Главная »
Книжные издания1 2 3 4 ...
51 справочник проектировщика
Критерием оценки конструктивной формы и параметров металлических конструкций при их разработке является технико-экономическая целесообразность проектных решений для конкретных условий строительства (с оценкой решений по приведенным затратам), с учетом наличия производственных баз и материальных ресурсов у подрядчика и заказчика в конкретном регионе.
В проектах следует предусматривать максимально возможное применение унифицированных габаритных схем, рациональное использование типовых конструкций, возможно большую их серийность при наименьшем числе типоразмеров, наиболее совершенную технологию изготовления конструкций и методы их возведения, широкую индустриализацию строительства с использованием современных средств комплексной механизации строительного производства.
Положения ПО унификации, типизации и стандартизации, приведенные в данной главе, были вызваны потребностью в массовом строительстве одноэтажных производственных зданий, характерном для предшествовавших перестройке трех послевоенных десятилетий. Кризис, возникший в экономике в начале 90-х годов из-за радикальной перестройки всей системы хозяйствования, привел к резкому сокращению строительства новых объектов. По этой причине использование положений и рекомендаций главы сузилось и приобрело крайне ограниченный, выборочный характер. Однако, есть все основания полагать, что по мере выхода народного хозяйства из состояния паралича, объемы строительства будут существенно возрастать и обретут былую массовость.
Одним из непременных условий успешного выхода из образовавшегося тупика является сохранение всего положительного, достигнутого в недавнем прошлом. В этой связи неоценимую помощь в успешном проектировании и строительстве будущих высокоэффективных и экономичных объектов окажут справочные материалы, изложенные в этой главе, ибо в них использован и обобщен многолетний ценный опьгг профессионально грамотного проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации металлоконструкций промышленных зданий и сооружений.
1.2. Унификация
Унификация стальных конструкций составляет часть общестроительной унификации и тесно связана с унификацией объемно-планировочных и конструктивных решений ограждающих и несущих конструкций из других материалов. Цель унификации - ограничить число параметров зданий и элементов конструкций и создать на основе типизации и стандартизации предпосылки для механизированного крупносерийного изготовления конструкций и деталей. При выполнении работ по унификации объемно-планировочных и конструктивных решений зданий про-
мыпшенных предприятий, в том числе и со стальными копструкпиями, руководствуются ГОСТ 23838-89 Здания предприятий. Параметры. и СПиП 2.09.02-85* Производственные здания .
1.2.1. Единая модульная система. Единая модульная система в строительстве (ЕМС) представляет собой совокупность правил коордипапии размеров объемпо-плапировочпых и конструктивных элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования па базе модуля 100 мм. Цель применения ЕМС - создание основы для типизапии и стапдартизапии в проектировании и строительстве.
1.2.2. Унификация пролетов, высот и шагов. При разработке проектов индивидуальных зданий со стальными конструкциями и отдельных их частей, а также чертежей типовых стальных конструкций и деталей пролет, высота помещений и шаг колонн назначаются с учетом приведенных далее указаний. Одноэтажные здания следует проектировать с параллельно расположенными равными пролетами одинаковой высоты. В соответствии с требованиями технологии допускается проектировать здания с пролетами двух взаимно перпендикулярных направлений, а также разной ширины и высоты. Перепады 1,2 м и менее между пролетами одного направления мпогопролетпых зданий не допускаются.
Пролет, высота помещений и шаг колонн принимаются:
в зданиях, не имеющих опорных мостовых крапов: пролет 18 м и более, кратный 6 м; высота помещений 4,8 м и более, кратная 0,6 м; шаг колонн по крайним и средним модульным разбивочпым осям 6 м и более, кратный 6 м;
в зданиях, оборудованных опорными мостовыми электрическими крапами: пролет 18 м и более, кратный бы; высота помещений 8,4 м и более, кратная 0,6 м; шаг колонн такой же, как в зданиях без опорных мостовых крапов;
в зданиях, оборудованных опорными мостовыми ручными крапами: пролет 18 м; высота помещений от 6 до 9,6 с градацией 0,6 м; шаг колонн 6 м. Температурные швы, перепады высот и примыкание взаимно перпендикулярных пролетов в зданиях следует решать, как правило, па парных колоннах. Температурные швы и перепады высот могут быть решены и па одиночных колоннах.
