Планировочная организация земельного участка

ВВЕДЕНИЕ



	Стратегической целью проекта является организация транспортно-логистической связки между Дальним Востоком, где добывается более 70% водных биоресурсов, и центральными регионами России, где проживает большая часть населения страны. Этот проект позволит переориентировать дальневосточных рыбаков на внутренний рынок, что будет способствовать реализации государственной стратегии продовольственной безопасности. Доля отечественной рыбы на прилавках российских магазинов выросла до 83% на фоне реализации программы импортозамещения в рыбной отрасли. Строительство современной инфраструктуры для приемки и распределения рыбной продукции, а также новых рыбоперерабатывающих мощностей в ОЭЗ «Алабуга» выбрано с учетом ее выгодного географического положения и благоприятного инвестиционного климата в регионе.









































1. Архитектурно-планировочный

раздел





1.1 Планировочная организация земельного участка



Проектируемый логистический центр располагается на территории особой экономической зоны «Алабуга» на территории Елабужского района Татарстана. В 500 м от ОЭЗ «Алабуга» находится автомагистраль федерального значения М7 «Москва — Казань — Уфа». На территории экономической зоны имеется железнодорожная ветка, протяженностью свыше 12 км, а также железнодорожный терминал. Ближайшая грузовая железнодорожная станция «Тихоново» расположена в 18 км от ОЭЗ «Алабуга».

	Рельеф поверхности площадки ровный. Абсолютные отметки поверхности площадки строительства изменяются от 158,2 до 168,5 м. Проектируемое здание привязывается по горизонтали к существующим зданиям, по вертикали к уровню моря.

Территория предприятия ограждается, предусмотрены 2 въезда разделенные КПП.

	Территория по своему функциональному использованию делиться на следующие зоны:

- предзаводскую,

- производственную.

В предзаводской зоне размещаются контрольно-пропускной пункт, площадка для стоянки личного легкового автотранспорта на 34 места и две площадки для стоянки грузового транспорта на 10 и 8 мест.

В производственной зоне – здание логистического центра.

Для сбора мусора запроектированы металлические контейнеры с крышками на асфальтированной площадке. Металлические контейнеры удалены от производственных и складских помещений на расстояние 30 м.

Организуется озеленение примыкающей территории. Основными элементами озеленения являются, кустарники вдоль тротуаров, а так же предусматривается организация газонов и клумб.

Технико-экономические показатели схемы планировочной организации земельного участка приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

№

п/п

Наименование

Единица измерения

Количество

1

Площадь участка

м2

39272

2

Площадь застройки

м2

12000

3

Площадь дорог, тротуаров, площадок

м2

16329

4

Площадь озеленения

м2

10943

5

Плотность озеленения

%

27,8

6

Плотность застройки

%

30,55





1.2. Объёмно-планировочное решение



Объемно-планировочное решение любого промышленного здания зависит от характера технологического процесса, располагаемого внутри здания. 

Технологический процесс предопределяется производственно-технологической схемой, в которой установлена определенная последовательность операций по выработке продукции, намечено технологическое оборудование и характер его расстановки, внутренний температурно-влажностный режим. 

Доставка сырья и материалов в производственный цех со склада производится пневмотранспортом, фронтальным вилочным погрузчиком.

 Здание логистического центра запроектировано в двух основных зон, разделенных между собой осадочными швами.:

Цех по переработке рыбы в осях А-Е/1-6 – одноэтажное двухпролетное здание, длина – 60 м, ширина – 60 м с пролетами 30м и высотой здания 13,42 м. Шаг колонн по крайним и средним рядам принят 12 м.

Холодный склад в осях Б-Ж/7-15 – одноэтажное трехпролетное здание с пролетами 18м и высотой здания 13,42 и 9,3 м. В пониженной части здания располагается - холодный док, в осях Б-Г/7-15. Шаг колонн по крайним и средним рядам принят 6 м. Стропильные фермы, пролетом 18м – с параллельными поясами.

	При принятии объемно-планировочных решений были учтены следующие требования:

- оптимальное размещение проектируемого здания на отведенной территории;

- обеспечение технологического процесса;

- обеспечение удобств для рабочего персонала.

Основные производственные помещения: помещение загрузки и отгрузки товара, цех по переработке рыбы, холодный склад, морозильная камера,  склад химии и помещение хранения пустой тары.

