ПЕРМСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ

на тему: Проектирование конструкций

выставочного  павильона в г. Соликамск.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь, 2008год.

 

Задание на проектирование          3

Введение            4

Исходные  данные           4

1 Расчет  плиты покрытия          4

1.1. Теплотехнический  расчет         4

1.2. Компоновка  плиты покрытия         6

1.3. Сбор  нагрузок на плиту покрытия        6

1.4. Статический расчет          7

1.5. Геометрические  характеристики        8

1.6. Конструктивный  расчет         9

2. Расчет  купола           11

2.1. Геометрические  размеры купола        11

2.2. Сбор  нагрузок на арку          12

2.2.1. Постоянная  нагрузка          12

2.2.2. Снеговая нагрузка          13

2.3. Определение  расчетных усилий в элементах  арки      14

2.4. Конструктивный  расчет купола        16

2.4.1. Подбор  сечения полуарки         16

2.4.2. Расчет полуарки на прочность        16

2.4.3. Проверка  сечения арки на устойчивость плоской формы деформирования  17

2.4.4 Проверка  сечения арки на скалывание  по клеевому шву     18

2.5. Расчет  узлов           19

2.5.1 Расчет  опорного узла          19

2.5.2 Расчет  узла крепления полуарки к  верхнему кружальному кольцу     21

3. Технико-экономические  показатели        25

4. Меры  защиты конструкций от загнивания  и возгорания     25

Список  литературы           27

Приложение 1

Приложение 2

 

Введение

    Широкому  использованию древесины в строительстве  способствует легкость ее заготовки и обработки, диэлектрические качества, а также высокие показатели физико-механических свойств при малой плотности.

    Купольные покрытия – одна из самых распространенных форм пространственных деревянных конструкций. Очертание куполов носит самый различный характер и зависит от архитектурных и технологических требований.

    При конструировании куполов используется принцип многосвязности системы, при  котором нагрузка через систему жестких связей передается не только основным элементам каркаса, но и элементам покрытия (прогонам, плитам покрытия и др.). Благодаря этому купола более экономичны по сравнению с обычными плоскими системами.

    Основными элементами ребристых куполов являются меридиональные арочные ребра, которые  воспринимают сжимающие усилия в  оболочке по направлению меридианов и передают их не верхнее и нижнее кольца. 

Исходные  данные

    Район строительства – г.Соликамск.

    Снеговой  район – V [1, карта 1].

    Ветровой  район – II [1, карта 3].

    Класс ответственности здания – I. Коэффициент надежности по назначению .

    Температурно-влажностные  условия эксплуатации – А2.

    Несущие конструкции – полуарки постоянного  сечения. Поперечное сечение полуарок – прямоугольное.

    Материал  конструкций – сосна.

    Шаг несущих конструкций – 5,89м.

    Ограждающие конструкции покрытия – утепленные клеефанерные плиты на деревянном каркасе с двухсторонними обшивками из водостойкой бакелизированной фанеры марки ФБС.

    Водосток  наружный неорганизованный. 

    1 Расчет плиты покрытия

    Исходные  данные

    Плита покрытия утепленная на деревянном каркасе с двухсторонними обшивками из березовой водостойкой фанеры марки ФБС сорта А по ГОСТ 11539-83.

    Каркас  из древесины сосны 2 сорта.

    Утеплитель  – Вата минеральная типа А по ГОСТ 4640-84.

    Кровля  – трехслойная из рулонного гидроизоляционного материала Линокром (ТУ-5774-002-13157915-98). Верхний слой с защитной крупнозернистой посыпкой. Первый слой наклеивается на заводе, оставшиеся два слоя наклеиваются после монтажа плит. 

      1.1. Теплотехнический расчет

    Исходные  данные:

    -Климатический  район – IВ [4].

    -Зона  влажности – нормальная [4].

    -Продолжительность  отопительного сезона: z_ht = 245 суток [4, табл. 1].

    -Средняя  расчетная температура отопительного  периода: t_ht= -6,7ºС [4, табл. 1].

    -Температура  холодной пятидневки: t_ext = -37ºС [4, табл. 1].

    -Температура внутреннего воздуха: t_int = +20ºС.

    -Влажность  воздуха: φ= 60%.

    -Влажностный  режим помещения – нормальный.

    -Условия  эксплуатации – Б.

    Состав  покрытия приведен на рис.1

   

   Рис. 1. Состав покрытия 

   Таблица 1.

   Характеристики материалов

 

      Из  условия энергосбережения теплотехнический расчёт производим по нижеследующей методике.

      Градус – сутки отопительного периода следует определять по формуле

   D_d = (t_int - t_ht) ∙ z_ht = (20 – (-6,7)) ∙ 245 = 6541,5 °C∙сут.

где t_int – расчётная температура внутреннего воздуха принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005 – 88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

t_ht и z_ht – средняя температура продолжительность (сут) периода со среднесуточной температурой воздуха, принимаемые по [4, табл. 1]:

      Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции определяем по формуле

   

= а·D_d+b = 0,0004∙6541,5+1,6 = 4,217 м²°C/Вт,

      Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции  следует определять по формуле

   R₀ =

где a_int = 8,7 Вт/(м²·⁰С) – коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [4, табл. 4];

a_ext = 23 Вт/(м²·⁰С) – коэффициент тепловосприятия (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по [5, табл. 6];

R_k =

.

    R_n для каждого слоя покрытия определены в таблице 1.

    Определяем  толщину слоя утеплителя:

    Х= λ₂∙(R_о^reg–1/α_int–1/α_ext–R₁–R₂–R₄)=0,05∙(4,217–1/8,7–1/23–0,053–0,04–0,028)=0,194м.

    Так как теплотехнический расчет не является определяющим, принимаем толщину  утеплителя 150мм (для обеспечения вентиляции плиты покрытия) 
 

    1.2. Компоновка плиты покрытия

    Рассчитываем  плиту в месте действия максимальной снеговой нагрузки, т.е. на высоте 8,39м

    Плиты покрытия укладываются непосредственно  по несущим конструкциям. Схема расположения несущих конструкций (в плане) и раскладки плит представлена на рис.2.

    Плита имеет трапециевидную форму в  плане. Длина плиты с учетом припусков  при изготовлении – 4,81м. Схема плиты приведена на рис.3.

    Ширина  плиты принимается равной ширине стандартного листа фанеры (5600×1550мм) с учетом обрезки кромок – 1,50м.

    Направление волокон наружных слоев фанеры располагается  вдоль плиты. Толщина нижней растянутой обшивки – 7мм, верхней сжатой обшивки – 10мм. Обшивки приклеиваются к деревянному каркасу на клее ФРФ-50.

    Вентиляция  в плитах осуществляется вдоль плит через вентиляционные отверстия  в поперечных ребрах.

    Высота  плиты  .

    Продольные  ребра проектируем из досок 50×200мм, после острожки 50×195.

    Поперечные  ребра проектируем из досок 40×200мм, после острожки 40×195.

    Пароизоляция  – окрасочная по наружной стороне  нижней обшивки. Окраска производится пентафталевыми эмалями типа ПФ-115 за два раза. 

    1.3. Сбор нагрузок на плиту покрытия

    Сбор  нагрузок производим в табличной  форме.

Таблица 2