Теория проектированияРеконструкция помещений жилого фонда с переоборудованием их по другому назначению.html
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Приведены рекомендации по углубленному изучению наиболее важных тем для усвоения курса, позволяющих успешно выполнить курсовую работу, предусмотренную рабочим планом по курсу «Теория проектирования металлических и деревянных конструкций». Студентам предлагаются данные по реальному объекту, обследование которого проводилось сотрудниками кафедры МДК в 2007году. По заданию, включающему в себя поперечный разрез и типовой план эксплуатируемого ранее жилого здания (общежития), а также указания по новому назначению помещений, студентам предлагается осуществить экспертизу несущей способности перекрытий здания и чердака на старые и новые полезные нагрузки. По решению преподавателя в состав задания могут быть включены обнаруженные в процессе обследования дефекты (зоны с деструктивной гнилью, наличие трещин разной ориентации, а также существенных деформаций, превышающих нормативные требования). Наличие новых, как правило, более высоких нагрузок требует от студента глубокого анализа состояния деревянных конструкций и разработке предложений по реконструкции межэтажных и чердачных перекрытий. Наряду с ручным счетом несущей способности конструкций перекрытий, студенты могут выполнить проверку своих расчетов на рассчетно – аналитических программах SCAD soft « Кристалл, Камин и Декор». На кафедре имеется соответствующие лицензированные программы.
Составлено с учетом программ вышеуказанных дисциплин, утвержденных учебно–методическим управлением по высшему образованию.
Составитель проф. В.В. Фурсов
Ответственный
за выпуск Проф. каф. МДКиП Ю.Г. Перетятько
Содержание и организация курсовой работы студентов.
Настоящие методические указания предназначены для выполнения курсовой работы студентов уровня подготовки магистра, по специализации «Металлические и деревянные конструкции» по дисциплине «Теория проектирования», читаемой на кафедре МДКиП ХГТУСА.
Курсовое проектирование является важным этапом учебно-педагогического процесса. Его выполнение углубляет и закрепляет теоретические знания, полученные на лекциях и при самостоятельной работе, дают возможность приобрести практические навыки пользования справочной, нормативной и технической литературой. Это дает возможность научиться принимать самостоятельные технические решения для целого ряда практических задач. В соответствии с учебными планами университета, утвержденными Министерством науки и образования по дисциплине «Теория проектирования», читаемой на кафедре МДКиП ХГТУСА, предусматривается выполнение курсовой работы.
Темой курсовой работы является реконструкция помещений жилого здания и переоборудование их по новому назначению.
Курсовая работа выполняется студентами по индивидуальному заданию, полученному от руководителя, лектора потока. В задании на общем плане указывается основные габаритные размеры реконструируемых помещений, их новое назначение, реальный состав перекрытия, что позволяет легко подсчитать нагрузки от него. Дополнительно указывается шаг несущих балок, а также планируемая полезная нагрузка. При выдаче задания преподаватель поясняет цель и определяет краткое содержание работы, объем пояснительной записки, а также графической части работы, (чертежи формата А2, А3, либо А4). В последнем случае (формат А4), чертежи могут быть представлены в качестве приложения в записке. На бланке задания указываются срок сдачи курсовой работы. Студенты располагают данными технического обследования, проведенного специалистами ХГТУСА, и выдаются руководителем каждому студенту индивидуально. Помимо этого прилагаются обмерочные чертежи и фотодокументы.
Курсовая работа выполняется студентами самостоятельно. В процессе проектирования студенты получают при необходимости консультации по отдельным неясным вопросам у лектора, либо его ассистентов. Вне сетки расписания в компьютерном классе МДК студент имеет возможность осуществить экспертизу полученных по расчетам сечений на рассчетно – теоретическом комплексе СКАД. Закончив и подписав у лектора курсовую работу, студент защищает ее на кафедре МДК и получает дифференцированный зачет.
При выполнении курсового проекта студенты используют рекомендованную учебную и справочную литературу: учебники и учебные пособия, СНИПы, ГОСТы, ДБНы, альбомы, каталоги типовых проектов, учебное пособие по данному курсу, образцы выполненных ранее курсовых работ и тп.
В отдельных случаях студенты, по согласованию с консультантом, могут использовать специальную, в том числе и периодическую литературу, не указанную в перечне рекомендованной.
Курсовой проект состоит из рассчетно – пояснительной записки и графической части, которая может выполняться либо на отдельном листе формата А2, или А3, также допускается помещение графической части на листах формата А4 непосредственно в тексте пояснительной записки.
Рассчетно – пояснительная записка включает в себя следующие разделы:
- Формулировка цели курсовой работы, описание согласно задания, реконструируемого объекта, фиксирование геометрических размеров объекта и сечений основных несущих элементов.
- Подсчет собственного веса перекрытия, по факту проведенного сотрудниками ХГТУСА обследования.
- Расчет основных несущих элементов покрытия (цельных деревянных балок) и элементов пола на полезные нагрузки, регламентируемые ранее действующими условиями эксплуатации, с учетом наличия в них дефектов и повреждений.
- Осуществление анализа полученных результатов.
- Расчет основных несущих элементов покрытия (цельных деревянных балок) и элементов пола на новые полезные нагрузки, регламентируемые ныне действующими нормативными документами, как по первому предельному состоянию (по прочности и устойчивости в плоскости и из плоскости), так и по второму предельному состоянию.
- Анализ полученных результатов и принятие решения об обеспечении дальнейшей нормальной эксплуатации.
- Разработка нескольких вариантов решения поставленной задачи.
- Принятие окончательного технического решения по составу перекрытия, либо нового или модернизированного старого с учетом использования современных гидро- и теплозащитных материалов.
- Реконструкция может быть полной или частичной, с разделением функций пола и потолка.
- Студенту надлежит разработать и рассчитать необходимые узловые соединения, включающие в себя опирание стальных балок усиления на кирпичные стены, либо узлы усиления деревянных балок,как по всей длине, так и устройство деревянных, или стальных протезов в зонах опор.
- В некоторых случаях студент по указанию руководителя должен проверить прочность кирпичной кладки при опирании на нее стальных балок усиления.
- При необходимости следует назначить мероприятия по защите деревянных элементов перекрытий от гниения и возгорания.
Рассчетно – пояснительная записка должна выполняться студентом в последовательности указанной выше. К каждому последующему разделу рекомендуется приступать только после утверждения консультантом предыдущих. Объем записки составляет от 15 до 30 машинописных листов, отпечатанных на одной стороне листа.
После проведенных ручных расчетов в компьютерном зале кафедры МДК в обязательном порядке осуществляется экспертиза сечений, предлагаемых студентов в процессе разработки реконструкции. Для этой цели используются рассчетно – аналитические постпроцессоры «Кристалл, Камин, а также Декор», предназначенные соответственно для расчетов стальных, кирпичных и деревянных конструкций. Полученные распечатки помещаются либо по тексту записки, либо выносятся в приложение.
Графическая часть включает в себя планы перекрытия – существующие и рекомендованные в процессе разработки проекта реконструкции, монтажные схемы, разрезы, архитектурно – строительные узлы сопряжения новых элементов перекрытий на кирпичные стены, а также при необходимости узлов усиления. Рекомендуется разработка спецификации элементов усиления, а также примечаний, дающих характеристику применяемых при реконструкции строительных материалов и мероприятий по защите их от увлажнения, коррозии, гниения и горения.
Кроме того в зависимости от назначения реконструируемых помещений, а также способности студента, по указанию консультанта могут выполняться и другие работы. Графическая часть может выполняться, как вручную, так, и что предпочтительнее, с использованием компьютерной графики. Чертежи выполняются на стандартных форматах (А2-А4), с выполнением правил графического оформления, условных обозначений и масштабов в соответствии с требованиями ЕСКД. На чертежах указываются все размеры и надписи, необходимые для получения полного представления о реконструируемых помещениях здания, принятых конструкций и узлов. При разработке узлов вычерчивать их следует в двух либо в трех проекциях. Размеры на чертежах проставляются в миллиметрах.