Шаг колонн у перепада высот параллельных пролетов здания следует принимать равным шагу колонн по крайним продольным модульным разбивочпым осям,
если это не противоречит технологическим требованиям. Пролеты, кратные 3 м, но не кратные 6 м, могут быть применены при подтверждении целесообразности принятого размера технико-экономическими расчетами.
1.2.3. Привязка колонн и стен одноэтажных зданий к модульным разбивочным осям. Привязка конструктивных элементов к модульным разбивочпым осям и размеры вставок между этими осями в местах температурных швов и примыканий взаимно перпендикулярных пролетов принимаются следующими: 1) привязка колонн средних рядов к поперечным модульным разбивочпым осям (кроме колонн в торцах зданий, у температурных швов и перепадов высот) и к продольным модульным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.1. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, при наличии проходов вдоль подкрановых путей допускается смещать сечение верхней части колонн относительно продольных модульных разбивочных осей;
-О
Рис. 1.1. Привязка колонн средних рядов к разбивочным осям
2) привязка колонн крайних рядов к продольным модульным раз-бивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.2 а ( нулевая привязка) или на рис. 1.2 в зависимости от объемно-планировочных параметров и конструктивного решения;
3) привязка колонн крайних рядов к поперечным разбивочным осям, кроме колонн в торцах зданий, у поперечных температурных швов и при перепадах высот, должна соответствовать указанной на рис. 1.2;
4) привязка колонн средних и крайних рядов в торцах зданий к поперечным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.3 а или 1.3 в зависимости от конструктивного решения; при этом допускается размер 500 мм заменять большим, но кратным 250 мм; привязка этих колонн к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.1 и 1.2;
5) поперечный температурный шов на парных колоннах в зданиях с пролетами одной высоты следует решать, совмещая ось шва с модульной разбивочной осью. Допускается решение шва, при котором его ось размещается в пределах вставки размером 250 м между двумя модульными разбивочными осями; привязка парных колонн должна соответствовать указанной на рис.1.4й,, при этом допускается размер 500 мм заменять большим, но кратным 250 мм;
6) продольный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами одной высоты следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними; привязку колонн к этим осям принимать в соответствии с правилами, изложенными в П.2) (рис. 1.5); при наличии подстропильных ферм грани
-О
-о
,250:500
Рис. 1.2.Привязка колонн крайних рядов к разбивочным осям
.11.
-О
-О
Рис.1.3.Привязка колонн в торцах зданий
-Г
.11.
.11.
.11.
< -Mr
-О
Ь/2 500
500 Ь/2
-250
6 Cf Ь
Рис. 1.4.Привязка колонн в нонеречных температурных швах
колонн, обращенные в сторону шва, необходимо смещать с парных модульный разбивочных осей в сторону шва на 250 мм; размер вставки при этом должен равняться сумме размеров привязки к модульным разбивочным осям граней колонн, обращенных в сторону шва, и расстояния между этими гранями, равного 500 мм, или большему размеру, кратному 250 мм (рис.1.5,в,г);
О О
Рис. 1.5. Привязка колонн в продольных температурных швах
О о
.11.
20 мин
.11.
-О
Рис. 1.6. Привязка колонн в перепадах высот по длине одного пролета
7) привязка колонн в местах продольных температурных швов к поперечным модульным разбивочным осям, кроме колонн в торпах зданий и у поперечных температурных швов, должна соответствовать указанной на рис. 1.5, привязка колонн в торпах зданий и у поперечных температурных швов должна соответствовать правилам, изложенным в п.п.7), 8);
8) привязка внутренней плоскости наружных стен к продольным и поперечным модульным разбивочным осям должна равняться сумме размеров привязки наружной грани колонн к этим осям и зазора между наружной гранью колонны и внутренней плоскостью стен (рис. 1.2 и 1.3); размер зазора е определяется условиями размещения деталей стен.
