Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра Строительных Конструкций


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»

на тему «Проектирование хоккейного стадиона»


Выполнил:

Семёнов К.В.


Проверил:

Фаизов И.Н.


Пермь 2009

Задание на проектирование


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 1 - Геометрическая схема конструкции


Таблица 1 - Задание


Наименование величин
Н № схемы 2 (Хоккейный стадион)
Е Место строительства г. Соликамск
С Шаг конструкций 3,5 м
Т Расчетный пролет 18 м
Е Высота f/l= 1/2
Р Длина здания 55 м
О Тип панели покрытия Асбестоцемент
В Средний слой панели Пенополиуретан

1.Компоновка плиты


Плиты покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, длина плиты равна шагу несущих конструкций – 3,5 м.

Ширина плиты принимается равной ширине плоского асбестоцементного листа по ГОСТ 18124 – 1,5 м. Толщина листа – 10 мм.

Асбестоцементные листы крепятся к деревянному каркасу шурупами диаметром 5 мм и длиной 50 мм через предварительно просверленные и раззенкованные отверстия.

Высота плиты hПроектирование хоккейного стадиона

Каркас плит состоит из продольных и поперечных ребер.

Ребра принимаем из ели 2-го сорта.

Толщину ребер принимаем 50 мм.

По сортаменту принимаем доски 50*150 мм.

После острожки кромок размеры ребер 50*145 мм.

Шаг продольных ребер конструктивно назначаем 50 см.

Поперечные ребра принимаются того же сечения, что и продольные и ставятся в местах стыков асбестоцементных листов. листы стыкуются на «ус». Учитывая размеры стандартных асбестоцементных листов ставим в плите два поперечных ребра. Пароизоляция – окрасочная по наружной стороне обшивки.

Окраска производится эмалью ПФ-115 за 2 раза.

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


1.1 Теплотехнический расчет плиты


Место строительства: г. Соликамск

Температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92:

text=-37°С;

Средняя температура наружного воздуха отопительного периода:

tht=-6,7°С;

Продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой ≤8°С: zht=245 суток;

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха: tint=12°С;

Зона влажности: 3 (сухая);

Влажностный режим помещений: влажный (75%);

Условия эксплуатации: Б (нормальный);

Расчетные формулы, а также значения величин и коэффициентов приняты по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».


Наименование слоя

Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

Рулонный ковёр (2 слоя рубероида) 600 0,010 0,17 0,059
Асбоцементный лист 1800 0,010 0,52 0,019
Пенополиуретан ТУ 67-87-75 40 Х 0,04
Асбоцементный лист 600 0,010 0,52 0,019

Проектирование хоккейного стадиона

Принимаем толщину утеплителя 80 мм.

1.2 Сбор нагрузок на плиту (кН/м2)


Сбор нагрузок выполняем в табличной форме:


N п/п Наименование нагрузки Единицы измерения Нормативная нагрузка gf Расчетная нагрузка
I Постоянные:



1 Кровля 2 слоя рубероида кН/м2 0,100 1,3 0,130
2

Собственный вес продольных ребер: Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

кН/м2 0,098 1,1 0,108
3

Собственный вес поперечных ребер: Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

кН/м2 0,033 1,1 0,036
4

Верхняя и нижняя обшивки из асбоцементного листа:

Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

кН/м2 0,36 1,1 0,396
5

Утеплитель: Пенополиуретан Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона

кН/м2 0,032 1,2 0,038
ИТОГО: qпокр кН/м2 0,623
0,708
II Временные: кН/м2 3,91
5,58
6

Снеговая

Проектирование хоккейного стадиона





7

Ветровая

Проектирование хоккейного стадиона кН/м2

кН/м2 0,105 1,4 0,147
ВСЕГО q кН/м2 4,638
6,435

1.3 Снеговая нагрузка


Полное расчетное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле

Проектирование хоккейного стадиона

Sg=3,2 кН/м2 – расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли (г. Соликамск – V снеговой район);

Схему распределения снеговой нагрузки и значения коэффициента m принимаем в соответствии с приложением 3 СНиП Нагрузки и воздействия [1], при этом промежуточные значения коэффициента m определяем линейной интерполяцией (рис. 2).


