Этапы развития металлических конструкций в России

Стальные фермы могут быть различной формы и очертания, выбор типа ферм зависит от назначения и объемно-планировочного решения промышленного здания. В практике строительства применяются фермы с параллельными поясами, полигональные, треугольные, с параллельными поясами с затяжкой, параболические и др.

Фермы с параллельными поясами применяют для зданий с плоским покрытием, а также для устройства подстропильных конструкций. Их пролет может достигать 60 м и более. Полигональные фермы рекомендуются для покрытий с рулонной кровлей при пролетах до 36 м. Треугольные фермы дают возможность осуществить покрытия с крутыми кровлями с применением листовых материалов, вследствие чего высота ферм в середине пролета достигает значительных размеров, а это ограничивает их пролеты величиной 36 – 48 м.

При 12-метровом шаге колонн стропильные конструкции покрытия могут быть расположены как с шагом 12 м, так и с шагом 6 м; в последнем случае в состав каркаса вводят подстропильные конструкции. Первая схема характерна для зданий с мостовыми кранами, вторая - для зданий с подвесным транспортом или подвесным потолком.

3.5 Покрытия из металлических  ферм типа «Молодечно»

Конструкции разработаны для применения в отапливаемых одноэтажных производственных зданиях, возводимых в I-VI снеговых и ветровых районах при шаге ферм 4 м и  I-III и I-IV соответственно при шаге 6 м, для расчетных температур -400С и выше, при расчетной сейсмичности до 9 баллов.

Конструкции покрытий могут применяться при следующих схемах и параметрах здания:

• пролеты зданий 18, 24 и 30 м;
• здания однопролетные и многопролетные без перепадов и с перепадами высот (в сейсмических районах здания с перепадами высот не рекомендуется);
• здания бесфонарные, с зенитными фонарями и с треугольными светоаэрационными фонарями;
• шаг стропильных ферм 4 м;
• шаг колонн по средним рядам 12 м, по крайним 6 и 12 м, в отдельных случаях возможно применение шага 6 м и по средним рядам;
• шаг стоек фахверка – 6 и 12 м;
• колонны железобетонные и стальные;
• стены зданий из панелей типа «Сэндвич» или из керамзитобетонных панелей;
• высота зданий до низа ферм не более 18 м;
• здания бескрановые и с мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режима работы грузоподъемностью до 50 т, а также с подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т;
• водосток с покрытий внутренний.

Конструкции покрытии допускают устанавливать на них крышных вентиляторов, вентиляционных шахт и дефлекторов, подвеску трубопроводов и других коммуникаций.

Монтаж конструкций покрытия предусмотрен поэлементный, крупноблочный, а также с применением конвейерного способа сборки и блочного монтажа.

 

4 Стадии и этапы проектирования промышленных зданий

 

Автоматизация архитектурно-строительного проектирования возможна при наличии однозначного описания последовательности и содержания отдельных проектных процедур и проектных операций. При этом определяются основные понятия процесса проектирования, цели, исходные данные и результаты всех этапов, составляющих этот процесс, а также их взаимодействие. С этой точки зрения проектно-строительное проектирование - это процесс разработки комплексной технической документации (проекта), которая включает технико-экономические обоснования, расчеты, чертежи, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства зданий и сооружений.

Архитектурно-строительное проектирование может осуществляться в одну или две стадии.

При одностадийном проектировании разрабатывается рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости. Предусматривается такое проектирование для технически несложных объектов или для тех предприятий, которые проектируются по типовым или повторно применяемым проектам.

При двух стадийном проектировании на первой стадии разрабатывается проект со сводным расчетом стоимости, а на второй стадии - рабочая документация со сметами. Проектирование в две стадии предусматривается для крупных и сложных объектов.

Независимо от количества стадий проектирования можно выделить следующие основные этапы:

1. анализ проектной ситуации;
2. формирование проектного решения;
3. детальная разработка проекта;
4. сметно-экономические расчеты.

Первый этап - анализ проектной ситуации включает изучение исходных условий проектирования: социальных, экономических и технических требований, которые определяются типом объекта проектирования, градостроительного и природного окружения, природно-климатических условий, топографических и гидрогеологических условий участка; проектных решений объектов-аналогов, конструктивных требований, определяющих возможный набор вариантов конструктивных решений.

Технические требования для промышленных предприятий:

• программа выпуска изделий;
• мощность предприятия;
• район строительства;
• возможности снабжения электроэнергией, материалами и т.п.

Природно-климатические условия:

• температурно-влажностный режим;
• инсоляция;
• ветровой режим.

Градостроительное и природное окружение:

• местоположение и размеры участка;
• условия зрительного восприятия объемов и пространств;
• функциональная структура городской среды;
• взаимоувязка процесса строительства с решениями, принятыми на генплане и др.

Топографические и гидрогеологические условия:

• рельеф местности;
• типы грунтов, их влажность;
• наличие грунтовых вод и т.п.

Конструктивные требования - конструктивные решения:

• фундаментов;
• стен;
• перекрытий, покрытий;
• крановых конструкций;
• крыш, кровли;
• перегородок и т.д.

Результатом изучения перечисленных данных является задание на проектирование, содержащее основные характеристики будущего объекта и служащее основой для формирования проектного решения.

Второй этап - формирование проектного решения предусматривает:

• поиск основной композиции объекта;
• разработку и выбор вариантов пространственного размещения отдельных элементов и их взаимоувязка.
• определение основных конструктивных схем зданий,
• разработку архитектурно - планировочных решений;
• определение параметров технологического оборудования и инженерных коммуникаций.

Результат этого этапа - варианты объекта, которые затем оцениваются, производится выбор одного из них и выполняется его детальная разработка.

