Разработка узла крепления рамы светопрозрачной оболочки к конструкциям покрытия жилого дома | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №22 (260) май 2019 г.

Дата публикации: 03.06.2019

Статья просмотрена: 27 раз

Библиографическое описание:

Луженкова А. А., Куршпель В. Х. Разработка узла крепления рамы светопрозрачной оболочки к конструкциям покрытия жилого дома // Молодой ученый. — 2019. — №22. — С. 169-175. — URL https://moluch.ru/archive/260/60058/ (дата обращения: 12.12.2019).



В статье рассмотрен расчет светопрозрачной оболочки, основываясь на полученных результатах, разработан конструктивный узел крепления профиля рамы светопрозрачной оболочки к несущим конструкциям покрытия жилого дома.

Ключевые слова: светопрозрачные оболочки, расчетные усилия, анкерное крепление, несущая рама.

Введение

В нашей стране осуществляются большие объемы гражданского и жилищного строительства. Жилые дома, детские сады и школы чаще всего имеют скатные или плоские кровли, которые практически не используются и недостаточно выразительны с точки зрения архитектуры. Устройство свето-прозрачных оболочек на покрытиях зданий приведет к появлению дополнительных полезных площадей на зданиях с плоскими кровлями, а также к улучшению их внешнего вида.

Рационально располагать такие конструкции на плоских покрытиях зданий и создавать их из светопрозрачных материалов.

Светопрозрачные оболочки могут быть использованы, как оранжереи со своим микроклиматом, детские игровые площадки, зрительные и конференцзалы для проведения концертов и собраний, помещения для выращивания ягод и овощей в течение круглого года и помещения для отдыха жильцов дома и прогулок детей. Настоящая статья посвящена разработке конструктивных и технологических решений для создания светопрозрачных оболочек на покрытиях зданий и сооружений.

В большинстве случаев, при строительстве светопрозрачных конструкций на плоских кровлях зданий, для крепления несущих конструкций к покрытию здания устраивают бетонную подушку, к которой закрепляют несущие конструкции светопрозрачной оболочки. Недостаток этого метода состоит в том, что бетонное основание создает дополнительную нагрузку на покрытие здания.

Альтернативный вариант представляет собой анкерное крепление к несущим конструкциям здания, которое будет менее трудоемко в устройстве, и исключает дополнительную нагрузку на покрытие от бетонного основания оболочки.

Цели изадачи.

Разработка узла крепления профиля светопрозрачной оболочки к несущим конструкциям здания. Для этого необходимо выполнить следующие задачи:

− Собрать нагрузки на светопрозрачную оболочку и выполнить расчет прочности и устойчивости предлагаемой конструкции.

− На основе полученных результатов расчета подобрать сечение несущих профилей оболочки и определить габаритные характеристики элементов крепления.

Рис. 1.Схема светопрозрачной оболочки

Светопрозрачная оболочка цилиндрической формы, прямоугольная в плане, состоит из стальных рам, связующих ригелей, и профилей купольно-крышной системы ALUTECH ALT SKL50, с заполнением из двухкамерных стеклопакетов. Система ALT SKL50 предназначена для светопрозрачных покрытий зенитных фонарей, куполов и других пространственных конструкций. Каркасом несущей конструкции являются наклонные либо вертикальные стойки и горизонтальные ригели шириной 50 мм. В конструкциях серии SKL50 применяется уплотнитель FRK117, который устанавливается на всю длину соответствующих профилей, что позволяет организовывать сбор и отвод влаги со всей конструкции.

Основными элементами крепления являются опорные пластины с траверсами, крепежные анкера и гайки. Профиль несущей рамы крепится к опорной пластине на сварке.

Для определения усилий в узле крепления несущей рамы с плитой, в программном комплексе Лира САПР, был выполнен расчет плоской рамы светопрозрачной оболочки пролетом 6 м и высотой в верхней точке 3м.

Всего на раму произведено 4 загружения:

  1. Постоянная нагрузка, включая собственный вес от профилей несущих рам и стеклопакетов.
  2. Полезная нагрузка от пребывания людей и оборудования.
  3. Нагрузка о т снега.
  4. Ветровая нагрузка.

После расчета РСУ и РСН выявлены самые неблагоприятные сочетания нагрузок, с усилиями в опорном узле:

N=0.83 т, My=0.22 т*м, Q=0.25 т

Рис. 2. Эпюра N при РСН 3

По полученным усилиям подобраны сечение несущих рам и прогонов.