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 2 - Схема распределения снеговой нагрузки


m1 = cos 1,8a;

m2 = 2,4 sin 1,4a,

где a - уклон покрытия, град

sin 50 = l1/R =>

l1= R ∙ sin 50= 9000∙ 0,766= 6900 мм ≈ 7000 м

sin a = 6000/9000=0,667; a=42о; m1= cos(1,8∙42) = 0,25; m2= 2,4 sin(1,4∙42) = 2,05;

sin a = 4000/9000=0,444; a=26о; m1= cos(1,8∙26) = 0,67; m2= 2,4 sin(1,4∙26) = 1,44;

sin a = 2000/9000=0,667; a=13о; m1= cos(1,8∙13) = 0,92; m2= 2,4 sin(1,4∙13) = 0,74;


1.4 Ветровая нагрузка


Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли


Проектирование хоккейного стадиона


w0= 0,30 – нормативное значение ветрового давления;

(г. Соликамск – II ветровой район)

k = 1,0 (z = 9 м)– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности;

(местность тип В – городские территории, лесные массивы и другие местности равномерно покрытые препятствиями)


Высота z, м Ј 5 10
Коэффициент k 0,5 0,65

сe - аэродинамический коэффициент внешнего давления, принимаем по обязательному приложению 4 СНиП Нагрузки и воздействия [1], где стрелками показано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов сe соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность, знак «минус» - от поверхности. Промежуточные значения нагрузок следует определять линейной интерполяцией.

gf – коэффициент надежности по нагрузке. gf = 1,4

Ветровую нагрузку находим на двух участках

1 участок - Проектирование хоккейного стадиона; Проектирование хоккейного стадиона

2 участок - Проектирование хоккейного стадиона

На каждом участке Проектирование хоккейного стадиона находим средний коэффициент:


Проектирование хоккейного стадиона


Проектирование хоккейного стадиона- протяженность участка с однозначной эпюрой на определенном участке.

Проектирование хоккейного стадиона - тангенс угла наклона эпюры ветрового давления на участке с однозначной эпюрой (рис. 3).

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 3 - Схема аэродинамических коэффициентов и коэффициентов k


Расчетное значение ветровой нагрузки

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;

Проектирование хоккейного стадиона;


1.5 Статический расчет


Наиболее нагруженными являются два промежуточных ребра, так как нагрузка, воспринимаемая ребром, собирается с двух полупролетов справа и слева от ребра (рис. 4).

Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 4 - Поперечное сечение плиты

Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции 8 см, расчетный пролет плиты: Проектирование хоккейного стадиона.

Плита рассчитывается как балка на 2-х опорах.

Равномерно распределенная нагрузка на расчетное среднее ребро равна

Проектирование хоккейного стадиона = 6,435·0,48 = 3,09 кН/м2;

Расчетный изгибаемый момент: Проектирование хоккейного стадиона;

Поперечная сила: Проектирование хоккейного стадиона;


1.6 Определение геометрических характеристик расчетного сечения плиты


Расчет конструкции плиты выполняем по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п.4 СНиП 2.03.09-85 Асбоцементные конструкции [1].

В соответствии с п. 4.3 [1] для сжатых обшивок принимаем часть обшивки, редуцируемой к ребру:

Проектирование хоккейного стадиона= 18 см, с двух сторон – 36 см;

Проектирование хоккейного стадиона = 25 см, с двух сторон – 50 см, т.е. сечение получается несимметричным (рис. 5).


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 5 - Расчетное сечение плиты

Отношение модуля упругости обшивки к модулю упругости каркаса равно:

na=Проектирование хоккейного стадиона = Проектирование хоккейного стадиона =(1,4·104)/(1·104) = 1,4.

Определяем положение нейтральной оси сечения по формуле без учета податливости соединений ребер каркаса с обшивками


Проектирование хоккейного стадиона


Отношение модуля упругости обшивки к модулю упругости каркаса равно:

Проектирование хоккейного стадиона = Проектирование хоккейного стадиона =(1,4·104)/(1·104) = 1,4.

Yо=(19,5·6·(19,5/2+1)+1,4·36·1·(19,5+1+1/2)+1,4·50·1·0,5)/[19,5·6+(36+50)·1,4]=9,90 см.

Определяем моменты инерции каркаса и обшивок.

Собственный момент инерции каркаса

Проектирование хоккейного стадиона= 6·19,53/12 = 3707 см4.

Момент инерции каркаса относительно найденной нейтральной оси

Проектирование хоккейного стадиона= 3707 + 19,5·6· (19,5/2+1 – 9,9)2 = 3792 см4.

