Типовий ангар з каркасом з ЛСТК
1. Вихідні дані
Розглядається типовий універсальний ангар, який може мати ряд призначень:
Склад
Сільськогосподарський об'єкт
Виробниче або допоміжні приміщення
Інші призначення, відповідно до об'ємно-планувального вирішення даної безкранової будівлі
Завдяки наявності цинкового покриття каркаса будівлі проект рекомендується до застосування в якості сільськогосподарського об'єкта.
Район будівництва - Київська область
Абсолютна відмітка площадки над рівнем моря - менше ніж 500 метрів
Мікрорельєф місцевості поблизу площадки будівництва - рівний
Вид будівництва - нове будівництво
Категорія складності - III
Клас відповідальності - СС2
Коефіцієнт надійності по відповідальності відповідно до Таблиці 5 ДБН В.1.2-14-2009 - γn = 1.05 для першої групи граничних станів, 0.975 - для другої
Встановлений термін експлуатації відповідно до Таблиці 2 ДБН В.1.2-14-2009 - Тef = 60 - 50 років (в залежності від умов експлуатації об'єкта: виробничого, складського чи сільськогосподарського)
Габаритні розміри - 36,00 м х 12,00 м
Будівля складу - вентильований, тепле з автономним опаленням
Ухил покрівлі - 10% (сендвіч-панелі)
За відносну позначку 0,000 прийнята відмітка чистої підлоги ангар
Дані конструкції рекомендується застосовувати в неагресивному, слабоагресивному і середньоагресивному середовищах в кліматичних районах з температурою зовнішнього повітря в межах -40 ° С ÷ + 40 ° С.
Основними критеріями вибору конструкцій є збільшення прольотів, загальне зниження витрат на будівництво і скорочення термінів будівництва.
В конструкції повинні бути використані матеріали, вироблені на заводах України.
Дані конструкції розраховані для застосування в наступних кліматичних районах:
Снігове навантаження - 5-й район (згідно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-3)
Вітрове навантаження - 2-й район (згідно ДСТУ-Н Б EN 1991-1-4)
Згідно ДСТУ-Н Б EN 1998-1-1 прийнято, що майданчик будівництва належить до зони низької сейсмічності (прискорення ґрунту не більше 0.04g).
Інші особливі умови майданчика (ґрунти, що просідають та території, що підтоплюються) - відсутні.
Розрахунок каркаса виконується відповідно до:
ДСТУ-Н Б EN1990 «Основи проектування конструкцій»
ДСТУ-Н Б EN 1991-1-1 «Впливу на конструкції. Питома вага, постійні та тимчасові навантаження на будівлі»
ДСТУ-Н Б EN 1991-1-3 «Впливу на конструкції. Снігові навантаження »
ДСТУ-Н Б EN 1991-1-4 «Впливу на конструкції. Вітрові навантаження»
ДСТУ-Н Б EN 1993-1-1 «Проектування сталевих конструкцій. Загальні положення для будівель»
ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3 «Проектування сталевих конструкцій. Додаткові вимоги для холодноформованих профілів і настилів»
ДСТУ-Н Б EN 1998-1 «Проектування сейсмостійких конструкцій. Загальні положення, сейсмічні впливи, правила для будівель»
2. Архітектурно-планувальні рішення
Загальна характеристика будівлі
Об'ємно-планувальні та конструктивні рішення ангара має відповідати виконанню функцій з призначення.
Універсальний типовий ангар каркасного типу габаритними розмірами 36,00м х 12,00 м. Будівля - одноповерхова, прямокутної форми будівля, загальною площею 432 кв.м.
Покрівля - двосхила.
При проектуванні прийняті наступні параметри:
У поздовжньому напрямку крок рам - 4,50 м
У поперечному напрямку - однопролітного 12 м
Висота до низу несучих конструкцій - 6,0 м
У будівлі можуть використовуватись матеріали, що належать до негорючих речовин в холодному стані.
Відповідно до обраної категорією і з урахуванням площі поверху (таблиця 2 ДБН В.2.2-7-98) ступінь вогнестійкості складу - IIIa.
Об'ємно-планувальні рішення
Планувальне рішення ангара передбачає наявність одного основного приміщення, загальною площею 432 кв.м.
Стіни і покрівля - теплі, згідно з вимогами ДБН В.2.2-7-98. Стіни - внутрішня стінова касета (ВСК) 600 / 150х0,75 мм, утеплювач - 150 мм, профнастил зовнішній Т10 0,45 B. Покрівля - сендвіч-панелі з наповнювачем ППУ товщиною 100 мм.
