Реферат Складчатые конструкции. Складчатые конструкции
 Скачать 273.48 Kb.
|
|
РЕФЕРАТ по дисциплине Современные архитектурные конструкции на тему: «Складчатые конструкции» Содержание Введение. История конструкции. Необходимость ее создания Материалы, применяемые для данной конструкции Расчетная схема, распределение нагрузок и усилий в конструкции Методика расчета Здания и сооружения с применением данной конструкции 7. Архитекторы, использующие данную конструкцию Введение В сравнении с другими пространственными конструкциями, складчатые структуры встречаются не часто, как в постройках, так и в литературе. В чистом виде складчатые конструкции были распространены в 60 - 80-ых годах XX века. Потому и большая часть литературы, их описывающей, примерно того же времени издания. «Складчатая конструкция представляет собой систему пространственно связанных между собой тонких (обычно плоских) пластин - граней» - это наиболее точное определение складок, которое даёт Германн Рюле в книге «Пространственные покрытия» в 1973 году. Учебники по конструкциям как правило ограничиваются общими рисунками и описанием простейших складчатых покрытий. Тем не менее, разнообразие складок велико. И хотя многие из них на первый взгляд относятся к другим типам конструкций, всех их объединяет общий принцип работы. А принцип работы складок прост: это увеличение высоты сечения (h) конструкции в сравнении с толщиной используемого материала, за счёт геометрического преобразования её поверхности, причём размеры граней складок в этом случае приближаются к оптимальным, с точки зрения жёсткости. Возникающее в этом случае распорное усилие, обладает как плюсами, так и минусами. Содной стороны появляется необходимость устройства жёсткого опорного контура или затяжек, с другой стороны пластичность структуры даёт высокое восприятие температурных, осадочных и прочих внутренних напряжений за счёт податливости узлов соединения. Складчатые конструкции относятся к пространственным конструкциям (даже простые прямоуголные складки, как на предыдущих схемах) и занимают в их классификациисамостоятельное направление. Однако легко комбинируются со всеми остальными типами. В современной архитектуре, как правило, представлены именно в сочетании с другими видами конструкций. Они могут иметь различные очертания и формы. История конструкции Первый патент на складчатое покрытие был выдан в 1937 году. В кровельном покрытии полигонального в плане сооружения прикреплялся тонколистовойнастил в виде плоских треугольных панелей, расположенных под углом к поясам с образованием складчатого покрытия. В 40-ых – 50-ых годах в США был выдан ряд патентов на бескаркасные складчатые здания арочного или сводчатого очертания, образующихся из примыкающих непосредственно друг к другу одинаковых арок, составленных из лоткообразных элементов трапециевидного, треугольного и U-образного сечения.В нашей стране первое авторское свидетельство по складчатым конструкциям было выдано в 1945 году на складчатый свод из листового металла. С 1950 по 1965 год в различных странах – США, Великобритании, Австрии, Франции и ФРГ – на складчатые элементы и сооружения, собираемые из них, было получено около двух десятков патентов. В этих решениях складчатые конструкции получили дальнейшее развитие.Окончательно обозначились два основных направления, первое из которых – формирование систем из лоткообразных элементов; второе – из ромбических или треугольных элементов. Кроме того, начинают появляться системы, собираемые из элементов со сложной структурой профилирования, которые можно отнести к третьему направлению – пространственным элементам сложной конфигурации. В период с 1965 по 1974 год на складчатыеконструкции выдано уже более 30 патентов и авторских свидетельств. К 2000 году выявлено более 60 патентов и авторских свидетельств на складчатые здания. Наибольшее распространение в нашей стране и за рубежом получили как сами лоткообразные элементы, так и сооружения из них. Одной из самых простых и одновременно интересных складок является сводчатая перекрёстная складка, разворачиваемая изплоскости. Возьмём лист бумаги и сложим его по пунктирным линиям в одну сторону, а по сплошным в другую. Изменяя вид развёртки можно получать различные виды складок. Это один из методов формообразования складчатых поверхностей. Помимо него новые складчатые поверхности можно получать методом профилирования образующих сечений поверхностей, а так же методом компоновки простых складчатых... Соединения элементов связей между собой осуществляется с помощью приварки фасонок, что создает защемление, но концам связей. Соединения связей с колоннами осуществляется в виде приварки связей черезфасонки к закладным деталям на боковых гранях колонн (рис. 12, а) или через фасонки, приваренные в тавр к внутренним закладным деталям. Соединения связей с фундаментом чаще всего выполняются черезфасонки, приваренные в тавр к закладным деталям фундамента (рис. 12, б). Указанные соединения обладают линейной и угловой податливостью, вследствие повышенной деформативности закладных деталей придействии нормальных и поперечных сил, изгибающих, а также крутящих моментов в их плоскости. В связевых каркасах стык ригеля с колонной рассчитывается на восприятие вертикальных нагрузок и горизонтальныхнагрузок, возникающих в период монтажа. В соединении ригеля с колонной производится сварка опорных закладных деталей понизу и приварка поверху стальных пластин или арматурных стержней (рис. 3, а).В верхнем соединении, как правило, используются мягкие стали для обеспечения восприятия фиксированного изгибающего момента величиной до 10 - 20 % от пролетного, в основном в период монтажа. Величинамомента на опоре зависит от направления действия нагрузки. Особенно это проявляется при незамоноличенных швах. В растянутых элементах (пластинках, арматурных стержнях) при расчетных максимальныхнагрузках допускаются напряжения, соответствующие пределу текучести, что приводит к возникновение остаточных деформаций и, в итоге, к повышению деформативности узла при знакопеременных временных нагрузках посравнению с начальным значением. Материалы, применяемые для данной конструкции Фундаменты: монолитный, железобетонный, ленточный. Стены: наружные - кирпичные 640 мм, внутренние – кирпичные толщиной 380 мм. Перегородки: кирпичные толщиной 120 мм. Перекрытия: сборные, железобетонные, пустотные плиты толщиной 220 мм. Крыша: деревянная, стропильная. Кровля: металлочерепица из оцинкованной стали. Окна: деревянные с тройным остеклением. Расчетная схема распределение нагрузок и усилий в конструкции Н 1эт = 3.0 м Н 2эт = 3.0 м Н ф = 1.8 м Н ц = 0.45 м Н о = 0.8 м Конфигурация здания в плане и его основные параметры Двухэтажный жилой дом мансардного типа, высота первого этажа 3м, второго этажа 3м. Имеются два входа в дом – один со стороны фасада, второй – из гаража. В доме находится 4 жилых помещения (гостиная, 3 спальни), кухня, столовая, постирочная, два санузла, сауна, два холла, прихожая. Комнаты связаны дверными проемами. Этажи связаны лестницами. Экспликация помещений: Таблица 1
Технико-экономические показатели здания:Пз – площадь застройки – площадь здания по наружному обмеру стен на уровне первого этажа выше цоколя. Ос – строительный объем – произведение площади застройки на высоту здания. Пж – жилая площадь - площадь всех жилых помещений. По – общая площадь. Таблица 2
Конструктивное решение зданияФундаментданного жилого дома монолитный, ленточный, железобетонный, ступенчатый. Устраивается под несущими стенами и колоннами. Толщина верхней части фундамента (обреза) равна толщине стены. Высота фундамента 1800 мм. Ширина подошвы: наружной стены равна 1240 мм, внутренней стены равна 980мм. Высота выступа 300 мм, ширина – 300мм. Наружные стеныкирпичные толщиной 640 мм, внутренние толщиной 380 мм. Колонны сечением 380Х380 мм. Перегородки так же кирпичные толщиной 120 мм. Перекрытия выполнены сборными из железобетонных пустотных плит, которые опираются по контуру на несущие стены. Для обеспечения устойчивости плиты перекрытия соединены с наружными стенами и между собой с помощью анкеров из арматурной стали, которые крепятся к монтажным петлям. Крыша деревянная, стропильная, двускатная. Покрытие кровли – металлочерепица из оцинкованной стали с полимерным покрытием. Окна прямоугольные, деревянные (материал сосна) с тройным остеклением, выполнены по индивидуальному заказу. ОК1 – двухстворные (глухое и поворотно – откидное), ОК2- одностворчатое (поворотно – откидное). Дверииндивидуального изготовления. Входные двери – металлические распашные с уплотнением по периметру. Внутренние двери – деревянные, распашные. Спецификация оконных проемов Таблица 3
Спецификация дверных проемов Таблица 4
Спецификация плит перекрытия Таблица 5
Расчетная схема, распределение нагрузок и усилий в конструкции Теплотехнический расчет наружных стен двухэтажного жилого дома выполняется в соответствии со СНиП II-3-79«Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». Конечной целью расчета является определение толщины теплоизоляционного слоя многослойной несущей стены здания, выполненной из 4 слоев: (1) облицовочного кирпича, (2) утеплителя, (3) силикатного кирпича, (4) оштукатуренного изнутри цементно-песчаным раствором. Расчетная схема несущей наружной стены представлена на рис. 5.1.  Рисунок 5.1 – Расчётная схема несущей наружной стены Находим требуемое сопротивление теплопередаче R0тр по формуле [3]:  , (5.1)где: n – коэффициент, принимаемый по табл. 3 СНиП II-3-79 (для наружных стен n=1,0); tв – расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, tв=18 ˚C [6, п.3.3]; tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, для объекта проектирования tн=-30 ˚C, [1, табл.1]; Δtн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2 СНиП II-3-79 (для наружных стен жилых зданий Δtн=4˚C); αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4 СНиП II-3-79 (для стен αв =8,7). Таким образом,   .Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:  , (5.2)где: tв – расчетная температура внутреннего воздуха tв=18 ˚C; tот. пер. и zот. пер – средняя температура ˚C и продолжительность периода, сут., со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ˚C. Таким образом для г. Орёл получим tот. пер. = -3.9 ˚C; zот. пер=219сут [1, табл.1]. Находим по формуле 5.2:  Определим требуемое сопротивление теплопередаче для стен жилых зданий по табл.1б СНиП II-3-79*. Используя вычисленное значение ГСОП и используя метод интерполяции, находим, что R0тр = 3,15 (м2ºC)/Вт. Учитывая, что R0тр по табл.1б СНиП II-3-79* больше вычисленного по формуле (1), для дальнейших расчетов принимаем значение R0тр = 3,15 (м2· ºC)/Вт. Находим общее сопротивление теплопередаче конструкции наружной стены:  , (5.3)где: R1 – термические сопротивление слоев ограждающей конструкции; αн – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 · ºC), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*; (для наружных стен αн =23 Вт/( м2 · ºC); δ1– толщина слоя ограждающей конструкции, м; λ1–коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м2·ºC), принимаемый по прил. 3. СНиП II-3-79. Таким образом, по формуле 5.3 с учётом данных из табл.5.1. находим:  Так как R0R0тр , то  м. Отсюда найдем необходимую толщину утеплителя  м.В расчетно-конструктивной части выполнен расчет металлических конструкций каркаса здания: колонны и фермы, а также расчет фундамента и проверка его на прочность Архитектурно-конструктивные решения приняты в зависимости от функционально-технологических требований к проектируемому зданию, с учетом геологических, технических, экономических, и других факторов. Выбор конструктивных элементов и изделий осуществляется исходя из архитектурных и объёмно-планировочных параметров, вида и назначения здания и климатологических характеристик района строительства. В расчетно-конструктивной части был выполнен расчет металлических конструкций каркаса здания. Организационно-строительная часть включает методы производства строительных работ, выбор машин и механизмов, расчет потребных ресурсов и календарное планирование. Экономическая часть содержит локальный сметный расчет строительных работ, сводный сметный расчет. В разделе экологии рассмотрены вопросы охраны и рационального использования земельных ресурсов, мероприятий по экологической безопасности на период строительства объекта, восстановления и благоустройства территории после завершения строительства. В разделе охраны труда рассмотрены следующие вопросы: требования безопасности при производстве строительных работ на опасном производственном объекте, эксплуатация машин, механизмов, оснастки, обеспечение пожаробезопасности, электробезопасности, безопасность жизнедеятельности при монтажных работах во время строительства. Основными задачами выполнения выпускной квалификацонной работы являются: систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по специальности и применение этих знаний при решении конкретных научно-технических задач; развитие навыков самостоятельной работы инженерного уровня; решение научно-исследовательских вопросов, связанных с темой выпускной квалификацонной работы. Складчатые конструкции, наряду с цилиндрич. оболочками, могут быть эффективно использованы для перекрытия значит, (более 20 ж) пролетов. Осн. преимуществом складчатых конструкций перед цилиндрич. оболочками является сравнительная простота их изготовления. Складчатые покрытия состоят из тонких плит, бортовых элементов и диафрагм (рис). Они могут быть одно- и многопролетными (если число диафрагм более двух), одно- и многоволновыми (если несколько складок соединены общими бортовыми элементами). Ширину граней складчатого покрытия рекомендуется принимать равной не более 3—3,5 ж, длину волны — до 10—12 ж. С. к. могут возводиться как в монолитном, так и в сборном железобетоне. Имеются примеры выполнения складчатых покрытий в сборном предварительно напряженном железобетоне. Статич. расчет складок можно вести по безмоментной и моментной теории. Расчет по безмоментной теории (Г. Элерса) сводится к решению трехчленных ур-ний метода сил или метода деформаций. Расчет С. к. по моментной теории (с учетом поперечных моментов) производится при помощи ур-ний метода сил (П. Л. Пастернака) или канонич. ур-ний смешанного метода (В. 3. Власова). Конструктивные решения для проектируемого здания осуществляются исходя из заданных типов конструкций, объёмно-планировочных параметров, вида и назначения здания и климатологических характеристик района строительства. Проектируемое жилое здание – бескаркасное, с продольным и поперечным расположением несущих стен. Пространственная жесткость в здании обеспечена за счет продольных и поперечных стен, балок, связанных со стенами с помощью анкеров, заводимых в несущие стены. Жесткие диски перекрытия созданы заделкой швов между плитами цементно-песчаным раствором. Архитекторы, использующие данную конструкцию Искусство архитектуры зародилось много веков назад и имеет такую же длинную историю, как и само человечество. В переводе с латинского слово архитектура расшифровывается, как искусство создавать проекты и по ним строить различные сооружения, которые создают материально упорядоченную территорию, которая необходима людям для полноценной жизни и трудовой деятельности. Архитектуру часто называют застывшей музыкой, так как она подчиняется тем же математическим законам, что и ноты. Две основные составляющие любого художественного произведения - это идея и ее вещественное представление. Если мастеру удалось достигнуть гармоничного соединения этих элементов, то результат его работы будет действительно восхитительным и изящным. Каждый этап развития человеческой цивилизации имеет свой характерный архитектурный стиль, который символизирует конкретный исторический период, его основные черты, идеологию и характер. Архитектурные памятники способны сообщить информацию о том, что было главным в жизни людей в момент их постройки, что для них являлось истиной красотой и искусством, какой был характер их жизни и многое другое. Великие цивилизации прошлого очень часто ассоциируются не с чем иным как с архитектурными творениями, которые остались после них. Например, Египет известен своими пирамидами, Китай - Великой Китайской стеной, Римская империя оставила архитектурный след в истории в виде величественного Колизея и подобных примеров великое множество. Каждое отдельное сооружение или их ансамбли, проспекты, парки, улицы и площади, целые поселки и города вызывают у людей определенные эмоции, чувства и настроения. Это происходит из-за того, что авторы архитектурных произведений вложили в них определенную идею и смысловую информацию. Каждая постройка имеет конкретное назначение, поэтому ее внешний вид должен соответствовать ему и настраивать людей на определенный лад. В современном мире в эпоху бурного технического развития у архитекторов огромное количество возможностей воплотить в жизнь самые смелые замыслы и идеи, благодаря этому появились такие архитектурные стили. Им в отличие от, например старинного романского направления или противоречивого барокко свойственна смелость решений, многообразие материалов и яркость идей. Многим известен термин « Хай-тек», звучащий отовсюду. Вот только не все понимают, что именно подразумевается под ним. Хай-тек или хайтек (от high technology — высокие технологии) стал наиболее популярен тогда, когда космические корабли бороздили просторы Вселенной, то есть недавно, в прошлом, но уже ракетно-космическом веке. Именно к ракетно-космической сфере изначально относился и сам термин «высокие технологии», а потом уже к сферам иным: электроники, самолётостроения, строительства жилых и нежилых помещений. Всемирной выставке в Лондоне в Гайд-Парке в 1851 году. В 1852—1854 годах Хрустальный дворец был перенесён в Сайденхем-Хилл и перестроен, но в 1936 году сгорел) или Эйфелева башня (задуманная как мемориал в честь столетия Великой французской революции для парижской Всемирной выставки 1889 года и построенная Гюставом Эйфелем). Это потом уже, в 20-х годах прошлого столетия, конструктивисты продолжили идеи Хай-тек, а в 60-х их поддержали структуралисты. Тогда архитекторы исповедовали обновление языка архитектуры под влиянием технического прогресса. Список литературыМаклакова Т.Г. Архитектура гражданских и промышленных зданий; Учебное пособие для вузов - М.: Стройиздат, г.1987. Методические указания к выполнению проектно-графического упражнения (Архитектурно-позиционное решение малоэтажного жилого дома) № 2411, №3509 Лекции по дисциплине "Архитектура". Преподаватель Белановская Е.В. И.П. Савченко «Архитектура» М.:Высшая школа, 1982 г. Василинец И.М. Проектирование предприятий отрасли: Справочное пособие. - СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. ГОСТ 23166-99 БЛОКИ ОКОННЫЕ |