1.2.4. Привязка колонн и стен к модульным разбивочным осям при перепадах высот. Перепады высот по длине одного пролета допускаются в исключительных случаях и должны быть обоснованы. В этих случаях перепады высот рекомендуется совмещать с температурными швами на парных колоннах, предусматривая две поперечные модульные разбивочные оси со вставкой между ними. Привязка колонн к этим осям должна приниматься по рис. 1.6. Размер вставки должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме зазора е, толщины стены и зазора не менее 20 мм между наружной плоскостью стены и крайней поперечной модульной разбивоч-ной осью пониженного пролета.
При большой ширине здания, а также при сборных железобетонных колоннах перепады высот пролетов рекомендуется совмещать с продольными температурными швами, решая их на парных колоннах и предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними. Привязка колонн к этим осям должна соответствовать правилам, изложенным в п. 1.2.3(2). Размер вставки с (рис. 1.7) должен быть кратным 50 мм и равняться (с округлением) сумме привязок к модульным разбивочным осям граней колонн, обращенных в сторону перепада, зазора е, толщины стены d и зазора не менее 50 мм между наружной плоскостью этой стены и гранью колонны пониженного пролета. При этом размер вставки должен быть не менее 300 мм (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Привязка колонн в неренадах высот параллельных пролетов
Примыкание взаимно перпендикулярных пролетов следует решать на парных колоннах, предусматривая между крайней продольной и торцевой поперечной модульными разбивочными осями вставку с размером, кратным 50 мм и равным (с округлением) сумме размеров в соответствии с рис. 1.8: при примыкании к продольной стороне повышенного пролета торцов пониженных пролетов - по рис. 1.8 а или 1.8;
50 мин
-О
250:500
50 мин
О
Рис.1.8. Привязка колонн в месте примыкания взаимно нернендикулярных пролетов
Поперечный шов
Пролеты, примыкающие i торцами
-О
Продольный шов
--О
JC Рис. 1.5
Вставка-
при примыкании к продольной стороне пониженного пролета торпов повышенных пролетов - по рис. 1.8 в или 1.8 г. Во всех случаях размер вставки должен быть не менее 300 мм.
Продольный шов между пролетами должен быть продлен в примыкающих перпендикулярных пролетах, где он является поперечным швом (рис. 1.9). При этом вставка между продольными разби-вочными осями в продольном и поперечном швах должна быть одинаковой, равной размерам, указанным на рис. 1.5. 1.2.5. Привязка колонн и стен многоэтажных зданий к модульным разбивочным осям. Привязка конструктивных элементов к модульным разбивочным осям и размеры вставок между этими осями в местах температурных швов и примыканий многоэтажных зданий к одноэтажным принимаются следующими:
1) привязка колонн средних рядов к поперечным модульным разбивочным осям (кроме колонн в торпах зданий и у температурных швов) и к продольным модульным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.10;
2) привязка колонн крайних рядов к поперечным модульным разбивочным осям (кроме колонн в торпах зданий и у температурных швов), а также к продольным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.11;
-О
/ \ \Шов взаимно перпен-Q Q дикулярного примыкания пролетов
Рис.1.9. Сочетание продольных и поперечных швов в зданиях с взаимно перпендикулярными пролетами
3£
-о
О
Рис. 1.10. Привязка колонн средних рядов многоэтажных зданий к разбивочным осям
-о
-О
Рис.1.11. Привязка колонн крайних рядов многоэтажных зданий к разбивочным осям
3) привязка колонн средних и крайних рядов в торцах зданий к поперечным модульным разбивочным осям должна соответствовать указанной на рис. 1.12;
4) поперечный температурный шов следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними или совмещая ось шва с модульной разбивочной осью. Размер вставки определяется принятым конструктивным решением и возможностью использования типовых удлиненных или угловых стеновых панелей. Привязка парных колонн должна соответствовать указанной на рис. 1.13, при этом допускается размер 500 мм заменять большим, но кратным 250 мм;
