Введение 4
ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР НАУКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ВАРИАНТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6
1.1 Содержание вариантного проектирования 6
1.2 Основные принципы вариантного проектирования строительных конструкций 8
1.3 Развитие методов проектирования строительных конструкций 10
1.3.1 Развитие методов проектирования железобетонных конструкций 10
1.3.2 Развитие методов проектирования металлических конструкций 12
ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ КИРПИЧНОГО ЗАВОДА 18
2.1 Общая часть 18
2.2 Генеральный план 18
2.3 Объемно-планировочное решение 19
2.4 Архитектурно-планировочная часть 20
2.5 Конструктивная часть 20
2.5.1 Колонны 21
2.5.2 Фермы и элементы покрытия 22
2.5.3 Ограждающие конструкции 22
2.5.4 Внутренние стеновые панели 23
2.5.5 Кровля 24
2.5.6 Полы 25
2.5.7 Окна и двери 26
2.5.8 Потолки 26
2.5.9 Отделка помещений 26
2.6 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 27
2.6.1 Расчет стеновой панели 27
2.6.2 Расчет покрытий 30
2.7 Технико-экономические показатели 34
2.8 Инженерное оборудование 34
ГЛАВА III. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА КИРПИЧНОГО ЗАВОДА 40
3.1 Расчет ребристой плиты покрытия пролетом 6 м 40
3.1.1 Подсчет нагрузок 41
3.1.2 Установление поперечных размеров сечения панели 43
3.1.3 Характеристики прочности бетона и арматуры 44
3.1.4 Расчет прочности по предельным состояниям первой группы 45
3.1.5 Расчёт полки панели на местный изгиб 46
3.1.6 Расчет прочности панели по сечению, наклонному к продольной оси. ... 48
3.1.7 Определение геометрических характеристик приведенного сечения 48
3.1.8 Определение потерь предварительного напряжения 50
3.1.9 Расчет по раскрытию трещин нормальных к продольной оси при уsp=1.. 52
3.1.10 Расчет прогиба панели 53
3.2 Расчет 18 метровой железобетонной фермы 53
3.2.1 Расчет нижнего пояса 55
3.2.2 Расчет верхнего пояса 64
3.2.3 Расчет раскосов 67
3.3 Расчет средней колонны 70
ГЛАВА IV. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАРКАСА КИРПИЧНОГО ЗАВОДА 75
4.1 Расчет металлического каркаса 75
4.2 Результаты подбора сечения конструкций 80
4.3 Сравнение металлического и железобетонного каркасов 85
Заключение и выводы 86
Список литературы 88
Приложение 93
Выбор эффективных решений при проектировании выполняется на основе технико-экономического анализа компоновки сооружении, конструктивных схем, материалов, технологии изготовления с учетом требований, предъявляемых к конструкциям зданий и сооружений в эксплуатации. Одним из основных способов, применяемых для этой цели, является вариантное проектирование. Вариантное проектирование заключается в составлении и анализе конкурирующих вариантов, из которых на основе технико-экономического анализа выбирается наиболее рациональный.
Вариантное проектирование заключается в выборе экономически более эффективного проектного решения варианта по теме диссертационной работы. Выбор эффективного объемно -планировочного или конструктивного решения проектируемого здания осуществляется оценкой технико-экономических показателей двух-трех вариантов и сопоставлением их между собой.
Для анализа каждого варианта проектного решения здания (или его части) необходимы следующие исходные данные: назначение здания, мощность или вместимость, географическое местоположение, объемнопланировочная и конструктивная характеристика. Сравниваемые варианты должны иметь одинаковое влияние на окружающую среду, должны быть сопоставимы по уровню ветровых и снеговых нагрузок, климатических и инженерно-геологических условий, сейсмичности и т.д.
Данная магистерская диссертация разработана на тему: «Вариантное проектирование кирпичного завода площадью 9500 кв. в г. Елабуга».
Актуальность темы. В качестве основного материала несущих систем общественных зданий в отечественной практике традиционно применяется железобетон, обеспечивающий оптимальное сочетание безопасности при эксплуатации в критических ситуациях с экономичностью и технологичностью производства работ.
Вместе с тем сопротивление внешним воздействиям железобетонных элементов зданий имеет характерные особенности, значительно усложняющие моделирование конструкций при расчете несущих систем и их составных частей. Прежде всего, это наличие большого количества участков с локальным сосредоточением деформаций (трещин и узлов сопряжения между сборными элементами) и возникающая при всех уровнях нагружения физическая нелинейность деформирования, приводящая к непропорциональному изменению жесткостных характеристик для различных направлений и компонентов напряжений.
В общем объёме строительных конструкций, наряду с железобетонными, металлические конструкции занимают весьма важное место. По сравнению с железобетонными, металлические строительные конструкции позволяют снизить трудоемкость изготовления до 50-80 %, трудоемкость монтажа до 25 % а стоимость металлических каркасов на 12 - 24 %. При строительстве в районах Сибири, Дальнего Востока и Севера металлические конструкции могут оказаться единственными, позволяющими повысить эффективность капитальных вложений. Балки и колонны составляют, примерно, 76 % объема каркасов зданий и сооружений. Поэтому очевидно, что создание и совершенствование их конструктивных форм с целью решения основных технико-экономических задач в области строительства, включающих в себя снижение массы конструкций, повышение производительности труда при изготовлении и монтаже, повышение скорости возведения зданий и сооружений, снижение стоимости проектирования, изготовления и монтажа конструкций - является важнейшей народнохозяйственной задачей.
Поэтому тема магистерской диссертации, связанная с исследованием работы конструктивных элементов здания из различных строительных материалов, представляется актуальной.
Цель работы: исследование работы конструктивных элементов здания из различных строительных материалов. В частности, из железобетона и из металла.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
1. Изучить основные методы и принципы вариантного проектирования.
2. Спроектировать объект расчета.
3. Выполнить сбор нагрузок на рассчитываемую конструкцию.
4. Выполнить расчет и конструирование железобетонного и металлического каркасов.
5. Сравнить полученные результаты.
Объект исследования - конструктивные элементы (железобетонный и металлический каркас) здания.
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания при различных строительных материалах.
Объем и структура диссертационной работы: Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, содержит 92 страницы текста, чертежи в приложениях.
В данной магистерской диссертации было спроектированы несущие и ограждающие элементы здания кирпичного завода. Для данного здания был рассчитан несущий каркас в 2 вариантах (металлический и железобетонный). При этом использовалась расчетная программа ЛИРА-САПР.
Были рассчитаны конструкции элементов железобетонного каркаса, такие как, ребристая плита, колонна, ферма. Элементы железобетонного и металлического каркасов были проверены по 1 и 2 группам предельных состояний, поэтому сечение и армирование элементов было подобрано с учетом того, чтобы элементы прошли эти проверки.
В результате их сравнения можно сделать выводы:
Железобетонный каркас имеет гораздо существенно массу в сравнении с металлическим, но по стоимости изготовления и монтажа затраты на него будут меньше 27%. По пожарной безопасности железобетонный каркас намного надежнее, чем соответствующий металлический каркас. Эксплуатационные расходы для железобетонного каркаса также меньше ,чем для металлического . Исходя из этого , железобетонный каркас в данном случае предпочтительнее.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
