Размещено на http://www.allbest.ru/

Раздел 1. Архитектурно-строительный

1.1 Исходные данные для разработки архитектурно-строительного раздела

Дипломный проект «Спортивный центр» разработан на основании паспорта типового проекта №292-8-16.87.

Район строительства - г. Углич

Климатический район: - IIВ

Грунты по данным исследования - суглинок

Температура наружного воздуха определена ([2]табл.1)

tхол. суток = -340С; t5хол. суток = -31 0С

Уровень грунтовых вод - 4,8 м от поверхности земли.

Характер грунтовых вод не агрессивный.

Отведенный под застройку участок имеет спокойный рельеф и свободен от сноса.

Класс здания - II

Степень огнестойкости - II

Степень долговечности - II

Здание оснащено всеми видами инженерного оборудования

Внутренний режим воздуха нормальный tвн=+180С

1.2 Генеральный план

При проектировании генерального плана использован СНиП 2.07.01 - 89*

«Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».

Участок под застройку имеет прямоугольную конфигурацию, размерами в плане 75,0080,00м.

Рельеф местности спокойный.

Проектируемое здание располагается в центральной части участка.

Горизонтальная привязка выполнена к красной линии. Вертикальная привязка выполнена к реперу, в соответствии с условно принятыми горизонталями.

Относительной отметке ± 0.000 (отметка чистого пола 1 этажа) соответствует абсолютная отметка 90,50.

Планировочная отметка у здания принята -0,150 м .

На участке, кроме проектируемого здания, расположены: магазин спортивной атрибутики, кафе, площадка для отдыха, автостоянка, мини-футбольное поле, дорожка для бега, площадка для вывоза мусора.

Плотность застройки - 18,3%.

Благоустройство выполнено в виде асфальтированных проездов (шириной 3,5м) и площадок.

Тротуары и проезды ограничены бордюрным камнем (30 Ч 15 см). Вокруг здания выполнена отмостка шириной 0,5 м с уклоном от здания 3%.

Озеленение выполнено в виде газона, засеянного многолетними травами, цветника, кустарника рядовой посадки, лиственных деревьев рядовой и групповой посадки, хвойных деревьев групповой посадки, общей площадью - 3164,96 м2

Коэффициент озеленения - 0,53.

Расстояние между сооружениями соответствует противопожарным и санитарным нормам.

Для отвода ливневых вод участку придан уклон в юго-восточном направлении.

Здание ориентировано согласно «Розы ветров» под углом 45ок преобладающим зимним ветрам (использован [2]).



1.3 Роза ветров

Расчет розы ветров производится по ([2]).

Румбы	Повторяемость ветра, средняя скорость ветра
	Январь	Июль
С	7	14
СВ	6	15
В	8	9
ЮВ	12	7
Ю	20	8
ЮЗ	21	11
З	14	16
СЗ	12	20

Определение господствующих ветров производится согласно табличным данным. Роза ветров определяется для зимнего и летнего периодов. По каждому направлению сторон света величина повторяемости ветра откладывается по направлению румбов в заданном масштабе.

1.4 Краткое описание функционального процесса

Спортивный центр «Звездный» располагается в Угличе, спроектирован в соответствии с общей концепцией города, которая предусматривает гармоничное сочетание современной городской застройки и природной среды. На открытом воздухе зимой будет происходить «превращение» футбольного поля с натуральным газоном в хоккейную коробку - все это предоставляет широкие возможности для проведения различных спортивных соревнований и праздников.

Живая зелень и снежный покров, растущие деревья, интересные развлекательные программы и прелесть пешеходных прогулок - все это, несомненно, доставит яркие впечатления посетителям "Звездного". Данный спорткомплекс является основным спортивным сооружением города, используемым для игровых видов спорта.

Для этого в здании имеется спортивный зал с зоной силовой подготовки, комната тренера, инвентарная, а также массажные и камера сухого жара. Для удобства имеются раздельные санузлы для мужчин и женщин, душевые. Еще присутствует комната администратора, гардеробные и, для обеспечения здоровья посетителей, консультационный медпункт.

Обычным режимом будет естественное освещение через остекленную стену с южной стороны, в сочетании с потолочными светильниками с северной стороны. Во время проведения спортивных матчей возможно перекрытие светового проема и использование искусственного освещения.

Спортивный центр "Звездный" - это современное спортивное сооружение. Здесь созданы все необходимые условия для занятий физической культурой и спортом.

1.5 Объемно-планировочная характеристика здания

Одноэтажное панельное здание имеет в плане прямоугольную форму, с размерами в осях 24,00х36,00м.

Размеры здания 24,52х36,52м.

Высота этажа встроенных внутренних помещений 3,15 м

Высота всего здания 11,54 м

Подвал отсутствует.

В производственной части шаг несущих конструкций - 6,0 м.

Высота до низа несущей конструкции 9,000 м.

Пролет 24 м.

По осям В, 1, 7 имеются дверные проемы.

Здание имеет двускатную крышу с наружным организованным водостоком.



Экспликация помещений

Номер	Наименование	Площадь (м2)
1	Спортивный зал с зоной индивидуальной силовой подготовки	648,00
2	Раздевальные	31,07
3	Массажная	8,68
4	Камера сухого жара	4,69
5	Сан узлы	4,93
6	Душевые	10,99
7	Консультационный медпункт	5,95
8	Комната тренера	6,14
9	Охраняемый гардероб	9,89
10	Инвентарная	3,92
11	Инженерный блок	10,96
12	Вент камера	2,93
13	Комната администратора	8,17
14	Зона отдыха	9,36
15	Вестибюль	10,00
16	Гардероб	11,21
17	Коридор	72,62
18	Тамбур	8,44

1.6 Конструктивная характеристика элементов здания

Конструктивная схема здания представляет собой однопролетный рамно-связевой каркас, состоящий из поперечных рам образованных стойками и несущими конструкциями покрытия - ригелями и продольными элементами прогонами и связями.