Підлоги - відповідно до технологічних вимог. У стандартному варіанту - згідно СНиП 2.03.13 і ДБН В.2.2-7-98: асфальтобетонним, а при відсутності впливу розчинів кислот - бетонними.
Вікна - для забезпечення природного освітлення і провітрювання, як варіант, передбачені у верхній частині зовнішніх стін, на висоті 3,0 м від рівня підлоги, з урахуванням вертикальних зв'язків по осях 2-3 і 7-8 в поздовжньому напрямку. Вікна стрічкового типу:
ОК-1 - 3,50 х 1,20 (Н) м - 4 шт.
ОК-2 - 4,00 х 1,20 (Н) м - 8 шт.
Двері та ворота - по торцях стін по осях «А» і «В», відповідно до вимог технології, передбачені дві пари орних типових металевих воріт розміром 3,50 х 3,00 (Н) м з хвірткою для евакуації обслуговуючого персоналу ангара, розміром 0 ,80 х 2,10 (Н) м. Хвіртка без порогів (або як варіант з порогами висотою не більше 0,1 м), що відкривається у напрямку виходу з будівлі. Двері та ворота повинні бути обладнані запорами та замками.
Колони та обрамлення прорізів - в місцях інтенсивного руху наземного транспорту повинні бути захищені від механічних пошкоджень неметалевими матеріалами.
У складському приміщенні повинні бути передбачені заходи щодо нанесення на стіни яскравих ліній і написів, а також вимоги по догляду, експлуатації та організації високого рівня механізації вантажно-розвантажувальних робіт.
Приміщення ангара 428,80 кв.м
План на відм. + 0,000
Розрізи
Конструкція покрівлі
Конструкція стіни
3. Укрупнена специфікація основних конструкцій каркаса
З урахуванням конструктивного коефіцієнта повної ваги металоконструкцій склав 11,10 т.
З них:
Ригелі несучих рам 4,000 т
Колони несучих рам 3,000 т
Фахверкові рами 1,200 т
Прогони покриття 2,100 т
Вертикальні та горизонтальні зв'язки 0,500 т
Підрамники воріт 0,300 т
Разом 11,10 т
Загальна площа забудови дорівнює 432 кв.м, а, отже, металоємність каркаса становить 11300/432 = 25,7 кг / кв.м.
4. Навантаження і впливи
Розрахунок каркаса виконано відповідно до Єврокодів 3 (ДСТУ-Н Б EN 1993) «Проектування сталевих конструкцій» та, зокрема, його частиною 1-3 (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3) «Проектування сталевих конструкцій. Додаткові правила для холодноформованних елементів і профільованих листів ».
Відповідно навантаження і вплив визначаються до Єврокодів 1 (ДСТУ-Н Б EN 1991) і мають таке значення:
Матеріал | Розподілене навантаження (kПа) | Питома вага (Т / куб.м) | Товщина (м) | ɣF |
Сендвіч-панелі з ППУ наповнювачем товщиною 100мм | 0,150 | - | - | 1,35 |
Додаткове навантаження від елементів, що підвішуються до конструкцій | 0,250 | - | - | 1,35 |
Експлуатаційне навантаження 0,400 кПа
Граничне навантаження 0,540 кПа
Снігове навантаження (розрахунок виконаний згідно норм проектування ДСТУ-Н Б EN 1991-1-3)
Параметр | Значення |
Сніговий район | 5 |
Характеристичне значення снігового навантаження | 1,6 kПа |
Коефіцієнт коригування на середній період повторюваності Tef = 50 років | 1,00 |
Вітрове навантаження (Розрахунок виконаний згідно норм проектування ДСТУ-Н Б EN 1991-1-4)
Параметр | Значення |
Район по характеристичному значенню базової швидкості вітру | 2 |
Характеристичне значення базової швидкості вітру | 27 м/с |
5. Конструктивна схема
Конструктивна схема будівлі - рамно-в'язева
Основою несучої конструкції є поперечні рами з жорстким примиканням ферми до колон і шарнірним обпиранням на фундаменти. Подібна розрахункова схема є класичною для безкранових будівель павільйонного типу і дозволяє отримати оптимальну вагу при мінімальних навантаженнях на фундаменти. Рами складаються з одного прольоту 12м в осях. Конструкції каркаса виготовлені з холодноформованих тонкостінних профілів (ЛСТК).
