книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

отсутствие единых унифицированных нормативных и расчетных нагрузок для здании различного назначения.

Для возведения зданий и сооружений углеобогатительных фаб­ рик индустриальными методами, необходима унификация объемно­ планировочных и конструктивных решений. Такая унификация осу­ ществляется для двух основных групп зданий углеобогатительных фабрик— одноэтажных и многоэтажных.

Одноэтажные здания, входящие в комплекс углеобогатительной фабрики, проектируют в соответствии с требованиями «Основных положений по унификации объемно-планировочных и конструктив­ ных решений промышленных зданий», приведенных в СН 223—62.

Проектными институтами угольной промышленности была раз­ работана номенклатура сборных железобетонных конструкций для многоэтажных зданий угольной промышленности, которая в опре­ деленной мере обеспечивала единство конструктивных решений указанных объектов.

Для производственных зданий установлены следующие модуль­ ные размеры пролетов и высот в строительной сетке зданий: про­ леты 6 или 9 м, а в верхних этажах — 6; 9; 12; 18; и 24 м; шаг ко­ лонн 6 м; высоты этажей — 3,6; 4,8 и 6,0 м, высоты верхних (заль­ ных) бескрановых этажей при пролетах 12; 18; и 24 м принимают 6,0 и 7,2 м, а при оборудовании верхних помещений кранами — 8,4; 9,6 и 10,8 м. При необходимости допускается увеличение высоты верхнего этажа до 13,2 м (кратно модулю 1,2 м).

При проектировании зданий необходимо соблюдать правила по привязке конструктивных элементов зданий и сооружений к ос­ новным разбивочиым осям, а также стремиться к наиболее прос­ той форме здания в плане, допуская применение взаимно перпен­ дикулярных пролетов только по специальному обоснованию.

Конфигурация зданий решается в виде четкого прямоугольни­ ка в плане с минимумом перепадов по высоте; устройство заглуб­ ленных в земле помещений или подвалов, как правило, не допус­ кается. Вспомогательные помещения располагаются с сохранением основных принятых объемно-планировочных параметров здания, ,без перебивки уровней основных этажей.

§ 7. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Номенклатура сборных железобетонных конструкций для зданий, входящих в комплекс углеобогатительных фабрик, состоит из трех групп (соответственно основным типам зданий) :

изделия для одноэтажных зданий; изделия для многоэтажных производственных зданий;

изделия для этажерок, являющиеся развитием серии ИИ-20. Эти группы изделий принимают по общесоюзным каталогам.

Сборные железобетонные конструкции для многоэтажных про­ изводственных зданий и этажерок под оборудование принимают

с максимальным использованием типовых конструкций по серии ИИ-20 с учетом специфики работы углеобогатительных фабрик.

Учитывая необходимость устройства подвесного транспорта, пе­ рекрытия в многоэтажных зданиях принимаются с опираиием плит на полки ригелей.

Жесткость рам в поперечном направлении обеспечивается жест­ кими узлами поперечных рам, в продольном направлении — сталь­ ными связями, а в случае невозможности постановки связи — за счет продольных рам с жесткими узлами.

Конструкции подкрановых балок, ферм, балок и плит покрытий, стеновые панели принимают по общесоюзным и районным ката­ логам.

Для опирания ригелей перекрытий колонны имеют железобетон­ ные консоли.

Сборные железобетонные ригели (главные балки) междуэтаж- - ных перекрытий представляют собой тавровое сечение, обращенное полкой тавра вниз. Полки тавра служат для опирания второстепен­ ных балок и плит-настилов. Концы ригелей имеют закладные части, служащие для соединения их с колоннами.

Сопряжение сборных железобетонных конструкций между со­ бой осуществляют сваркой закладных частей и замоноличиванием стыков бетоном. Торцы колонн — плоские. Полости стыка колонн зачеканивают жестким бетоном.

Монолитность сопряжения плит-настилов или монолитной пли­ ты с ригелем и второстепенными балками достигается выпуском арматуры из балок и ригелей.

Стеновые панели закрепляют на колоннах каркаса, как это пре­ дусмотрено типовыми решениями по серии СТ-02-31; при осущест­ влении ленточного остекления панели, перекрывающие световой проем, опираются на стальные приварные столики.