Пространственная жесткость здания обеспечивается крестовыми связями между колоннами и торцевыми рамами, прогонами, уложенными по ригелям рамы и панелями покрытия. Продольная жесткость каркаса обеспечивается вертикальными связями между колоннами и распорками. Устойчивость и геометрическая неизменяемость здания обеспечивается в поперечном направлении - конструкциями несущих рам, в продольном направлении - системой вертикальных связей и распорок.

1. Фундаменты - столбчатые монолитные по серии 1.412.1-4 (индивидуальные) ФМ-1, ФМ-2 и ФМ-3

2. Наружные стены из профилированных стеновых сэндвич - панелей Z-Lock системы «Венталл-С3» толщиной 100 мм с минераловатным утеплителем плотностью 110 кг/м3 - СП-1, СП-2, СП-3, СП-4….СП-18

Внутренняя стена по оси Б - по системе Knauf - с двухсторонней обшивкой двумя слоями гипсоволокнистых листов на металлическом каркасе (С 112) - 150 мм



3. Перегородки - по системе Тиги Knauf - каркасная конструкция из одинарного металлического профиля, обшитого с двух сторон одним слоем гипсоволокнистых листов (С 111) - 75 мм

4. Крыша - совмещенная невентилируемая, с наружным водоотводом. Кровля двускатная с уклоном 1:10 с укладкой кровельных панелей «Венталл-К3» с минераловатным утеплителем плотностью 130 кг/м3 - КП-1, КП-2, КП-3, КП-4

5. Панели перекрытия - кровельные панели системы «Венталл-К3» с минераловатным утеплителем плотностью 130 кг/м3 - ПП-1

9. Козырьки входов металлические с креплением на стеновые прогоны (индивидуальные) КР-1

10. Колонны рамы - металлические, из прокатного широкополочного двутавра 30Ш1, (ГОСТ 26020-83), К-1



11. Ригели рамы - металлические, из прокатного нормального (балочного) двутавра 100Б1, (ГОСТ 26020-83) Р-1.

12. Прогоны покрытия - металлические, из прокатного равнополочного гнутого швеллера250х125х6 (ГОСТ 8278-83). ПР-1, ПР-2



13. Стойки торцевой рамы (фахверковые) - металлические из прокатных прямоугольных труб 200Х160Х5 (ГОСТ 30245-94). СФ-1, СФ-2, СФ-3

14. Балки торцевой рамы - металлические, из прокатного нормального (балочного) двутавра 100Б1, (ГОСТ 26020-83) БТ-1.



15. Гибкие связи (вертикальные и распорки). - металлические. Вертикальные связи устанавливаются с предварительным напряжением в торцах здания - ВС-1, а в продольном направлении в осях 4-5 - ВС-2, между рамами в осях 1-2, 3-4, 6-7, - устанавливаются распорки - РС-1

16. Стеновые прогоны - металлические, из холодногнутого профиля. СПР-1, СПР-2, СПР-3, СПР-4.

17. Стойки - металлические, из прокатных квадратных труб 100Х5 (по ТУ 36-2287-80)



18. Балки перекрытия - металлические, из прокатного нормального (балочного) двутавра 20Б1, (ГОСТ 26020-83) Б-1, Б-2, Б-3, Б-4, Б-5, Б-6, Б-7.

12. Полы из керамической плитки, мозаичного бетона, линолеума, паркета, деревянного настила

13. Окна пластиковые с двойным остеклением с раздельными переплетами, вентилируемые и глухие, размеры идентичны ГОСТ 16289-86 марок ОР 21-18 Г; ОР 21-13.5 Г; ОР 21-18 В; ОР 21-15 Г



14. Двери внутренние - глухие пластиковые, размеры идентичны ГОСТ 6629-88

Марок ДГ 20-7, ДГ 20-8; ДГ 20-9; ДГ 24-15.

15.Двери наружные - пластиковые входные и тамбурные - распашные и входные - глухие, размеры идентичны ГОСТ 24698-81



Марка ДНГ 24-15; ДН 24-19 К

1.7 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции (панель кровли)

Исходные данные:

Расчетная температура внутреннего воздуха: 18°С

Расчетная температура наружного воздуха: -31°С

Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции: 4°С

Коэффициент, принимаемый в зависимости наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху: 1

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности огр. констукции: 8,7 Вт/кв.м °С

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности огр. констукции: 23 Вт/кв.м °С

Сопротивление R_02: 3,51 кв.м °С/Вт

Толщина слоя 1 неизвестна

Расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя 1: 0.040 Вт/кв.м °С

Результат:

толщина слоя 1 равна 0.134м

Принимаю 0,150 по конструктивным соображениям

1.8 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции (стеновая панель)

Исходные данные:

Расчетная температура внутреннего воздуха: 18°С

Расчетная температура наружного воздуха: -31°С

Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции: 4,5°С

Коэффициент, принимаемый в зависимости наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху: 1

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности огр. констукции: 8,7 Вт/кв.м °С

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности огр. констукции: 23 Вт/кв.м °С

Сопротивление R_02: 2,63 кв.м °С/Вт

Толщина слоя 1 неизвестна

Расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя 1: 0.040 Вт/кв.м °С

Результат:

Толщина слоя 1 равна 0.099м

Принимаю 0,100 по конструктивным соображениям.



