Введение
1. Архитектурно-планировочный раздел
1.1. Основные конструктивные решения
1.2. Архитектурная часть
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
3. Сбор нагрузок.
3.1. Сбор нагрузок для города Елабуга
3.2. Сбор нагрузок для города Якутск
4. Расчет нагрузок.
5. Разработка расчетной схемы.
6. Результаты расчета
6.1. Результаты расчета - Вариант 1а
6.1.1 Проверка результатов расчёта варианта 1а
6.2. Результаты расчета - Вариант 2 а
6.2.1 Проверка результатов расчёта варианта 2а
6.3. Результаты расчета - Вариант 1 в
6.3.1 Проверка результатов расчёта варианта 1в
6.4. Результаты расчета - Вариант 1б
6.4.1 Проверка результатов расчёта варианта 1б
6.5. Результаты расчета - Вариант 2 б
6.5.1 Проверка результатов расчёта варианта 2 б
6.6. Результаты расчета - Вариант 2 в
6.6.1 Проверка результатов расчёта варианта 2 в
7. Расчёт веса конструкций
7.1. Результаты подбора сечений для города Елабуга.
7.2. Расчёт веса конструкций для города Елабуга
7.3. Расчёт веса конструкций
7.4. Результаты подбора сечений для города Елабуга.
Заключение
Здания (сооружения) в процессе эксплуатации должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих нормальное функционирование объекта. Наиболее важными требованиями являются -безотказность несущих конструкций, конструктивных элементов, инженерных систем; предохранение их от перегрузок. Это зависит от множества различных факторов. Одними из важнейших факторов, влияющих на качество построенного здания, являются природно-климатические.
В настоящее время особенно актуальны вопросы развития массового спорта, формирование потребности в занятиях физической культурой и спортом у широких масс граждан для повышения уровня физического здоровья и психического равновесия населения. Поэтому строительство оздоровительного комплекса имеет большое значение и актуально для любого города в любом климатическом районе.
Проектирование зданий существенно отличается в зависимости от того, в каких климатических районах они строятся. Универсальные здания, которые способны успешно функционировать в любых условиях, как правило, очень невыгодны с экономической и инженерной точки зрения. Поэтому является целесообразным создание проектов с возможностью приспособления к разным условиям и к изменению исходных данных, для снижения трудоёмкости и уменьшения сроков реализации проекта здания из одного населённого пункта в другой, с учётом особенностей природно-климатический условий.
При этом необходимо запроектировать и рассчитать конструктивную систему, обеспечивающую прочность, жёсткость, устойчивость здания, отвечающую всем критериям безопасности и устойчивую ко всем внешним воздействиям.
Важнейшей задачей при расчёте конструкций является предоставление объективных результатов в небольшие сроки, подбор оптимальных конструктивных элементов с выполнением условий по прочности, жёсткости, устойчивости и с точки зрения экономической эффективности. Для решения комплексных задач по расчёту и проектированию конструкций, необходимых в исследовании прочности, долговечности конструкций используются расчётные программы.
Поэтому исследование работы конструктивных элементов при различных внешних воздействиях, с построением расчетных схем в нескольких графических средах и получением результатов нескольких вариантов расчёта представляется актуальным.
Цель работы: Исследование работы конструктивных элементов здания при различных внешних воздействиях (для двух снеговых районов) с использованием двух расчётных программ: SCAD Office ЛИРА-САПР. В частности, стального каркаса, состоящего из ферм, колонн, прогонов, связей при изменении параметров внешних климатических нагрузок. 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.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
1. Построение трехмерной модели здания оздоровительного комплекса с бассейном с помощью BIM технологии для использования полной информации о здании.
2. Выполнение теплотехнического расчёта ограждающих конструкций.
3. Произвести сбор нагрузок на конструкции
4. Выполнить расчет конструктивных элементов здания
5. Произвести сравнительный анализ результатов расчёта программных комплексов ЛИРА-САПР и SCAD Office и подобрать сечения элементов.
