Металлические, деревянные и сборные железобетонные конструкции
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Белорусский
национальный технический университет
Строительный
факультет
Кафедра
«Металлические и деревянные конструкции»
Отчёт
по объектной практике
Студент: Король
Д.А.
Группа: 112142
Минск 2013
Содержание
Введение
. Большепролетное стальное покрытие
. Технология изготовления
строительных металлоконструкций
. Большепролетное здание с несущими
деревянными конструкциями. Технология изготовления деревянных конструкций
. Монолитные каркасные здания,
высотное строительство: проектирование и воздействие
. Одноэтажное промышленное здание
. Технология изготовления сборных
железобетонных конструкций
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В данном отчете приведены технологии изготовления
и методы возведения строительных металлоконструкций, деревянных и сборных
железобетонных конструкций, рассмотрены основные элементы большепролетного
стального перекрытия, большепролетного здания с несущими деревянными
конструкциями. Для его написания были использованы как материалы технической
литературы, так и собственные данные от посещения объектов.
1. Большепролетное стальное покрытие
Футбольный манеж
Находится на пр. Победителей. В эксплуатацию был
сдан 3 декабря 2001 г. Имеет два входа: со стороны пр. Победителей -
фитнесс-центр; торец - административная часть, с высотой стены 22 м. Основной
зал имеет размер 120×100 м.
с футбольным полем 105×68 м. с высотой
в коньке 24 метра. В оконных проёмах установлены двухслойные стеклопакеты с
резиновым обрамлением, защищающим от внешних нагрузок. Стеклопакет - два стекла
закрепленные на резиновой основе, между стёклами находится воздух. Это
обеспечивает нужный для деятельности человека тепловой режим.
Рис.1
Кровля двухслойная с утеплителем: 200 мм
минераловатный слой «Paroc», французское термостойкое покрытие «сипласт»
(Рис.2). Покрытие отличается высокой влагостойкостью и стойкостью к воздействию
солнца и ветра. Кровля выполнена таким образом, что вода стекает по специальным
желобкам вниз к водосборникам и далее попадает в канализацию. На крыше есть
световые проемы, служащие для естественного освещения поля, также расположены
три лестницы, которые служат для поддержания кровли в рабочем состоянии.
Рис.2
Арочная конструкция двухшарнирная, с пролетом
100 м, состоит из нескольких блоков, имеет решетчатый свод (Рис.3). Прогоны
служат опорами аркам. Во многих местах есть связные элементы. Арка
металлическая опирается на массивный железобетонный фундамент, который в свою
очередь связан металлической балкой с противоположным фундаментом. Фундамент
сделан из влагостойких материалов.
Рис.3
Противопожарная система. В футбольном манеже
рукой можно дотронуться до системы пожаротушения. Сплинкеры срабатывают, если
температура в здании поднимется выше 70 градусов. Колба лопается, фонтаном бьет
вода.
В строительстве футбольного манежа была
применена сталь класса S255, это подразумевает:
• Высочайшую надёжность.
• Лёгкость (плотность к расчётному
сопротивлению).
• Индустриальность (изготовление на
заводах с современным оборудованием).
• Непроницаемость (обусловлена высокой
плотностью).
Но также сталь имеет некоторые недостатки:
• Склонность к коррозии.
• Невысокая огнестойкость (при 400°С
сталь теряет упругость, при 500°С - плавится).
2. Технология изготовления
строительных металлоконструкций
Завод опытных металлоконструкций
Современное гражданское и промышленное строительство
невозможно даже представить без применения строительных металлоконструкций.
Строительные металлоконструкции успешно заменяют такие стройматериалы, как
кирпич, дерево и железобетон.
Площадка около завода представляет собой
открытый склад металлопроката, из-за погодных условий само собой появляется
коррозии, но она не значительная (0,5 см) и не является браком (она убирается
непосредственно перед использованием). (Рис.4)
Рис.4
Склад делится на три части. Две части
используются для хранения профильного и листового проката (перед использованием
листовой прокат обязательно правится роликами, для правки профилей оборудования
на заводе нет). Листовой прокат укладывают по 10 штук в так называемый пакет, а
профиля по 20-30 штук и фиксируются перемычками. С помощью автотранспорта и
железнодорожных путей металлопрокат попадает на склад, для того чтобы быстрее
найти нужный прокат, его торец маркируют краской по специальной схеме.
Цех первичной обработки металлопроката состоит
из двух пролётов. Тут находится участок сверления отверстий в профилях
кислородной резкой.
