Введение
1. Архитектурно-планировочный раздел
1.1. Основные конструктивные решения
1.2. Архитектурная часть
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
3. Сбор нагрузок.
3.1. Нагрузка на ферму
3.2. Вес двух балок
3.3. Климатические нагрузки (снеговая, ветровая)
4. Расчет нагрузок.
5. Разработка расчетной схемы.
6. Результаты расчета
6.1. Результаты расчета для г. Набережные Челны
6.1.1 . Результаты экспертизы стальных конструкций
6.1.2. Результаты подбора стальных конструкций
6.2. Результаты расчета для г. Якутск
6.2.1 . Результаты экспертизы стальных конструкций
6.2.2. Результаты подбора стальных конструкций
7. Проверка результатов расчета
7.1. Проверка результатов расчета для г. Набережные Челны
7.2. Проверка результатов расчета для г. Якутск
8. Расчет веса конструкций
Заключение
Список литературы
Общественные здания и сооружения являются объектами длительного пользования и в процессе эксплуатации могут подвергаться разнообразным внешним воздействиям, в том числе климатическим нагрузкам (снеговые, ветровые, температурно-климатические воздействия).
Это вызывает дополнительные усилия от новых эксплуатационных нагрузок и нередко влияют на работу конструктивных элементов здания.
Современные здания (сооружения) - это сложные многоэлементные системы, обладающие неоднородной структурой с различными прочностными и деформационными характеристиками элементов конструкций.
На современном этапе в строительном проектировании происходит переход от основополагающего критерия несущей способности конструкций к критерию безопасности зданий и сооружений. В связи с этим необходимо запроектировать и рассчитать конструкцию, которая будет удовлетворять всем критериям по технике безопасности и будет устойчивой ко всем внешним воздействиям.
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. В настоящее время в строительных конструкциях достаточно широко
используются металлические фермы и колонны. Алгоритмы выбора параметров поперечных сечений стержней металлической фермы и металлических колонн по заданным внутренним усилиям достаточно подробно проработаны в литературе. Процедуры такого типа используются в современных пакетах прикладных программ.
Поэтому тема магистерской диссертации, связанная с исследованием работы конструктивных элементов здания при различных внешних воздействиях, представляется актуальной.
Цель работы: исследование конструктивных элементов здания при различных внешних воздействиях. В частности металлической фермы и металлических колонн 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. В данном случае целесообразно использовать программные обеспечения для расчета строительных конструкций. Наиболее распространенным из таких программных обеспечений является ПО SCA.
SCAD - это интегрированная система прочностного анализа и проектирования конструкций. Это программа нового поколения, которая разработана инженерами для инженеров и реализована коллективом опытных программистов.
Функции программного обеспечения SCAD для строительных конструкций:
- Расчетные сочетания усилий;
- Анализ устойчивости;
- Проверка и подбор элементов стальных конструкций.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
1. Выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций для двух районов 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, подоборать сечения для элементов металлической фермы и для 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.
Объект исследования - конструктивные элементы (металлическая ферма, колонны) здания (автосалона).
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания при различных внешних воздействиях (для двух снеговых районов).
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научной конференции вузовского уровня в 2016 году.
1. Был выполнен теплотехнический расчет ограждающих конструкций для двух городов, находящихся в разных климатических поясах нашей страны. Для городов Набережные Челны (климат умеренно континентальный) и Якутск (резко континентальный климат) с учетом средней температуры воздуха и продолжительности периода со средней суточной температурной воздуха ниже или равной 8°С по СНиП 2301-99*. Выполнив сравнение двух вариантов можно сделать выводы, что автосалон, находящийся в г. Якутск испытывает больше теплопотерь. В связи с этим необходимо использовать более энерго- и телосберегающие конструкции стеновых ограждений. Также следует исключить большое количество витражей на фасаде здания, что уменьшит теплопотери.
2. Произведен сбор нагрузок. Нагрузки нормативные и расчетные (в т.ч. постоянные и временные). Учтены кратковременные нагрузки от снега и ветра. С учетом различных снеговых и ветровых районов для г. Набережные Челны (V снеговой район, II ветровой район) и для г. Якутск (II снеговой район, II ветровой район). Собраны нагрузки от покрытия кровли, веса конструкций (ферма, балки).
3. Произведен расчет постоянной нагрузки, определяющаяся путем умножения нормативных на коэффициент надежности по нагрузке (уу). Учтены равномерно-распределенные нагрузки от снега и ветра. Вычислены общая расчетная и узловые нагрузки.
4. Разработана расчетная схема - рама, состоящая из фермы и колонн. С учетом всех требований и норм.
5. Выполнен расчет с помощью программного обеспечения SCAD. В данной программе подобраны сечения для каждого элемента конструкций. В частности всех элементов для конструкции - ферма и подбор сечений для колонн.
6. В этом же программном обеспечении автоматически 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.
7. Выполнен расчет расхода металла конструкций. Выявлено, что для г. Набережные Челны, где снеговая нагрузка значительно выше (Sg = 3,2 кПа), чем в г. Якутск (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. Набережные Челны - 816,31кг, а для г. Якутск - 581,05кг.
Данное магистерское исследование показывает умение студента рассчитывать и проектировать конструкции. Использовать современные программные обеспечения. Пользоваться литературой для соблюдения всех норм и правил при сборе и расчете нагрузок. Умение рассчитывать экономическую эффективность.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
