Тема: Исследование работы конструктивных элементов торгового центра

Общественные здания и сооружения являются объектами длительного пользования и в процессе эксплуатации очень часто подвергаются разнообразным внешним воздействиям, в том числе климатическим нагрузкам (ветровые, снеговые). Все это вызывает дополнительные усилия от новых эксплуатационных нагрузок и влияет на работу конструктивных элементов здания.
Важнейшей задачей строительной отрасли является снижение себестоимости конструкций зданий и сооружений при соблюдении основополагающих критерий несущей способности конструкций и критерий безопасности зданий и сооружений при различных внешних воздействиях. Одним из путей решения этой проблемы является оптимальное проектирование. В настоящее время в строительных конструкциях достаточно широко используются металлические фермы и колонны. Актуальность темы магистерской диссертации определяется правильным выбором параметров поперечных сечений стержней металлической фермы и железобетонных колонн по заданным внутренним усилиям.
Цель работы: исследование конструктивных элементов торгового центра при различных внешних воздействиях и создание общей трехмерной модели здания.
Расчет строительных конструкций осуществляется при помощи программы SCAD. Основными функциями программного обеспечения SCAD для строительных конструкций являются расчетные сочетания усилий, анализ устойчивости, проверка и подбор элементов стальных конструкций.
Для создания 3D модели здания используется программный комплекс Autodesk Revit, реализующий принцип информационного моделирования зданий (Building Information Modeling, BIM). Программа предназначена для архитекторов, проектировщиков несущих конструкций и инженерных систем. Предоставляет возможности трехмерного моделирования элементов здания и плоского черчения элементов оформления, создания пользовательских объектов, организации совместной работы над проектом, начиная от концепции и заканчивая выпуском рабочих чертежей и спецификаций.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
1. Выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций для г. Белебей и Сочи с разными климатическими условиями;
2. Выполнить сбор нагрузок на конструкции (ферма, колонна) с учетом разных климатических поясов (учет снеговых и ветровых нагрузок, нагрузок от кровельного покрытия и конструкций стен);
3. Произвести расчет конструктивных элементов здания, подобрать экономически выгодные сечения для элементов металлической фермы и для железобетонных колонн, выполнить проверку на прочность и устойчивость;
4. Осуществить анализ расхода материала и сделать выводы по достижению минимальной себестоимости конструкций при обеспечении требуемых параметров несущей способности здания;
5. Изучить основные функции и возможности программы Autodesk Revit для более точного изображения 3D модели здания [1].
Объект исследования - конструктивные элементы (металлическая ферма, железобетонные колонны) здания (торговый центр).
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания при различных внешних воздействиях (для двух снеговых районов).
Апробация работы
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конкурсе «Лучшая научная работа студентов К(П)ФУ 2017 года».

Купить

В результате написания магистерской диссертации были выполнены все поставленные цели и задачи, а именно:
1. Выполнен теплотехнический расчет ограждающих конструкций для г. Белебей и Сочи, по которому можно сделать выводы, что торговый центр, находящийся в г. Белебей испытывает больше теплопотерь. В связи с этим необходимо использовать более энерго- и телосберегающие конструкции стеновых ограждений. Для уменьшения теплопотерь следует исключить большое количество витражей на фасаде здания [24].
2. С учетом всех требований и норм была разработана оптимальная по всем параметрам рамно-связевая конструктивная схема каркаса здания, состоящая из фермы и колонн. Произведен расчет ветровых, снеговых нагрузок, также собраны нагрузки от собственного веса конструкций, от веса пирога кровли.
3. Расчет и подбор сечения для каждого элемента фермы и для колонн был выполнен с помощью программного обеспечения SCAD. Здесь же была произведена проверка результатов расчета. На основании чего можно сделать выводы, что все сечения подобраны верно и проходят проверки по всем группам предельных состояний строительных конструкций.
4. Были изучены основные функции и возможности программы Autodesk Revit для более точного изображения 3D модели здания.
5. Выполнен расчет расхода металла [25] конструкций и железобетона. Выявлено, что для г. Белебей, где снеговая нагрузка значительно выше (Sg = 3,2 кПа), чем в г. Сочи (Sg =1,2 кПа) сечение элементов конструкций необходимо подбирать мощнее, что уменьшает экономическую эффективность и увеличивает стоимость конструкций. Расход металла для одной фермы в г. Сочи - 1 731,44 кг, а для г. Белебей - 3 747,76кг. Расход железобетона для Сочи - Сар=1 167,2 кг (общий вес), Сб=24 000 кг (общий вес), для г. Белебей - Оар=991,6 кг (общий вес), G6=42 240 кг (общий вес)
Данное магистерское исследование показывает умение студента не только рассчитывать, но и оптимально проектировать строительные конструкции, использовать современные программные обеспечения, пользоваться литературой для соблюдения всех норм и правил при сборе и расчете нагрузок, умение рассчитывать экономическую эффективность конструкций.

Купить