Введение 4
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 7
1.1 История развития проектирования зданий и сооружений 8
1.2 Вариантное проектирование строительных процессов 11
1.3 Основные методы проектирования строительных конструкции 14
1.3.1 Методы проектирования железобетонных конструкции 14
1.3.2 Развитие методов проектирования металлических
конструкций 17
1.3.2 Метод расчета металлических конструкции по предельным
состояниям 22
1.3.2.3 Новый метод определения комбинаций предельных сил и
моментов, с учётом пластических свойств материала 24
ГЛАВА II. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ 42
2.1 Введение 42
2.2 Генеральный план участка застройки 43
2.3 Архитектурно планировочное решение 44
2.4 Конструктивное решение 45
2.5 Инженерно-технические обеспечение здания 50
ГЛАВА III. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОПРОЛЕТНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ 57
3.1 Сбор нагрузок 57
3.2 Данные для расчета 59
3.3 Характеристика прочности бетона и арматуры 59
3.4 Определение усилии в балке 59
3.5 Расчет прочности второстепенной балки по нормальным сечениям 61
3.6 Расчет и конструирование главной железобетонной балки 64
ГЛАВА IV . РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК 69
4.1 Исходные данные 69
4.2 Расчет стального настила 70
4.3 Расчет и конструирование вспомогательных балок 72
4.3.1 Расчет вспомогательных балок по методу предельных состояний .. 72
4.3.2 Расчёт вспомогательной балки методом допускаемых напряжений 74
4.3.3 Расчёт вспомогательной балки методом определения комбинации предельных сил и моментов, с учетом пластических свойств материала 74
4.4 Расчет и конструирование главной балки 76
4.4.1 Расчет и конструирование главной балки методом предельных
состояний 76
4.4.2 Расчёт главной балки методом допускаемых напряжений 87
4.4.3 Расчёт главной балки методом определения комбинации предельных сил и моментов, с учетом пластических свойств материала. 90
4.5 Расчет балки с прокатным профилем из двутавра и стали класса С255 ... 90
4.6 Расчет 3-ех шарнирной арки с затяжкой 101
4.6.1 Вертикальные нагрузки на покрытие 101
4.6.2 Горизонтальные нагрузки от ветра 104
4.6.3 Расчет арки 105
4.6.4 Расчет сечения арки 105
4.6.5 Расчет затяжки 106
ГЛАВА V. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 116
Список литературы 120
ПРИЛОЖЕНИЕ 124
Главной задачей расчета несущих конструкций является создание определенных гарантий обеспечения нормальной и безопасной работы конструкции в течение расчетного срока службы сооружения. Поставленная цель должна быть достигнута при минимальных расходах материалов, энергии, трудовых затрат и обеспечении высоких эксплуатационных качеств здания или сооружения.
С этой целью широко применяют вариантное проектирование, задача которой заключается в составлении и анализе конкурирующих вариантов, из которых на основе технико-экономического анализа выбирается наиболее рациональный. 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, характер производства для промышленных зданий, географическое местоположение, объемно-планировочная и конструктивная характеристика. Сравниваемые варианты должны иметь одинаковое влияние на окружающую среду, должны быть сопоставимы по уровню ветровых и снеговых нагрузок, климатических и инженерногеологических условий, сейсмичности и т.д.
Данная магистерская диссертация разработана на тему: «Вариантное проектирование здания спорткомплекса с бассейном общей площадью 3238
Л
м в г.Набережные Челны».
Актуальность темы. Важнейшей задачей строительной отрасли является снижение себестоимости конструкций зданий и сооружений при обеспечении требуемой для них несущей способности. Одним из путей решения этой проблемы является оптимальное проектирование.
Проектирование конструкций - многоэтапный процесс, включающий в себя выбор конструктивной формы, расчет и разработку чертежей для изготовления и монтажа конструкций. Целью расчета является строгое обоснование габаритов конструкции, ее размеров поперечных сечений и их соединений обеспечивающих условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при минимальных затратах материалов и труда на их создание и эксплуатацию. Эти требования часто противоречат друг другу (минимальный расход металла и надежность), поэтому реальное проектирование является процессом поиска конструктивного оптимального решения.
Поэтому тема магистерской диссертации, связанная с исследованием работы конструктивных элементов здания, из различных строительных материалов при различны методах проектирования, представляется актуальной.
Цель работы: вариантное проектирование конструктивных элементов здания из различных строительных материалов при разных методах расчета. В частности расчет главной и вспомогательных балок с заменой железобетона на металл. Вопрос усложняется тем, что оптимальный поиск сечения элементов конструкции и самих проектируемых конструкций необходимо выполнять на дискретных множествах параметров, к которым следует отнести геометрическое сечение элементов, марка используемой стали. В данном случае целесообразно использовать программные обеспечения для расчета строительных конструкций. Наиболее распространенным из таких программных обеспечений является ПО MATLAB.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
1. Изучить основные методы и цели вариантного проектирования.
2. Спроектировать объект расчета.
3. Выполнить сбор нагрузок для расчета конструкции (главная и вспомогательные балки)
4. Выполнить расчет железобетонной однопролетной балки здания
5. Выполнить расчет металлической главной и вспомогательной балок по трем методам, подобрать сечения.
6. Сделать выводы по полученным результатам.
Объект исследования - конструктивные элементы (главная и вспомогательные балки) здания (спорткомплекса).
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания спорткомплекса из различных материалов при разных методах расчета.
Структура и объем диссертации. Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований. Работа
состоит из введения, 5 глав, списка литературы, приложения, из
источников, содержит страниц теста.