Методика и объем выполнения курсовой работы.
При выборе метода проведения реконструкции студент должен иметь знания, закладываемые в курсах деревянных, стальных, железобетонных и каменных конструкций и проявить творческие способности. Выбор конструкций усиления, производится согласно выданного задания, с использованием материала, изложенного в курсах лекций по указанным выше строительным материалам, непосредственно по читаемому курсу «Теории проектирования», методическим указаниям по самостоятельной работе при изучении этого курса, а также на основании изучения учебников и других источников, рекомендуемых руководителем при чтении курса лекций.
Детальные и более конкретные пояснения по выполнению данной курсовой работы осуществляется в процессе консультаций с руководителем потока.
Порядок ее выполнения состоит из трех этапов в следующей последовательности:
1-й этап – проверка существующего сечения на старые нагрузки:
- Производится описание помещений и участков, подвергаемых реконструкции, с указанием геометрических габаритов, расположения балок, состава перекрытия, поперечных сечений отдельных элементов, а также дефектов в них, формулируется основная цель работы.
- Составляются расчетные схемы основных несущих элементов
( деревянных балок перекрытия).
- Осуществляется сбор нагрузок в табличной форме (Таблица 1), в которой указываются постоянные и временные нагрузки, как кратковременные, так и длительно действующие. Сбор нагрузок возможно производить с помощь постпроцессора «ВЕСТ» [7].
- Схема нагрузки принимается в зависимости от характера ее действия на конструкцию (равномерно или неравномерно распределенная, сосредоточенная и т.п.).
- Определяется погонная нагрузка на деревянные балки перекрытия в зависимости от их шага.
- Определяются внутренние усилия: изгибающий момент и поперечная сила.
- Осуществляется проверка несущей способности по 1-му предельному состоянию по формуле 17, 18, 22 [7] , и прогибу по формуле 50 [7].
- В случае обеспечения несущей способности производится дополнительная проверка с учетом длительного срока эксплуатации (свыше 40 лет), с введением понижающего расчетное сопротивление коэффициента (см. приложение).
2-й этап - проверка существующих деревянных балок перекрытий на новые полезные нагрузки
- Расчетная схема и постоянные нагрузки принимаются, как правило, аналогичными 1-му этапу. Однако, по рекомендации консультанта граничные условия могут быть изменены.
- Полезные нагрузки берутся согласно принимаемому по заданию новому назначению помещений, и введенным в 2007 году ДБН [9].
- Производятся проверки на новые погонные нагрузки по пунктам 6 и 7
1-го этапа.
- Как правило, проверки 2-го этапа не обеспечивают несущей способности большей частью по деформативности, в отдельных случаях по прочности, а часто и по обоим предельным состояниям.
- По полученным результатам расчета осуществляется анализ, в результате которого намечаются мероприятия по усилению балок перекрытия.
- Существуют два основных направления восстановления несущей способности перекрытий здания: а) полная замена перекрытий, б) проведение работ по усилению балок перекрытия. Первое направление заключается в полной разборке перекрытия, демонтаж всех его элементов и установка новых, как правило, стальных балок взамен существующих. Это самое простое «лобовое» решение и принимается только по решению руководителя.
- Второе направление имеет несколько разветвлений: а) увеличение сечений балок различными способами, б) снижение расчетной грузовой площади, путем постановки промежуточных балок, либо колонн, если реконструкция осуществляется на первом этаже над подвальным помещением, в) снижение собственного веса перекрытия за счет использования, например, легкого эффективного утеплителя, или применение современного отделочного слоя взамен потолка, выполненного из штукатурки по драни, г) разделение функций пола и потолка и т.п.
- Наиболее эффективным и наиболее часто встречающимся на практике следует признать последний вариант г), который реализуется с помощью постановки с выбранным шагом, в освобожденное от половых досок перекрытие, стальных двутавров или швеллеров, по которым устраивается монолитная железобетонная плита, деревянные балки остаются в перекрытия и воспринимают нагрузки от потолка.
