Введение 4
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 6
1.1. Обзор купольных конструкций 6
1.1.1. Место куполов в современном строительстве 6
1.1.2. Конструктивные решения куполов 7
1.1.3. Сетчатые купола 9
1.1.4. Системы, основанные на применении многогранников, вписанных в
сферу 11
1.1.5. Узловые соединения элементов куполов 15
1.2. Древесина 19
1.2.1. Деревянные конструкции в гражданском строительстве 19
1.2.2. Подбор деревянных стержней купола 21
1.3. Металл 26
1.3.1. Металлические конструкции в гражданском строительстве 26
1.3.2. Подбор металлических стержней купола 28
1.4. Основные положения технико-экономического сравнения 28
2. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ 30
2.1. Генеральный план 30
2.2. Архитектурно-планировочное решение 31
2.3. Конструктивное решение 32
2.3.1. Фундаменты 32
2.3.2. Стены и перегородки 32
2.3.3. Двери и окна 33
2.3.4. Полы 33
2.3.5. Внутренняя отделка 34
2.3.6. Вентиляция и отопление 34
2.3.7. Водоснабжение и канализация 34
2.3.8. Противопожарные мероприятия 35
2.3.9. Требования о доступной среде 35
2.4. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 35
2.4.1. Климатические условия 35
2.4.2. Основные характеристики теплотехнического расчета 35
2.4.3. Теплотехнический расчет наружной стены 37
3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ 39
3.1. Выбор расчетной схемы купола для расчета 39
3.2. Порядок расчета 52
3.3. Статический расчет купольного каркаса 59
3.3.1. Определение усилий в куполе 60
3.3.2. Определение усилий в стержнях купола 65
3.4. Расчет купола на устойчивость 68
3.5. Проверка общей устойчивости 68
3.6. Конструктивный расчет купола из древесины 69
3.7. Подбор сечения ребер купола из металла 71
3.8. Расчет узлов купола 72
3.8.1. Расчет узла на растяжение сосредоточенными силами 72
3.8.2. Расчет узла на обжатие торцами клееных элементов 73
3.8.3. Расчет узла на действие одной сосредоточенной силы 73
3.8.4. Расчет опорного узла 74
3.8.5. Расчет клеештыревого соединения 74
3.9. Технико-экономическое сравнение 75
Заключение 77
Список использованной литературы 80
Приложения
Данная магистерская диссертация разработана на тему: «Исследование несущих конструкций кондоминиума на 250 квартир с зимним садом в городе Набережные Челны».
Обеспечение комфортным жильем граждан была и остается одной из основных задач строительной индустрии. По большей части это строительство многоэтажных жилых домов.
На сегодняшний день существует несколько форм владения жилой площадью. В последнее время все большую популярность по всему миру набирают кондоминиумы.
Кондоминиум - это форма совместного владения жилым комплексом. Общие территории жилого комплекса в кондоминиуме находятся в совместном владении всех жильцов. Поэтому все соседи в кондоминиуме разделяют между собой затраты на обслуживание и содержание этих территорий. У такого вида собственности очень много преимуществ. Основным преимуществом является инфраструктура. Один из вариантов благоустройства такого жилого комплекса - устройство зимнего сада.
Зимний сад- не просто эстетическое совершенствование здания, но и рациональное использование площади для создания прекрасного места для отдыха. В условиях городской суеты, устройство зимнего сада отличный способ устроить отдых «на природе» практически не выходя из дома.
Исследовательская часть данной работы заключается в выборе экономически более выгодного проектного решения по теме диссертации.
Выбор эффективных решений при проектировании выполняется на основе технико-экономического анализа компоновки сооружений, конструктивных схем, материалов, технологии изготовления с учетом требований, предъявляемых к конструкциям зданий и сооружений в эксплуатации. Имен¬но с этой целью выполняется составление и анализ нескольких вариантов, из которых в результате технико-экономического анализа выбирается наиболее оптимальный.