Моменты инерции обшивок относительно нейтральной оси:

Проектирование хоккейного стадиона = [36·13/12 + 36(1+19,5+0,5 – 9,9)2]1,4 = 6214 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = [50·13/12 + 50(9,9 –0,5)2]1,4 = 6191 см4.

Суммарный момент инерции сечения:

Проектирование хоккейного стадиона = 3792 + 6214 + 6191 = 16197 см4.

Шурупы в плите расставлены с шагом 200 мм, т.е. Проектирование хоккейного стадиона=9 – число срезов шурупов на половине пролета (3500/(2·200)=8,75).

Статические моменты относительно нейтральной оси будут равны:

Проектирование хоккейного стадиона = 36(1+19,5+0,5 – 9,9)1,4 = 559,4 см3;

Проектирование хоккейного стадиона = 50(9,9 – 0,5)1,4 = 658 см3.

Определяем коэффициент податливости соединений т (Проектирование хоккейного стадиона= 1 шурупы из стали, Проектирование хоккейного стадиона= 62·10-5 при диаметре шурупов 0,4 см):


Проектирование хоккейного стадионаПроектирование хоккейного стадиона


Определяем Проектирование хоккейного стадиона:

Проектирование хоккейного стадиона

т >Проектирование хоккейного стадиона, т.е. для расчета прочности каркаса принимаем т =Проектирование хоккейного стадиона=0,194;

для расчета прочности обшивок принимаем т = 0,44.

Положение нейтральной оси определяем с учетом коэффициента податливости соединений ребер каркаса с обшивками при т = 0,44, т.е. при т для определения напряжений в обшивках.

Определяем положение нейтральной оси:

Проектирование хоккейного стадиона см.

Моменты инерции будут равны:

Проектирование хоккейного стадиона= 3707 + 19,5·6·(19,5/2+1 – 10,2)2 = 3742 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = [36·13/12 + 36·(1+19,5+0,5 – 10,2)2]·l,4 = 5883 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = [50·13/12 + 50·(10,2 – 0,5)2]·1,4 = 6592 см4.

Для определения напряжений в ребре каркаса положение нейтральной оси определяем при Проектирование хоккейного стадиона = 0,194:

Проектирование хоккейного стадионасм.

Моменты инерции:

Проектирование хоккейного стадиона= 3707 + 19,5·6·(19,5/2+1 – 10,5)2 = 3711 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = [36·13/12 + 36(1+19,5+0,5 – 10,5)2]l,4 = 5561 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = [50·13/12 + 50(10,5 – 0,5)2]1,4 = 7723 см4.


Проектирование хоккейного стадиона


Проектирование хоккейного стадиона = 3711 + 0,442(5561 + 7723) = 6283 см4.


1.7 Напряжение в ребре каркаса и обшивках


Определяем коэффициент Проектирование хоккейного стадиона для определения напряжений в обшивках:

Проектирование хоккейного стадиона

Определяем напряжения в обшивках:

в нижней обшивке

Проектирование хоккейного стадионакН/см2;

в верхней обшивке

Проектирование хоккейного стадиона кН/см2;

Определяем напряжения в каркасе.

Определяем коэффициент Проектирование хоккейного стадиона:

Проектирование хоккейного стадиона

В растянутой зоне ребра

Проектирование хоккейного стадиона кН/см2

В сжатой зоне ребра

Проектирование хоккейного стадиона кН/см2

Статический момент относительно сдвигаемого сечения равен

Проектирование хоккейного стадиона= 50·1,4(10,5– 0,5) + 6·9,5·4,75 = 970,75 см3.

Приведенный момент инерции равен:

Проектирование хоккейного стадиона= 3711 + 0,1942· (5561+7723) = 4211 см4;

Проектирование хоккейного стадиона = (5,28·970,75)/(4211·6) = 0,145 кН/см2.


1.8 Проверка прочности элементов плиты


Прочностные показатели материалов

В соответствии с ГОСТ 18124 – 75* первый сорт прессованного асбестоцементного плоского листа имеет временное сопротивление изгибу 23 МПа. Временное сопротивление изгибу для расчета плиты, равное 23•0,9 = 20,7 МПа. Принимаем значения расчетных сопротивлений асбестоцемента, соответствующие временному сопротивлению изгиба 20 МПа (Rc = 30,5 МПа, Rt = 8,5 МПа и Rst = 14,5 МПа).

