Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Заочный факультет

Кафедра «Металлических и деревянных конструкций»

Расчетно-графическая работа по дисциплине «Основы строительных конструкций»

Выполнил обучающийся

2 курса П-434 группы

Факультета ПГС

Варенников Евгений Сергеевич

Шифр студента: 216732

Проверил преподаватель: Грачёв В.А.

Оценка(зачет)_______________________

Дата проверки:______________________

Подпись руководителя:_______________

Самара 2016 г.

Содержание

1. Сбор постоянных и снеговых нагрузок 3

2. Сбор постоянных и полезных нагрузок на перекрытия 9

3. Сбор временных нагрузок от ветра 5

4. Конструкционные материалы. Определение несущей способности 13

4.1. Сталь 13

4.2. Железобетон 24

4.3. Каменная кладка 27

4.4. Древесина 32

5. Список использованной литературы 38

1. Сбор постоянных и снеговых нагрузок

а) Изобразите конструкцию (плоского, двускатного) покрытия (отапливаемого, неотапливаемого) здания с несущими конструкциями в виде балок, панелей или монолитной плиты (подчеркнуть). Панели сборные – с пустотами / ребристые (подчеркнуть).

б) Задайтесь составом (материалами слоёв и толщинами) кровельного покрытия на основе эффективных проектных решений (гидроизоляция, теплоизоляция, пароизоляция) и определите в табличной форме нормативное и расчётное значения постоянной нагрузки.

в) Материал несущих конструкций – сталь, железобетон, древесина.

г) Геометрические характеристики конструкций:

- Шаг балок в прогонном решении покрытия назначить (В = 1…3 м) В=1,5 м;

- Пролет несущих конструкций – (L = 3 …9 м) L=9 м;

- Угол наклона ската кровли 0⁰ принять с учётом задания и выбранного Вами гидроизоляционного материала (смотри СП 17.13330.2011 «Кровли»);

- Высоту сечения h балок, панелей и плит принять конструктивно равной h=(1/15…1/40)L . Принимаем h=250мм.

Плотности конструкционных материалов покрытия принять по соответствующим сводам правил. Для тепло-, паро- и гидроизоляционных материалов плотности можно взять из Приложения Т СП50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» или из справочной литературы.

Толщину теплоизоляции обосновать упрощенным теплотехническим расчетом.

Сбор временных нагрузок от снега

д) По СП20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (Раздел 10, Приложение Г и Ж) собрать снеговые нагрузки (кратковременные, длительные) на покрытие здания.

Место строительства город РФ Воркута.

е) Изобразите схему или схемы распределения снеговой нагрузки по Приложению Г (СП20.13330.2011) и значения коэффициента .

ж) Определите в табличной форме нормативное и расчетное значения снеговой нагрузки.

з) Составьте основные расчетные сочетания указанных выше нагрузок.

и) Для варианта с балками и панелями покрытия вычислите погонные нагрузки и изобразите расчетную схему конструкции.

Решение:

Ширина панели - В = 1,5 м; Пролет - L = 9 м;

Высота панели — h =0,2 м; Уклон кровли - 0°;

Место строительства- г.Тында

В соответствии с [2] и по Приложению Г принимает тип покрытия К-2 неэксплуатируемое с применением современных решений и материалов:

Рисунок 1 - Схема конструкции покрытия кровли в поперечном разрезе

Площадки опирания плит lОП =120 мм. Анкеровку плит к наружной стене и между собой осуществляем при помощи арматурных стержней, прикрепленных к монтажным петлям.

Рисунок 2 - Опирание монолитной плиты покрытия на стены

Расчетный пролёт панели за вычетом монтажных зазоров и с учетом площадок опирания: LРАСЧ = L –δ1 – δ2 – (l ОП 1 + l ОП 2)/2=9000–10–10–(120+180)/2=8830 мм мм=8,83 м

Так как по заданию здание производственного назначения, отапливаемое, то необходимо применение теплоизоляционных материалов.

Толщину теплоизоляционного слоя определим теплотехническим расчетом.

Необходимые климатические параметры наружного воздуха определяются по таблице 1 [4]. Продолжительность отопительного периода (со средней суточной температурой воздуха < 80 С ) в г. Тында ZОП=258 суток. Средняя температура наружного воздуха отопительного периода t ОП = - 14,70 C.