Проведенные расчеты на динамические нагрузки от технологи­ ческого оборудования в ряде случаев показали достаточность при­ нятых размеров сечений конструкций по условиям прочности, но они оказались недостаточными по условиям допустимых санитар­ ными нормами вибраций рабочего места. Учитывая, что вертикаль­ ные вибрации конструкций перекрытия в районе установки меха­ низма очень быстро затухают по мере удаления от него, а механиз­ мы не требуют постоянного пребывания обслуживающего персона­ ла около них, принято возможным не вводить в унификацию допол­ нительных конструкций, требующих учета вибрационных воздейст­ вий. Перекрытия выполняют из монолитного железобетона или ме­ талла в соответствии с серией ИИ-20.

Повышение технического уровня промышленного строительства заключается не в частичном улучшении традиционных типов про­ мышленных предприятий, а в проектировании и строительстве зданий и сооружений новых типов с применением индустриальных конструкций и методов их воздействия [4, 34].

В настоящее время в целях сокращения сроков возведения угле­ обогатительных фабрик широко применяют стальные конструкции. Стальные каркасы выполняют по связевой схеме с передачей гори­ зонтальных нагрузок на связи и рамные каркасы.

Для повышения технического уровня строительства углеобо­ гатительных фабрик намечается расширить внедрение на строительстве их новых эффективных строительных конструкций и материалов: керамзита, искусственной пемзы, алюминия, газо­ бетона, пеносиликата, стеклоблоков, стеклопрофилита и стеклопла­ стика, полимеров и изделий из синтетических материалов и др.

§S. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭСТЕТИКА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИИ

ИСООРУЖЕНИЙ

Требования технической эстетики учитываются прежде всего при разработке проекта нового или реконструируемого предприя­ тия или промышленного оборудования путем внедрения методов архитектурного проектирования и художественного конструирова­ ния. Этому в значительной мере способствует принятое Советом Министров СССР постановление от 18/Х 1968 г. «Об улучшении использования достижений технической эстетики в народном хо­ зяйстве».

На предприятиях угольной промышленности в настоящее время проводится большая работа по повышению культуры производства и улучшению условий с учетом требований технической эстетики.

Архитектурный облик промышленного предприятия формирует­ ся на всех этапах и стадиях проектирования. Выбор площадки, ре­ шение генерального плана, проектирование зданий, благоустройст­ во и озеленение территории существенно влияют на художествен­ ные достоинства застройки.

Отделка и окраска фасадов зданий, благоустройство и озеле­ нение способны лишь смягчить недостатки, присущие застройке.

Цветовое решение фасадов зданий углеобогатительных фабрик должно быть, как правило, сдержанным. Желательно использовать один-два основных цвета, например охристый, голубой, и выделять архитектурные детали.

Благоустройство территории является одним из завершающих этапов работы над совершенствованием художественного обли­ ка предприятия. Значение его достаточно велико, так как даже хо­ рошо организованная площадка фабрики, застроенная добротными зданиями, будет производить впечатление незаконченности без хо­ роших дорог, ливнеспусков, кюветов, пешеходных мостиков, опор наружного освещения, а также малых архитектурных форм-наве­ сов, скамей, урн, фонтанов, беседок, стендов и др.

Примером удобной планировочной организации системы авто­ мобильных дорог, площадок и пешеходных дорожек является Кали­ нинская ЦОФ. Упорядоченная дорожная сеть на территории этой фабрики облегчает содержание всей площадки в чистоте.

Озеленение территории углеобогатительной фабрики имеет большое санитарно-гигиеническое и художественно-декоративное значение. Деревья и кустарники защищают промышленную площад­ ку от ветров и предохраняют жилые массивы от угольной пыли и газов. А такие деревья, как сосиа и черемуха, еще и выделяют в ат­ мосферу летучие вещества с бактерицидными свойствами.

Определенное значение имеют зеленые насаждения как проти­ вопожарная преграда. Площадь, занятая под зеленые насаждения на территории углеобогатительной фабрики, должна быть не менее 15%. Озеленять рекомендуется предфабричные площадки, свобод­ ные участки между зданиями (особенно у административно-быто­ вых комбинатов и мест отдыха).

Донецким ПромстройНИИпроектом, Южгипрошахтом, Донгипрошахтом и другими проектными и научно-исследовательскими институтами разработаны экспериментальные проектные предло­ жения отделки и окраски интерьеров ряда углеобогатительных фабрик, которые учитывают особенности технологического процес­ са, условия обслуживания машин и механизмов, характер произ­ водственной среды, объемно-планировочных решений интерьеров фабрик.