-О
О
-О
Рис. 1.12. Привязка колонн многоэтажных зданий к разбивочным осям в торцах
-О
-LyJ-
-о
6 О
Рис.1.13. Привязка колонн многоэтажных зданий к разбивочным осям в нонеречных температурных швах
5) продольный температурный шов на парных колоннах следует решать, предусматривая две модульные разбивочные оси со вставкой между ними; привязку колонн к этим осям следует принимать в соответствии с правилами, изложенными в П.2);
6) привязка внутренней плоскости наружных стен к продольным и поперечным модульным осям должна соответствовать правилам, изложенным в п. 1.2.3(8);
7) в зданиях, состоящих из одноэтажной и многоэтажной частей, следует предусматривать единую сетку модульных разбивочных осей. При наличии в одноэтажной части здания продольного температурного шва - образующийся в многоэтажной части здания поперечный температурный шов решается со вставкой между модульными разбивочными осями; вставка между модульными разбивочными осями в продольном и поперечном швах должна иметь одинаковую величину, равную размерам, указанным в п.1.2.3(5) и п.1.2.3(6) (рис.1.14);
8) размер вставки между параллельными крайними модульными разбивочными осями одноэтажных и многоэтажных частей зданий по линии пристройки следует назначать таким, чтобы в местах примыкания этих частей могли бьггь установлены типовые стеновые панели.
о
о
о
6000Ш
0 0 0 0
\б000ппп\,
6000 \ 6000
V- X
о
о
-о
о
о
о
ъ
Рис. 1.14. Сочетания одноэтажной и многоэтажной частей зданий
1 - многоэтажные
пристройки;
2 - поперечный шов
без вставки;
3 - продольный
шов; 4 - вставка
1.2.6. Уклоны кровли принимаются:
при кровле из рулоппых и мастичных материалов в покрытиях зданий, включающих стропильные конструкпии - 2,5+5%;
при кровле из листовых профилированных материалов - 10+25% в зависимости от геометрических размеров кровельных листов, длины скатов покрытий, наличия и качества герметиков, и климатических условий района строительства; кровли зданий предприятий металлургической промышленности допускается проектировать с уклоном более 25%.
1.2.7. Габаритные схемы. При проектировании одноэтажных производственных зданий массового строительства руководствуются указаниями ГОСТов и других нормативных документов, регламентирующих сочетания пролетов, высоты помещений, шага колонн и грузоподъемности кранов.
1.3. Типизация
Типизапия стальных конструкпии - одно из важнейших условий способствующих повышению степени индустриализапии промышленности металлических конструкпии. Основные пели типизапии: повышение качества проектов, сокращение объемов проектной документапии и сроков их выдачи; уменьшение трудоемкости изготовления и монтажа, улучшение качества конструкпии; повышение серийности конструкпии и создание предпосьшок для организапии крупносерийного высокомеханизированного и автоматизированного поточного производства; увеличение надежности и долговечности зданий и сооружений.
Разработка типовых стальных конструкций производственных зданий ведется в двух направлениях: создание типовых проектов отдельных зданий, приспособленных к различным отраслям промыпшенности, и разработка конструкций и их сортаментов. Наибольшее распространение получило второе направление - типизация массовых элементов стальных конструкций производственных зданий межотраслевого применения с созданием сортаментов типовых конструкций.
1.3.1. Типизация элементов конструкций. Типизация стальных конструкций производится с учетом технологии изготовления и монтажа конструкций, потребности в них, а также эксплуатационных требований. Основные требования, предъявляемые к типовым конструкциям, предназначенным для компоновки каркасов производственных зданий различного назначения, возводимых в различных климатических зонах страны, - это оптимальность конструктивной формы, оптимальность сортаментного ряда.