Допустимые нормы температуры внутреннего воздуха t В определяются по таблице 1 [5]. В расчете принято t В = + 20 0C.

Градусо-сутки отопительного периода вычислены по формуле 5.2 [3]: ГСОП = (t В – t ОП) ZОП = {200 – (-14,70)} ·258 = 8953.

Требуемое сопротивление теплопередачи из условия энергосбережения (по таблице 3 [3] для покрытий производственного здания с нормальным режимом эксплуатации): R0ТР = a ГСОП + b , (м2 0С)/Вт.

Здесь а=0,00025; b=1,5 для покрытий производственных зданий (по таблице 3 [3]);

R0ТР = 0,00025 · 8953 + 1,5 = 3,74 (м2 0С)/Вт. Принимаем нормируемое сопротивление теплопередачи R0НОРМ == R0ТР . Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции: ТР R0 = l / α В + Σ Ri + l / α Н , Σ Ri = R1 + R2 + … + Rn (м2 0C)/Bт, где Rn – сопротивление теплопередаче n-го слоя конструкции; Rn = δn /λn; δ n – толщина n-го слоя конструкции; λ n – теплопроводность n-го слоя материала конструкции, принимаемая по Приложению Т [3], или по данным производителя;

α В = 8,7 - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции находим по таблице 4 п.1 [3], Bт/(м2 0C);

α Н = 23 - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий находим по таблице 6 п.1 [3], Bт/(м20C).

Данные для определения сопротивления теплопередачи конструкции покрытия по рис.1, 2 сведены в таблицу 1.

В заданной конструкции покрытия применены два слоя теплоизоляции (пп.5 и 6 в табл.1). В данном расчёте определим толщину второго слоя утеплителя (п.6 в табл.1), считая, что верхний слой задан.R6 = R0ТР – l / α В + Σ Ri + l / α Н = 3,74 – (1/8,7 + l,177 + 1/23) =2,405

R6 = 2,405 (м2 0C)/Bт.

δ6 = R6 λ6 =2,405 · 0,042=0,101 м.

Принимаем по стандарту на теплоизоляционные плиты толщину внутреннего слоя теплоизоляции δ6 CT =110 мм.

R6 CT = δ6 CT / λ6 = 0,11 / 0,042 = 2,619 (м2 0С)/Вт.

Σ Ri = 1,117 + 2,619 = 3,736 (м2 0С)/Вт.

Общее сопротивление теплопередаче многослойного покрытия RО = 1/8,7 + 3,736 + 1/23 = 3,894 (м2 0С)/Вт.

Условие тепловой защиты обеспечено 3,894 > 3,740

Сбор постоянных и временных нагрузок на покрытие

1) Постоянные нагрузки (кПа) на покрытие вычислены в таблице 2 по формулам: q H = δ · ρ · g - нормативная нагрузка;

q P = q H γ f - расчетная нагрузка,

где δ - толщина сплошного однородного или приведенного к нему слоя

конструкции, м; ρ - плотность материала, кг/м3 ; g =9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; γ f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый для постоянных нагрузок по таблице 7.1 [1].

Приведенная толщина δ_ПР дискретного слоя конструкции, например, обрешетки или балки с площадью поперечного сечения А и шагом S вычисляется по формуле δ_ПР = A / S.

2) Снеговая нагрузка для г. Тында определена по карте 1 Приложения Ж и разделу 10 [1]. Тында относится к II снеговому району. Sg=1,2 кПа по табл.10.1 [1]

Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определено по формуле 10.1 [1]

S₀ ^H = 0,7· c_e · c_t · µ · Sg ,

где с_e =1 - коэффициент, учитывающий снос снега ветром с покрытия здания, принимаем в соответствии с п. 10.5... 10.9 [1];

c_t =l – термический коэффициент, принимаемый согласно п. 10.10 [1];

µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова на землю к снеговой нагрузке на горизонтальную проекцию покрытия, принимаемый в соответствии с п. 10.4 и Приложением Г [1]. Для скатных покрытий при α= 00 < 30° - µ=1.

Вычисления нормативных и расчетных нагрузок указаны в таблице 2.

Погонные нагрузка на ж.б. панель покрытия:

q^н=(Р^н+ S^н_д) * b = 7,7*1,5=11,55 кН/м

q^р_п=(Р^р+ S^р_max) * b = 9,32*1,5=13,98 кН/м

Рисунок 3 – Расчётная схема панели покрытия