6. Осуществить анализ расхода материала
В данной работе будут рассмотрены варианты проектирования конструкций блока А здания оздоровительного комплекса:
1. Вариант 1 а - расчёт металлической фермы в составе рамы в городе Елабуга в ПО SCAD.
2. Вариант 1 б - расчёт металлического каркаса в городе Елабуга в ПО SCAD
3. Вариант 1 в - расчёт металлической фермы в составе рамы в городе Елабуга в ПК Лира САПР.
4. Вариант 2 а - расчёт металлической фермы в составе рамы в городе Якутск в ПО SCAD.
5. Вариант 2 б - расчёт металлического каркаса в городе Якутск в ПО SCAD
6. Вариант 2 в- расчёт металлической фермы в составе рамы в городе Якутск в ПК Лира САПР.
Объект исследования - конструктивные элементы (металлическая ферма, колонны, прогоны) здания (оздоровительного комплекса).
Предмет исследования - исследование работы несущих конструкций здания при различных внешних воздействиях (для двух климатических районов).
Объем и структура диссертационной работы: Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований. Работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованных источников и литературы, содержит страниц теста.
1. Была создана трехмерная модель здания оздоровительного комплекса с бассейном с помощью BIM технологии для использования полной информации о здании на стадии проектирования. Детальная проработка информационной модели здания упрощает проведение расчётов и анализов.
2. Был выполнен теплотехнический расчет ограждающих конструкций для городов Елабуга (климат умеренно континентальный) и Якутск (резко континентальный климат). Выполнив сравнение двух вариантов, можно сделать выводы, что здание, находящееся в г. Якутск испытывает больше теплопотерь. В связи с этим необходимо использованы более энерго- и телосберегающие конструкции стеновых ограждений. Уменьшена площадь остекления фасада здания для снижения теплопотерь.
2. Произведен сбор нагрузок с учетом разных снеговых и ветровых районов для г. Елабуга (V снеговой район, II ветровой район) и для г. Якутск (II снеговой район, II ветровой район). Собраны нагрузки от покрытия кровли, веса конструкций.
3. Произведены расчеты постоянной нагрузки для каждого варианта расчёта. Вычислены узловые и равномерно-распределенные нагрузки.
4. Разработаны расчетные схемы - поперечная рама здания, состоящая из фермы и колонн; каркас, состоящий из ферм, колонн, прогонов и связей.
5. Выполнены расчеты с использованием программ SCAD Office и ЛИРА-САПР. В данных программах подобраны сечения для каждого элемента конструкций: ферм, колонн, прогонов, связей. В этих же программах автоматически произведены проверки результатов расчета. Был проведен сравнительный анализ результатов расчёта двух программ (Scad Office и ЛИРА-САПР) для плоской и пространственных моделей здания. На основании сравнения результатов выявлено, что все сечения подобраны оптимально и проходят проверки по двум группам предельных состояний строительных конструкций.
7. Выполнен сравнительный анализ расхода стальных конструкций. Выявлено, что для г. Елабуга, где снеговая нагрузка значительно выше (Sg = 3,2 кПа), чем в г. Якутск (Sg =1,2 кПа), в связи с чем необходимо подбирать элементы конструкций с большими площадями поперечного сечения. Что уменьшает экономическую эффективность и увеличивает стоимость конструкций. Расход металла для каркаса здания в г. Елабуга - 12603.47 кг, а для г. Якутск - 10264.3 кг, то есть в г. Елабуга расход металла превышает на 18%.
Данное магистерское исследование показывает умение студента рассчитывать сложные расчётные схемы. Использовать современные программные обеспечения для моделирования и расчёта конструкций. Пользоваться литературой для соблюдения всех норм и правил. Умение оценивать правильность результатов расчёта. Умение рассчитывать экономическую эффективность.
Использование двух или более расчётных программ позволяет:
- лучше понять пространственную работу конструкций при различных нагрузках и воздействиях,
- сравнить и получить объективные результаты
- выявить неточности и ошибки на ранней стадии при многократном моделировании одного объекта в разных средах.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