Оптимизация конструктивной формы элементов конструкций включает в себя: выбор основных параметров конструкций, соответствующих их функциональному назначению; выбор оптимальной марки стали и оптимального сечения элементов профилей с целью минимальной затраты металла, при этом должны быть достигнуты возможно меньшие трудоемкость изготовления и монтажа конструкций, а также минимальные сроки возведения. В оптимизацию сортамента типовых конструкций входят выбор оптимального числа типоразмеров и установление их оптимальной градации.
Теоретически при применении типовых конструкций в различных конкретных условиях общий расход материала больше, чем на соответствующие индивидуальные конструкции. Это увеличение массы конструкций компенсируется повышением повторяемости (серийности) типовых конструкций и деталей, что приводит к снижению трудовых затрат при изготовлении, к уменьшению их стоимости и сокращению потерь металлопроката при заказе металлопродукции и в процессе производства.
За обобщающий критерий технико-экономической оценки сортамента типовых конструкций, заменяющего индивидуальные конструкции, принимаются приведенные затраты. Они позволяют количественно учитывать эффект повышения серийности изготовления конструкций и совершенствования технологии их изготовления и монтажа, различную стоимость проектирования зданий из индивидуальных и типовых конструкций, а также изменение (в зависимости от степени индустриализации изготовления) капиталовложений в базу производства конструкций.
Замена индивидуальных конструкций со средневзвешенной массой да на типовые конструкции со средневзвешенной массой rri обоснована при условии, если приведенные затраты на типовые конструкции rf не будут больше приведенных затрат на индивидуальные и :
Использование приведенных затрат в качестве обобщающего критерия оценки оптимальности сортамента типовых конструкций позволяет установить: коэффициент оптимальности
опт = о/ о, (1-2)
где , п1 - удельные приведенные затраты на индивидуальные и типовые конструкции (на 1 т);
предельно допустимую массу средневзвешенной типовой конструкции (ш^):
ml=a,-m-. (1.3)
Предельно допустимое относительное превышение расхода стали на типовые конструкпии (Аш ):
д^т 5оп--QQ% .44
или Аш =(а„пт-1)100%. (1.5)
доп
При этом в приведенных затратах учитываются следующие компоненты: стоимость проектирования (чертежи КМ), стоимость конструкпии в деле, включая стоимость разработки чертежей КМД, металлопроката, изготовления конструкпии, транспортировки и монтажа; капитальные вложения в базу производства меташто-конструкпий; капитальные вложения в базу производства металлопроката; экс-плуатапионные расходы.
Приведенные затраты и удельные приведенные затраты связаны зависимостями:
=< ; (1.6)
й^=йо; (1.7)
о = пр +Сд + К^р' + £н. ет ili + (1-8)
где , - стоимость проектирования (КМ) 1 т конструкпии при индивидуальном исполнении и при привязке типовых конструкпии; Сд , Сд - стоимость в деле 1т индивидуальных и типовых конструкпии; £н.стр > -н.мет^ нормативные коэффипиенты эффективности капиталовложений в строительной и металлургической промышленности; Х°р , К^ - приведенные капиталовложения в производство индивидуальных и типовых стальных конструкпии; - то же, в производство металлопроката; Э , - годовые эксплуатапионные расходы на 1 т индивидуальных и типовых конструкпии; - нормативный коэффипиент эффективности капиталовложений; j.p, £н.мет> Е^, К^ , Х^, принимаются по нормативным документам.
Задача оптимизапии сортамента типовых конструкпии в зависимости от допустимого превышения расхода стали на типовые конструкпии состоит в отыскании такого числа типоразмеров и соответствующих ему оптимальных градапий, при которых превышение расхода стали на типовые конструкпии по сравнению с расходом на индивидуальные будет меньше допустимого или равно ему.
Для решения этой задачи необходимо иметь данные о характере распределения числа элементов по определяющему геометрическому параметру (пролет, высота здания и т.д.) и плотности распределения повторяемости расчетных нагрузок. Кроме этого необходимо знать предельно допустимое относительное превышение расхода стали на типовые конструкпии по сравнению с индивидуальными и закономерности изменения массы (стоимости) типовых конструкпии в зависимости от изменения нагрузки.
1 2 3 4 ...
51
