Технические характеристики.

Климатические условия района строительства:

-ветровое давление – 23кгс/м²

-вес снегового покрова – 70 кгс/м²

-расчётная температура наружного воздуха – минус 25°С

-степень агрессивного воздействия атмосферы на металлоконструкции (СниП 2.03.11-85) – слабоагрессивая

-грунты основания – естественные, непросадочные.

Условия эксплуатации здания:

-здание отапливаемое

-расчётная внутренняя температура воздуха – плюс 16 °С

-относительная влажность воздуха в помещениях – не более 60%

-степень агрессивного воздействия среды в помещениях на металлоконструкции – неагрессивная (СниП 2.03.11-85).

Архитектурно строительная часть.

Объёмно-планировочные решения:

-здание отдельно стоящее

-размеры здания в плане – 100*120 метров

-высота от конька до низа арок – 19.35 метра

-расширение здания не предусматривается

-за отметку ±0.000 принята отметка пола первого этажа.

Конструктивные решения:

-несущие элементы каркаса – решётчатые двух шарнирные арки пролётом 100 метров с шагом 12 метров. Фундаменты од арки объединяются затяжками длиной 100 метров

-кровля – кровельный ковёр типа «Си-пласт» по утеплителю «Paroc» из двух слоёв и стального профнастила. Водоотвод – наружный неорганизованный

-торцевые стены толщиной 400 миллиметров самонесущие из газосиликатных блоков.

Нагрузки на покрытие.

Постоянные нагрузки:

-профнастил

-пароизоляция 5 кгс/ м²

-минераловатная плита типа «Paroc» от 110 до 230 кгс/ м²

-два слоя кровельного ковра «Си-пласт» - 20 кгс/ м²

-собственный вес металлоконструкций (прогоны, фермы, связи)

-огнезащита металлоконструкций – 5 кгс/ м².

Временные нагрузки:

-нагрузка от промпроводок – 30 кгс/ м².

Нагрузки на каркас трибун для зрителей.

Постоянные нагрузки:

-пол 100мм – 2500 кг/ м³

-собственные вес металлоконструкций

-огнезащита балок штукатуркой 30 мм -1800 кг/ м³ по внешнему периметру балок

-подвесной потолок – 30 кгс/ м².

Временные нагрузки:

-полезная равномерно распределённая нагрузка – 400 кгс/ м².

Нагрузки на колонны и стойки фахверка:

-наружная стеновая нагрузка – 30 кгс на м² стены.

Требования к расчёту арок.

При расчёте арок учли возможное горизонтальное перемещение фундаментов на 30 миллиметров в каждую сторону.

Класс надёжности здания – первый (коэффициент надёжности по назначению γ_n=1,1).

Тема №2: Одноэтажное производственное здание со стальным каркасом. Технология изготовления строительных металлоконструкций

Объект: Завод опытных металлоконструкций

Опытный завод металлических конструкций является одним из двух самых крупнейших заводов страны и применяется для изготовления различных сложных конструкций. Изготовление сложной конструкции начинается с разработки общекомпановочных чертежей, которые поставляют проектный институт и "Белпроектстальконструкция". Эти чертежи обозначаются буквами КМ - конструкции металлические. Итак, в чертежах КМ должны находиться :

• пояснительная записка;

• общие компановочные чертежи( расположение конструкции, узлы сопряжения);

• результат статического и динамического расчетов;

• полная спецификация металла.

По этим чертежам на заводе изготавливают конструкции.

Существуют чертежи вида КМД - конструкции металлические деталировочные. В них входят чертежи абсолютно всех деталей, составляющих конструкцию.

Чертежи КМ

Чертежи КМД

Склад металла

Цех обработки металла

Сборочный цех

Цех сварки

Малярно-погрузочный цех

МОНТАЖ

З М К

Схема

выполнения работ на

заводе металлических конструкций

Описание технологического процесса.

Изготовление стальных конструкций складывается из ряда операций, для выполнения которых организованы цехи основного производства. К ним относятся склад металла, цех обработки деталей, сборочно-сварочные цехи, малярный и погрузочный цех со складом готовой продукции.

Склад металла. Сюда металл поступает с металлургических заводов России, Польши, Украины, Германии, Австрии. Виды проката - листовой прокат, фасонный прокат (двутавры, тавры, швеллеры, уголки), круглый прокат.