- При увеличении поперечного сечения балок расчеты следует производить с учетом податливости составного сечения, согласно коэффициентов приведенных в таблице 13 [7].
- При постановке стальных элементов усиления в случае наличия трудно ликвидируемых дефектов, вся нагрузка с грузовой площади должна восприниматься стальными элементами усиления.
Численный пример приведен в приложении.
3-й этап: проверка прочности элементов перекрытия с помощью рассчетно - аналитических программ комплекса СКАД
Вычислительный комплекс Structure CAD реализовывается как система прочностного анализа и проектирования строительных конструкций на основе метода конечных элементов и позволяет определить напряженно- деформированное состояние различных конструкций из бетона, стали, кирпича, древесины и т.п. Комплекс обеспечивает также ряд функций проектирования элементов конструкций. Комплекс, являющийся ядром программы, реализуется в компьютерном зале кафедры МДК, оснащенном лицензией на SCAD Soft. Помимо основного комплекса имеется ряд рассчетно – аналитических и проектно – конструкторских программ. К первым относятся КАМИН, КРИСТАЛЛ, АРБАТ, ДЕКОР, а ко вторым МОНОЛИТ, КОМЕТА и пр. В комплекс входит также ряд вспомогательных программ, например: ВЕСТ, КОНСУЛ, ТОНУС, СЕЗАМ, КРОСС, ФОРУМ.
В процессе выполнения проекта студентами может использоваться вспомогательная программа ВЕСТ, реализующая положения по определению нагрузок и воздействий, а также все рассчетно – теоретические программы, поименованные выше. Обязательным для выполнения курсовой работы по нашей кафедре считаются КРИСТАЛЛ и ДЕКОР, выполняющие экспертизу сечений соответственно для стальных и деревянных конструкций. Фактически поименованные постпроцессоры, являются своего рода калькуляторами, пользование которыми в большинстве случаев не вызывают затруднений.
Преподаватель поясняет методику работы с постпроцессорами Кристалл и Декор, а также по желанию студентов и других постпроцессоров, после чего студенты самостоятельно осуществляют экспертизу сечений, выполненных ими вручную по индивидуальным заданиям.
На обязательном занятии вне сетки расписания преподаватель может в течение некоторого времени поставить акценты на наиболее часто встречающиеся трудности. Кроме того существует возможность оценить точность ручного счета и расхождения с машинным, позволяющим показать , какие факторы не были учтены при ручных расчетах.
Примеры экспертизы расчетов реконструкции с помощью рассчетно – аналитических программ ДЕКОР и КРИСТАЛЛ приведены в приложении.
Умение использовать теоретические знания при решении практических задач, приобретенных навыков работы с нормативными документами, оценивается глубиной проработки курсового задания, в основу которого, как указывалось, положена реконструкция реального объекта. Если контроль покажет, что студент не может самостоятельно освоить соответствующую тему дисциплины, преподаватель ведет с ним индивидуальную работу, что, учитывая статус магистров, случается не часто. Если студент в рамках самостоятельной работы над полученным заданием не выполняет предъявляемых к нему требований, то он считается не выполнившим график учебного процесса, и по внутреннему не допуску кафедры может быть не допущен к зачетной либо экзаменационной сессии.
Основная литература
- Беленя Е.И. Стальные конструкции.- М., 1986.- 560с.
- Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. Спецкурс.- М.,1991г., 684с.
- Деревянные конструкции. Под ред. Слицкоухова Ю.В.- М., 1986.-
543 с.
- Клименко В.З. Конструкцii з дерева i пластмас: Пiдручник.- К.: Вища
шк., 2000.-304 с.: iл.
- Гринь И.М., Фурсов В.В. и др.. Проектирование и расчет деревянних конструкций. К. Вища школа., 1988.-240с.
- Фурсов В.В. Проектирование строительных конструкций. Учебное пособие для магистров . Х., 2013.
- СНИП 11-25-80 Деревянные конструкции.
- СНИП 11-23-82 Стальные конструкции.
- ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия.
- Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СниП 11-25-80) // ЦНИИСК им. Кучеренко В.А., Москва. 1986г.
- Стан та залишковий ресурс фонду будівельний конструкцій в Україні. Вид-во «Сталь», К., 2002. 167с.
- Фурсов В.В. Износ зданий, диагностика и реконструкция. К., 1998.,188с.
- Информатика в строительстве. Системы автоматизированного проектирования. В.А. Баженов, А.В.Перельмутер и др. К. 2004.,355с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица сечений балок перекрытий и нагрузок
|
№ п/п |
Пролет балок перекрытия, м |
Высота сечения h,мм |
Ширина сечения b,мм |
Шаг балок, м |
Старая полезная нагрузка, кг/м2 |
Новая полезная нагрузка, кг/м2 |
|
1 |
6.2 |
250 |
175 |
1.0 |
150 |
|
|
2 |
6.0 |
250 |
150 |
1.1 |
150 |
|
|
3 |
5.3 |
220 |
125 |
1.2 |
150 |
|
|
4 |
5.1 |
220 |
125 |
1.25 |
150 |
|
|
5 |
6.2 |
250 |
175 |
1.0 |
150 |
|
|
6 |
6.0 |
250 |
150 |
1.1 |
150 |
|
|
7 |
5.3 |
220 |
125 |
1.2 |
150 |
|
|
8 |
5.1 |
220 |
125 |
1.25 |
150 |
|
|
9 |
6.0 |
250 |
150 |
1.1 |
150 |
|
|
10 |
5.1 |
220 |
125 |
1.25 |
150 |
Фрагмент плана
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Пример поверочного расчёта балки на старые и новые нагрузки
Таблица сбора нагрузок от перекрытия
|
№ п/п |
Характеристика конструктивных элементов перекрытия |
Нормативная нагрузка, кг/м |
Расчётная нагрузка, кг/м |
|
|
1 |
Доска половая |
25 |
1,2 |
30 |
|
2 |
Щиты наката деревянные |
15 |
1,2 |
18 |
|
3 |
Черепные бруски 50х50мм(х2), |
2,5 |
1,2 |
3 |
|
4 |
Утеплитель, топочный шлак ; |
120 |
1,3 |
156 |
|
5 |
Подшивной потолок из досок, |
15 |
1,2 |
18 |
|
6 |
Штукатурка по драни |
36 |
1,3 |
47 |
|
7 |
Собственный вес балки перекрытия 175х250мм, |
22 |
1,1 |
24,2 |
|
Общий вес перекрытия: |
||||
|
Временная полезная нагрузка(старая): |
1,3 |
|||
|
Временная полезная нагрузка(новая): |
300 |
1,2 |
360 |
Состав существующего перекрытия
- Балка перекрытия (см. задание)
- Половая доска t =50 мм
- Щиты наката t=30 мм
- Черепные бруски 50х50 на гвоздях
- Утеплитель - топочный шлак
- Подшивной потолок t=30 мм
- Штукатурка по драни t=20 мм
- Проверка сечения балки на действие существующей (старой) нагрузки
Полная нормативная нагрузка на балку:
Полная расчётная нагрузка на балку:
Определяем интенсивность общей нагрузки на балку:
;
,
где -шаг балок равный 1м (принимаем по заданию).
- Определяем максимальный момент и поперечную силу от расчетной нагрузки:
где -расчётный пролёт балки, ( принимаем по заданию)
- Производим проверку прочности сечения балки по нормальным напряжениям:
- проверка выполняется
где ; - определяем по табл.3 СНиП II-25-80.
- Проверка опорного сечения балки по касательным напряжениям:
,- проверка выполняется
где , .
- определяем по табл.3 СНиП II-25-80.
Т.к. балка имеет сплошное закрепление из плокости проверку устойчивости плоской формы деформирования не производим.
- Определение прогиба балки:
,
- проверка выполняется
- Проверка сечения балки на действие новой полезной нагрузки.
Полная нормативная нагрузка на балку:
Полная расчётная нагрузка на балку:
Определяем интенсивность общей нагрузки на балку:
;
,
где -шаг балок равный 1м (принимаем по заданию).
- Определяем максимальный момент и поперечную силу от расчетной нагрузки:
где -расчётный пролёт балки, ( принимаем по заданию)
- Производим проверку прочности сечения балки по нормальным напряжениям:
-проверка не выполняется!
где ; - определяем по табл.3 СНиП II-25-80.
- Проверка опорного сечения балки по касательным напряжениям:
, - проверка выполняется
где , .
- определяем по табл.3 СНиП II-25-80.
Т.к. балка имеет сплошное закрепление из плокости проверку устойчивости плоской формы деформирования не производим.
- Определение прогиба балки:
,
- проверка не выполняется!
Вывод: т.к. проверки расчётного сечения балки по двум предельным состояниям на действие новой полезной нагрузки не выполняются, предлагается принять следующие меры для обеспечения несущей способности перекрытия при нормальной эксплуатации
1). Облегчить конструкцию перекрытия, удалением тяжёлого утеплителя(топочного шлака),если это представляется возможным. (После чего требуется произвести перерасчёт и проверки по приведенному выше алгоритму).
2). Усилить существующие деревянные балки перекрытия с помощью досок на гвоздевом забое, располагаемых симметрично с обеих сторон балки. (После чего также требуется произвести перерасчёт и проверку изменённого сечения балки по приведенному выше алгоритму с учётом податливости гвоздевого соединения).
3).Если усиление балок не представляется возможным, то рекомендуется устройство новых деревянных или металлических балок поверх существующих, таким образом осуществив разделение балок перекрытия по функциям пола и потолка. (Требуется расчёт и проверка старых и новых элементов по приведенному алгоритму).
4). Если внутренние условия реконструируемого помещения не позволяют увеличить высоту перекрытия, а также не представляется возможным проведение всех вышеперечисленных мер по усилению или ещё по каким-либо причинам, то предлагается демонтаж существующего перекрытия и устройство нового монолитного железобетонного перекрытия по металлическим балкам. (Требуется расчёт и проверка старых и новых элементов по приведенному алгоритму).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Расчёт деревянных балок в SCAD-Decor
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Расчёт металлических балок в SCAD-Кристалл
2. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кндидт бioлoгiчниx нyк Kиїв 2002 Диcepтцi
3. Начало Вестготского королевства. Борьба с франками.html
4. Лабораторная работа 2 IDEF0 Создание функциональной модели продолжение
5. Умеренный рост экономики Запада СТАНИСЛАВ МЕНЬШИКОВдоктор экономических наукпрофессор Эразмского
6. 1 Понятие рынка ценных бумаг В настоящее время в России происходят сложные и противоречивые процессы п
7. ... I LOVE YOU 2013 Букешев А
8. ТЕМАТИКА В ПРИКЛАДАХ ТА ЗАДАЧАХ Частина IV Дніпропетровськ НМетАУ 2010 Мі
9. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта
10. Москва и Московская губерния в начале XIX века.html
11. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук Харків ~ Ди
12. Лабораторная работа 3 Расчет роста производительности труда по техникоэкономическим факторам Цель р
13. Ступайка ты добрый молодец туда откель на свет белый появился
14. Образ Я подростков в неблагополучных семьях
15. Киевская Русь во времена правления Владимира Мономах
16. з курсу ldquo;Етика і естетикаrdquo; для підготовки фахівців за ОКР бакалавр галузь знань 0301 Соціальнопол
17. Металлургиялы~ процестерді~ теориясы п~ні бойынша тест с~ра~тары 5В070900 Металлургия маманды~ы студе
18. Реферат- Речевое общение детей младшего дошкольного возраста
19. Разьяснение того что призыв к выборам и политике противоречит призыву к религии
20. темах різних рівнів управління