В качестве примеров цветового оформления интерьеров угле­ обогатительных фабрик следует рассмотреть решения, принятые на ЦОФ «Украина», Горловской, Куйбышевской и Чумаковской (Донбасс). Интерьеры этих обогатительных фабрик значительно различаются схемами обогащения, связанного с этим набором обо­ рудования, компоновочными и объемно-планировочными реше­ ниями зданий главных корпусов и других производственных поме­ щений.

Главный корпус ЦОФ «Украина» — зального типа, с двумя смежными залами-— большим и малым, хорошо освещенными есте­ ственным светом. В этих помещениях размещается основное техно­ логическое оборудование.

Производственные здания Горловской, Куйбышевской и Чума­ ковской фабрик представляют собой многоэтажные здания с раз­ мещением оборудования на отдельных этажах небольшой высоты. В этих условиях освещенность в ряде случаев занижена.

Некоторым исключением является Горловская ЦОФ, где часть оборудования размещена в помещении залы-юго типа.

На ЦОФ «Украина» основным тоном для ограждающих конст­ рукций большого машинного зала выбран малонасыщениый лимон­

щенности основными тонами для ограждающих конструкций боль­ шинства помещений приняты малонасыщенные кремовый, песоч­ ный, желтовато-зеленый.

Ограждающие конструкции Горловской ЦОФ в большинстве помещений предусмотрено красить в малонасыщенные -кремовые, песочные, разбеленные лимонные и светло-зеленые тона.

На Чумаковской ЦОФ основными тонами для окраски ограж­ дающих конструкций выбраны светлые малонасыщенные оттенки желтого, кремового, песочного, желто-зеленого цвета.

Для того чтобы подчеркнуть структуру помещения, цветом вы­ деляется его конструктивный каркас: колонны, пилястры, балки окрашиваются более темными тонами.

Оборудование углеобогатительных фабрик весьма разнохарак­ терно, помещения фабрик насыщены трубопроводами различного назначения. Поэтому при выборе системы окраски выделяют одним цветом группу оборудования или отдельные механизмы, сходные по технологическому назначению.

Определение экономической эффективности от внедрения ме­ роприятий по технической эстетике представляет собой сложную задачу, которая до сих пор не решена, не имеется единой методики подсчета.

Эстетичность условий прямо влияет на повышение работоспособ­ ности человека, его настроение, позволяя увеличить темп работы. Даже внедрение отдельных мероприятий по улучшению условий труда значительно повышает его производительность. Так, напри­ мер, благодаря очистке стекол в производственных помещениях на ряде предприятий, приведшей к увеличению количества естествен­ ного света, производительность труда поднялась на 5—9%; приме­ нение люминесцентного освещения на рабочих местах способство­ вало повышению производительности труда на 2—9%.

По данным зарубежных исследователей, с внедрением рацио­ нального цветового оформления был достигнут значительный эко­ номический эффект. Например, в США, по данным органов здраво­ охранения, в результате применения функциональной цветовой сре­ ды производительность труда на различных предприятиях возрос­ ла от 5,5 до 37%; в ГДР применение функциональной окраски по­ высило производительность труда на 25%.

По данным Донецкого ПромстройНИИпроекта сокращение рас­ ходов на освещение в результате окраски потолков, стен и обору­ дования в функциональные цвета на объектах углеобогатительной фабрики составляет 11—19%.

Г л а в а III

ОСНОВНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

§ 9. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ КОМПЛЕКСА ПРИЕМКИ и п о д г о т о в к и УГЛЯ

Приемные устройства, сооружаемые на ЦОФ и ГОФ, служат для приема, разгрузки и передачи на фабрику углей (горной мас­ сы), доставляемых на фабрику железнодорожным транспортом с шахт или разрезов.

Существуют два вида сооружений по приемке угля, доставляе­ мого на фабрику по железнодорожным путям: из саморазгружающнхся вагонов и из глухих— с помощью вагоноопрокидывателя. В первом случае уголь из саморазгружающихся вагонов поступает

Сухие угли в летнее время разгружаются через люки вагонов полностью, при этом зачистка вагонов не требуется. При приемке влажных углей летом, а также в зимнее время на седловине и на стенках вагона остается уголь, который должен быть удален ме­ ханическим путем с помощью внброустановки (ВПШ-2).