Виготовлення та монтаж конструкцій повинні відповідати:
ДСТУ Б EN 1090-1 «Виконання сталевих і алюмінієвих конструкцій. Частина 1: вимоги до оцінки відповідності компонентів конструкцій»
ДСТУ Б EN 1090-2 «Виконання сталевих і алюмінієвих конструкцій. Частина 2: технічні вимоги до сталевих конструкцій»
EN 10162 «Холоднокатані сталеві профілі. Технічні умови. Допуски на розміри та перетину»
У проміжних рамах несуча конструкція покриття гратчаста (ферма), у фахверкових - балочна зі спарених З-профілів. Перетин колон і основних і фахверкових рам - спарені С-образні профілі. Вертикальні в'язі по колонах і горизонтальні по покриттю виконані хрестовими з гнучких попередньо напружених (талрепами) елементами.
Просторова жорсткість каркаса в вертикальній поздовжній площині забезпечується поздовжніми вертикальними в'язями по колонах. У вертикальній поперечної площині - жорсткими поперечними проміжними рамами з відповідним примиканням ферми до колон і вертикальними зв'язками в фахверкових рамах.
Приклад попереднього напруження гнучкого зв'язку
У горизонтальній площині каркас об'єднаний жорстким диском покриття, який формується системою горизонтальних і вертикальних в'язей по покриттю. Горизонтальні зв'язки - гнучкі, переднапружені. Вертикальні формують підкоси зі сталевих стрічок (підкіс), розкріплюючи нижній пояс ферм.
Будівля - тепла. Конструкція стін - без прогонів. Функцію несучого елемента огороджуючої конструкції виконують холодноформовані оцинковані профілі внутрішніх стінових касет (ТСК) 600 / 150х0,75мм. Утеплення виконується мінераловатним заповненням профілю товщиною 150 мм. З конструктивної точки зору позитивним ефектом від застосування ТСК є значне підвищення жорсткості каркаса до дії горизонтальних навантажень.
Конструкція покриття - прогонна, в’язева. В якості огороджувальних конструкцій сендвіч панелі з ППУ утеплювачем товщиною 100 мм. Прогони - холодноформовані оцинковані Z-профілю, розташовані по розрізної схемою.
Альтернативно може розглядатися холодний варіант будівлі
Конструктивна схема покриття
Заводські з'єднання - зварні і болтові, монтажні - болтові. Зварні з'єднання виконуються напівавтоматичним зварюванням. Болтові з'єднання передбачені на болтах класу міцності 8.8. У болтових з'єднаннях передбачені заходи для запобігання розкручуванню гайок.
Фундаменти будівлі - відповідно до технологічних вимог і геології майданчики можуть бути розташовані окремо, стрічковими, плитними з палями і без них. Підлива під опорні плити виконується відразу після вивірки і монтажу опорних плит і до монтажу тіла колони.
Матеріал основних елементів каркаса з холодноформованих профілів - оцинкована гарячим методом рулонна холоднокатана тонколистова сталь класу S350GD товщиною до 3 мм. Фасонні і другорядні елементи - сталь класу S245.
6. Основні вузли
Типова база колони
Коньковий вузол з вертикальними і горизонтальними в'язевими елементами
7. Протипожежний і антикорозійний захист сталевих конструкцій
Будівлі присуджено ступінь вогнестійкості ІІІа, для якої необхідно забезпечення наступних класів вогнестійкості окремих конструктивних елементів:
Колони - R15 M0
Елементи суміщених перекриттів (плити, настили, прогони) - RE15 M1
Елементи суміщених перекриттів (балки, ферми, арки, рами) - RE15 M0
Зовнішні ненесучі стіни - E15 M1
Відповідно до п.4.40 ДБН В.1.1-7 допускається не виконувати вогнезахист сталевих конструкцій у випадках, коли мінімальна межа вогнестійкості даної конструкцій не перевищує 15 хвилин.
Для огороджувальних конструкцій стін рекомендується застосовувати конструктиви з межами вогнестійкості не нижче (EI30, M0), що має бути підтверджено сертифікатом на продукцію. При підвищенні вимог до вогнестійкості несучих конструкцій застосовувати конструктивний вогнезахист, як основний метод для ЛСТК.
Антикорозійний захист конструкцій будівлі забезпечується цинковим покриттям всіх холодноформованних профілів каркаса. Рекомендована питома вага цинкового покриття становить 275г / кв.м.
Об'єкт є типовим і допускає кілька можливих застосувань. Цинкове покриття основних елементів без додаткових заходів допускає агресивність впливу середовища в будівлі на металоконструкції згідно EN ISO 12944-2 не вище С3 (середньоагресивному). У разі сильноагресивного середовища рекомендується виносити несучі конструкції назовні будівлі (виключати вплив агресивного середовища).
Така схема поширена для пташників (сильноагресивне середовище) і холодильних складів (виняток містки холоду, герметизація камер).