Также тут правят листовой прокат с помощью
листоправильной машины, разрезают его и сваривают. (Рис.5)
Рис.5
Где нельзя использовать ручную или продольную
сварку, используют фигурную. Для детали изготавливают шаблон, он может быть из
фанеры либо для одноразового использования из картона. Шаблон изготавливается с
маркировкой и привязками. Далее идёт участок изготовления и сборки конструкций.
Все конструкции изготавливаются по чертежам (со спецификацией и информацией о
деталях). Какой-либо недочёт в чертежах можно найти и распознать лишь на этом
этапе. Сами конструкции при сборке не свариваются, а скрепляются прихватками.
Очень распространенная техника сбора: на конструкцию вешать бирку с номером
договора, названием, количеством изделий и кто делал.
Участок сварки.
Сварочное оборудование делится на две части:
• Источник питания
• Управляющая часть
После сварки остаются шлаки.
Участок покраски. Зимой при температуре 0°С,
окраска конструкций становится затруднительнее. На окрашенную конструкцию
наносится надпись для идентификации на большом расстоянии.(Рис.6)
Рис.6
3. Большепролетное здание с несущими
деревянными конструкциями. Технология изготовления деревянных конструкций
Олимпийский спорткомплекс
Большепролетными зданиями считаются здания,
имеющие пролёт более 36 метров. Таким примером является Олимпийский
спорткомплекс. Так же он включает в себя и деревянные конструкции. Деревянные
конструкции - один из древнейших видов строительных конструкций. К основным
достоинствам деревянных конструкций относятся: возможность использования
местных материалов, малая объёмная масса, транспортабельность.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.
Спорткомплекс состоит из трёх блоков. 1-й блок -
с 1 по 12 координационную ось, это плавательный бассейн. 2-й блок - с 13 по 24
координационную ось, это зал гимнастики, акробатики, аэробики и тд. 3-й блок -
с 25 по 49 координационную ось, это легкоатлетический манеж. Длина 3-го блока
129 м. Длина всего сооружения 249 м.
Шаг опор манежа составляет 6 м (т.е.
координационные оси идут через 6 м). По этим координационным осям смонтированы
22 арки кругового очертания с пролетом 50 м, т.е. расстояние от контрфорсной
части с одной стороны арки до контрфорсной части другой стороны составляет 50
м. Каждая арка составлена из 2-х полуарок. В сечении арка имеет высоту 1100 мм
и ширину 220 мм. Арки относятся к статически определимым. Прочность и
устойчивость обеспечивается за счёт симметричных распоров. В арке имеется
круговая дорожка, прямая дорожка и др. Для обслуживания этого
легкоатлетического манежа используется проходкой мост, установленный под
кровлей. Он используется специальными службами: электрики, монтажники, теле-,
радио-работники и др. Имеются трибуны на 1000 мест.
Объект сдан в эксплуатацию 1 декабря 1983 года
(подписан государственный акт о приеме объекта).
Под полом в грунте глубиной 1,5 м идёт затяжка.
Затяжка выполнена из проволоки арматурной класса А3. Диаметр затяжки 30 мм. Для
того чтобы не происходила коррозия она закрыта бетоном.
Процесс изготовления деревянных
конструкций:
1. Лесопиление. Спиливают дерево и очищают
его от сучьев. Влажность спиленного дерева составляет 70-80%.
2. Распиливают на бревна, максимальная
длина которых 6,5 м.
. Из бревен получают пиломатериалы:
доски, толщина 10-60 мм, ширина 25 см (до 20 см)
бруски, сечение 5-10 см
брусья, сечение 10 -25 см
4. Сушка пиломатериалов:
а) естественное проветривание - для этого бревна
укладывают (обычно треугольником) и наверх кладут крышу, чтобы ни солнце, ни
дождь не попадали на поверхность бревна. Солнце для древесины во время сушки
вреднее воды, т.к. на солнце сырая древесина трескается. Естественное
проветривание происходит до влажности дерева 22-30%. В теплое время оно длится
1-1,5 месяца.
б) камерная сушка - в течение 3-8 суток
древесина находится при температуре 45-135 оС (несущие части 45-60 оС).
в) Кондиционирование древесины. При температуре
цеха материалы выдерживают около месяца (они должны полностью уровнять
влажность и снаружи, и внутри).
5. Нарезание швов, намазывание клеем,
соединение поверхностей и прессование сжатым воздухом.
6. Склейка конструкции: наносят клеевые
дорожки, затем, если балка прямая, то балки пропускают через манипулятор, где
их штабелируют и накладывают друг на друга. Если конструкция гнутая, то плети
укладываются руками. Зажимать проклеенную конструкцию начинают с середины и
прижимают к силовым болтам (силовой болт - это массив армированного бетона, в
который забетонированы гильзы)
При склеивании досок проявляются силы адгезии
(проникаемость) и когезии (внутримолекулярная связь). На границе клей, и доска
проявляются силы адгезии, а внутри этой клеевой композиции - силы когезии. Если
эти силы проявляются, то в течении всего срока эксплуатации конструкции
разрушений быть не должно. В качестве клея использовали фенолорезоциновый клей
марки ФР-12 (клей промышленного производства), в качестве отвердителя
использовался параформ.
