Файл: П. Н. Лукьянов (Инициалы Фамилия).docx

В проектируемом здании инженерные сети представляют следующие мероприятия: водоснабжение холодное и горячее, теплоснабжение здание городское, электроснабжение и средства связи и охранной, пожарной сигнализации. Водопровод принят хозяйственно – бытовой на вводе в здание располагается узел управления инженерными системами, постоянный напор составляет – 26 м. Канализация - выполненная естественная с врезкой в городскую сеть. Горячее водоснабжение от городских водопроводных сетей.

Отопление принято централизованное водяное с параметрами у теплоносителя – 150-80⁰С и в бытовом здании 108-80⁰С [28]. Нагревательные приборы приняты радиаторы чугунного исполнения, которые устанавливаются под подоконными нишами. В производственной части здания запроектирована приточно-вытяжная вентиляция с принудительной циркуляцией воздуха. Вентиляция бытового корпуса естественная, в помещениях санузла и душевых через кирпичные каналы с установленными насосами циркуляционными.

«Электроснабжение принято от внешних городских электросетей, с напряжением 380/220В, 3-х фазное, ток переменный с заземленной промышленной частоты 50 Гц» [28]. Электропитание выполнены от 2- независимых источников питания. К слаботочным сетям относятся: пожарная и охранная сигнализация, сети радио интернет и телефонизация.

Выводы по разделу

Данный раздел посвящен поиску и разработке оптимальных
планировочных и конструктивных решений для промышленного здания по переработке молока в поселке Шарлык. Упор сделан на назначение здание – здание производственное с полным циклом переработки и упаковки молочной продукции, поэтому с учетом этого были разработаны основные теоретические моменты проектирования здания.

2 Расчетно-конструктивный раздел

2.1 Описание расчетного элемента

В данном разделе представлен расчет стропильной железобетонной сегментной фермы по серии 1.463.1-16 Выпуск 3 «Фермы стропильные железобетонные сегментные для покрытий одноэтажных производственных зданий пролетами 18 и 24м». Рассчитываемая ферма расположена в осях А-Д/5.

Размеры фермы включают в себя пролет 24м, высоту 3240мм в середине пролета, высоту 880мм на опоре и шаг ферм в 6м. «Ферма разработана в виде одного целого отправочного элемента» [27]. Ферма изготавливается из тяжелого бетона класса В30. Опирание фермы происходит на железобетонную колонну сечением 400×400мм.

«Расчетная схема фермы — однопролетная статически определимая плоская шарнирно-стержневая система, загружаемая сосредоточенными нагрузками в узлах верхнего пояса. Сопряжение стропильной фермы с колонной – шарнирное» [18].

Составляющими покрытия являются сборные железобетонные ребристые плиты шириной 3м и длиной 6м, короткой стороной опирающиеся на верхние пояса ферм [27]. Конструкция кровли состоит из цементно-песчаной стяжки, утеплителя минераловатных плит Руф БАТТС и гидроизоляции в виде двух слоев линокрома.

«Основные задачи расчетного раздела:

выполнение линейного статического расчета железобетонной фермы с целью определения максимальных изгибающих моментов;
подбор арматуры в ферме, проверка несущей способности плиты по заданному армированию;
определение прогибов железобетонной фермы в ПК «Лира-САПР» с учетом физической нелинейности» [19].

2.2 Сбор нагрузок

Ферма работает на статические нагрузки. На рисунке 3 изображена схема стропильной фермы, на которой указаны узлы и элементы решетки.

Рисунок 3 – Схема стропильной фермы ФС1
Район строительства - Оренбургская область, Шарлыкский район, село Шарлык. Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли в соответствии с СП 20.13330.2016 по карте 1 и таблице 10.1 равно S_g = 2,0 кПа, IV район по снеговому покрову. Нормативная снеговая нагрузка рассчитывается по формуле 4:

, (4)

где

- коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или других факторов,

;

- термический коэффициент, принимаем

;

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие,

;

«S_g - вес снегового покрова, S_g=2,0кПа» [31].
S₀=2,0·1·1·1=2,0 кПа=2,0кН/м²
Слои конструкции покрытия принимаем согласно архитектурно-планировочному разделу ВКР.

Нормативную нагрузку от веса ребристой плиты 3ПГ6-3АIV-1 находим по серии 1.141-1 вып. 63, зная массу плиты и ее площадь. Нормативную нагрузку от веса каждого слоя покрытия считаем методом умножения толщины слоя на его плотность или же по справочным таблицам производителей − нагрузка сразу будет известна в кг/м².

«Коэффициент надежности по нагрузке

принимаем согласно таблице СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия» [33].

Подсчет нагрузок на 1м² покрытия представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Нормативные и расчетные нагрузки на 1м² покрытия

«Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м²
Постоянные
Плита ребристая 3ПГ6-3АIV-1 с учетом заливки швов	1,58	1,1	1,738
Цементно-песчаная стяжка 50мм, ρ=1800кг/м³	0,9	1,3	1,17
Минераловатные плиты РУФ БАТС Оптима 160мм, ρ=160кг/м³	0,256	1,3	0,33
Цементно-песчаная стяжка 50мм, ρ=1800кг/м³	0,9	1,3	1,17
1 слой Линокром ТПП 3мм, m=3,6кг/м²	0,036	1,3	0,047
1 слой Линокром ТКП 4мм, m=4,6кг/м²	0,046	1,3	0,06
Итого	3,72	-	4,52
Временные
Снеговая нагрузка	2,0	1,4	2,8» [27]

«Узловая постоянная нагрузка на ферму собирается с грузовой площади, равной расстоянию между фермами, умноженному на размер панели верхнего пояса по формуле 5:

(5)

где q_ф – вес фермы, кН/м²;

q_кр – вес кровли, кН/м²;

– шаг ферм, м;

d – длина панели верхнего пояса фермы, м» [33].
«Собственный вес фермы в ПК «Лира» задается автоматически» [18], поэтому узловая постоянная нагрузка на верхние узлы фермы № 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 равна:

кН
Нагрузка на крайние верхние узлы фермы № 4 и 5 равна:

кН
«Узловая расчетная снеговая нагрузка на ферму определяется по формуле 6:

, (6)

где В_ф – шаг стропильных ферм, м;

d – длина панели верхнего пояса фермы» [33].
Снеговая нагрузка на средние узлы верхнего пояса фермы равна:

кН
Снеговая нагрузка на крайние узлы верхнего пояса фермы равна:

кН

2.3 Расчет фермы

«Определение усилий в элементах фермы производим автоматизированным способом с помощью ПК ЛИРА. В связи с тем, что расчет производим методом конечных элементов, реализованным в ПК «Лира», модель конструкции разбиваем на конечные элементы» [18].

«Признак схемы назначаем 1 (2 степени свободы в узле)» [18].

Расчетная модель стропильной фермы представлена на рисунке 4, пространственная модель – на рисунке 5.

Рисунок 4 – Конечно-элементная модель стропильной фермы ФС1

Рисунок 5 – Пространственная модель стропильной фермы ФС1
«Тип конечного элемента для плоской конструкции фермы – стержень.

При расчете конечно-элементной модели были использованы следующие виды загружений.

Загружение 1 – постоянная нагрузка: собственный вес фермы, кровельное покрытие.

Загружение 2 – временная нагрузка – снеговая полная» [18].

Для фермы в первом приближении принимаем следующие сечения элементов решетки b×h:

нижний пояс (№ 1-4) − 250×300мм;
верхний пояс (№ 5-12) − 250×280мм;
стойки и раскосы (№ 13-21) − 150×150мм.

Бетон принимаем класса В30. Характеристики бетона:

«Бетон класса В30 при

; R_b=0,9·17=15,3МПа; R_bt=0,9·1,2=1,08МПа; R_b_,_sert=1,8МПа; E_b=32500МПа; прочность бетона к моменту обжатия R_bp=0,7·30=21МПа.

Предварительно напрягаемая арматура в нижнем поясе класса А800, R_s=695МПа; R_s_,_ser=800МПа (при диаметре 10-40мм); модуль упругости E_s=200000МПа» [34].

«Значение контролируемого напряжения арматуры при натяжении на упор, МПа, по формуле 7: