий среды (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, стойкость против коррозии) и соответствующей их защитой (покраска, пропитка).

Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от возгораемости материалов, из которых выполнены конструкции. Материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Строительные конструкции зданий и сооружений по возгораемости классифицируются в соответствии с материалами, из которых они изготовлены. При этом к числу трудносгораемых относятся такие конструкции из сгораемых материалов, которые надежно защищены несгораемой облицовкой.

Эксплуатационные качества зданий характеризуются составом помеще-

ний, нормами площадей и объемов, внутренней отделкой и техническим оборудованием. Эксплуатационные качества сооружений определяются в основном удобствами эксплуатации (пропускная способность, техническая оснащенность и т. п.).

Независимо от класса, промышленные здания и сооружения должны удовлетворять следующим требованиям:

ªфункциональным или технологическим, т. е. здание (сооружение) долж-

но быть удобным для труда, отдыха и осуществления тех процессов, для которых оно предназначено;

ªтехническим — быть прочным и долговечным;

ªархитектурно-художественным, т. е. иметь привлекательный внешний вид;

ªэкономическим, характеризующимся минимальными капитальными затратами и эксплуатационными расходами.

25

2.2. Типизация и стандартизация в строительстве

Важнейшим условием организации производства конструкций и деталей является их максимальная унификация по типам и размерам. В результате унификации конструкций достигаются резкое сокращение числа применяемых типоразмеров изделий и, что очень важно, их взаимозаменяемость. Это обеспечивает возможность перехода от выполнения заводами индивидуальных заказов по отдельным проектам к массовому выпуску товарных изделий; специализации заводов на ограниченном сортаменте стандартной продукции.

Унификация типов сборных конструкций осуществляется на основе сис-

тематического отбора лучших образцов, создаваемых на стройках, в проектных

инаучно-исследовательских организациях. К сборным конструкциям массового применения предъявляются строгие требования в отношении: технологичности

иэкономичности их заводского изготовления; транспортабельности; наиболее полного соответствия индустриальным методам производства работ. Каждая новая конструкция проходит предварительные испытания.

Унификация размеров сборных конструкций осуществляется на основе действующей в строительстве единой модульной системы.

Модульная система — это совокупность правил взаимной увязки размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений, размеров строительных изделий и оборудования на базе установленного модуля.

Модуль — условная единица для измерения и координации размеров зданий, сооружений и строительных элементов.

Кобъемно-планировочным элементам относятся шаг, пролет и высота

здания.

Шаг — расстояние между разбивочными осями, разделяющими здания на планировочные элементы; расстояние между рядами колонн, между стенами и т. п. В зависимости от направления шаг может быть продольным или поперечным.

Пролет — расстояние между осями несущих стен или колонн в направлении, соответствующем пролету основной несущей конструкции перекрытия.

Конструктивный элемент — отдельная самостоятельная часть здания или сооружения: перекрытые, лестничный марш, заполнение проема (оконного

идверного) и др.

Величина основного модуля, принятого для координации размеров перечисленных элементов зданий и сооружений, принимается 100 мм и обозначается буквой М. Кроме основного модуля, применяются производные, которые получаются умножением основного модуля на целые или дробные коэффици-

енты. Укрупненные модули: 60М, 30М, 15М, 12М, 6М и другие; дробные модули: 1/2М, 1/5М, 1/10М и др.

Продольные и поперечные шаги зданий и соответствующие им размеры плит, балок, ферм рекомендуются принимать кратными производным модуля

26

60М, 30М, а в жилых зданиях 12М. Высота этажей зданий и соответственно высота стен и колонн одноэтажных зданий, высота проемов принимаются кратными производным модулям 12М, 6М, ЗМ.

Основной модуль М и дробные модули 1/2М и 1/5М применяются для выбора размеров таких конструктивных элементов, как сечение колонн, балок и др.

Единая модульная система (ЕМС) является обязательной для применения при проектировании и строительстве зданий и сооружений, при конструировании и изготовлении строительных изделий и конструктивных элементов зданий и сооружений, при разработке норм, технических условий и основных положений по унификации конструкций зданий и сооружений.

При проектировании и строительстве приняты такие понятия размеров, как номинальный, конструктивный, натуральный.

Номинальный размер Lн означает проектное расстояние между условными осями здания (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Проектные размеры строительного элемента

Конструктивный размер Lк — это проектный размер изделия, отличающийся от номинального на величину конструктивного зазора δ.

Номинальный размер — это фактический размер изделия, отличающийся от конструктивного на величину допуска.

Номинальные размеры должны быть кратны модулю М, т. е.

Lн = k M

где k — целое число. Конструктивный размер

Lк = Lн - δ = k M – δ.

При проектировании на планах зданий наносят разбивочные оси — линии во взаимно перпендикулярных плоскостях. В продольном направлении оси принято обозначать цифрами, в поперечном — буквами (рис. 2.2). Вынесение осей на местность называется разбивкой здания. К разбивочным осям привязываются элементы и конструкции здания.

В отдельных случаях при невозможности полной взаимоувязки размеров конструктивных элементов зданий и сооружений и выпускаемых промышленностью изделий приходится прибегать к применению в проекте так называемых доборных (сопрягающих) элементов, которые обычно изготовляются на месте работ.

Размеры, масса и прочность изделий, допуски, расчетные нагрузки и методы испытания регламентируются государственными стандартами (ГОСТ), утверждаемыми по мере освоения и всесторонней опытной проверки унифицированных конструкций в условиях строительства и эксплуатации зданий и после тщательной отработки технологии их заводского изготовления.

27

Рис.2.2. Схема привязки конструкций к разбивочным осям:

а—несущих стен; б— колонн

Процесс стандартизации конструкций протекает значительно медленнее, чем их первичный отбор и унификация; в связи с этим только часть применяемых в строительстве сборных конструкций стандартизирована. В настоящее время имеются стандарты на железобетонные и армопенобетонные плиты покрытий производственных зданий, на лестничные марши и ступени, на перемычки и др.

Важным звеном в общей системе мероприятия по унификации строительных конструкций является унификация планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений. Некоторые общеобязательные для проектных организаций правила и нормативы в этой области говорят о том, что:

-здания должны иметь в плане простую форму. Конструктивные схемы одноэтажных зданий следует решать, как правило, в виде рам, состоящих из защемленных внизу колонн и шарнирно связанных с ними ригелей, ферм или балок. Каркасы многоэтажных зданий решаются в виде рамно-связевых систем

спередачей ветровых и других горизонтальных нагрузок на связи или пилоны (например, лестничные клетки);

-в одноэтажных зданиях величина пролетов в осях до 18 м должна быть кратной 3 м, более 18 м — кратной 6 м. Шаг колонн в продольном направлении должен быть кратным 6 м. В многоэтажных зданиях величина пролетов в осях равна 6 м. Общую ширину здания рекомендуется принимать 18, 24, 36 м;

-высота помещений в одноэтажных зданиях без мостовых кранов и с кранами при отметке подкранового рельса до 8 м устанавливается кратной 1 м, при отметке рельса более 8м — кратной 2 м;

-в пределах одного здания высоту помещений следует принимать одного или двух размеров, не считая подвала, а в целом при решении объемнопланировочных задач необходимо ориентироваться на минимальное число размеров пролетов и высот помещений.

Завершающим этапом в процессе унификации проектных решений является создание типовых проектов зданий и сооружений производственного, жилищного и культурно-бытового назначения.

28

В типовых проектах предусматриваются унифицированные объемнопланировочные схемы и наиболее прогрессивные технические решения, обеспечивающие достижение высоких технико-экономических показателей при строительстве и эксплуатации объектов. Типизация проектов шахтной поверхности имеет свои особенности. В блоках зданий шахтных стволов и обогатительных фабрик объединяются целые комплексы производственных помещений (технологических секций), набор которых для различных шахт, как правило, остается неизменным. В то же время планировочные параметры секций меняются в зависимости от применяемого на шахте технологического оборудования (типа подъемной машины, числа и типов котлов, компрессоров и т. д.). Поэтому единые типовые планы зданий не установлены. Основой типизации проекта в данном случае является создание типовых габаритных схем отдельных технологических секций.