7. Обработка поверхности: оклеенную полуарку
проводят через рейсмусовый станок, который повторяет все изгибы балки и
выпускает ее гладкой.
Транспортировка клееных деревянных
конструкций
Арки необходимо поместить на транспортные
средства, доставить до места назначения. Затем поднять по два элемента с
помощью кранов и закрепить в проектное положение.
4. Монолитные каркасные здания,
высотное строительство: проектирование и воздействие
Бизнес-центр по улице Максим Танка
Бизнес-центр относится к высотным зданиям, его
высота составляет 117 метров, со шпилем - 133 метров(33 яруса, с 5 начинаются
жилые помещения, всё остальное помещения административного назначения, такие
как паркинг, рестораны, зрительный зал), высота этажа 3,3 метра. (Рис.7)
Рис.7
К зданиям такого типа предъявляются специальные
требования по проектированию:
· к нагрузкам (собственный вес,
временные нагрузки, полы)
· к воздействиям (взрывы, аварии, снос
соседнего здания. Сейсмические воздействия: по шкале Рихтера до 7 баллов)
Применялось математическое моделирование: либо
ограничить эти воздействия, либо расчёт здания без какого-либо элемента. В
данном случае использовали второе. Таким элементом стал монолитный
железобетонный рамно-связевой каркас(требование: чтобы каркас здания
рассчитывали не менее двух организаций).
Так же существуют требования к строительным
материалам: фундаменты должны быть сварно-плитные, класс арматуры-S500, класс
бетона-C35/45.
На высоту бетонную смесь доставляют с помощью
емкостей.
После того как здание построено, специалисты
наблюдают за его поведением. При строительстве закладываются датчики, которые
выполняют постоянный мониторинг здания. В бизнес-центре есть центры
кондиционирования, вентилирования, водоснабжения.
5. Одноэтажное промышленное здание
стальной деревянный каркасный
железобетонный
16-й учебно-лабораторный корпус БНТУ
Примером одноэтажного промышленного здания
является 16 учебно-лабораторный корпус БНТУ. Этот корпус предназначен для
проведения научных исследований. Здесь испытываются фрагменты зданий и
сооружений, фермы, новые виды конструктивных элементов. Также испытываются
строительные конструкции.
Это двухпролетное здание длиной 84 м, шириной 48
м, шаг колон составляет 12 м, пролет 24 м. За пролет принимается расстояние
между осями колон в поперечном направлении здания. (Рис.8)
Рис.8
По конструктивному решению здание представляет
собой каркас с несущими колонами. Каркас является основой здания, его скелетом.
Он воспринимает вертикальную, горизонтальную, ветровую, крановую нагрузки.
Элементы данного пром. здания: колоны крайних и среднего рядов, фундаменты,
подстропильные фермы, плиты покрытия, балки, образующие крупноразмерный
железобетонный свод. Плита покрытия имеет 2 ребра и полку шириной 3м, длиной
24м. Колоны опираются на столбчатые фундаменты.
Колоны крайнего ряда - прямоугольного сечения
воспринимают нагрузку от вышележащих элементов, т.е. подкрановой балки,
подстропильной фермы, плит покрытия, крана. (Рис.9)
Рис.9
Выступающая часть колонны называется консолью.
Связи колонн портальные, они устраиваются в середине температурного блока. В
здании предусмотрен кран грузоподъемностью 30 тонн. (Рис.10)
Рис.10
На консоли укладываются подкрановые балки. На
подкрановые балки укладываются рельсы, по которым передвигаются мостовые краны.
А верхнюю часть колонны (оголовок) укладываются подстропильные фермы. В целях
экономии материала и облегчения конструкции имеются отверстия. На
подстропильные фермы укладываются плиты покрытия. Колонны среднего ряда от
колонн крайнего ряда тем, что они являются двухветвевыми с круглым сечением,
толщиной 6-8 см. Эти колонны изготавливаются в специальных центрифугах методом
кручения. (Рис.11)
Рис.11
Стенами промышленного здания являются стеновые
панели. Панели привариваются с помощью закладных деталей. Панели опираются на
фундаментную балку, фундаментная балка опирается на столбчатый фундамент. В
торцах здания также предусмотрены колонны фахверка. Они предназначены для
крепления панелей и восприятия ветровой нагрузки. Для освещения промышленного
здания предусмотрено ленточное освещение, так же для дополнительного освещения
рабочих мест в покрытии здания устраивают фонари (зенитные, треугольные, м-,
п-образные, шедовые). Для заезда автотранспорта предусмотрены распашные ворота
высотой 12 и шириной 8 метров. В здании предусмотрены бетонные полы,
выполненные из бетона класса С12/15. Кровля выполняется по плитам покрытия и
состоит из следующих слоёв: утеплитель, цементно-песчаная стяжка. 2-3 слоя
наплавляемого рубероида. Верхним слоем является гравий втопленный в бетонную
мастику.