Снижение стоимости проектирования, изготовления и монтажа конструкций - важнейшая народнохозяйственная задача. Поэтому тема магистерской диссертации, связанная с исследованием конструктивных элементов здания из различных строительных материалов является актуальной.
Целью работы является выбор оптимального варианта купола, которым будет перекрываться зимний сад пролетом 25 м в городе Набережные Челны. Для этого будут решены следующие задачи:
1. Выбор конструкции купола.
2. Разработка расчетной схемы купола.
3. Расчет и конструирование купола в дереве и металле.
4. Сравнение полученных результатов.
Так же в данной диссертации произведен подробный обзор принципа работы геодезического калькулятора Acidome. [http: //acidome.ru]
Структура и объем диссертационной работы: Структура диссертационной работы определятся общим замыслом и последовательностью про-ведения исследования. Работа включает в себя введение, 3 главы, заключение, список литературы и приложения.
В магистерской диссертации было выполнено:
1. Выбор конструкции купола.
2. Разработка расчетной схемы купола.
3. Расчет купола в двух вариантах: дерево и металл.
4. Расчет узловых соединений.
5. Сравнение полученных результатов.
При выборе конструкции купола выбор был сделан в пользу сетчатых. Так как из-за пространственной работы каркаса и равномерности распределения материала по поверхности оболочки сетчатые купола являются наиболее экономичными из всех ребристых.
Сетчатые купола, в свою очередь, различаются по способу членения поверхности на конструктивные элементы для формирования несущего каркаса купола. В данной работе для расчета был выбран способ, основанный на применении правильных многогранников, вписанных в сферу, это, так называемые, геодезические купола. Термин «геодезический» означает наикратчайшее расстояние между двумя точками на сфере или в искривленном пространстве.
При разработке расчетной схемы купола были выбраны следующие характеристики:
1) Частота разбиения - 8V.
2) Класс разбиения - I.
3) Метод разбиения - «Равные хорды».
4) Осевая симметрия - «Pentad».
5) Треугольная сетка без использования фуллеренов.
6) Часть сферы - %.
7) Без выравнивания основания.
8) Диаметр основания - 25 м.
9) Радиус сферы - 14,35 м.
10) Способ соединения - «Piped».
Все вышеперечисленные характеристики были выбраны обоснованно, как наиболее экономически эффективные и архитектурно выразительные.
Большое значение для обеспечения высоких технико-экономических показателей купола имеет подбор рационального сечения и материала стрежней. Из всего современного многообразия материалов, для расчета были выбраны варианты изготовления ребер из металла и дерева. В металлическом варианте исполнения ребер каркаса купола по результатам расчета было выбрано сечение: труба сварная холодногнутая квадратного сечения 40x40x2; в деревянном - древесина класса LVL, сечением 51x160 мм. Оба варианта конкурентоспособны.
Экономическая эффективность конструкции купола так же в значительной степени определяется конструкцией узлового соединения, которое должно обеспечивать достаточную несущую способность, низкую трудоемкость изготовления и сборки, малую материалоемкость. Выбранные узловые соединения приведены в приложениях.
Сравнительный анализ показал, что оба варианта конкурентоспособны. Были рассмотрены следующие показатели:
- безопасность при эксплуатации;
- сроки строительства;
- экологичность строительства;
- экономическая эффективность;
- архитектурная выразительность.
Окончательный выбор стоит делать, опираясь на приоритетные показатели.
Таким образом, из всего вышесказанного можно сделать вывод, что само применение куполов в диапазоне больших пролетов экономически эффективно. А для обеспечения максимальной экономической эффективности купола необходимо учесть совокупность многих факторов.
По итогам исследовательской работы можно сделать вывод, что при выбранных расчетных характеристиках, узловых соединениях, материалах наиболее экономически-эффективным является вариант купола с ребрами из металлических труб. А если рассматривать с точки зрения сроков, экологичности строительства и архитектурной выразительности, то выбор стоит сделать в пользу купола с ребрами из LVL бруса.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