Третий этап - детальная разработка проектных решений - предусматривает:

• выбор материала конструктивных элементов;
• предварительное определение геометрических характеристик этих элементов (по типовым проектам и каталогам);
• проверка принятых характеристик (расчет) и выбор оптимального варианта.

Четвертый этап - сметно-экономические расчеты - заключительный этап разработки проекта. Эта часть включает сметы на строительство и технико-экономические показатели по объекту. Таким образом, проект промышленного здания включает:

• разработку задания на проектирование;
• предварительные технико-экономические расчеты:
• технологическую часть;
• архитектурно - строительную часть;
• генплан и транспорт;
• отопление и вентиляцию;
• водопровод и канализацию;
• горячее водоснабжение;
• теплое водоснабжение;
• холодоснабжение;
• энергоснабжение;
• контрольно-измерительные приборы и автоматику;
• связь и сигнализацию;
• сметы и экономические расчеты.

Таким образом, объёмно-планировочные решения промышленных зданий должны соответствовать следующим основным требованиям:

1. наилучшим образом способствовать организации данного производства;
2. обеспечивать необходимые санитарно-гигиенические условия для работающих в них людей, а так же противопожарные требования;
3. способствовать экономичности строительства (что достигается индустриальными методами изготовления конструкций, доставки на стройплощадку и сборки (монтажа);
4. быть максимально простыми по компоновке (иметь минимальный набор типоразмеров и видов конструкций);
5. предусматривать в процессе эксплуатации возможность изменения технологической схемы производства (а значит и изменение расположения  и размеров оборудования, внутреннего транспорта и пр.);
6. предусматривать в процессе эксплуатации возможность изменения (в основном увеличение) размеров внутреннего пространства здания;
7. обеспечить требования эстетичности, гармоничности размеров и местоположения здания во всём архитектурном комплексе зданий и промышленных сооружений предприятия.

 

5 Этапы проектирования промышленного здания в курсовом проекте

 

Проектный процесс при разработке курсового проекта включает  в себя следующие этапы:

1. разработка задания на проектирование;
2. разработка технологической части;
3. разработка архитектурно- строительной части.

Выполнение курсового проекта "Промышленное здание" по курсу "Архитектура Гражданских и Промышленных Зданий и Сооружений" можно разбить на этапы.

Первый этап - подготовка исходных данных для разработки проекта, в которые входят конструктивные и планировочные требования.

Конструктивные требования:

• данные об участке строительства (рельеф участка строительства, грунты на площадке);
• фундаменты здания;
• стены здания;
• внутренние опоры;
• наличие кранового оборудования и его параметры;
• покрытие кровли;
• материал кровли.

Планировочные требования:

• исходные данные по цеху;
• укрупненная технологическая схема;
• краткая характеристика технологии;
• состав и размеры помещений;
• количество рабочих;
• особенности производственного процесса;
• исходные данные по генплану;
• состав предприятия;
• структура предприятия.

Второй этап - подготовка составляющих частей проекта. К составляющим частям проекта относится графическая часть, пояснительная записка, литература.

Объем графической части проекта - 8 листов формата А2:

1. Генплан промышленного предприятия с вертикальной  планировкой М 1-2000, 1:1000;
2. План производственного корпуса М 1:400, 1:200;
3. Разрезы производственного корпуса (в целом или в виде фрагментов) М 1:100, 1:200;
4. План покрытия производственного корпуса М 1:400, 1:200;
5. План кровли М 1.400;
6. Фасад производственного корпуса (отдельно или вместе с административно-бытовым зданием) М 1:200, 1.100;
7. Конструктивные детали и узлы (3 штуки или 1 детальный разрез по наружной стене производственного корпуса) М 1:10, 1:20, 1:50.

В пояснительной записке должна содержаться характеристика объемно-планировочного и архитектурно - конструктивного решения производственного корпуса.

В разделе список использованных источников указывается литература, используемая при выполнении курсового проекта.

 

6 САПР для проектирования промышленных зданий в рамках профессиональных систем

 

На сегодняшний день существует множество  профессиональных систем ориентированных на архитектурно-строительное проектирование, такие как AutoCAD Architecture ранее известный как AutoCAD Architectural Desktop, ArchiCAD, Arcon, Allplan. Во всех этих системах есть возможность построения различных конструктивных элементов здания.

 

6.1 AutoCAD Architecture 2011

AutoCAD Architecture 2011 — это AutoCAD для проектирования зданий и сооружений, объектов промышленного и гражданского строительства. Обладает инструментами для построения трехмерных моделей и получения всей необходимой рабочей документации. Специализированные функции для архитектурного проектирования, а также привычная рабочая среда делают выпуск проектов более эффективным.

При создании модели здания используются архитектурные объекты — стены, двери и окна, которые ведут себя на экране подобно своим реальным прототипам. Программа позволяет автоматически вставлять и размещать двери и окна, управляя их расположением с максимальной точностью. При перемещении стены автоматически обновляются все примыкания. При этом используются знакомые команды AutoCAD, например, «Сопряжение» и «Фаска». Кроме того, архитектурные объекты распознают взаимные пересечения (например, стена и колонна), позволяя вовремя обнаруживать проектные ошибки.

Двумерные разрезы и фасады генерируются непосредственно из проработанных планов. При изменении проекта разрезы и фасады полностью обновляются. Соответствующие изменения затрагивают слои, цвета, типы линий и прочие свойства.

В AutoCAD Architecture реализованы возможности по созданию стилей спецификаций согласно стандартам предприятия. В спецификации можно заносить результаты расчетов, проведенных с моделью. Данные из спецификаций динамически связаны с объектами чертежей. Возможна настройка ручного или автоматического обновления спецификаций при изменении элементов конструкции.