Ангар с каркасом из ЛСТК 36х12х6м - концепция типового проекта
1. Исходные данные
Рассматривается типовой универсальный ангар, который может иметь ряд назначений:
- склад
- сельскохозяйственный объект
- производственное и вспомогательные помещение
- другие назначения соответствующие объемно-планировочному решению данного бескранового здания.
Благодаря наличию цинкового покрытия каркаса здания проект рекомендуется к применению в качестве сельскохозяйственного объекта.
Микрорельеф местности вблизи площадки строительства – ровный;
Вид строительства – новое строительство;
Категория сложности – I;
Класс ответственности – СС2;
Коэффициент надежности по ответственности согласно Таблице 5 ДБН В.1.2-14-2009 – γn = 1.05 для первой группы предельных состояний, 0.975 - для второй;
Установленный срок эксплуатации согласно Таблице 2 ДБН В.1.2-14-2009 – Тef= 50 - 60 лет (в зависимости от условий эксплуатации объекта: производственного, складского или сельскохозяйственного);
Габаритные размеры - 36,00м х 12,00м;
Здание склада – вентилируемое, теплое с автономным отоплением;
Уклон кровли – 10% (сэндвич-панели);
За относительную отметку 0,000 принята отметка чистого пола ангара.
Данные конструкции рекомендуется применять в неагрессивной, слабоагрессивной и среднеагрессивной средах в климатических районах с температурой наружного воздуха в пределах -40°С ÷ +40°С.
Основными критериями выбора конструкций являются увеличение пролетов, общее снижение затрат на строительство и сокращение сроков строительства.
В конструкции должны быть использованы материалы, производимые на заводах Украины.
Данные конструкции рассчитаны для применения в следующих климатических районах:
Снеговая нагрузка – 5-й район(согласно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-3)
Ветровая нагрузка – 2-й район(согласно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-4)
Согласно ДСТУ-Н Б EN 1998-1-1 принято, что площадка строительства относится к зоне очень низкой сеймичности (ускорение грунта не более 0.04g). В случае привязки объекта к местности с повышенными сейсмическими требованиями необходим их учет при расчете и конструировании здания.
Другие особые условия площадки (просадочные грунты, подрабатываемые и подтопляемые территории) – отсутствуют.
2. Архитектурно-планировочные решения
Общая характеристика здания
Универсальный типовой ангар каркасного типа габаритными размерами 36,00м х 12,30м.
Здание одноэтажное, общей площадью 432 м2.
Кровля - двускатная.
При проектировании приняты следующие параметры:
-в продольном направлении шаг рам – 4,50м
- в поперечном направлении – один пролет 12м
- высота до низа несущих конструкций – 6,0м
В здании могут располагаться материалы, относящиеся к негорючим веществам в холодном состоянии.
В соответствии с выбранной категорией и с учетом площади этажа ( таблица 2 ДБН В.2.2-7-98) степень огнестойкости склада – IIIa..
Объемно-планировочные решения
Планировочное решение ангара предусматривает наличие одного основного помещения, общей площадью 432 м2.
Стены и кровля – теплые, согласно требованиям ДБН В.2.2-7-98. Стены – внутренняя стеновая кассета (ВСК) 600/150х0,75мм, Утеплитель – 150мм, профнастил внешний висотой волні 10мм, толщиной 0,45мм. Кровля – сэндвич панели с наполнителем ППУ толщиной 100мм.
Полы – согласно технологическим требованиям. В стандартном варианта - согласно СНиП 2.03.13 и ДБН В.2.2-7-98: асфальтобетонные, а при отсутствии воздействия растворов кислот - бетонные.
Окна – окна для обеспечения естественного освещения и проветривания, как вариант, предусмотрены в верхней части наружных стен, на высоте 3,0м от уровня пола, с учетом вертикальных связей по осям «2-3» и «7-8» в продольном направлении. Окна ленточного типа:
ОК-1 – 3,50 х 1,20 (Н)м – 4 шт.
ОК-2 – 4,00 х 1,20 (Н)м – 8 шт.