При расчете размеров зданий из унифицированных строительных элементов, следует руководствоваться положениями [1, 2, 3], учитывающими градацию (разность между смежными размерами ряда установленных величин) и установленные модули ряда смежных величин.

Пример №1.

Определить минимальную высоту здания насосной станции, если известно, что высота принятого оборудования составляет 2,2 м, а величина зазора до наиболее выступающих частей верхнего перекрытия не должна быть меньше 1,8 м.

Решение.

Проанализируем принятый Единой модульной системой числовой ряд этажей, унифицированный для сборных железобетонных элементов. Он составляет: 3,6 м; 4,2 м; 4,8 м; 5,4

м; 6,0 м; 7,2 м и т.д.

Учитывая, что здание насосной станции одноэтажное, определим предельный высотный параметр, зависящий от габарита оборудования и регламентированного зазора δ

Н = Ноб + δ = 2,2 + 1,8 = 4,0 м.

Принимаем ближайший размер ряда – 4,2 м. Таким образом, окончательно, высоту здания насосной станции до верхнего перекрытия принимаем равной – 4,2 м.

2.3.Элементы конструкций промышленных

игражданских зданий

Все здания состоят из ограниченного количества взаимосвязанных частей, которые в совокупности составляют определенную архитектурноконструктивную схему здания. Все эти элементы подразделяются на несущие и ограждающие.

Несущие конструкции воспринимают все нагрузки, возникающие в здании от веса конструкций и действующих внешних сил (например, давление ветра), и передают эти нагрузки на основание.

Ограждающие конструкции защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий, отделяют их друг от друга и обеспечивают в помещении необходимый температурно-влажностный режим и звукоизоляцию. Некоторые конструкции в здании могут выполнять несущие и ограждающие функции од-

29

новременно (например, стены).

К основным архитектурно-конструктивным элементам или частям зданий относятся: фундаменты, стены, отдельные опоры (столбы или колонны), перегородки, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери.

Фундаменты — подземные несущие конструкции зданий, которые воспринимают нагрузки от здания и передают их на основание. Основаниями зданий служат грунты, залегающие под подошвой (нижней плоскостью) фундамента.

Стены — наружные вертикальные ограждения здания (внешние стены) или плоские вертикальные элементы, разделяющие здание по длине и ширине на отдельные части (внутренние стены).

Отдельные опоры (столбы или колонны) служат для поддержания горизонтальных элементов здания и передачи нагрузок от этих элементов через фундаменты на основание.

Перегородки — легкие стены, служащие для деления внутреннего пространства здания в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытие и несут только собственный вес.

Перекрытия — горизонтальные конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи. Они несут нагрузку от собственного веса, веса людей, оборудования и др.

Покрытие — верхнее ограждение здания. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с несущими конструкциями и чердачным перекрытием образует покрытие зданий. Промышленные здания часто строят без чердака.

Лестницы служат для сообщения между этажами, располагают их, как правило, в специальных огражденных стенами помещениях, которые называются лестничными клетками.

Для окон и дверей при сооружении здания оставляются оконные и дверные проемы.

Кроме перечисленных основных элементов в здании могут быть и второстепенные: балконы, входные площадки, лоджии (балконы, размещенные в габаритах здания), приямки у окон, расположенных ниже уровня земли и т. д.

Конструктивная схема здания определяется в соответствии с его назначением, действующими нагрузками, требованиями архитектурной выразительности и местными условиями (климат, геологическое строение участка). От правильного выбора конструктивной схемы зависит прочность и устойчивость здания, его эксплуатационные качества и технико-экономическая характеристика. Различают следующие основные конструктивные схемы зданий: бескаркасные, или здания с несущими стенами, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами являются стены. Здания с неполным каркасом вместо внутренних стен, на которые опираются конструкции покрытий, имеют сетку отдельных опор в виде столбов или колонн. На опоры в продольном и поперечном направлении укладывают