6. Технология изготовления сборных
железобетонных конструкций
Завод ЖБИ-1
Одним из направлений технического прогресса в
строительстве является широкое внедрение конструкций из монолитного и
сборно-монолитного бетона и железобетона. Широкое применение бетона в
строительстве началось во второй половине XIX в. в связи с появлением принципиально
нового строительного материала-железобетона. Сборные железобетонные конструкции
представляют собой крупноразмерные железобетонные элементы, изготовляемые на
заводах ЖБИ. Основное преимущество таких конструкций - высокомеханизированные и
автоматизированные методы их производства при надлежащем контроле качества; на
строительной площадке эти элементы только монтируют, что резко сокращает сроки
строительства, повышает производительность труда и позволяет широко применять
новые эффективные материалы. (Рис.12)
Рис.12
Основные операции при производстве
железобетонных изделий: приготовление бетонной смеси, изготовление арматурных
изделий, армирование и формование изделий и их ускоренное твердение. (Рис.13)
Рис.13
Способы производства железобетонных изделий.
Железобетонные изделия изготовляют способами: стендовым, агрегатно-поточным,
конвейерным и вибропрокатным.
• При стендовом способе изделия изготовляют в
неподвижных формах (на стенде). Изделие, находясь в форме в течение всего
производственного цикла (до момента затвердевания бетона), остается на месте. В
то же время технологическое оборудование для выполнения отдельных операций по
укладке арматуры, бетонной смеси и уплотнению перемещается последовательно от
одной формы к другой. Этим способом изготовляют, как правило, крупногабаритные
изделия (фермы, колонны, балки) на полигонах.
• При агрегатно-поточном способе формы с
изделиями перемещаются от одного технологического агрегата к другому краном, а
при конвейерном - на вагонетках, движущихся по рельсовому пути. Все операции по
изготовлению изделия выполняются на специализированных постах. Основное
преимущество агрегатно-поточного способа производства заключается в
универсальности основного технологического оборудования. Так, при
незначительной затрате средств на изготовление новых форм можно быстро
переходить на выпуск другого вида изделий.
• Конвейерный способ производства представляет
собой более совершенную поточную технологию и позволяет максимально
механизировать и автоматизировать основные операции. Элементы изготавливают в
формах, установленных на вагонетках и перемещаемых по рельсам конвейера от
одного агрегата к другому. По мере продвижения вагонетки последовательно
выполняются необходимые технологические операции.
• При вибропрокатном способе процессы получения
железобетонного изделия происходят на одной установке непрерывного действия -
вибропрокатном стане. Вибропрокатный стан - это конвейер из стальной
обрезиненной формующей ленты, движущейся вдоль постов укладки арматуры и
бетона, виброуплотнения бетона и контактной тепловой обработки. Вибропрокатным
способом получают плиты перекрытий, легкобетонные панели наружных стен,
перегородочные панели. Этот способ самый производительный, но переход с выпуска
одного вида изделий на другой затруднен, так как связан с полной переоснасткой
стана.
Сборные железобетонные и бетонные конструкции и
детали подразделяют:
• по виду бетонов - на конструкции из
обыкновенного и легкого бетонов;
• по конструкции - на сплошные, пустотелые и
решетчатые;
• по способу армирования - на конструкции и
детали неармированные, армированные без предварительного напряжения и
армированные с предварительным напряжением.
Заключение
При посещении объектов, опытными и знающими толк
в данной отрасли преподавателями, нам вкратце была объяснена суть темы
изучения, по теме которого был подобран данный объект.
Список использованной литературы
1. Юхневский
П.И., Широкий Г.Т « Строительные материалы и изделия», 2004 г.
. П.Г.
Буга «Архитектура гражданских и промышленных зданий» - учебник для строителей
тех-в. по специальности «ПГС»
3. Домакеев
А.Г. «Строительные материалы» Высш. школа; 1982 - 383л.
. Калугин
А.В. «Деревянные конструкции». 2003.
5. Комар
А.Г. «Строительные материалы и изделия», 1988 г.