Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Записка_Арх_мк_пример

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
483.84 Кб
Скачать

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Київський національний університет будівництва та архітектури

Кафедра металевих та дерев’яних конструкцій

Пояснювальна записка

до курсового проекту

«Проектування структурного покриття спортивної зали»

Виконала: ст. гр. ****

*******

Перевірив: Бут М.О.

Київ 2014

 

ЗМІСТ

 

I.

ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА:....................................................................................................

3

I.1.

Вихідні данні до проектування...............................................................................

3

I.2.

Вибір виду спортивної площадки ..........................................................................

3

II.

ЗБІР НАВАНТАЖЕНЬ ......................................................................................................

5

II.1.

Визначення постійних навантажень ...................................................................

5

II.2.

Визначення снігових навантажень ......................................................................

6

III.

РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЙ ПОКРИТТЯ ...............................................................

7

III.1.

Розрахунок профільованного настилу.............................................................

7

III.2. Розрахунок прогонів..............................................................................................

8

III.3. Статичний розрахунок структурного покриття.......................................

10

III.4. Підбір перерізів елементів структурного покриття...................................

11

IV.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ................................................................................................

15

V.

ДОДАТОК А.................................................................................................................

16

 

 

 

 

 

Проектування структурного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зм. Кіл..

Арк.

№док.

Підпис

Дата

покриття спортивної зали

 

 

Розроб.

*******

 

 

 

Зміст

Стадія

Аркуш

Аркушів

Перевірив

Бут М.О.

 

 

У

2

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА:

I.1. ВИХІДНІ ДАННІ ДО ПРОЕКТУВАННЯ

Згідно навчального завдання, необхідно запроектувати спортивний зал для ігрових видів спорту на 1000 глядацьких місць зі структурним покриттям прольотом L=54 м, в місті-герої Одесі (ІІ сніговий район). Покриття споруди виконується в вигляді структурної плити, що формується геометричною формою з пентаедрів. Розміри чарунок прийнято рівними 3х3м, З загальною висо-

тою покриття 2.7м ( ). Крок колон по контуру споруди прийнято рівним 6м,

колони прийнято без розподільчих капітелей. Ухил покрівлі — 2°, будівельним підйомом, в рамках курсового проекту знехтувано. Термін експлуатації для громадських будівель, прийнято згідно додатку В, ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та впливи», а саме 100 років. Сталь основних конструкцій структурного покриття — сталь 20, другорядних — С255. Утеплення конструкції покриття жорсткі мінераловатні плити (t=140 мм, ρ=150 кг/м3). Для конструкції покриття застосовуємо систему «MERO-TSK».

У відповідності до завдання, спортивний зал розраховано на 1000 глядачів, отже у відповідності до табл.1 ДБН В.1.2-14-2009, відносимо споруду до класу наслідків СС2, категорія А(дл. Коефіцієнти надійності за відповідальністью відповідно дорівнюють ϒne=0.975; ϒnm=1.1 (за табл.5).

Для проектування будівлі, всі не зазначенні в завданні геометричні вимоги приймаємо з конструктивних міркувань та у відповідності до посібника до СНиП 2.08.02-89 «Проектирование спортивных залов, помещений для физкультурнооздоровительных занятий и крытых катков с искусственным льдом»

I.2. ВИБІР ВИДУ СПОРТИВНОЇ ПЛОЩАДКИ

Оскільки в місті Одеса, найбільшою популярністю з ігрових видів спорту, окрім футболу, має волейбол, то приймаємо за основу проектування спортивного майданчику для волейбольної жіночої команди «Дженестра». Що має суттєві успіхи як на українській, так и на європейській арені.

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Загальна частина

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

3

Необхідно зазначити, що вибір на користь саме волейбольної команди прийшовся, завдяки успіхам в цьому виді спорту команд з Одеси. Отже з комерційної точки зору, цей проект має перспективи.

ДОСЯГНЕННЯ

Чемпіон СРСР (1): 1961

Срібний призер чемпіонату СРСР (1): 1983

Бронзовий призер чемпіонату СРСР (4): 1962, 1971, 1982, 1984

Володар Кубка СРСР (3): 1974, 1981, 1983

Володар Кубка Кубків (1): 1983

Володар Кубка Чемпіонів (1): 1962

Чемпіон України (5): 1994, 2001, 2002, 2003, 2004.

Срібний призер чемпіонату України (6): 1996, 2000, 2005, 2007, 2008, 2010

Бронзовий призер чемпіонату України (3): 1993, 1997, 1999

Володар Кубка України (6): 1994, 2001, 2002, 2003, 2010, 2011

Учасник ¼ фіналу Кубка Кубків (1): 1993

Учасник ¼ фіналу Кубка ЄКВ (2): 1998, 2000

Бронзовий призер Кубка Топ Команд (1): 2001

Згідно СНиП 2.08.02-89, необхідні розміри арени з глядацькими трибунами складають 36х21м, при необхідній висоті 12.5м, отже при вказаному у завданні прольоті покриття 54х54м, в нас залишається місця для відпочинку команд та рекреації та дозвілля глядачів.

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Загальна частина

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

4

II. ЗБІР НАВАНТАЖЕНЬ

II.1. ВИЗНАЧЕННЯ ПОСТІЙНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

При розмірі чарунки по верхньому поясі структурного покриття (довжина елементу 3м)

типу «MERO-TSK», застосовується прогонне вирішення спирання профельованного настилу для застереження можливого згину шурупів в вузлах кріплення.

Постійні навантаження від власної ваги огороджуючи та несучих конструкції покриття, а також корисного навантаження (акустика, вентиляція, освітлення).

Навантаження від власної ваги конструкцій покриття на 1м2

 

навантаХарактеристичне- м/кН,ження2

значенням.експза.над.Коеф γ,навантаження

навантаженЕксплуатаційне- м/кН,ня2

 

 

fe

 

Складові навантаження

 

 

 

1

2

3

4

Еврорубероїд, 2 шари. (t=20мм, ρ=600кг/м3)

600×0.02×

1

0.12

×9.81≈0.12

 

 

 

Цементно-піщана стяжка (t=20мм,

2000×0.02×

1

0.39

ρ=2000кг/м3)

×9.81≈0.39

 

 

Утеплювач — жорсткі мінераловатні плити

150×0.14×

1

0.21

(t=140мм, ρ=150кг/м3)

×9.81≈0.21

 

 

Пароізоляція (1 шар пергаміну)

0.05

1

0.05

Сталевий профільований настил по ДСТУ Б

0.123

1

0.123

В.2.6–9–95

 

 

 

Прогони (типове рішення)

0.07

1

0.07

Корисне навантаження

0.1

1

0.1

Структурне покриття

0.3

1

0.3

Разом на профнастил

 

 

0.89

Разом на прогони

 

 

0.96

Разом на структурне покриття

 

 

1.36

Таблиця ІІ.1

за.над.Коефексп. значенням навантаження,γ

розрахунковеГраничне навантаження, кН/м2

fm

 

5

6

1.30.16

1.30.51

1.20,25

1.30.07

1.050.13

1.050.07

1.20.12

1.050.32

1.12

1.19

1.63

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Збір навантажень

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

5

II.2. ВИЗНАЧЕННЯ СНІГОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Снігове навантаження збирається згідно розділу 8 ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи»

Граничне розрахункове значення снігового навантаження на 1 м2 горизонтальної проекції покриття міста Одеса згідно додатку Е [2]:

SmfmS0C=1.14•0.88•1≈1кПа

γfm=1.14 — для будівель з періодом експлуатації рівним Т=100р. Табл. 8.1 [2]; S0=0.88кПа — згідно додатку Е [2];

C=μ•Ce•Calt=1

μ=1, т.я. α<25˚ згідно додатку Ж [2];

Ce — згідно пункту 8.9 [2], оскільки відсутні дані про режими експлуатації; Calt — згідно пункту 8.10 [2], оскільки висота над рівнем моря менша за 0,5км. Експлуатаційне розрахункове значення снігового навантаження на 1м2

Sefe•S0•C=0.49•0.88•1=0.49кПа

γfe=0,49 — згідно пункту 8.12 [2], для об’єктів масового будівництва.

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Збір навантажень

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

6

III.РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЙ ПОКРИТТЯ

III.1. РОЗРАХУНОК ПРОФІЛЬОВАННОГО НАСТИЛУ

Визначаємо граничні та експлуатаційні навантаження, що приходять на профнастил, отже згідно до додатку В [1], для настилу приймається категорія Б

= (

Експлуатаційне розрахункове навантаження

) ∙ ∙

= (0.89 + 0.49) 3 0.975 = 4.037кН/м

де γen = 0.975 – коефіцієнт надійності за призначенням, для ІІ граничного стану; b=3м — проліт чарунок

= (

Граничне розрахункове навантаження

) ∙ ∙

= (1.12 + 1) 3 1.05 = 6.678кН/м

де γmn = 1.05 – коефіцієнт надійності за призначенням, для І граничного стану.

За чотирохпролітною схемою вкладання профільованого настилу визначаємо потрібний момент опору за верхніми (Mmax) та нижніми (Mmin) поличками:

 

 

= 0.077

 

 

= 0.077 6.678 3

= 4.628кНм

 

= 0.107

Максимальні моменти:

= 6.431кНм

 

 

= 0.107 6.678 3

 

 

 

=

 

= 2504.628МПакНм1 = 18.512 м

 

 

 

 

 

Необхідний момент опору:

 

 

 

=

 

 

 

= 6.431кНм = 25.724 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де Ry = 250МПа – розрахунковий

 

 

сталі С255, при товщині прокату 2…3.9мм, згідно

опір

250МПа ∙ 1

 

таблиці Е.2 [1];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γс=1 — коеф. умов роботи, згідно таблиці 1.1.1 [1].

 

5

 

 

 

5

 

 

4.037кН/м ∙ (3м)

 

 

 

 

 

Необхідний момент інерції

 

= 384

(

)

= 384

2.06 10 МПа ∙ (20мм − 2мм) = 114.827 м

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Розрахунок конструкцій покриття

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

7

де b=3м — проліт чарунок;

E=2.06×105 МПа — Модуль Юнга згідно таблиці Г.1 [1];

f — максимально допустимий прогин настилу згідно таблиці 1 [5]; при прольоті 3м, він дорівнює b/150= 20мм

а=2мм Отже приймаємо профільований настил Н75–750–0.8 (див. додаток А) виходячи з

умови, що вузькі полички вкладаються зверху. Опорні перерізи спираються на прогони з підсиленням вкладишами довжиною 600мм, які кріпляться само нарізними гвинтами до прогонів у кожній гофрі. Відповідно стійкість над опорних ділянок настилу та дотичні напруження можна не перевіряти. Отриманий за розрахунком профнастил, легше за прийнятий в зборі навантажень на 32%, що додає надійності нашій конструкції.

Розміри перерізу,

мм

Позначення профілю

t h c

Н75–750–0.8

0.8

75

24.35

Площа перерізу,см

м1Масадовжини профілю, кг

2

 

10.08.4

Довідкові дані на 1 м ширини настилу

Таблиця ІІІ.1

при стиснутих полицях

 

 

вузьких

 

 

широких

 

4

 

момент

4

момент

см

 

опору, см3

см

опору, см3

момент інерціїІ

 

 

 

момент інерціїІ

 

 

 

х,

 

Wx1

Wx2

х,

Wx1

 

Wx2

 

 

 

 

114.9

 

25.8

32.2

114.9

28.5

 

33.1

III.2. РОЗРАХУНОК ПРОГОНІВ

У відповідності до додатку В [1], для прогонів приймається категорія Б

= (

Експлуатаційне розрахункове навантаження

) ∙ ∙

= (0.96 + 0.49) 3 0.975 = 4.241кН/м

де γen = 0.975 – коефіцієнт надійності за призначенням, для ІІ граничного стану; b=3м — проліт чарунок

Граничне розрахункове навантаження

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Розрахунок конструкцій покриття

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

8

= (

 

 

 

 

)

 

= (1.19 + 1) 3 1.05 = 6.899кН/м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальні зусилля в прогоні:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Від експлуатаційних навантажень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

=

.

 

= 4.771кНм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Від=

 

=

.

 

 

 

=6.362кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

граничних навантажень

 

 

 

 

Необхідний момент опору з

 

=

 

 

=

.

 

 

= 7.761кНм

 

 

 

 

 

=

 

 

=

 

.

 

 

 

 

= 10.349кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

7.761кНм

 

 

 

 

 

= 26.248 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

врахуванням розвитку пластичних деформацій:

де Сx =1.12 – коеф., що

враховує∙ ∙

 

240МПа ∙ 1.1 1.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

розвиток пластичних деформацій, за таблицею Н.1 [1];

Ry=240 МПа – розрахунковий опір сталі С255, при товщині прокату 4…20мм, згідно

таблиці Е.2 [1];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γс=1.1 – коеф. умов роботи, згідно таблиці 1.1.1 [1];

 

 

 

 

 

 

 

= 108.563 м

 

 

 

= 5

 

=

 

5

4.771кНм ∙ 3м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необхідний момент інерції

 

 

 

 

 

 

 

Отже приймаємо

48

 

 

 

 

 

48

2.06 10 МПа ∙ 1/150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прокатний двотавр №10, згідно ГОСТ 8239-89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 8239-89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця ІІІ.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ профілю

 

h

 

 

 

 

b

 

 

s

 

 

T

 

R

r

 

Ab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

мм

 

 

мм

 

Мм

 

мм

мм

 

см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

100

 

 

 

55

 

 

4.5

 

7.2

 

7

2.5

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

Iy

 

 

 

Wy

 

 

iy

 

 

Sy

 

Iz

Wz

 

iz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг/м

 

см4

 

 

см3

 

 

см

 

см3

 

см4

см3

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.46

 

 

198

 

39.7

 

40.6

 

23

 

17.9

6.49

 

12.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.761кНм

 

 

 

 

 

 

 

Перевіряємо міцність підібраних двотаврів:

 

 

 

 

∙ ∙

= 39.7

240МПа ∙ 1.1 1.12

= 0.661 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок конструкцій покриття

 

 

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

 

Дата

 

 

9

 

10.349кНм

 

Перевіримо дотичні напруження в перерізі балки на опорі:

∙ ∙ 0.58 ∙ ∙

= 072м ∙ 0.1м ∙ 0.58 240МПа ∙ 1.1

= 0.094 1

Таким чином міцність і жорсткість прогону забеспечена.

III.3. СТАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК СТРУКТУРНОГО ПОКРИТТЯ

Визначаємо граничні та експлуатаційні навантаження, що приходять на профнастил, отже згідно до додатку В [1], для настилу приймається категорія А

Експлуатаційне розрахункове навантаження

= (

) = (1.36 + 0.49) 1 = 5.55кН/м

де γen = 1 – коефіцієнт надійності за призначенням, для ІІ граничного стану; b=3м — проліт чарунок

= (

Граничне розрахункове навантаження

)

= (1.63 + 1) 1.1 = 8.679кН/м

де γmn = 1.1 – коефіцієнт надійності за призначенням, для І граничного стану.

Визначення зусиль за плитною аналогією

ld=lk=l=54м

Співвідношення ld/lk=1, отже у відповідності до схеми в додатку D5, для шарнірно спе-

= = =

 

k

 

∙ ∙

 

 

10

 

= 36.5 8.679 54 54 10 = 321.96кНм

ртих по контуру плит α =36,5; ψ = 42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кут нахилу розкосів до

 

=

 

10

 

= 42 54 10

= 68.61кН

 

 

2

 

2.7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

площіни плити

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

=

 

опорних= 1.27розкосах=> =для52°;плитиsin

,=сформованої0.788

на основі

Максимальні зусилля вbпоясах і

3

 

 

 

= ±

. .

= 751.24кН

 

 

 

 

 

= ±2.1

 

 

 

пентаїдів відповідно складають:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0.8

 

 

= 0.8

..

= 417.93кН

 

Зусилля в поясах та розкосах плити вздовж головних осей визначаються у відповідності до епюр за формулами:

 

 

 

 

 

 

Арк.

 

 

 

 

 

 

Розрахунок конструкцій покриття

 

 

 

 

 

 

Зм.

Кіл.

Арк.

№док.

Підпис

Дата

10