Двери и ворота - по торцам стен по осям «А» и «В», согласно требованиям технологии, предусмотрены две пары распашных типовых металлических ворот размером 3,50 х 3,00(Н) м с калиткой для эвакуации обслуживающего персонала ангара, размером 0,80 х 2,10 (Н) м. Калитка без порогов (или как вариант с порогами высотой не более 0,1 м), открывающаяся по направлению выхода из здания. Двери и ворота должны оборудоваться запорами и замками.
Колонны и обрамление проемов - в местах интенсивного движения напольного транспорта должны быть защищены от механических повреждений неметаллическими материалами.
В складском здании должны быть предусмотрены мероприятия по нанесению на стены ярких линий и надписей, а также требования по уходу, эксплуатации и организации высокого уровня механизации погрузочно-разгрузочных работ.
План на отм.+0,000
Разрезы
Конструкция кровли
Конструкция стены
3. Укрупненная спецификация основных конструкций каркаса
С учетом конструктивного коэффициента полный вес металлоконструкций составил 11,1 т.
| Тип элементов | Вес, т |
| Ригели несущих рам | 4 |
| Колонны несущих рам | 3 |
| Фахверковые рамы | 1.2 |
| Прогоны покрытия | 2.1 |
| Вертикальные и горизонтальные связи | 0.5 |
| Подрамники ворот | 0.3 |
| Итого | 11,1 |
Общая площадь застройки равна 432м2, а следовательно, металлоемкость каркаса составляет 25,6 кг/м2.
4. Нагрузки и воздействия
Расчет каркаса выполнен в соответствии с Еврокодом 3 (ДСТУ-Н Б EN 1993) «Проектирование стальных конструкций» и, в частности, его частью 1-3 (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3) «Проектирование стальных конструкций. Дополнительные правила для холодноформованных элементов и профилированных листов».
Соответственно нагрузки и воздействия определяются Еврокодом 1 (ДСТУ-Н Б EN 1991) и имеют следующие значения:
Собственный вес покрытия
| Материал | Распределенная нагрузка (kПа) | Объемный вес (Т/м3) | Толщина (м) | ɣF |
| Сэндвич-панели с ППУ наполнителем толщиной 100мм | 0,150 | --- | --- | 1,35 |
| Дополнительная нагрузка от элементов, подвешиваемых к конструкциям | 0,250 | --- | --- | 1,35 |
| Эксплуатационная нагрузка | 0,400 kПа |
| Предельная нагрузка | 0,540 kПа |
Снеговая нагрузка (согласно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-3)
| Параметр | Значение |
| Снеговой район | 5 |
| Характеристическое значение снеговой нагрузки | 1,6 kПа |
| Коэффициент корректировки на средний период повторяемости Tef=50 лет | 1,00 |
Ветровая нагрузка (согласно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-4)
| Параметр | Значение |
| Район по характеристическому значению базовой скорости ветра | 1 |
| Характеристическое значение базовой скорости ветра | 25 м/с |
5. Конструктивная схема
Конструктивная схема здания – рамно-связевая.
Основой несущей конструкции служат поперечные рамы с жестким примыканием фермы к колоннам и шарнирным опиранием на фундаменты. Подобная расчетная схема является классической для бескрановых зданий павильонного типа и позволяет получить оптимальный вес при минимальных безмоментных нагрузках на фундаменты. Рамы состоят из одного пролета - 12м в осях. Конструкции каркаса изготовлены из холодноформованных тонкостенных профилей (ЛСТК). Изготовление и монтаж конструкций должны соответствовать:
- ДСТУ Б EN 1090-1 «Исполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 1: требования
к оценке соответствия компонентов конструкций»
- - ДСТУ Б EN 1090-2 «Исполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 2:
технические требования к стальным конструкциям»
- EN 10162 « Холоднокатанные стальные профили. Технические условия. Допуски на
размеры и сечения»
В промежуточных рамах несущая конструкция покрытия принята решетчатой (ферма), в фахверковых – балочной из спаренных С-профилей. Сечения колонн и основных и фахверковых рам – спаренные С-образные профили. Ветрикальные связи по колоннам и горизонтальные по покрытию выполнены крестовыми из гибких преднапряженных (талрепами) элементами.