Ниже приведена схема здания с указанием расположения технологических отделов здания:





	Рис. 1.1 Схема расположения технологических отделов в здании.



 

1.3. Конструктивное решение



1.3.1 Конструктивная схема здания



Логистический центр запроектирован с жесткими поперечными рамами, состоящими из металлических колонн и стропильных несущих конструкций. Заделка колонн в фундамент жесткая, а сопряжение стропильных конструкций и колонн шарнирное. Жесткость сооружения обеспечивается горизонтальным диском покрытия и жесткостью поперечной рамы. Шаг колонн 6 м, шаг стропильных конструкций 4 м.

Схема расположения колонн изображена на рисунке 1.2.





Рис. 1.2 - Схема расположения колонн



				1.3.2 	Фундаменты

		

Глубина заложения фундаментов назначена в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки, сезонного промерзания и пучиностости грунтов, конструктивных и эксплуатационных особенностей здания, величины и характера нагрузки на основание. Сваи приняты железобетонные, забивные, по типовой серии 1.011.1-10, выпуск 1. В каркасной части здания фундаменты под колонны приняты на свайном основании, столбчатыми сборно-монолитными, состоящими из сборных железобетонных фундаментных стаканов, жестко заделанных в монолитную плитную часть ростверков. Сборные железобетонные фундаментные стаканы изготавливаются из бетона класса В35 и армируются отдельными стержнями класса А-III. Все фундаментные конструкции, соприкасающиеся с грунтом, подлежат покрытию битумной мастикой за 2 раза. За относительную отметку 0,000 принята отметка чистого пола.



Рис. 1.3 - Схема расположения фундаментов

1.3.3 Колонны



В каркасной части здании применены металлические колонны, сечение двутавр. Это классический тип колонны. Двутавр хорошо работает на сжатие, а также на восприятие момента в плоскости рамы. Устойчивость колонны из плоскости рамы обеспечивается за счет системы связей.  Шаг колонн по крайним рядам 6 м, по средним рядам принят 12 м.  

Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси. Все колонны имеют постоянное сечение.

К колоннам крепиться стеновое ограждения из сэндвич-панелей с шагом 6м.  



Таблица 1.2 Спецификация колонн

Марка, поз.

Наименование

Кол.

Масса ед., кг

Примечание

КЦП-1

Колонна КЦП-1

39

625



КЦП-2

Колонна КЦП-2

6

765,51



КХС-1

Колонна КХС-1

17

710,8



КХС-2

Колонна КХС-2

9

767,11



КХС-3

Колонна КХС-3

15

1058,96



КХС-4

Колонна КХС-4

17

491,77





1.3.4 Стропильные конструкции



В качестве стропильных конструкций применяются стропильные фермы с параллельными поясами из гнутосварных труб. Стропильные фермы устанавливаются на подстропильные балки пролетом 6м. Конструктивные решения стропильных ферм и подстропильных балок, система связей и соответствующие узлы приняты по аналогии ферм типа «Молодечно». 

Фермы запроектированны в соответствии с требованиями ГОСТ 23118-78, СНиП III-18-75 и настоящего стандарта по рабочим чертежам предприятия-изготовителя, утвержденным в установленном порядке по серии 1.460.3-14.

Фермы применяют в беспрогонном покрытии с профилированным настилом высотой 114 мм по ГОСТ 24045-86 при шаге 4 м.

Покрытие цеха по переработке рыбы в осях А-Д/1-6 и холодного склада в осях Б-Е/7-15 состоит из стропильных ферм, установленных с шагом 4,0м на подстропильные фермы. Подстропильные балки опираются на колонны. Непосредственно по верхним поясам стропильных ферм, балок укладывается и закрепляется профилированный настил, по которому укладывается кровельный ковер.

Опирание стропильных конструкций – шарнирное.

За основу неизменяемости покрытия в горизонтальной плоскости принят сплошной диск, образованный системой горизонтальных связей. Связи крепятся к прогонам и воспринимают горизонтальные усилия, передаваемые на покрытие.

Нижние пояса стропильных ферм развязаны из плоскости вертикальными связями и распорками, которые передают все усилия с нижнего пояса на верхний диск покрытия.

Покрытия здания выполняется из стального профилированного настила Н114-750-0.8 по ГОСТ 24045-94. Настил рассчитан по неразрезной трехпролетной схеме с расстоянием между опорами 4м. Соединение торцов настила осуществляется на стропильных фермах и балках.