Расчетные сопротивления следует умножить на коэффициент условия работы Проектирование хоккейного стадиона

Тогда Проектирование хоккейного стадиона = 3,05·0,7 = 1,83 кН/см2;

Проектирование хоккейного стадиона = 0,85·0,7 = 0,6 кН/см2;

Проектирование хоккейного стадиона = 1,45·0,7 = 1,5 кН/см2.

Определение расчетных сопротивлений каркаса Проектирование хоккейного стадиона и Проектирование хоккейного стадиона производится по СНиП II–25–80 "Деревянные конструкции" для древесины II категории расчетное сопротивление древесины вдоль волокон сжатию Проектирование хоккейного стадиона = 13 МПа, растяжению Проектирование хоккейного стадиона = 10 МПа, скалыванию Проектирование хоккейного стадиона = 1,6 МПа.

Проверки прочности элементов плиты:

в обшивке

Проектирование хоккейного стадиона 0,45 кН/см2< Проектирование хоккейного стадиона =1,83 кН/см2;

Проектирование хоккейного стадиона0,41 кН/см2< Проектирование хоккейного стадиона = 0,6 кН/см2;

в ребре каркаса

Проектирование хоккейного стадиона1,18 кН/см2 < Проектирование хоккейного стадиона= 1,3 кН/см2;

Проектирование хоккейного стадиона1,02 кН/см2 ≈Проектирование хоккейного стадиона= 1,0 кН/см2;

Проектирование хоккейного стадиона= 0,145 кН/см2< Проектирование хоккейного стадиона= 0,16 кН/см2.


1.9 Расчет и проверка прогиба плиты


Изгибная жесткость

Проектирование хоккейного стадиона = 6283·104 МПа·см4

Равномерно распределенная нормативная нагрузка на равна

Проектирование хоккейного стадиона = 4,638·0,48 = 2,23 кН/м;

Максимальный прогиб плиты

Проектирование хоккейного стадиона (5/384)(2,23·3504·0,5)/(6283·104·100) = 0,07 см.

Предельный прогиб Проектирование хоккейного стадиона

Проектирование хоккейного стадиона 0,07 см < (l/250)=1,4 см.

Вывод:

Подобранное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.

2. Расчет арки


Хоккейный стадион пролетом 18 м представляет собой круговую арку. Геометрическая схема – трехшарнирная статически определимая арка.


2.1 Сбор нагрузок на несущие элементы арки


Несущий элемент арки – клееная деревянная балка прямоугольного сечения.

Шаг арок – 3,5 м.

Ширина сбора нагрузок – 3,5 м.


2.2 Постоянные нагрузки


Нормативная нагрузка от собственной массы несущей конструкции вычисляется приблизительно по эмпирической формуле:

Проектирование хоккейного стадиона=(0,623+ 3,91) / [1000/ (7∙ 18) - 1]= 0,65 кН/м2;

kсм= 7 – коэффициент собственной массы конструкции;

Проектирование хоккейного стадионакН/м2 – нормативная нагрузка от массы покрытия;

Проектирование хоккейного стадиона кН/м2 – нормативная снеговая нагрузка;


2.3 Погонные нагрузки на полуарку


Нормативная постоянная

Проектирование хоккейного стадиона кН/м;

Расчетная постоянная

Проектирование хоккейного стадиона кН/м;

Расчетная снеговая нагрузка (рис. 6, 7, 8)

Проектирование хоккейного стадиона кН/м;


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 6 - Эпюра продольных сил (постоянная нагрузка)


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 7 - Эпюра продольных сил (2 снеговая нагрузка)


Проектирование хоккейного стадиона

Рис. 8 - Эпюра продольных сил (ветровая нагрузка)

2.4 Расчет сочетаний нагрузок


Расчет сочетаний усилий производим по правилам строительной механики на ЭВМ с использованием расчетного комплекса «Лира Windows 9.0»

Сочетание нагрузок

Расчетные сочетания усилий принимаются в соответствии с п.п. 1.10.-1.13.СНиП [1]. Расчет ведется на одно или несколько основных сочетаний.

Первое сочетание усилий включает в себя усилия от постоянной и 1 снеговой нагрузок:


qI= g + S, кН/м


Второе сочетание усилий включает в себя усилия от постоянной и 1 снеговой нагрузок совместно с ветровой нагрузкой:


qII= g + 0,9∙(S + W), кН/м


Третье сочетание усилий включает в себя усилия от постоянной и 2 снеговой нагрузок совместно с ветровой нагрузкой:


qIII= g + 0,9∙(S’ + W), кН/м


Таблица 2 - РСУ




Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: