Записка_Арх_мк_пример
.pdfМіністерство 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]:
Sm=γfmS0C=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
Se=γfe•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 |
||||||
|
|
|
= ∙ |
|
= 2504.628МПакНм∙ 1 = 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 |