Стропильные фермы запроектированы с параллельными поясами и равномерной треугольной решеткой с нисходящими раскосами. Соединение элементов решетки с поясами ферм бесфасоночное.



1.3.5 Наружные стены



Цокольная часть производственного цеха и холодного склада из монолитного ленточного железобетонного фундамента толщиной 300 мм с утеплением из пенополистирола.  В качестве наружных ограждающих конструкций применяются из металлических сэндвич-панелей с негорючим минераловатным утеплением. Цех по переработке рыбы – сэндвич-панель с минерально-ватным утеплителем толщиной 150мм. Внутренняя стена холодного склада – сэндвич-панель толщиной 100 мм. Крепление стен к колоннам осуществляется на дюбелях. Вертикальные стыковые швы заполняют минеральной ватой и закрывается металлическими холодногнутыми профилями.



1.3.6 Ворота, двери и окна



Двое ворот размещены в каркасной части здания в осях 7 – 8 для сквозного проезда вилочных погрузчиков. Ворота в разгрузочно-погрузочных доках подъемные размером 3000х3200 мм.

В соответствии с размерами стеновых панелей приняты оконные панели с двойным остеклением. Окна в производственном цехе по оси А размещаются в один ярус на отметке 7,75 м от уровня чистого пола и имеют высоту 1,2 м. Для проветривания применяются полностью открывающиеся окна.



1.3.7 Кровля



Кровля выполняется укладкой на металлические фермы, стального профилированного настила с последующим утеплением жесткими минераловатными плитами. Водосток внутренний. Уклон кровли в цехе по переработке рыбы и холодного склада образован геометрией сегментной фермы.



Рисунок 1.4  Конструкция покрытия



1.3.8 Полы

В соответствии с назначением производственных участков в морозильной камере и холодном складе применено упрочняющее покрытие класса А нескользящее, устойчивое к низким температурам, а в цехе по переработке покрытие на основе корунда.

    Таблица 1.3 Экспликация полов

Номер   помещения

Тип пола

Схема пола или тип пола по серии

Данные элементов пола

Площадь м2

1201

1



- упрочняющее покрытие класса А на основе корунда (цвет светло-серый, RAL 7035) I класс по износостойкости;

- плита пола.

5330,28

1108

2



- упрочняющее покрытие класса А нескользящее, устойчивое к низким температурам                     - 6 мм;

- монолитная ж/б плита - 250 мм;

- пэ пленка 200 мкн;

- утеплитель экструдированный  

  пено-полистирол "пеноплекс 45"- 200 мм;

- гликолевые трубки в песке      - 100 мм;

- бетонное основание с армированием:

  бетон В7.5, арматурная сетка Вр-4 - 100 мм



4225,36

1104

3



- упрочняющее покрытие класса А нескользящее, устойчивое к низким температурам                      - 6 мм;

- монолитная ж/б плита - 250 мм;

- пэ пленка 200 мкн;

- утеплитель экструдированный  

  пено-полистирол "пеноплекс 45"- 100 мм;

- бетонное основание с армированием:

  бетон В7.5, арматурная сетка Вр-4 - 100 мм.

454,85





1.4. Теплотехнический расчет стенового ограждения



Цех по переработке рыбы: Требуемое сопротивление теплопередаче стеновых ограждающих конструкций (сэндвич-панели) отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле:

	

где n = 1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3 СП 50.13330.2012;

tв = 20С – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений; 

tн = -32С – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СП 131.13330.2012;

tн = 6,78 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5 СП 50.13330.2012 в зависимости от температуры точки росы tр = 13,22 С (принимаемой по приложению 1 Пособия к СНиП II-3-79) и tв = 20С;

в = 8,7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4 СП 50.13330.2012.

Сопротивление теплопередаче Ro, м2С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле

,

где Rк – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2С/Вт, определяемое однородной (однослойной) по формуле 

Rк = R1 + R2 + ... + Rn,

где R1, R2, ..., Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2 С/Вт, определяемые по формуле



где  - толщина слоя, м; 

 - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м С), 

н =  23 Вт/(м С) - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции.



