Проєкт лабораторно-дослідницького корпусу

Abstract

У бакалаврській кваліфікаційній роботі розроблено проєкт лабораторно-дослідницького корпусу навчального призначення, функціонально пов’язаного з наявним навчально-лабораторним комплексом. Об’єкт запроєктовано як одноповерхову каркасну будівлю прямокутної форми в плані з переходом до існуючого корпусу інституту. У складі будівлі передбачено лабораторне приміщення, офіс для працівників, кімнату зберігання хімікатів, склад зразків, кімнату відпочинку персоналу, чоловічий і жіночий санітарні вузли та конференц-зал для проведення семінарів і робочих зустрічей. Генеральним планом передбачено розміщення лабораторно-дослідницького корпусу на території навчального комплексу, улаштування ботанічних павільйонів, автомобільних стоянок, внутрішніх проїздів, пішохідних доріжок і озеленених зон. На території також запроєктовано три павільйони для вивчення та моніторингу рослин із особливими мікрокліматичними умовами. Благоустрій ділянки передбачає організацію зручних пішохідних зв’язків, твердих покриттів та озеленення з використанням місцевих і адаптованих до кліматичних умов рослин. Конструктивна схема будівлі прийнята металевою каркасною з кроком колон 6 м і прольотом 18 м. Основними несучими елементами є металеві колони, металеві ригелі та кроквяні ферми. Покриття передбачено з покрівельних сендвіч-панелей, зовнішні стіни - зі стінових сендвіч-панелей товщиною 120 мм, внутрішні перегородки - на металевому каркасі з облицюванням гіпсокартонними листами. Таке рішення забезпечує зниження маси будівлі, технологічність монтажу, достатню жорсткість і можливість раціонального компонування внутрішніх приміщень. У роботі виконано теплотехнічний розрахунок зовнішніх стін і покриття та підтверджено відповідність прийнятих огороджувальних конструкцій нормативним вимогам щодо опору теплопередачі. Розглянуто зовнішнє й внутрішнє оздоблення приміщень з урахуванням їх функціонального призначення, а також опрацьовано протипожежні рішення, зокрема шляхи евакуації, відкривання дверей у напрямку виходу, забезпечення корпусу протипожежними щитами та порошковими вогнегасниками для електрообладнання. У розрахунково-конструктивному розділі зібрано постійні, тимчасові, кліматичні та сейсмічні навантаження, виконано розрахунок кроквяної ферми прольотом 18 м у програмному комплексі SCAD++ і проаналізовано напружено-деформований стан конструкції. За результатами розрахунку підібрано перерізи елементів ферми, які забезпечують міцність, жорсткість і стійкість у період експлуатації. У розділі основ і фундаментів проаналізовано конструктивну схему будівлі та інженерно-геологічні умови майданчика, зокрема наявність техногенних і намивних ґрунтів, гумусу, пилуватого піску, твердого суглинку та галечника. Для забезпечення надійної передачі навантажень прийнято пальовий фундамент із низьким монолітним ростверком, який об’єднує палі в єдину систему та забезпечує їх спільну роботу. Окремо розроблено заходи з безпеки життєдіяльності та охорони праці під час виконання земляних, бетонних, монтажних, транспортних, вантажно-розвантажувальних, електрозварювальних і покрівельних робіт. Прийняті рішення забезпечують функціональність лабораторно-дослідницького корпусу, надійну роботу металевого каркаса, достатній теплозахист, безпечну експлуатацію будівлі та її зв’язок з наявною інфраструктурою навчального комплексу.

The bachelor qualification work presents the design of a laboratory and research building for educational purposes, functionally connected with an existing educational and laboratory complex. The object is designed as a one-storey rectangular frame building with an enclosed passage to the existing institute building. The building includes a laboratory room, staff office, chemical storage room, sample storage room, staff rest room, male and female sanitary units, and a conference hall intended for seminars, discussions and working meetings. The master plan provides for the placement of the laboratory and research building within the educational complex, as well as botanical pavilions, parking areas, internal driveways, pedestrian paths and landscaped zones. Three pavilions are also designed on the site for the study and monitoring of plants that require special microclimatic conditions. The site improvement includes convenient pedestrian links, hard pavements and landscaping using local and climate-adapted plants. The structural system of the building is adopted as a steel frame with a column spacing of 6 m and a span of 18 m. The main load-bearing elements are steel columns, steel beams and roof trusses. The roof is designed with roofing sandwich panels, the external walls are made of 120 mm thick wall sandwich panels, and the internal partitions are arranged on a metal frame with gypsum plasterboard lining. This solution reduces the weight of the building, improves construction efficiency, provides sufficient stiffness and allows rational internal planning. The work includes thermal calculations of external walls and the roof, confirming that the adopted enclosing structures meet the required heat-transfer resistance. External and internal finishing solutions are considered according to the functional purpose of the premises. Fire-safety measures are also developed, including evacuation routes, doors opening in the direction of escape, fire-protection boards and powder extinguishers for electrical equipment. In the structural calculation section, permanent, temporary, climatic and seismic loads are collected, and an 18 m roof truss is calculated in the SCAD++ software package. The stress-strain state of the structure is analyzed, and the cross-sections of the truss elements are selected to ensure strength, stiffness and stability during operation. In the foundations section, the structural scheme of the building and the engineering-geological conditions of the site are analyzed, including technogenic and alluvial soils, humus, silty sand, stiff loam and gravel layers. To ensure reliable transfer of loads, a pile foundation with a low monolithic grillage is adopted; the grillage connects the piles into a single system and ensures their joint operation. The work also develops occupational safety and life-safety measures for earthworks, concrete works, installation works, transport and lifting operations, welding and roofing works. The adopted design solutions ensure the functionality of the laboratory and research building, reliable operation of the steel frame, adequate thermal protection, safe operation and functional connection with the existing infrastructure of the educational complex.