Проектирование футбольного стадиона в г. Ачинск

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Исходные данные

1.1 Климатические условия г. Ачинска

1.2 Характеристика назначения

1.3 Компоновка конструктивной схемы каркаса здания

2 Вариантное проектирование

2.1 Вариант

2.2 Вариант

2.3 Технико-экономическое сравнение вариантов

3 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

4 Расчет конструкций

4.1 Конструирование клеефанерных плит покрытия

4.2 Конструирование сегментной фермы

4.3 Расчет клеенодеревянной колонны

5 Расчет узлов

5.1 Расчет опорного узла фермы

5.2 Расчет узла конькового узла фермы

5.3 Расчет узла соединения раскосов и нижнего пояса

6 Обеспечение долговечности конструкций

6.1 Конструктивные меры защиты от увлажнения и биологического разрушения

6.2 Конструктивные меры защиты от возгорания

6.3 Защита конструкций при перевозке и хранении

7 Патентные исследования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект является наиболее эффективным средством закрепления и углубления теоретических знаний, полученных при изучении курса «Конструкции из дерева и пластмасс».

Один из путей расширения номенклатуры применяемых строительных конструкций, изделий и материалов, а также снижения металлоемкости строительства – внедрение в практику легких конструкций из дерева и пластмасс. Деревянные конструкции внешне привлекательны, легки, надежны и технологичны. В настоящее время рост объемов применения деревянных конструкций обусловлен такими достоинствами древесины, как экологичность, низкая энергоемкость и восстанавливаемость лесных запасов.

Основными целями данного курсового проекта являются:

- знакомство с рациональными областями применения тех или иных конструкций из дерева и полимерных материалов;

- освоение основных принципов объемно-планировочной компоновки зданий (сооружений);

- приобретение навыков правильного установления конструктивных и расчетных схем зданий и их отдельных элементов;

- овладение рациональными алгоритмами расчетов конструкций и их элементов для обеспечения необходимой прочности, жесткости и устойчивости проектируемого объекта.

Представленный курсовой проект включает в себя следующие задачи:

выбрать материалы для изготовления соответствующих элементов и конструкций и назначить расчетные сопротивления, установить класс здания, степень огнестойкости и условия эксплуатации;

определить нагрузки, действующие на сооружение, и вычислить внутренние усилия, возникающие при этом в элементах конструкций; законструировать и рассчитать ограждающие и несущие конструкции здания, их элементы, узлы и соединения;

выбрать основные принципы монтажа здания и предложить мероприятия по обеспечению его долговечности, защите конструкций от гниения, возгорания и коррозии; произвести оценку производственной базы района - района строительства.

Характеристика назначения

Назначение здания – спортивное. Здание представляет собой физкультурно-спортивный зал, предназначенный для занятий минифутболом, проектируемый согласно [19].

Строительные размеры, площади и пропускная способность спортивных залов, помещений физкультурно-оздоровительного назначения должны приниматься в соответствии с правилами проведения соревнований и положений по организации учебно-тренировочных занятий.

Размеры мест легкоатлетических занятий и игровых полей и их разметку следует принимать в соответствии с правилами соревнований.

Строительные размеры в плане и высоту помещений устанавливают в зависимости от игровых видов спорта и от вида легкоатлетических занятий и уровня соревнований. Минимальная высота для занятий мини-футболом составляет от 8 до 12 м. Строительные размеры зала - длина от 30 до 48 м, ширина от 18 до 30 м. Пропускная способность при учебно-тренировочных занятиях в зале, 24 чел/смену, а при соревнованиях на аренах спортивно-демонстрационных или спортивно-зрелищных залов, 48 чел/смену.

Несущие и ограждающие конструкции залов следует рассчитывать с учетом нагрузок от прикрепляемого к ним стационарного или съемного спортивного оборудования, исходя из его массы.

Поверхность пола в залах должна быть горизонтальной, гладкой и нескользкой; конструкция пола - упругой, удовлетворяющей тепло- и звукоизоляционным требованиям. Полезная нагрузка на полы залов - 400 кг/м2.

В залах, предназначаемых для спортивных игр с мячом, следует предусматривать защиту светильников от повреждения мячом.

Оптимальным для футбола покрытием арены (игровые поля) является синтетический газон, имитирующий естественную траву.

При спортивных залах предусматриваются следующие помещения для медицинского обслуживания и оказания первой медицинской помощи занимающимся:

кабинет врача площадью от 14 до 16 м2;

ожидальная площадью 9 м2.

Конструкции и материалы покрытия пола спортзала должны соответствовать по пожарнотехническим характеристикам согласно [17]:

для зала без зрителей - аналогично покрытию пола в общих коридорах и холлах - В2, РП2, Д3, Т2;

для зала, где занимаются инвалиды или есть зрители, - аналогично покрытию пола в вестибюле - Г2, РП2, Д2, Т2.

Материалы для обшивки (в том числе акустической) стен и потолков в зальных помещениях физкультурно-спортивного назначения следует принимать со следующими пожарнотехническими характеристиками:

каркас для подвесных потолков - НГ;

обрешетка или каркас стен - Г2 (В том числе деревянные рейки, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, обработанные со всех сторон огнезащитными красками или лаками или подвергнутые глубокой пропитке антипиренами.);

облицовка стен и потолков - Г3.

В помещениях для физкультурно-оздоровительных занятий расчетная температура воздуха в холодный период года принимается 18 °С при относительной влажности от 30 до 60% Температура внутри раздевалок должна быть в пределах от 20 до 25 °С (оптимальная величина 23 °С).

4 Расчет конструкций

4.1 Конструирование клеефанерных плит покрытия

Обшивка состоит из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ. Фанерная обшивка имеет толщину 9 мм (семислойная), в дальнейшем может быть изменена в зависимости от размеров панели и нагрузки. Так как длина панелей принимается равной 6 метром что превышает предельную длину фанерного листа, листы стыкуются между собой на «ус».

Плита имеет размеры в плане:

Ширину – 1,5 метра, ширина плит проектируется с учетом стандартного формата фанеры, чтобы достичь минимальных отходов при раскрое листов.

Длина – 6 метров. Длина задается из условия шага несуих конструкций. Для определения фактической длины панели учитывается зазор между плитами 20 мм.

Каркас плит состоит из продольных и поперечных клееных досок – ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные – рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Высоту ребер (толщину) принимаем в соответствии с толщиной утеплителя и толщиной воздушной прослойки в соотвестствии с [1, п 9.57]. Ребра выполняюпся из клееных пиломатериалов размером по ГОСТ [3]. При этом из условия жесткости рекомендуется задаваться высотой от 1/30 до 1/40 от пролета. Номинальные размеры ребер назначаем с учетом фрезерования досок.

Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей.

6 Обеспечение долговечности конструкций

Обеспечение долговечности деревянных конструкций включает защиту от увлажнения и биологического разрушения, защиту от возгорания, а также защиту металлических элементов от коррозии.

6.1 Конструктивные меры защиты от увлажнения и биологического разрушения

Конструктивные меры защиты от увлажнения и гниения устанавливаются требованиями СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» с п. 8.64 по п. 8.82.

Химические меры защиты деревянных конструкций от коррозии, вызываемой воздействием биологических агентов, предусматривают антисептирование, консервирование, нанесение лакокрасочных материалов или составов комплексного действия. При воздействии химических агрессивных сред следует предусматривать покрытие конструкций лакокрасочными материалами или поверхностную пропитку составами комплексного действия

Все металлические конструкции окрасить двумя слоями эмали ПФ115 по ГОСТ 646576* по одному слою грунтовки ГФ021 по ГОСТ 2412982.

В местах соприкосновения древесины с металлом защиту выполнить эпоксидной шпаклевкой ЭП0010 по ГОСТ 1027776.

Механическая обработка материалов должна производиться до их защитной обработки. Во всех случаях, когда при сборке или монтаже конструкций происходит дополнительная механическая обработка, нарушенное защитное покрытие должно быть восстановлено.

Влажность древесины, предназначенной для пропитки антисептиками должна быть не более 25 %.

6.2 Конструктивные меры защиты от возгорания

Федеральный закон от 22.07.2008 N123ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» принят в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров, определяет основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты (продукции), в том числе к зданиям, сооружениям и строениям, промышленным объектам, пожарнотехнической продукции и продукции общего назначения.

Положения настоящего Федерального закона об обеспечении пожарной безопасности объектов защиты обязательны для исполнения при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, изменении функционального назначения, техническом обслуживании, эксплуатации и утилизации объектов защиты.

СНиП 210197* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» устанавливает общие минимальные требования противопожарной защиты помещений, зданий и других строительных сооружений на всех этапах их создания и эксплуатации, а также пожарнотехническую классификацию зданий, их элементов и частей, помещений, строительных конструкций, материалов и изделий.

СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты». Применение настоящего свода правил обеспечивает соблюдение требований к объемно-планировочным и конструктивным решениям по ограничению распространения пожара в зданиях и сооружениях, установленных Федеральным законом от 22 июля 2008 г. N 123ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

При проектировании зданий (сооружений) предпочтение следует отдавать конструкциям сплошного массивного прямоугольного сечения из цельной древесины или клееных блоков. При этом брусчатые элементы должны иметь гладкую, остроганную поверхность.

Узловые соединения деревянных конструкций проектируется с минимальным количеством открытых элементов, предусматривается обязательное покрытие их огнезащитными составами.

Плиты покрытия опираются непосредственно на несущие конструкции.

6.3 Защита конструкций при перевозке и хранении

Защита конструкций при перевозке и хранении устанавливается общими требованиями СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции», с пункта 3.7 по пункт 3.10.

Деревянные конструкции и изделия, подлежащие перевозке и хранению, должны быть защищены от воздействия влаги. С этой целью используется различного рода влагостойкие покрытия, упаковка влагонепроницаемой бумагой, пергаментом, толь и синтетическими плёнками.

При хранении конструкции и детали должны устанавливаться в проектное положение или близкое к нему. Складируют конструкции и изделия в закрытых помещениях или под навесом, а также на открытых площадках. Укладка конструкций непосредственно на грунт не допускается.

СП 49.13330.2012 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1», пункт 6.3 устанавливает требования безопасности при складировании материалов и конструкций.

Согласно пункту 6.3.3, материалы, изделия, конструкции и оборудование при складировании на строительной площадке и рабочих местах должны укладываться следующим образом:

– пиломатериалы – в штабель, высота которого при рядовой укладке составляет не более половины ширины штабеля, а при укладке в клетки – не более ширины штабеля.

7 Патентные и исследования

7.1 Линзообразная деревянная ферма

Патентообладатели: Турковский С.Б, Кривцова Г.В, Калинникова Н.П., Курганский В.Г., Арленинов Д.К., Маженштейн А.М., Валуйских В.П.

Линзообразная деревянная ферма, включающая верхний и нижний пояса из гнутоклееных деревянных элементов прямоугольного сечения, стойки решетки, отличающиеся тем, что с целью снижения материалоемкости, пояса и стойки выполнены с одинаковой шириной поперечного сечения, а отношение высоты поперечного сечения стоек к высоте поперечного сечения поясов находится в диапазоне от 0, до 1,1.

Копия патента на данное изобретение приведена в приложении А.

7.2 Стыковое соединение клееных деревянных конструкций

Авторы: Касабьян Д.В, Турковский С.Б., Пятикрестовский К.П., Щепеткина Е.Н., Дементьева О.Н, Саяпин В.В.

Копия патента на данное изобретение приведена в приложении А.

7.3 Стыковое соединение деревянного пояса со стержнями решетки

Номер: 885475

Автор: Головач В.Н.

Соединительные детали выполнены в виде деревянныхвкладышей, толщина которых равна размеру зазоров между элементами пояса.

Копия патента на данное изобретение приведена в приложении А.

7.4 Стыковое соединение клееных деревянных конструкций

Номер: 1105586

Автор: Курганский В.Г., Турковский С.Б., Зотова И.М., Почерняев Б.Г.

Закрепление производится на противоположных боковых гранях балок пластины со стянутыми болтами упорами, анкерные штыри, соединенные с пластинами и вклеенные в древесину с наклоном в плоскости, паралллетнрй оси балок и перпендикулярной их клеевым швам. Соединение снабжено накладками, соединяющими между собой пластины, а упоры расположены заподлицо.

Копия патента на данное изобретение приведена в приложении А.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе разработаны следующие типы конструкций: плита покрытия коробчатого сечения, сегментная ферма с клееными поясами и дощато-клееная колонна. Для этих конструкций были подобраны сечения, произведен проверочный расчет по I и II группам предельных состояний. Для разработанных конструкций предложены меры для защиты против гниения и возгорания (конструктивные и химические). Таким образом, были закреплены теоретические знания, полученные в процессе изучения курса, получены навыки в расчете и проектировании конструкций из дерева.

Курсовой проект представлен графической частью в виде двух листов формата А1 и одного листа А2, где приводятся чертежи всех рассматриваемых элементов, а также пояснительной запиской с расчетами.

Графическая часть.dwg