Сэндвич-панель состоит их трёх слоёв: 

стальной лист С18-1000-0.7 по ГОСТ 24045-94 толщиной = 0,7 мм и с коэффициентом теплопроводности = 58 Вт/(м С)

утепляющий слой пенополиуретан с коэффициентом теплопроводности = 0,041 Вт/(м С)

стальной лист С18-1000-0.7 по ГОСТ 24045-94 толщиной = 0,7 мм и с коэффициентом теплопроводности = 58 Вт/(м С)



 м = 29 мм

Принимаем пенополиуретановый утеплитель толщиной 150 мм в соответствии с конструкцией оконных переплетов и обеспечения жесткости «сэндвич»панелей.



1.5 Системы водопровода, канализации, отопления, вентиляции, газоснабжения, электроснабжения и средств пожаротушения

1.5.1 Водоснабжение



Водоснабжение предусматривается от существующего водопровода.

Проектом предусмотрено водоснабжение логистического центра для удовлетворения следующих потребностей в воде:

- хозяйственно-питьевых;

- производственных;

- противопожарных.

Расход воды на внутренне пожаротушение составляет 91,71 л/сек. Минимальный свободный напор на вводе водопровода составляет: на хозяйственно-питьевые и производственные нужды – 25 м; при пожаре – 34 м.

Для нужд холодоснабжения предусмотрена система оборотного водоснабжения для охлаждения компрессоров. Для подачи охлажденной воды на компрессоры в системе установлены 2 насоса, производительностью 45 м3/ч и напором 30 м. Расход воды в системе оборотного водоснабжения составляет 187,5 м3/сут.



1.5.2 Канализация



Предусмотрены бытовая, производственная и дождевая системы канализации.

Расходы сточных вод: бытовых - 1,88 м3/сут, производственных - 63,28 м3/сут, дождевых - 8,2 м3/сут.

Отвод сточных вод предусматривается в существующие наружные сети. Внутренние сети канализации прокладываются из пластиковых труб диаметром 50 – 150 мм.



1.5.3 Отопление



Теплоноситель для систем отопления, теплоснабжения калориферов – перегретая вода с параметрами 130-70 0С. Теплоноситель для технологического оборудования – пар под давлением Р = 0,8 МПа и Р = 0,4 МПа.

Система отопления двухтрубная, с нижней разводкой.

Удаление воздуха из системы производится через воздушные краны, установленные в верхних пробках нагревательных приборов. Трубопроводы проложенные в подпольных каналах теплоизолируются.



1.5.4 Вентиляция



Система вентиляции цеха и вспомогательных помещений – приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением. Удаление воздуха из верхней зоны производится крышными вентиляторами.

В остальных помещениях приточной воздух подается в верхнюю зону помещений. Удаление воздуха из верхней зоны помещений производится местными отсосами от оборудования.







1.3.5 Электроснабжение



Электроснабжение здания предусматривается по двум кабельным вводам от существующих наружных сетей напряжением 380/220 В.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники цеха относятся к потребителям второй категории.



1.5.6 Противопожарные мероприятия



Для обеспечения пожарной безопасности в проекте предусмотрены следующие мероприятия:

- автоматическая пожарная сигнализация;

- предусматривается автоматическое отключение вентсистемы при возникновении пожара в помещениях;

- система оповещения для людей и управление эвакуацией, с подачей звуковых сигналов об эвакуации;

- установка световых оповещателей путей эвакуации «Выход»;

- обеспечение помещений водой для пожаротушения от пожарных кранов;

- наружное пожаротушение с подачей воды от гидрантов;

- противодымная защита помещений и путей эвакуации;

- защита от статического электричества;

- молниезащита здания в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» Р 34.21.122-87.

Конструктивные и объемно-планировочные решения, применяемые отделочные материалы, обеспечивают предотвращение распространения пожара.

При эксплуатации здания все помещения должны быть обеспечены огнетушителями и другими первичными средствами пожаротушения.



1.6 Охрана окружающей среды



Возможные негативные воздействия на окружающую среду при реализации проекта незначительны, так как при полном соблюдении технологии производства работ, при применении экологически чистых строительных материалов и проведению природоохранных мероприятий направленных на восстановление природной среды, а также при правильной эксплуатации здания какое-либо негативное воздействие сводится к минимуму.

Для уменьшения объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу применяются в основном механизмы с электроприводом (монтажные краны, компрессор и др.), как наиболее экологически чистые.

Предусмотрены следующие мероприятия, направленные на предотвращение переноса загрязнения со стройплощадки на сопредельные территории:

- производство работ строго в зоне, отведенной стройгенпланом;

- установка на стройплощадке биотуалетов, обслуживаемых специализированной фирмой;

- перед выездом со стройплощадки устраивается пункт мойки колес автотранспорта для очистки колес и внешних сторон кузова. После мойки колес загрязненная вода попадает в бак-накопитель и по мере накопления вывозится илососной машиной за пределы стройплощадки;

- регулярный вывоз строительного мусора;

- после окончания строительства все временные сооружения разбираются и вывозятся.

Для уменьшения загрязнения подземных вод предусматривается минимальное по времени нахождение на территории строительной площадки открытых котлованов и централизованное удаление и утилизация всех видов отходов.

Предусмотрена рекультивация земель. При проведении вертикальной планировки проектные отметки территории назначаются исходя из условий максимального сохранения естественного рельефа, почвенного покрова. Строительным генеральным планом разработаны границы строительной площадки, которые должны неукоснительно соблюдаться для предотвращения порчи почвы на прилегающих территориях. Природный слой почвы до начала основных земляных работ должен быть снят. По данным материалов инженерных изысканий плодородный слой залегает на площадке слоем и срезается на глубину 0,3 м бульдозером, затем перемещается на временное хранение в валки, на свободную территорию. При снятии, складировании и хранении природного слоя почвы должны приниматься меры, исключающие ухудшение его качеств, а также предотвращающие размыв и продувание складированного плодородного слоя почвы путем закрепления поверхности отвала. Часть растительного грунта используется для дальнейшего озеленения площадки, излишний грунт вывозится. Подлежащая восстановлению почва используется в дальнейшем путем планировки с последующей укладкой растительного грунта, разравниванием его и посевом трав.























































































2. Расчетно-конструктивный

раздел



2.1 Конструктивное решение

Логистический центр запроектирован как одноэтажное промышленное здание с жесткими поперечными рамами состоящими из металлических колонн и стропильных несущих конструкций. В поперечном направлении колонны установлены в пролетах на расстоянии 18 и 30 метров, а в продольном - шаг колонн на расстоянии 6 метров.

Поперечную жёсткость обеспечивают поперечные рамы, состоящие из жёстко защемлённых в фундаментах колонн и шарнирно опёртых на них стропильный конструкций. 

Стропильные конструкции предохранены от опрокидывания болтовым соединением их опорных закладных деталей к закладным деталям колонн.

Из-за сложности здания в плане в данной работе будем рассматривается расчет только одной рамы повторяющейся в осях  В – Е/1 – 6 (далее расчетная рама).

Компоновка каркаса выполнена с учетом технологических и архитектурных требований, условий эксплуатации здания, климатических условий, типов материала ограждающих и несущих конструкций.

Схема расположения колонн и стропильных конструкций изображена на рисунке 2.1.







Рис. 2.1  Схема расположения колонн и стропильных конструкций


2.2. Расчет фермы типа «Молодечно»

2.2.1 Сбор нагрузок на ферму







Рис. 2.2  Геометрическая схема фермы



Таблица 2.1 «Постоянные нагрузки от конструкций покрытия»

Нагрузка

Нормативная нагрузка gнi, кН/м2

Коэфф. надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка gр, кН/м2

Кровельный ковер «Sikaplan», t=1.5 мм

0,05

1,2

0,06

Минераловатная плита Rockwool «РУФ БАТТС Н», t=140мм, ?=100 кг/м3

0,154

1,2

0,185

Минераловатная плита Rockwool «РУФ БАТТС Н», t=40мм, ?=190 кг/м3

0,072

1,2

0,086

Стальной профилированный настил Н114-750-0.8

0,125

1,05

0,131

Ферма «Молодечно», распорки по покрытию

0,3

1,05

0,32

Итого:

?gнi = 0,701



?gр = 0,782



1) Определим постоянную погонную расчетную нагрузку

,

где	– суммарная расчетная нагрузка (см. табл. 2.1), кН/м2;

– шаг строительных ферм, м;

– коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным для II уровня – 0,95.

 кН/м



2) Определим значение снеговой погонной нагрузки.



,

где 	Sg = 3,2 кПа = 3,2 кН/м2 – расчетное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли для V района;

– коэффициент перехода от веса снежного покрова земли к нагрузке на покрытие.

, при ? ? 25 ?

 кН/м



 2.2.2 Статический расчет фермы



Для расчета и получения усилий в ферме необходимо учесть действие следующих нагрузок:

1) Постоянной расчетной погонной равномерно распределенной нагрузки;

2) Снеговой полной нагрузки.



При этом расчет усилий осуществляется в 2 этапа:

1) производится расчет фермы при допущении во всех узлах шарниров для получения значений только продольных усилий в элементах. Возникающие моменты в поясе не учитываются;

2) поскольку верхний пояс фермы является неразрезной балкой, то именно по такому принципу и производится только его расчет. Для получения моментов для расчета пояса как внецентренно-сжатого элемента.



Значения усилий и моментов (см. табл.2.2., 2.3.) .

Расчет произведен в программе «Лира».



Схема элементов:





Рис. 2.3. – Геометрическая схема с усилиями











Таблица 2.2 Расчетных усилий

Элементы фермы

№ элемента

Продольные силы

Расчетные сочетания

(3) + (4)





От постоянной нагрузки

От снеговой нагрузки



1

2

3

4

5

Нижний пояс

15

86,6

170,62

257,22



16

153,98

283,89

437,87



17

202,1

360,83

562,93



18 (40)

230,52

404,58

635,1



19

240,61

418,34

658,95



20 (41)

230,52

397,86

628,38



21

202,1

347,37

549,47



22

153,98

263,7

417,68



23

86,6

147,91

234,51

Опорные раскосы

Растя-нутые

11

72,59

141,63

214,22





14

72,59

122,99

195,58



Сжа-тые

12

-71,38

-140,2

-211,58





13

-71,38

-122,3

-193,68

Раскосы

24

56,78

94,39

151,17



25

-55,7

-94,39

-150,09



26

40,74

64,11

104,85



33

-39,66

-64,11

-103,77



27

24,7

37,35

62,05



34

-22,84

-35,57

-58,41



28

9,43

12,36

21,79



35

-7,57

-10,58

-18,15



29

-7,39

-16,19

-23,58



36

9,24

17,94

27,18



30

-22,66

-41,2

-63,86



37

24,51

42,96

67,47



31

-39,48

-69,72

-109,2



38

40,56

69,72

110,28



32

-55,52

-96,49

-152,01



39

56,60

96,49

153,09

Стойки

42

-1,24

-2,85

-4,09



43

-1,24

-2,81

-4,05

Таблица 2.3 Расчетные усилия и моменты

Элементы фермы

№ элемента

Постоянная

Снеговая

Сочетания





N, кН

МОПmax,

кНм

МПР,

кНм

N, кН

МОПmax,

кНм

МПР,

кНм

N, кН

(3)+(6)

МОПmax,

кНм

(4)+(7)

МПР,

кНм

(5)+(8)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Верхний пояс

2

-43,86

-3,72

2,73

-86,5

-13,13

11,56

-130,36

-16,85

14,29



3

-120,61

-3,72

1,18

-227,26

-13,13

2,4

-347,87

-16,85

3,58



4

-178,36

-2,99

1,54

-322,36

-5,49

2,86

-500,72

-8,48

4,4



5

-216,87

-2,99

1,45

-383,23

-5,49

2,63

-600,1

-8,48

4,08



6

-236,12

-2,94

1,47

-411,99

-5,37

2,69

-648,11

-8,31

4,16



7

-236,12

-2,94

1,47

-408,63

-5,37

2,68

-644,75

-8,31

4,15



8

-216,87

-2,99

1,45

-373,14

-5,46

2,64

-590,01

-8,45

4,09



9

-178,36

-2,99

1,54

-305,53

-5,46

2,82

-483,89

-8,45

4,36



10

-120,61

-3,72

1,18

-205,8

-6,79

2,15

-326,41

-10,51

3,33



1

-43,86

-3,72

2,73

-74,53

-6,79

4,98

-118,39

-10,51

7,71


2.2.3 Расчет сечения верхнего пояса



Предварительно принимаем сечение     180x140x5 с А=31,0 см2.

Проверку принятого сечения осуществляем из условия устойчивости внецентренно-сжатого сечения на сочетания усилий по двум вариантам.

для элемента 2			(1)	Mmax = 16,85 кНм

					Nmax = -130,4 кН

для элемента 6			(2)	Mmax = 8,3 кНм

					Nmax = 648,2 кН

по формуле

,

где



ly = 9 м = 900 см



необходима установка дополнительных распорок по верхнему поясу; но, поскольку к верхнему поясу крепится профлист, то

ly = 300 см  0,9 = 270 см



Проверка устойчивости верхнего пояса по двум вариантам

для (1)	 кН/см2 < 32,8 кН/см2

для (2)	 кН/см2 < 32,8 кН/см2

Условия выполняются, устойчивость верхнего пояса обеспечена.



Таблица 2.4



Подбор сечений элементов фермы









2.2.4 Расчет опорного узла фермы





Рис. 2.4 Опорный узел фермы



Определяем толщину опорного ребра из условия смятия

,				  

где	Rp = 33,6 кН/см2;

bоп.р = 300 мм = 30 см;

					

см;

Принимаем конструктивно tоп.р = 16 мм.

Расчет катета сварных швов

,			

где	Rwf – расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу шва;

 – коэффициент условия работы шва;

 – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали;

lw – длина шва.

 = 0,45 см = 4,5 мм.

Принимаем катет шва kf = 8 мм.



2.3. Расчет балки подстропильной



P = 157 кН = 15,7 т – нагрузка от стропильной фермы.

1) Определим максимальный изгибающий момент и поперечные силы

					

 кНм

						

 кН

						

 кН



2) Определим требуемый момент сопротивления балки

,					

где	R = 34 кН/см2 – расчетное сопротивление стали (С 345-3).

см3

По сортаменту подбираем профиль с требуемым моментом сопротивления 26 Б1, W = 312 см3, Jx = 4024 см4.

3) Проверяем прочность подобранной балки

,						

где	M – наибольший изгибающий момент.

кН/см2 < R = 34 кН/см2

Условие выполняется, прочность балки обеспечена.



4) Проверяем жесткость балки

,				

где	 – предельный прогиб;

 – нормативный прогиб изгибаемого элемента;

E – модуль упругости, для прокатной стали E = 2,1106 кгс/см2;

J – момент инерции балки.



Условие выполняется, жесткость балки обеспечена.



5) Проверяем прочность балки по касательным напряжениям

,					

где	Qmax – максимальная поперечная сила = QB;

S – статический момент половины сечения балки относительно нейтральной оси;

J – момент инерции балки;

?ст – толщина стенки балки;

Rs – расчетное сопротивление сдвигу,

Rs=0,58Ry

Rs =0,5834=19,72 кН/см2;

Ry – расчетное сопротивление по пределу текучести Ry = 34 кН/см2;

?с – коэффициент условия работы = 1,0.

кН/см2 < 19,72 кН/см2

Условие выполняется, прочность балки по касательным напряжениям обеспечена.









2.4. Расчет колонны сплошного сечения

1) Постоянная нагрузка







Рис. 2.5 Расчетная схема колонны



Нагрузка, передаваемая от фермы на балку, Р = 157 кН = 15,7 т.

Собственный вес балки G = 2,9 кН = 0,29 т.

.				

 = 26,5 т = 265 кН.



2) Ветровая нагрузка.

г. Елабуга, II ветровой район

w0 = 0,3 кН/м2

qi = w0?fkicB ?n, 				

где	w0 – нормативное значение ветрового давления;

?f =1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте,

k=0,54;

с – аэродинамический коэффициент,

с=0,8;

B=6 м – шаг колонн;

?n – коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным для II уровня – 0,95.

q = 0,31,40,540,860,95 = 1,03 кН/м

kср=1,1

qэкв= q kср=1,031,1=1,13 кН/м



Рис. 2.6 Расчетная схема ветровых нагрузок.



3) Определим максимальные моменты в колонне



                                            кНм                                           



                                           кНм

                                           кНм







4) Определим ориентировочную требуемую площадь сечения

,

где	N – постоянная нагрузка от покрытия;

Ry – расчетное сопротивление стали,

Ry = 24,0 кН/см2;

e – эксцентриситет приложения силы,

 = 0,02 м = 2 см;

hB – высота сечения колонны,

hB = 291 мм = 29,1 см.

 см2

Принимаем по сортаменту I 30Ш1 с As=68,31 см2, ry=4,64 см, W=147 см3.

5) Проверка подобранного сечения на устойчивость в плоскости рамы относительно оси х – х

,

где	?e – коэффициент продольного изгиба

,

где	 – условная гибкость относительно оси х – х



	

Определим приведенный эксцентриситет

,

где	mx – относительный эксцентриситет





По таблице. Д.2 СП 16.13330.2011 подбираем коэффициент ? влияния формы сечения

? = 1,8-0,12

? = 1,8-0,120,55 = 1,8

Затем по таблице Д.3  СП 16.13330.2011определяем значение ?e

?e=1,12

mef=0,951,8=1,71

кН/см2 < 240,95=22,8 кН/см2

Условие выполняется, устойчивость в плоскости рамы обеспечена.



6) Проверка подобранного сечения на устойчивость из плоскости рамы









Коэффициент с – учитывает влияние эпюры М в плоскости рамы на устойчивость из плоскости.



,

где	Mx – величина момента на высоте 1/3 от всей высоты;



 кНм.

,

< 1, то





 кН/см2 < 22,8 кН/см2

Условие выполняется, устойчивость колонны из плоскости рамы обеспечена.



2.5. Расчет узлов колонны

2.5.1. Расчет базы колонны.





Рис. 2.7 База колонны



Расчет опорной плиты

Ширина плиты

Bпл = bтр + 2tтр +2c,

где	bтр = 200 мм – расстояние между траверсами;

tтр = 10 мм – толщина траверсы;

с = 50 мм – вылет консоли.

Bпл = 200 + 210 +250 = 320 мм



Длина плиты

,

где	– площадь плиты, см2;

,

где	– расчетное сопротивление бетона при местном слиянии;

,

где	 – коэффициент, увеличивающий сопротивление бетона смятию, =1,2;

	= 0,65 кН/см2 – призменная прочность бетона.

 кН/см2

см2

см = 106 мм,	принимаем = 490 мм.

Напряжение в фундаменте под плитой

,

где	Aпл = BплLпл 									

Aпл = 32 см  49 см = 1568 см2.

 кН/см2 ? = 0,78 кН/см2

Определяем толщину плиты



1)									

 кНсм

2) 									

 кНсм

3) 

 кНсм

Mmax = M2 = 5,04 кНсм

см ? 12,3 мм

Принимаем tпл = 30 мм.



Расчет траверсы

Высота траверсы определяется из условия прочности сварных швов, приваривающих траверсу к колонне

,

где	n=4 – количество швов, крепящих траверсу к ветвям колонны;

=1,1 – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали;

=8 мм – катет шва;

=1 – коэффициент условия работы шва;

– расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу шва,



 кН/см2,

где – коэффициент надежности по металлу шва.

см ? 5 см.

Принимаем hтр = 100 мм = 10 см.



Проверка прочности траверсы





где	qтр = ?фdтр = ?ф(с+b1/2+tтр)							

qтр = 0,21 кН/см2  16 см = 3,36 кН/см;



 кНсм;

Qтр = qтр  a

Qтр = 3,36  5 = 16,8 кН;



см3.

 кН/см2



 кН/см2

 кН/см2 < 1,1521 кН/см2 1 = 24,15 кН/см2



2.5.2 Расчет анкерных болтов























             

Рис. 2.8 Расчетная схема для определения усилий в анкерных болтах



Определяем суммарное усилие Z во всех анкерных болтах с одной стороны базы

					

 кН

растяжения в болтах не возникает, болты назначаем конструктивно, 2 болта ?24 мм.



2.5.3. Расчет оголовка колонны



Нагрузка от фермы и подстропильной балки передается на плиту оголовка колонны, которая поддерживается снизу ребрами.

Толщину плиты назначаем конструктивно

tпл = 20 мм

Швы, прикрепляющие ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок.

,

где	kf=0,6 – катет шва;

?lw – суммарная длина швов;

?lw = 4100 = 400 мм;

?f=0,9 – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали;

?wf=1 – коэффициент условия работы шва;

Rwf=22 кН/см2 – расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу шва;

?с=1.

 кН/см2 < 19,8 кН/см2

Определим высоту ребра оголовка



 см

kf=0,8

Конструктивно назначаем hp = 200 мм.

Определяем толщину ребра оголовка

,

где	lсм = bопр+2tпл

lсм = 20+22 = 24 см.

 см = 3 мм

Принимаем tp = 1.......................