Введение
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Основные принципы вариантного проектирования
строительных конструкций
1.2 Опыт применения деревянных ферм.
1.3 Опыт применения металлических ферм
2. АРХИТЕКТУРНО - ПЛАНИРОВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Генеральный план и благоустройство
2.2 Исходные данные для проектирования.
2.3 Описание основных параметров проектируемого объекта
2.4 Архитектурно-конструктивное решение
2.5 Теплотехнический расчет наружной стены и кровли.
2.7. Огнестойкость и меры противопожарной защиты
ГЛАВА III. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛИНЗООБРАЗНОЙ
ДЕРЕВЯННОЙ ФЕРМЫ
3.1 Статический расчет фермы
3.4 Расчет элементов фермы
3.5 Расчет узлов.
ГЛАВА IV. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФЕРМЫ
4.1 Конструктивная система каркаса
4.2 Сбор нагрузок
4.3. Статический расчет здания
4.5. Расчет и конструирование элементов каркаса
Заключение
В современной практике строительства особое внимание уделяется возведению большепролетных сооружений спортивного, культурного общественного значения. Одна из причин потребности в большепролетных сооружениях заключается в том, что в одном сооружении часто совмещаются подготовка спортсменов с последующим их выступлением в различных видах спорта, а также планируются развлекательные мероприятия. Проанализировав опыт возведения подобных сооружений в России и за рубежом, было установлено, что одинаковой популярностью в выборе материала конструкций покрытий пользуются металл и дерево. 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 - это метод проектировочных работ, предполагающий разработку нескольких равноценных вариантов, разработанных с использованием разных инженерных решений. Такой метод позволяет не допустить ошибочные выводы и обеспечивает выбор оптимального варианта проектирования предприятия или лаборатории с учетом особенностей производственного процесса и требований заказчика [24].
Вариантное проектирование является важным этапом создании экономичных конструкции. Вариантный метод проектирования в настоящее время применяется все чаще: он позволяет увидеть все возможные способы строительства здания или сооружения, определить наиболее выгодные варианты экономии и способы уменьшения трудозатрат.
Данная магистерская диссертация разработана на тему: «Вариантное проектирование многофункционального молодежного центра, г. Тольятти».
Актуальность темы. Проанализировав опыт возведения подобных сооружений в России и за рубежом, было установлено, что одинаковой популярностью в выборе материала конструкций покрытий пользуются металл и дерево.
Стальные фермы получили широкое распространение во многих областях строительства: в покрытиях и перекрытиях промышленных и гражданских зданий, мостах, опорах линий электропередачи и т.д. Зачастую изготовление металлических ферм сразу предусматривает выпуск соединительных узлов для стержней. Они могут быть подвижными и жесткими, в зависимости от проекта навеса и его назначения. Благодаря использованию ферм можно возводить крупные, но легкие конструкции [16].
В нашей стране в последние годы наблюдается рост объемов производства клееной древесины. Конструкции из нее используются для каркасов сооружений различного функционального назначения. Это развлекательные центры, спортивные сооружения, торговые залы, выставочные павильоны, аквапарки, склады, малые и средние архитектурные формы и др.
Одной из наиболее эффективных, особенно для больших пролетов, является ферма с изогнутыми поясами, так называемая линзообразная. По сравнению с традиционными видами ферм линзообразные обладают рядом особенностей и преимуществ. Стержни решетки относительно слабо нагружены, что существенно упрощает решение узловых сопряжений решетки с поясом.
Расход инструмента и амортизация оборудования при производстве деревянных конструкции в отличии от металлических конструкций существенно ниже. Кроме того, энергозатраты на обработку сырья и изготовление деревянных конструкций по сравнению с металлическими меньше в 8-10 раз. Вследствие этого деревянные конструкции на 30-40% дешевле металлических конструкции с теми же параметрами.
Очевидно, что создание и совершенствование 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 деревянной и металлической фермы, и результатов технико-экономического сравнения.
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 деревянной линзообразной фермы.
5. Выполнить расчет и конструирование металлической фермы.
6. Сравнить полученные результаты.
Объект исследования - конструктивные элементы (деревянная и металлическая фермы) здания (многофункционального молодежного центра).
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания при различных строительных материалах.
Лучшие конструктивные решения выбирают на основе сопоставления технико-экономических показателей по вариантам. Проведем сравнение металлической фермы с параллельными поясами пролетом 27м и линзообразной фермы из клееного бруса с пролетом 27м.
Конструкции требуется сравнивать при равной их законченности и равном соответствии нормам проектирования конструкций из древесины и пластмасс. Стоимостные показатели определяются в едином уровне цен и для одного и того же района строительства.
При сравнении конструктивных систем зданий и сооружений объемнопланировочное решение ( сетка колонн и другие параметры) следует принимать оптимальными для каждой конструктивной системы. Конструктивные элементы зданий и сооружений не зависящие от особенностей данной конструктивной схемы, принимаются одинаковыми во всех вариантах.
Предварительное определение нагрузки от собственного веса проектируемой несущей конструкции gсв в зависимости от ее типа, пролета l и величины полезной нормативной нагрузки gн + Pнвр производится по формуле
gсв = ^н + Pнвр)/[1000/(Kсвl) - 1] = Ег^н + Pнвр),
& (грузовой коэффициент) находится в зависимости от коэффициента собственного веса ^в и пролета l, м.
Собственный вес деревянных элементов покрытия определяется по формуле:
дн _ а +Рн 1000 ,
где g^ Рн - постоянная нормативная и суммарная временная нагрузка;