Сооружение по приемке угля (приемная яма) состоит из на­ земной части в виде шатра и подземной — тоннельного типа. Для защиты от атмосферных осадков и создания защитного заслона, препятствующего рассеиванию угольной пыли в период разгрузки вагонов, шатер ямы должен иметь ограждающие стены вдоль же­ лезнодорожных путей.

Минимальная ширина каркаса шатра в поперечном направле­ нии диктуется габаритами саморазгружающихся вагонов с откры­ тыми люками и размерами необходимых проходов для людей, об­ служивающих процесс разгрузки, и составляет для однопутной при­ емной ямы 7,5 м, а для двухпутной— 13,5 м.

Низ затяжки кровельных ферм шатра должен располагаться над уровнем головки рельса с учетом габаритов вагона и разме­ ров виброустановки на высоте не менее 8 м. Шатер приемной ямы сооружают из стали со стеновым ограждением из сборных железобетоных ребристых панелей. Кровля шатра — рулонная, кровельное покрытие — сборные железобетонные плиты типа ПНС.

Для обеспечения нормального обслуживания виброустройства вдоль путей запроектированы обслуживающие площадки на отмет­ ках 3,38 и 5,65 м. Стойка шатра опирается на консоли, выпущенные из поперечных ригелей. Этим достигается частичная разгрузка ри­ гелей в пролете и отпадает необходимость устройства самостоя­ тельных фундаментов.

Глубина подземной части ямы определяется высотой прием­ ного бункера, размерами питателей и конвейеров, транспортирую­ щих уголь в аккумулирующие бункеры, и составляет 6—8 м ниже уровня головки рельса. Перекрытие подземной части ямы воспри­ нимает нагрузку от подвижного железнодорожного состава и веса бункеров с подвешенными к ним питателями. Для обеспечения бла­ гоприятных условий эксплуатации приемного устройства подземную часть ямы отапливают.

Бункеры футеруют металлом в целях предохранения их от исти­ рания.

Зимой при длительном хранении угля в бункерах происходит смерзание его. Одним из эффективных мероприятий, препятствую­ щих примерзанию угля к стенкам бункеров, является обогрев их

с помощью теплового агрегата. Для этого между стенками бунке­ ров и футеровкой устанавливают регистры отопления, а свободное пространство заполняют литым бетоном.

В зависимости от уровня грунтовых вод на участке строитель­ ства ямы привозных углей стены и днище ямы должны иметьна­ дежную гидроизоляцию из холодной асфальтовой мастики или штукатурки на основе коллоидного цементного раствора.

Холодная асфальтовая гидроизоляция представляет собой во­ донепроницаемый покров, выполняемый штукатурным или литым способом из холодной асфальтовой мастики на битумных эмуль­ сионных пастах. Преимуществом гидроизоляции из холодных асфальтовых мастик по сравнению с оклеенными является ком­ плексная механизация всего процесса гидроизоляции, возможность выполнения ее на влажной поверхности при неблагоприятной по­ годе, отсутствие необходимости в защитном ограждении и высокая механическая прочность покрова.

Штукатурную гидроизоляцию на основе коллоидного цемент­ ного раствора применяют для создания водонепроницаемости кон­ струкций. Вяжущей основой коллоидного цементного раствора является тонкомолотая цементно-песчаная смесь с соотношением 2,5:1. В качестве пластифицирующей добавки цемента вводится сульфитно-спиртовая барда (ССБ) в количестве 0,1—0,2% от веса цемента.

Статический расчет ямы привозных углей производят в сле­ дующей последовательности. В первую очередь выполняют расчет каркаса шатра, представляющего собой рамную конструкцию, низ стоек которой защемлен в основании, а верх связан шарнирно с кровельным покрытием. Стойки шатра рассчитывают как рамную конструкцию на вертикальную нагрузку от веса покрытия и вет­ ровую, передающуюся от фахверка стен. Перекрытие подземной части ямы рассчитывают на вес подвешенных бункеров с питате­ лями и на нагрузку от железнодорожного подвижного состава. При этом необходимо учитывать, что при работе виброустановки возникают дополнительные усилия от ее веса и динамические на­ грузки от движения вагона. Наличие вагонных рессор значительно снижает влияние динамической нагрузки на несущие конструкции, поэтому можно ограничиться применением в расчете дополнитель­ ного коэффициента перегрузки 1,1 —1,2.