В цехе обработки выполняются операции по изготовлению деталей из металлопроката (материал, размеры и форма которого напоминают размеры и формы желаемой детали), который поступает из цеха подготовки. Изготовление деталей в настоящее время в основном осуществляют без разметки и наметки. При необходимости разметки или наметки вначале на поверхность металла наносят контуры деталей, центры отверстий, линии перегибов, а также знаки и надписи. Резку металла на детали производят по линиям, нанесенным на металл. Резку производят на ножницах, пилах или кислородом на автоматах или полуавтоматах.

Образование отверстий в деталях производят на прессах или сверлильных станках. Для некоторых деталей доменных печей, газгольдеров, резервуаров, труб, трубопроводов, силосов и бункеров производят изгибку в холодном или реже в горячем состоянии. В отдельных деталях строгают кромки и фрезеруют торцы.

Цех обработки имеет в своем составе разметочную мастерскую. Технологические операции по обработке деталей группируют по профилям проката: листа, уголка, швеллера и балки, которые обрабатываются в параллельных технологических потоках.

Каждый технологический поток оснащен необходимым оборудованием и приспособлениями для подачи, профилей проката, уборки и транспортирования обрабатываемых деталей.

Для обработки деталей в листовом пролете устанавливают гильотинные ножницы, пресс-ножницы, газорезательные машины, листогибочные вальцы, дыропробивные и кромкогибочные прессы, радиально-сверлильные, торцефрезерные, кромкострогальные станки, листоправильные вальцы.

В пролетах обработки уголка, швеллера и балки устанавливают ножницы для резки, зубчатые и дисковые пилы, дыропробивные и сверлильные станки, торцефрезерные станки и др.

Кроме этого, многие цехи обработки имеют технологические линии и автоматизированные установки для выполнения нескольких операций.

Эти линии и установки имеют комплекс основного и вспомогательного оборудования, выполняющего основные операции без предварительной разметки.

Поточная линия крупных листовых деталей выполняет правку листовой стали, стыковку и сварку листовой стали, прямолинейную и криволинейную газовою резку, правку листовых деталей и сверловку отверстий.

В сборочно-сварочных цехах производят сборку конструкций из отдельных деталей, которые поступают со склада полуфабрикатов. Процесс сборки конструкций состоит из размещения деталей в соответствии с чертежом и соединения их между собой короткими сварными швами (прихватками). Собранные конструкции подвергаются автоматической сварке под слоем флюса и полуавтоматической сварке в среде углекислого газа. В отдельных случаях применяют контактную, точечную и стыковую сварку.

Некоторые виды крупногабаритных и сложных конструкций требуют ряда дополнительных работ для обеспечения высокого качества монтажных соединений (фрезерование торцов конструкций, сверление отверстий для монтажных соединений по кондукторам или по разметке, общую и контрольную сборку). Общая сборка производится для обеспечения проектных размеров конструкции.

Малярный цех. Здесь готовые детали окрашиваются при помощи краскопультов, проходят сушку, и готовая продукция поступает в погрузочный цех.

Типовое решение каркаса: колонны каркаса из двутавров сплошного сечения и постоянного по высоте. Сопряжение колонн с фундаментом жёсткое, с ригелем - шарнирное. Роль ригеля выполняет сплошная балка. Вместе с колоннами балки образуют поперечную раму. Поперечные рамы обеспечивают её жёсткость и восприятие всех нагрузок, Постоянных и временных. Постоянные нагрузки – это масса постоянных частей здания (колонны, балки, кровля и т. д.). Временные нагрузки – атмосферные (снег, ветер). Полезная нагрузка создаётся подъёмно-транспортным оборудованием. Кроме подвесного транспорта есть ещё и напольный транспорт.

Поперечная жесткость обеспечена рамами, продольная – системой связей и распорок (по колоннам приблизительно по середине высоты идут продольные элементы – распорки; они уменьшают расчётную длину из плоскости рамы).

Колонны обмазаны специальным составом. Это сделано для того, чтобы повысить степень автоматического пожаротушения.

В продольном направлении идут линейные элементы, которые лежат на верхнем поясе, называемые прогонами. По прогонам с волнами поперёк лежит оцинкованный стальной профилированный настил. В покрытии сделан проём – там установлен зенитный фонарь для естественного освещения здания. Пролет здания – 18 метров. Уклон создан за счет толщины слоя утеплителя.

5

3

4

6

2

7

1

8

Поперечный разрез малярного цеха

1. Колонна постоянного двутаврового сечения, сплошная.

2. Балка поперечная двутаврового сечения.

3. Прогоны покрытия.

4. Стальной оцинкованный профилированный настил.

5. Зенитный фонарь.

6. Подкрановый путь.

7. Подвесная кран-балка.

8. Тележка напольного транспорта.

Погрузочный цех. Система связей точно такая же : продольные связи по нижним поясам, поперечные связи по нижним поясам. Кроме строительных конструкций (подкрановая балка, стойки фахверка, площадки) завод выпускает по договорам с минскими заводами рамы для колёсных тягачей, которые транспортируют ракеты среднего радиуса действия.

Нижняя часть колонн (сквозная) имеет 2 ветви: наружную и внутреннюю. На внутреннюю ветвь опирается продольный элемент – подкрановая балка. По подкрановым балкам передвигаются 2 мостовых крана грузоподъёмностью 10 тонн.

Раму образуют основные колонны и стропильные фермы, в отличие от того пролёта, где ригелем была балка. Балками являются стропильные фермы. Функция та же: восприятие вертикальных нагрузок и работа в составе рамы. Фермы рациональнее балок по расходу металла.

Пролёт 30 метров, шаг колонн – 6 метров, длина сооружения – 60 метров.

В состав рам входят стойки и стропильная ферма, они образуют плоскую раму. Сопряжение с фундаментом колонны, а также ригеля и колонны – жёсткое.

Продольная жёсткость обеспечена системой связей по колоннам, системой продольных элементов (распорок) по уровню колонн, балками подкрановыми и системой связей по покрытию. В торце система фахверка. Стойки фахверка – вертикальные элементы – служат для навески стеновых панелей и восприятия ветровых нагрузок.

1а. Нижняя часть колонны, сквозная.

1б. Верхняя часть колонны, сплошная.

2. Стропильная ферма (элементы составлены из парных уголков).

2. Кровельные прогоны.

3. Стальной профилированный настил.

4. Зенитный фонарь.

5. Подкрановые балки.

6. Крановые рельсы.

7. Мостовой кран.

Вспомогательные элементы – лестница для подъёма крановщика.

Тема №3: Большепролётное здание с несущими деревянными конструкциями

Объект: Олимпийский спорткомплекс

В настоящее время наиболее распространёнными несущими конструкциями деревянных покрытий зданий различного назначения являются деревянные арки. Они применяются в покрытиях производственных, промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролёт 12-80 м.

По статистическим схемам деревянные арки разделяются на трёхшарнирные и двухшарнирные,

По особенностям опирания на опоры арки делятся на две основные группы: без затяжек, с затяжками.

По форме осей: сегментные, треугольные, стрельчатые.

Двухшарнирная арка Трёхшарнирная арка

Олимпийский спортивный комплекс представляет собой арочную конструкцию. Пролет арки 48 метров. Шаг между арками равен 6 метрам. Длина сооружения 126 метров. Пролет представляет собой трехшарнирную клеедощатую арку кругового очертания без затяжки с сечением 20х120см. Высота арки (от центра фундамента до конька) не меньше, чем 1/6 пролета. Высота же фундамента составляет 6 метров. Клеедощатые прогоны расположены в уровне верхних кромок арок. Арки несут на себе всю нагрузку от здания.

Малые прогоны образуют вместе с арками сплошной четырехугольник, а косой настил является диагональю, образуя треугольник, который в свою очередь является основной фигурой жесткости.

На крыше лежит пароизоляционный материал (обычно рубероид или пленка, а в данной конструкции – минераловатные плиты), для того, чтобы теплый воздух не просачивался в деревянные конструкции, тем самым, предотвращая гниение дерева. Потом на пароизоляцию укладывают бруски (для вентиляции утеплителя), а затем на этот настил кладут двухслойную кровлю (первый слой крепится гвоздями, а второй - наплавляется).