1.9 Расчет глубины промерзания грунта и глубины заложения подошвы фундамента

Расчет глубины промерзания грунта ведется согласно [4]

1. Нормативная глубина промерзания грунта.

Определяется по формуле dfn = dovMt, где

Мt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур в данном районе [4].

Мt = (-11.6) + (-11.5) + (-6.2) + (-3.2) + (-8.9) = (-41.4).

do - величина, принимаемая равной - 0.23 ( п. 2.27 [4]),т.к.грунт - суглинок

dfn = 0.23 Ч v(-41.4)= 0.28х6.43=1,48 (м)

df = 0.6 Ч 1.48 = 0.9 (м).

2. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

df = khхdfn

kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (табл. № 1 [4]).

kh =0.6, т.к. полы по грунту.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта - 0,15+0,6=0,75 м.

Принимаем глубину заложения фундамента ниже глубины промерзания грунта по конструктивным соображениям - 1.650 м.



1.10 Наружная и внутренняя отделка здания

Наружная отделка - стеновые панели от уровня земли до отметки +1.200 имеют синюю окраску. Выше этого уровня - заводские панели имеют окраску белого цвета.

Внутренняя отделка - Сены и перегородки в здании выполнены и облицованы по системе «Тиги Knauf», с последующей окраской водными составами красок. Перегородки в санузлах выполнены из влагостойких гипсоволокнистых листов (ГВЛВ). Стены в кафе оклеиваются обоями, начиная с высоты 1 м от пола. Нижняя часть стены окрашивается водным составом красок. Полы в подсобных помещениях, в раздевальных, санузлах, душевых, гардеробах выполнены из керамической плитки 150х150. В комнате тренера, массажных, консультационном медпункте, комнате администратора, инженерном блоке полы выполнены из линолеума. Двери окрашиваются в белый цвет эмалевой краской с добавлением колера. Колонны в процессе отделки закрываются гипсокартонными листами, либо пластиковой обшивкой.

1.11 Инженерное оборудование

Водопровод - хозяйственно-питьевой от внешних источников.

Напор на вводе: Н = 20,0 м.

Канализация - хозяйственно-бытовая в наружную сеть.

Отопление - централизованное, водяное от внешних источников.. Параметры теплоносителя Тn=95-700С.

Вентиляция - приточно-вытяжная с механическим побуждением и естественная.

Электроснабжение - от городских сетей напряжением 380/220 В

Освещение - люминесцентное, лампами накаливания

Устройства связи - телефонизация, Интернет, компьютеризация, радиофикация от городских сетей; пожарная сигнализация - от стационарной системы.

1.12 Приложение

Экспликация полов

Наименование помещения	Тип пола	Схема пола	Данные элементов пола (наименование, толщина, основание и др.)	Площадь, м2
Спортивный зал с зоной индивидуальной силовой подготовки	1		Паркет: древесина дуб - 6 мм Ясень - 9 мм Сахарный клен - 6 мм Эластичная пружинистая балка из березовой фанеры - 18 мм Эластичный элемент из резины - 12 мм Подстилающий слой: бетон класса В7.5 - 80 мм Грунт основания с втрамбованным щебнем или гравием крупностью 40-60 мм	648
Консультационный медпункт, комната тренера, комната администратора, инженерный блок, массажная	2		Линолеум поливинилхлоридный многослойный - 2,5 мм (прослойка из быстротвердеющей мастики - 1 мм) Стяжка из легкого бетона (с = 1100-1200 кг/м)класса В5 - 20 мм Подстилающий слой: бетон класса В7.5 - 80 мм Грунт основания с втрамбованным щебнем или гравием крупностью 40-60 мм	39,41
Раздевальные, санузлы, душевые, охраняемый гардероб, гардероб	3		Керамическая плитка - 13 мм Прослойка и заполнение швов из цементно-песчаного раствора класса В12,5 - 15 мм Подстилающий слой - бетон класса В 7,5 - 80 мм Грунт основания с втрамбованным щебнем или гравием крупностью 40-60 мм	58,99
Зона отдыха, коридоры, проходы, вестибюль, тамбур, инвентарная, вент камера	4		Бетон мозаичного состава класса В15 - 20 мм Стяжка из мелкозернистого бетона класса В15 - 40 мм Подстилающий слой - бетон класса В 7,5 - 80 мм Грунт основания с втрамбованным щебнем или гравием крупностью 40-60 мм	115,68
Камера сухого жара	5		Деревянный настил - 15 мм Эластичная пружинистая балка из березовой фанеры - 18 мм Лаги из досок шириной 80 мм Листы минераловатные на синтетической связке мягкие ПМ 50 - 30 мм Подстилающий слой: бетон класса В7.5 - 80 мм Грунт основания с втрамбованным щебнем или гравием крупностью 40-60 мм	4,69



Раздел 2. Расчетно-конструктивный раздел

2.1 Исходные данные для проектирования

В соответствии с заданием необходимо выполнить: конструирование и расчет металлической рамы: ригеля покрытия и колонны сплошного сечения.

Место строительства: г. Углич

Основание под фундамент - грунт: суглинок, характер грунтовых вод не агрессивный, коэффициент пористости - e=0,70; показатель текучести - =0,4; удельный вес грунта - =18 кН/м3; уровень грунтовых вод от поверхности земли - 6 м. - по заданию

Задание: одноэтажный спортивный центр, пролет здания - 24 м, длина здания в осях - 36 м, ширина здания в осях 24 м, высота здания (отметка низа рамы) - 9 м, высота всего здания 11,54 м.

Все несущие конструкции приняты металлическими, фундаменты монолитными, железобетонными. Стены панельные толщиной д=100 мм, массой m=21,7 кН/м2. Панели покрытия толщиной 150 мм, массой m=31,9 кН/м2. Утеплитель в покрытии здания и в стеновом ограждении - минеральная вата. Толщина утеплителя определена расчетом в архитектурно-строительном разделе.



Рис. 1

Рис. 2 - Состав покрытия

2.2 Сбор нагрузки на раму

Определение нагрузки на 1 м2покрытия

Таблица 1 - Сбор нагрузки на 1 м2 покрытия

№ п/п	Наименование нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м2		Расчетная нагрузка кН/м2
1	а) постоянная нагрузка Панель сэндвич Масса 1 м2 = 31,9 кг/м2	31,9 кг/м2 = = 0,319 кН/ м2	0,319	1,1	0,351
2	Прогоны В=3 м m = 30 кг/м = 0.3 кН/м	=	0,1	1,05	0,105
3	Ригель сплошной м = 230,6 кг/ м2 = = 2,31 кН/м2	=	0,385	1,05	0,4
			gn = 0,804		g = 0,856
6	б) временная нагрузка снеговая г. Углич IV р-н; м = 1; б<250 ; Sсн=2.4 кН/м3	Sснн=Sсн . 0.7 . м = = 2,4 . 0,7 . 1	Sснн = 1,68		Sсн = 2,4
	Полная нормативная нагрузка	qn = g+Sкрn = =0,665+1,68	qn = 2,484
	Полная расчетная нагрузка	q = g+Sкр = =0,712+2,4			q = 3,256

Примечание:

1. - коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки см. [1, табл. 1]

2. - коэффициент, учитывающий ответственность здания ([1], прил.7)

3. Sсн - расчетная величина снеговой нагрузки для г. Углич IV р-н [1, табл. 4]

Sснн - нормативная величина снеговой нагрузки

4. м - коэффициент учитывающий уклон кровли б<250см. [1, прилож.3]

5. Состав покрытия смотрим на рисунке 2

Рис. 3 - Грузовая площадь для определения нагрузки от покрытия

Определяем нагрузку от покрытия:

Определяем нагрузку на 1 м ригеля от нагрузки:

кН/м;

где -расчетная полная нагрузка на ригель рамы

Рис. 4 - Нагрузки, действующие на покрытие Определяем опорное давление, действующее на колонну:

В =6 м - шаг рам (см. рис. 3)



Рис. 5 - К определению изгибающего момента

спортивный центр конструкция кровля

N покр = q п . L/2 = 19,54 . 24/2 = 234,48 кН

Определяем момент, действующий на колонну:

М покр = N п . e = 234,48 . 0,15 = 35,172 кН . м

е = 0,15 м

2.3 Определение ветровой нагрузки

Определяем нормативную ветровую нагрузку

q1 =W0 . с==0,48 . 0,8=0,384 кгс/м2

W0 - нормативный скоростной напор, зависит от района строительства [1,табл.5]

Рис. 6 - Нагрузка от ветра



с - аэродинамический коэффициент, зависит от конфигурации здания [1,прилож.4]

с = 0,8 - активное давление ветра

с' = 0,6 - пассивное давление ветра (отсос)

Определяем расчетные погонные нагрузки на раму

q1= . W0 . c . B = 1,2 . 0,48 . 0,8 . 6=2,76 кН/м

q1'= . W0 . c' . B = 1,2 . 0,48 . 0,6 . 6=2,07 кН/м

где, коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки ( = 1,2)

B - шаг рам

С наветренной стороны

q5 = w0 . k5 . C . B = 0,23 . 0,5 . 0,8 . 6=0,552 кН/м

w0 - скорость ветра до отметки 10 м (в зависимости от района строительства) = 0,23 кН/м2 [1, табл.5 п.6.5]

k -коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте [1, табл.6 п.6.5]

с - аэродинамический коэффициент [1, прил.4]

q10 = w0 . k10 . C . B = 0,23 . 0,65 . 0,8 . 6=0,7176 кН/м

q9 = 0,7176- ()=0,7176-0,03312=0,6845 кН/м

W = q9 . Hш=0,6845 . 2,54=1,7386 кН

Где W - сосредоточенная ветровая нагрузка, приложенная в уровне низа ригеля рамы

Hш= высота от низа ригеля и до конька

С подветренной стороны

q'5 = w0 . k5 . C' . B = 0,23 . 0,5 . 0,6 . 6=0,414 кН/м

w0 = 0,23 кН/м2 [1, табл.5 п.6.5]

k - коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте [1, табл.6 п.6.5]

q'10 = w0 . k10 . C' . B = 0,23 . 0,65 . 0,6 . 6=0,538 кН/м

q'9 = 0,538- ()=0,538-0,0248=0,5132 кН/м

W' = q'9 . Hш=0,5132 . 2,54=1,3035 кН

Hш= высотаот низа ригеля и до конька

W = 1,3035 + 1,7386 = 3,0421 кН

Определяем изгибающий момент в заделке колонны (отметка верха фундамента)

M = R1 . l1 + R2 . l2

R1 =() . 4

R2 =q5 . 5 . 2,65 кН

М=( ) . 4 . 7,15 + 0,552 . 5 . 2,65 = 24,99 кН . м

qэк = = =0,6 кН/м

М'=( ) . 4 . 7,15 + 0,414 . 5 . 2,65 = 18,75 кН . м

qэк = = =0,45 кН/м

где - высота стойки

qэк - нагрузка, эквивалентная равномерно-распределенная по длине колонны

Определяем нагрузку от стеновой панели:

N ст пан = m ст пан . А гр = 0,217 . 69,24 = 15,03 кН

А гр = 11,29 . 6 = 69,24 м2

m ст пан = 21,7 кг/м2 = 0,217 кН/м2 , [4] - масса стеновой панели



Рис. 7 - Нагрузки, действующие

Определяем момент от стеновой панели:

М ст пан = N ст пан . n . e = 15,03 . 0,36 = 5,41 кН . м

е = 50 + 150 + 160 = 360 мм = 0,36 м

Рис. 8 - Грузовая площадь для от стеновой панели определения нагрузки от панели



Рис. 9 - К определению эксцентриситета, действующего на колонну от панели

Находим нагрузку от стеновых прогонов:

N прог = m прог. А гр = 5,84 . 18 = 105,12 кН

А гр = 3 . 6 = 18 м2 - грузовая площадь

m прог = 17,53 кг/м = 17,53/3 = 5,84 кН/м2 - масса прогона

Рис. 10 - Нагрузки, действующие на колонну от стеновых прогонов

Рис. 11 - Грузовая площадь стенового прогона



Рис. 12 - Расчетная схема рамы

2.4 Расчета рамы по программе SCAD Office

Исходные данные для расчета рамы

Для расчета рамы по программе SCAD в диалоговом режиме последовательно вводятся запрашиваемые значения: нагрузки, размеры рамы, жесткости, узлы, связи.

Номера элементов и жесткие узлы Номера узлов и типы жесткости

Сечения элементов



Интегрированная система анализа конструкций

******** ******** ******* *********

********** ********** ******** **********

*** * ** ** ** ** ** **

*** ** ** ** ** **

*** ** ********* ** **

*** ** ********* ** **

* *** ** ** ** ** ** **

********** ********** ** ** **********

******* ******** ** ** *********

Основная схема

Имя задачи: Клочкова Яна (расчет рамы)

Организация: ЯГК СТ2-54

Объект: спортивный центр

Документ 01. Заглавный

стр.	Наименование	Текст
1	Шифр задачи:	Клочкова Яна (расчет рамы)
2	Признак системы: Степень свободы:	5 1 (X) 2 (Y) 3 (Z) 4 (UX) 5 (UY) 6 (UZ)
	В исходных данных: линейные единицы измерения: единицы измерения размеров сечения: единицы измерения сил: единицы измерения температуры:	м мм кН

Документ 02. Элементы

№ элемента	Тип элемента	Жесткости	Узлы
1	2	1	1 3
2	2	1	2 4
3	2	2	3 4



Документ 03. Жесткости

Тип жесткости	Жесткости
1	Жесткости сортамента	EF=1407254.233 EIY=21425.0397, EIZ=3028.34701, GKR=24.5305849, GFY=283933.491, GFZ=433001.355
	Размеры ядра сечения	y1=0.021519; y2=0.021519; z1=0.10463; z2=0.10463
	Коэффициент Пуассона	nu=0.3
	Плотность	ro=77.01
	Сортамент	Двутавp широкополочный по ГОСТ 26020-83 30Ш1
2	Жесткости сортамента	EF=6052986.151, EIY=918804.593, EIZ=23732.3513, GKR=331.615154, GFY=1507220.24, GFZ=1862457.17
	Pазмеpы ядpа сечения	y1=.024504; y2=.024504; z1=0.30665; z2=0.30665
	Коэффициент Пуассона	nu=0.3
	Плотность	ro=77.0085
	Сортамент	Двутавp нормальный (Б) по ГОСТ 26020-83 100Б1

Документ 04. Характеристики загружений

Номер загружения	Содержание
1	Имя Тип	qпокр 0 (постоянное)
2	Имя Тип	q 0 (постоянное)
3	Имя Тип	q' 0 (постоянное)
4	Имя Тип	Mпокр1 0 (постоянное)
5	Имя Тип	Mпокр2 0 (постоянное)
6	Имя Тип	Mстен1 0 (постоянное)
7	Имя Тип	Mстен2 0 (постоянное)
8	Имя Тип	W 0 (постоянное)
9	Имя Тип	W' 0 (постоянное)
10	Имя Тип	Nпокр1 0 (постоянное)
11	Имя Тип	Nпокр2 0 (постоянное)
12	Имя Тип	Nстен1 0 (постоянное)
13	Имя Тип	Nстен2 0 (постоянное)
14	Имя Тип	Nпрог1 0 (постоянное)
15	Имя Тип	Nпрог2 0 (постоянное)

Документ 05. Нагрузки

Номер загружения	Номер строки	Содержание
1	1	Вид Значения Список узлов	16 19.5400009 3	3
2	1	Вид Значения Список узлов	6 -0.6 1	3
3	1	Вид Значения Список узлов	0 -0.4499999 2	3
4	1	Вид Значения Список узлов	0 -35.172 3	4
5	1	Вид Значения Список узлов	0 35.1699981 4	4
6	1	Вид Значения Список узлов	0 -5.4099998 4	4
7	1	Вид Значения Список узлов	0 5.40999984 2	4
8	1	Вид Значения Список узлов	15 -1.7386 3	1
9	1	Вид Значения Список узлов	15 -1.3035 3	1
10	1	Вид Значения Список узлов	15 234.479995 1	3
11	1	Вид Значения Список узлов	15 234.479995 2	3
12	1	Вид Значения Список узлов	15 15.0299997 1	3
13	1	Вид Значения Список узлов	15 15.0299997 2	3
14	1	Вид Значения Список узлов	15 105.120002 1	3
15	1	Вид Значения Список узлов	15 105.120002 2	3

Протоколы выполнения расчета

Информация о расчетной схеме:

- шифp схемы Клочкова Яна (расчет рамы)

- поpядок системы уpавнений 18

- шиpина ленты 11

- количество элементов 3

- количество узлов 4

- количество загpужений 15

- плотность матpицы 100%

Накопление нагрузок основной схемы.

Суммарные внешние нагрузки на основную схему

X Y Z UX UY UZ

1- 0 0 468.96 0 0 0

2- -5.4 0 0 0 0 0

3- -4.05 0 0 0 0 0

4- 0 0 0 -35.172 0 0

5- 0 0 0 35.17 0 0

6- 0 0 0 -5.41 0 0

7- 0 0 0 5.41 0 0

8- -1.7386 0 0 0 0 0

9- -1.3035 0 0 0 0 0

10- 0 0 234.48 0 0 0

11- 0 0 234.48 0 0 0

12- 0 0 15.03 0 0 0

13- 0 0 15.03 0 0 0

14- 0 0 105.12 0 0 0

15- 0 0 105.12 0 0 0

ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок на основную схему

Вычисление перемещений в основной схеме.

Работа внешних сил

1 - 10.5706

2 - 0.00529007

3 - 0.00297567

4 - -0

5 - -0

6 - -0

7 - -0

8 - 0.00221081

9 - 0.00124272

10 - -0

11 - -0

12 - -0

13 - -0

14 - -0

15 - -0

Единицы измеpения линейных пеpемещений: мм

Единицы измеpения угловых пеpемещений : rad*1000

Используемые обозначения для загружений:

S1,S2, ... - расчетные значения

SD - амплитуда суммарной динамической составляющей нагрузки

ST - шаг нелинейного нагружения

Единицы измеpения усилий: T

Единицы измеpения напpяжений: T/м**2

Единицы измеpения моментов: T*м

Единицы измеpения pаспpеделенных моментов: T*м/м

Единицы измеpения pаспpеделенных пеpеpезывающих сил: T/м

Единицы измеpения пеpемещений повеpхностей в элементах:

Усилия полученные при расчете рамы

Усилия и напряжения Единицы измерений: Т, м.
Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значения
			N	M	Q
1	1	1	-23,902	-5,282	1,761
		2	0,034	1,048	-0,417
		3	0,026	0,459	-0,1
		8	0,033	0,403	-0,089
		9	0,025	0,302	-0,066
	2	1	-23,902	2,644	1,761
		2	0,034	-0,208	-0,142
		3	0,026	0,007	-0,1
		8	0,033	0,004	-0,089
		9	0,025	0,003	-0,066
	3	1	-23,902	10,57	1,761
		2	0,034	-0,225	0,134
		3	0,026	-0,444	-0,1
		8	0,033	-0,395	-0,089
		9	0,025	-0,296	-0,066
2	1	1	-23,902	5,282	-1,761
		2	-0,034	0,612	-0,134
		3	-0,026	0,786	-0,313
		8	-0,033	0,403	-0,089
		9	-0,025	0,302	-0,066
	2	1	-23,902	-2,644	-1,761
		2	-0,034	0,01	-0,134
		3	-0,026	-0,156	-0,106
		8	-0,033	0,004	-0,089
		9	-0,025	0,003	-0,066
	3	1	-23,902	-10,57	-1,761
		2	-0,034	-0,592	-0,134
		3	-0,026	-0,169	0,1
		8	-0,033	-0,394	-0,089
		9	-0,025	-0,296	-0,066
3	1	1	-1,761	-10,57	23,902
		2	-0,134	0,225	-0,034
		3	0,1	0,444	-0,026
		8	-0,089	0,395	-0,033
		9	0,066	0,296	-0,025
Усилия и напряжения Единицы измерений: Т, м.
Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значения
			N	M	Q
	2	1	-1,761	132,843	0
		2	-0,134	-0,183	-0,034
		3	0,1	0,137	-0,026
		8	-0,089	2,478e-004	-0,033
		9	0,066	-1,858e-004	-0,025
	3	1	-1,761	-10,57	-23,902
		2	-0,134	-0,592	-0,034
		3	0,1	-0,169	-0,026
		8	-0,089	-0,394	-0,033
		9	-0,066	-0,296	-0,025
Максимальные усилия и напряжения Единицы измерений: Т, м.
Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Максимальные значения
			N	M	Q
3	1	3	-0,10029	-	-
3	2	1	-	132.842	-
3	1	1	-		23.9021
1	1	1	-23.902	-	-
3	3	1	-	-10.57	-
3	3	1	-	-	-23,902

Выборка усилий и напряжений Единицы измерений: Т, м.
Наименование	Максимальные значения	Минимальные значения
	Значение	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значение	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.
N	0,1	3	1	3	-23,902	1	1	1
M	132,843	3	2	1	-10,57	3	3	1
Q	23,902	3	1	1	-23,902	3	3	1



2.5 Эпюры усилий в раме

Эпюра N от q покрытия Эпюра М от q покрытия

Эпюра Q от q покрытия Эпюра N от q

Эпюра M от q Эпюра Q от q

Эпюра N от q' Эпюра M от q'

Эпюра Q от q' Эпюра Q, M, N от М покрытия1, 2, М стены 1, 2



Эпюра N от W Эпюра M от W

Эпюра Q от W Эпюра N от W'

Эпюра M от W' Эпюра Q от W'

Эпюра Q, M, N от N покрытия1, 2, М стены 1, 2 q покр

q q'



W W'

N покр 1 N покр 2

N ст 1 N ст 2

N прог 1 N прог 2

2.6 Расчет ригеля

Подбор и проверка прочности сечения ригеля рамы

Усилия в ригеле принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующие продольные (N) и поперечные (Q) силы в ригеле рамы

М = 1303,18 кН . м;

N = 0,984 кН;



Q = 234,011 кН.

Рис. 13 - Усилия, возникающие в ригеле

Так как N = 0,984 кН, намного меньше М = 1303,18 кН . м, то считаем ригель только на изгиб.

Проверяем прочность по нормальным напряжениям:

Ригель принят из двутавра I1000Б1

= 1303,18 кН . м - из расчета рамы по программе SCAD Office

Рис. 14 - Сечение ригеля



= 0,95 -коэффициент надежности по ответственности ([1], прилож. 7), т.к. II уровень ответственности здания.

= 0,9 - коэффициент условия работы ([2],табл.1)

= 9011 см3 - момент сопротивления сечения, см. ГОСТ 26020-83 на прокат двутавра

Принимаем сталь для ригеля по ГОСТу 27772-88 - С255 ([2], прилож.,табл.В.1)

= 240 мПа = 24 кН/см2 ([2], прилож.,табл.В.5)

Вывод: прочность по нормальным напряжениям обеспечена

Проверяем прочность по касательным напряжениям

= 234,011 кН - из расчета рамы по программе SCAD Office

= 5234,00 см3 - статистический момент сечения относительно оси х-х

= 446000 см4 - момент инерции сечения относительно оси х-х

= 1,6 см - толщина стенки сечения (см.рис. 14)

= 0,58 - расчетное сопротивление стали ([2],табл.2)



Вывод: прочность по нормальным напряжениям обеспечена

Проверка жесткости ригеля

Проверяем жесткость ригеля (прогиб):

- прогиб от нормативной нагрузки

- ([1], табл.19, п.2)

Вывод: жесткость ригеля обеспечена

Конструирование ригеля

Для обеспечения жесткости стенки ставим ребра жесткости под каждым прогоном покрытия

2.7 Расчет колонны

Подбор и проверка устойчивости сечения колонны

Рис. 15



Усилия в колонне принимаем из расчета рамы программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующую продольную (N) силы в колонне рамы

М = 98,58 кН . м;

N = 234 кН.

Колонна внецентренно сжатая

Рис. 15. Усилия, возникающие в колонне

Проверяем устойчивость колонны в плоскости рамы относительно х-х

- коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии ([2],прилож. Ж, табл.Ж.3, Ж.4)

Для определения нужно знать условную гибкость:

- Предельная гибкость ([2],табл.30)

=12,34 см - радиус инерции относительно оси х-х

Рис. 16 - Сечение колонны



Расчетная длина колонны в плоскости рамы:

- коэффициент расчетной длины

п - коэффициент ([3],табл.17, а), т. к. рама однопролетная:

, т.к. тип жесткости Jp=2; Jc=1

Рис. 17 - Расстояние между стеновыми прогонами

Расчетная длина колонны из плоскости рамы:

, т.к. ставим прогоны

Предельная гибкость колонны:

([2],табл.30)

Определяем эксцентриситет:

Определяем относительный эксцентриситет:

Определяем приведенный эксцентриситет:

- коэффициент влияния формы сечения ([2],прилож. Ж, табл.Ж.2)

- площадь сечения полки колонны (см.рис. 16)

- площадь сечения стенки колонны (см.рис. 16)

- коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии ([2],прилож. Ж, табл.Ж.3), в зависимости от и

Вывод: устойчивость колонны обеспечена.

Проверяем устойчивость колонны из плоскости рамы:

- ([2], формула 96)

с - коэффициент, т.к. , то определяем согласно формуле:



- ([2], табл. 19)

- ([2],прилож. Ж, табл.Ж.1) - как центрально-сжатой колонны

Тип кривой устойчивости - ([2], табл. 6)

- ([2],прилож. Ж, табл.Ж.1)

Вывод: Устойчивость колонны из плоскости рамы обеспечена.

Расчет базы колонны

Усилия в колонне принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующую продольную (N) силы в колонне рамы

М = 118,92 кН . м; N = 235,62 кН.

Рис. 18 - К расчету базы колонны



По конструктивным соображениям определяем ширину опорной плиты:

где - ширина полки колонны = 200мм (см. рис. 16)

- толщина траверсы, принимаемая 10 мм.

с - вылет консоли плиты, назначаемая в пределах 30-50 мм.

Принимаем в соответствии с ГОСТ 82-70*. В = 32 см.

Определяем длину плиты по формуле:

- расчетное сопротивление бетона фундамента, принимаемое по формуле:

Принят бетон для фундамента класса В15, для которого, согласно [5] расчетное сопротивление бетона осевому сжатию =8,5 мПа. Базу проектируем из стали С240 по ГОСТ 380-71*, сварка осуществляется электродами Э42.

Предварительно принимаем:

Принимаем L = 50 см (т.к. должно быть кратно 10)

Вычисляем краевые напряжения в бетоне:



Назначаем размеры фундамента 900х900 мм и уточняем коэффициент

Следовательно

Консольный участок - 1

Находим изгибающий момент:

Участок разделен на 3 стороны:

отношение

Коэффициент - (табл. 5.5, [6])

Находим изгибающий момент участка 2.

Максимальный момент

Толщина плиты базы:

Принимаем толщину плиты 20 мм

= 10 мм = 1 см - катет шва

= 0,7 - сварка ручная (табл.30, [2])

Количество вертикальных швов - 4 (см. рис. 17)

= 180 мПа = 18 кН/м - расчетное сопротивление углового сварного шва (прилож. Г, табл. Г.2, [2])

Э42 - тип электрода для стали С240 (прилож. Г, табл. Г.1, [2])

По таблице 50* ([3]) колонна относится к 3 группе. Применяем сталь С255 ГОСТ 27772-88 для г. Углича II5 - климатического района.

Рассчитываем анкерные болты:

Для анкерных болтов принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: минимальную продольную (N) силу и соответствующий изгибающий момент (М) (постоянная нагрузка и ветровая).

Постоянная нагрузка от покрытия:

Рис. 19

N покр = q покр . L/2 = 5,136 . 24/2 = 61,63 кН

q покр = q . В = 0,856 . 6 = 5,136 кН/м

Мсоотв = 25,75 кН . м

, ,



Рис. 19. К расчету анкерных болтов

Усилия в растянутых болтах

Следовательно, болты принимаем конструктивно

Площадь сечения 1 анкерного болта:

n = 2 - 2 болта в растянутой зоне

= 200 мПа = 20 кН/см2 - расчетное сопротивление фундаментного болта на растяжение (прилож. Г, табл. Г.7, [2])

Рис. 20

Принимаем ГОСТ 535 (прилож. Г, табл. Г.4, [2]), см. 3ПС2

По конструктивным соображениям принимаем сечение базы 600х400 мм, толщиной 20 мм.



2.8 Расчет фланцевых соединений

Сечение ригеля: I1000Б1 ГОСТ 26020-93

Принимаем фланец: сталь 390 ГОСТ 27772

Ry = 380 мПа = 38 ([2], прил.В, табл. В.5)

Принимаем толщину фланца tфл = 25 мм.

Принимаем болты: сталь марки 40х «Селект» ГОСТ 22356 ([2], прил. Г, табл. Г.8)

Диаметр резьбы: dб = 24 мм, диаметр отверстия: d0 = dб+ (3-4 мм) = 28 мм. Расчет фланца в узле сопряжения ригеля с колонной:

Рис. 21

Находим растягивающее усилие, действующее на 1 болт - Nt

М = 103,7 кН . м - из расчета SCAD Office



Срезающее усилие, действующее на болт - Ns = 234,48 кН - из расчета рамы

На болтовое соединение одновременно действуют изгибающий момент и продольная сила. Наибольшее усилие в болте проверяется по формуле 169 ([2]):

Расположение болтов см. рис 19.

Несущая способность одного болта на срез:

- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта ([2], п.7.7)

- нормативное сопротивление болта ([2],прил. Г, табл. Г.8)

- площадь сечения стержня болта по резьбе ([2], прил. Г, табл. Г.9)

- число расчетных срезов одного болта

- коэффициент условия работы фрикционного соединения, необходимых для восприятия расчетного условия и принимаемый равным 1, так как количество болтов 10 (принято согласно требованиям размера болтов [3], табл.39).

- коэффициент условия работы ([2], табл.1)

Несущая способность болта на растяжение:

- площадь сечения болта по резьбе ([2],прил. Г, табл. Г.9)

Расчет фланца в коньке рамы:

М = 1303 кН . м - из расчета SCAD Office

Находим растягивающее усилие, действующее на болт - Nt

Рис. 21 - Стык фланца в коньке рамы

Срезающее усилие, действующее на болт - Ns = 17,28 кН - из расчета рамы

Расположение болтов см. рис. 20



Несущая способность одного болта на срез:

Несущая способность болта на растяжение:

Окончательно принимаем количество болтов n = 10 шт. d = 24 мм, d0 = 28 мм.

2.9 Расчет столбчатого фундамента под колонну по оси А

Определение площади подошвы фундамента

Грунт: суглинок е = 0,7; IL = 0,4; ггр = гII = 18 кН/м3

Условное расчетное давление на грунт основания ([7],прил. 3, табл. 3):

R0 = 200 кН/м2

Принимаем нормативное значение удельного сцепления ([7],прил. 1, табл. 2):

И угол внутреннего

Глубина заложения подошвы фундамента под колонну крайнего ряда определяется конструктивно.

Обрез фундамента находится на отметке -0,150 м.



FL = H = -1,650 м - отметка подошвы фундамента.

Рис. 22 - Нагрузки на фундамент

Глубина заложения подошвы фундамента:

d = FL - DL = 1,65 - 0,15 = 1,5 м.

Определяем предварительные размеры подошвы фундамента:

= 20 кН/м2 - средний удельный вес фундамента и грунта на уступах фундамента

В плане подошва фундамента принимается прямоугольной формы ().

Усилия в колонне определяем из расчета рамы по программе SCAD

N = 234,48 + 0,33 + 0,25 + 0,32 + 0,24 = 235,62 кH

М = 51,82 + 7,7 + 3,95 = 63,47 кН . м

Q = 17,28 + 1,31 + 1,04 + 0,9 + 0,65 = 21,18 кН

т. к. , то



где - длинная сторона подошвы фундамента в плоскости действия момента;

- короткая сторона подошвы фундамента в плоскости действия момента

Принимаем

Рис. 23 - Размеры подошвы фундамента

Определяем расчетное давление на грунт основания по формуле 7 [2]

= 1,2; = 1,1 - коэффициенты условия работы, принимаемые по табл.3 [2]

К = 1,1 - коэффициент, при том, если приняты по табл 2, прилож.1 [2]

= 1 - коэффициент при b<10 м

b = 1,5 - ширина подошвы фундамента

г`II = гII = 18 кН/м3 - усредненное значение удельного веса грунта, залегающих ниже подошвы фундамента

d1 = d = 1,5 м - глубина заложения фундамента

- коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [2] в зависимости от

Рис. 24 - Фундамент

Проверяю среднее давление под подошвой фундамента

где - объем фундамента