Стены il днище подземной части приемной ямы рассчитывают на вес сооружения, на нагрузку от веса подвижного состава, на вес угля в бункерах при полном их заполнении, на боковое дав­ ление грунта и на гидростатическое давление воды, если ее уро­ вень превышает отметку верха пола ямы. При очень высоком уровне грунтовых вод необходимо выполнить расчет на всплытие.

лельно железнодорожным путям) стеновым ограждением. Кровля и стены шатра предохраняют вагоноопрокидыватель и приемные бункеры от атмосферных осадков и ограничивают распростране­ ние угольной пыли, образующейся при разгрузке. В шатрах над вагоноопрокпдывателем устанавливают мостовой кран грузоподъ­ емностью 30 т.

Каркас шатра над приемной ямой выполняют, как правило, из стали, кровля — рулонная по сборным железобетонным плитам. Стеновое ограждение — из сборных ребристых железобетонных панелей.

Paie. 5. Приемная яма с вагоноопрокидывателем роторного типа

Приемная яма с роторным вагоноопрокидывателем имеет раз­ меры в плане при однопутной разгрузке 12x24 м, а при двухпут­ ной— 24X24 м. Конструктивные решения подземных сооружений большой глубины определяются в первую очередь способом их возведения. Рытье котлована на значительную глубину с преодо­ лением зачастую водоносного горизонта представляет большие трудности; укладка же в подземных условиях бетонной смеси со­ пряжена с применением ручного труда. Поэтому возведение при­ емной ямы с вагоиоопрокидывателями роторного типа целесооб­ разно осуществлять методом опускного колодца.

До недавнего времени размеры в плане опускных колодцев ограничивались большой силой трения оболочки о грунт при по­ гружении. Для преодоления сил трения требовался очень большой вес оболочки и, следовательно, большая толщина стен.

Изобретенный Н. В. Озеровым в 1945 г. способ возведения опускных сооружений в тиксотропной рубашке позволяет резко снизить силу трения до 0,2 тс/м2, в результате чего толщина сте­ нок колодца определяется только условиями прочности и устой­ чивости оболочки.

Большая часть опускных колодцев имела внутреннюю сталь­ ную гидроизоляцию. Однако стальная гидроизоляция, помимо еевысокой стоимости, имеет существенный недостаток, заключаю­ щийся в том, что гидростатическое давление будет отрывать сталь­ ной лист от бетона и способствовать потере устойчивости, так как

нение коллоидно-цементной штукатурки, обладающей высокими адгезионными свойствами и воспринимающей нагрузку на отрывдо 6—8 кгс/см2.

При расчете цилиндрического опускного колодца учитывают воздействие следующих сил: нагрузки от наземной части прием­ ной ямы; собственного веса цилиндрических стенок; активного давления на грунт, а ниже уровня грунтовых вод — и давления воды на боковую поверхность оболочки; сопротивление грунт:»' основанию колодца; взвешивающего действия воды.

Толщину оболочки кольцевого сечения определяют по фор­ муле Ламе

где d — внутренний диаметр оболочки;

р— максимальное удельное давление грунта на внешнюю' поверхность оболочки;

R — расчетное сопротивление материала, из которого изго­ товлена оболочка;

k — коэффициент перегрузки, принимаемый обычно 1,3. Учитывая, что под действием давления грунта и воды оболочка

в горизонтальном сечении на любой глубине работает только на сжатие, укладка арматуры в бетон оболочки не требуется. Однако' при погружении в оболочке могут возникнуть значительные растя­ гивающие усилия в результате перекоса, а также и от того, чтоверхняя часть оболочки может быть зажата в грунт, а нижняя при извлечении из нее грунта может оказаться на весу. Для таких случаев устанавливают арматуру, вертикальные стержни которой рассчитывают на усилие, равное половине веса оболочки. Гори­ зонтальную кольцевую арматуру укладывают конструктивно.

Скошенную нижнюю часть оболочки следует рассчитывать как консоль на действие пассивного давления грунта, находящегося в колодце, на всю скошенную поверхность. Такое давление может возникнуть при резком врезании всей ножевой части в грунт..

Приемная яма с боковыми вагоноопрокидывателями (рис. 6) имеет сравнительно небольшую глубину, порядка 4,5—5,0 м ниже уровня головки рельса. Наземная часть ямы шатрового типа обо­ рудована краном грузоподъемностью 30 т. Шатер над вагоноопрокидывателем имеет размеры в плане при разгрузке на одном, пути 15x30 м, а на двух путях-—30x30 м.