Пример преднапряженной гибкой связи
Пространственная жесткость каркаса в вертикальной продольной плоскости обеспечивается продольными вертикальными связями по колоннам. В вертикальной поперечной плоскости – жесткими поперечными промежуточными рамами с соответствующим примыканием фермы к колоннам, и вертикальными связями в фахверковых рамах.
В горизонтальной плоскости каркас объединен жестким диском покрытия, который формируется системой горизонтальных и вертикальных связей по покрытию. Горизонтальные связи – гибкие, преднапряженные. Вертикальные формируют подкосы из стальных лент (подкос), раскрепляющие нижний пояс ферм.
Здание – теплое. Конструкция стен – безпрогонная. Функцию несущего элемента ограждающей конструкции выполняют холодноформованные оцинкованные профиля внутренних стеновых кассет (ВСК) 600/150х0,75мм. Утепление выполняется минераловатным заполнением профиля толщиной 150мм. С конструктивной точки зрения положительным эффектом от применения ВСК является значительное повышение жесткости каркаса к действию горизонтальных нагрузок.
Конструкция покрытия – прогонная, связевая. В качестве ограждающих конструкций приняты сэндвич панели с ППУ утеплителем толщиной 100мм. В таком случае горизонтальные связи необходимы, поскольку сэндвич-панели не могут считаться жестким диском покрытия. Прогоны – холодноформованные оцинкованные Z-профиля, расположенные по разрезной схеме.
Альтернативно может рассматриваться холодный вариант здания.
Конструктивная схема покрытия
Заводские соединения – сварные и болтовые, монтажные – болтовые. Сварные соединения выполнять полуавтоматической сваркой. Болтовые соединения предусмотрены на болтах класса прочности 8.8. В болтовых соединениях предусматривать мероприятия для предотвращения раскручивания гаек.
Фундаменты здания – согласно технологических требованиям и геологии площадки могут быть отдельно стоящими, ленточными, плитными со сваями и без них. Подливку под опорные плит выполнять сразу после выверки и монтажа опорных плит и до монтажа тела колонны.
Материал основных элементов каркаса из холодноформованных профилей – оцинкованная горячим методом рулонная холоднокатаная тонколистовая сталь класса S350GD толщиной до 3мм. Фасонные и второстепенные элементы – сталь класса S245.
6. Основные узлы
Типовая база колонны
Коньковый узел с вертикальными и горизонтальными
связевыми элементами
7. Противопожарная и антикоррозионная защита стальных конструкций
Зданию присвоена степень огнестойкости ІІІа, для которой необходимо обеспечение следующих классов огнестойкости отдельных конструктивных элементов:
колонны – R15 M0;
элементы совмещенных перекрытий (плиты, настилы, прогоны) – RE15 M1;
элементы совмещенных перекрытий (балки, фермы, арки, рамы) – RE15 M0;
внешние ненесущие стены – E15 M1.
В соответствии с п.4.40 ДБН В.1.1-7 допускается не производить огнезащиту стальных конструкций в случаях, когда минимальный предел огнестойкости данной конструкций не превышает 15 минут.
Для ограждающих конструкций стен рекомендуется применять конструктивы с пределами огнестойкости не ниже (EI30, M0), что должно быть подтверждено сертификатом на продукцию. При повышении требований к огнестойкости несущих конструкций применять конструктивную огнезащиту, как основной метод для ЛСТК.
Антикоррозионная защита конструкций здания обеспечивается цинковым покрытием всех холодноформованных профилей каркаса. Рекомендуемый удельный вес цинкового покрытия составляет 275г/м2.
Объект является типовым и допускает несколько возможных применений. Цинковое покрытие основных элементов без дополнительных мероприятий допускает агрессивность воздействия среды в здании на металлоконструкции согласно EN ISO 12944-2 не выше С3 (среднеагрессивная). В случае сильноагрессивной среды рекомендуется выносить несущие конструкции наружу здания (исключать воздействие агрессивной среды)
Такая схема распространена для птичников (сильноагрессивная среда) и холодильных складов (исключение мостиков холода).
ЗАГРУЗИТЬ КОНЦЕПЦИЮ