Для несущих рам принят профиль “Молодечно” 120*60*5, для прогонов — профиль “Молодечно” 100*60*4.

Рис. 3. Проверка по 1 ПС

Рис. 4. Проверка по 2 ПС

Рис. 5. Проверка на МУ

По полученным усилиям приняты химические анкеры — 2 анкера HIS-N8.8 M10, компании HILTI. Эффективная глубина анкеровки hef=110мм, расчетное сопротивление на растяжение N=2,67 т, на сдвиг Q=1,84 т.

Опорную платину размером 200х220х10 мм, сталь С245. К пластине и стойке рамы привариваются траверсы 100х200х10 мм, сталь С245.

Необходимо, чтобы анкерные болты располагались в зоне стыка плит покрытия, таким образом, чтобы нагрузка от конструкции рамы передавалась на несущую стену (см. рис.6а и рис.6б).

Рис. 6а. Узел анкерного крепления рамы светопрозрачной конструкции к плитам покрытия

Рис. 6б. Сечение 1–1

Исходя из данного условия размещаем светопрозрачную конструкцию с опиранием на несущие стены, согласно плану раскладке плит покрытия (рис.7).

Рис. 7. Схема расположения светопрозрачной оболочки на покрытии жилого дома

Заключение

В настоящее время актуальным вопросом является улучшение архитектурного облика и рационального использования зданий путем устройства светопрозрачных оболочеке для устройства полезных площадей. Однако это имеет отношения лишь к новому строительству, а что касается уже существующих зданий, то этот вопрос требует разработки дополнительных конструктивных решений. Одним из таких решений является устройство светопрозрачных оболочек на покрытиях зданий, путем их надежного крепления к несущим конструкциям зданий.

Литература:

  1. Пространственные составные конструкции / Ю. А. Дыховичный, Э. З. Жуковский, М.: Высшая школа, 1989.
  2. Фермы, арки, тонкостенные пространственные конструкции / Н. В. Лебедева, — М.: Архитектура-С, 2006.
  3. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23–81*" (с Поправкой, с Изменением N 1)
  4. Абашева, Л. П. Расчет стальных балочных клеток: учеб. пособие / Л. П. Абашева, М. Н. Кочепанова. — Пермь: Изд-во перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012.
  5. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* (с Изменением N 1)
  6. Светопрозрачные профильные системы [Электронный ресурс] URL: https://alutech-group.com/about/
  7. Химические анкера [Электронный ресурс] URL: https://www.hilti.ru/c/CLS_FASTENER_7135/CLS_INJECTABLE_ADHESIVE_ANCHORS_7135/r4803#nav %2Fclose
Основные термины (генерируются автоматически): ALT, оболочка, покрытие зданий, несущая рама, анкерное крепление, дополнительная нагрузка, ALUTECH, HILTI, несущая конструкция здания, покрытие здания.


Похожие статьи

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Применение большепролетных конструкций дает возможность максимально использовать несущие качества материала и получить за счет этого легкие и экономичные покрытия. Уменьшение массы конструкций и сооружений является одной из основных тенденций в...

Способы крепления кровельной системы, применяемые...

В зависимости от высоты здания, ветровых нагрузок, формы и размеров кровли выбирается количество креплений на 1 м2 и расстояние между ними.

В таких условиях используют болтовое соединение для крепления кровельного покрытия на легкие стальные конструкции.

Обоснование конструктивного решения сохранения несущей...

Проведена оценка эффективности применения различных предохранительных конструкций при взрывном воздействии внутри здания. Рассмотрены примеры определения предельных нагрузок на колонну при взрыве боеприпаса различной мощности.

Разработка организационно-технологических решений новых...

Неизвестна новая приобретенная несущая способность такой панели

В некоторых случаях анкерная часть устанавливается неправильно, в результате чего

Несущая способность соединения определяется исходя из прочности бетона и интервала установки тросовых петель.

Практика обследования и усиления ячеистых плит покрытия

При освидетельствовании системы покрытия здания выявленно, что надёжность некоторых плит не

Следовательно, плиты покрытия в ендовах перегружены. Одним из вариантов усиления плит покрытия

Данный тип крепления выполняется по серии 1.400–10/76 при...

Результаты экспертизы промышленной безопасности котельной...

Основными несущими конструкциями каркаса здания корпуса являются: - монолитные ленточные фундаменты с уширением под

Ранее, в здании котельной произошло обрушение одного из пролётов. Дальнейшее использование обрушенной балки было невозможно.

Обследование несущих конструкций зданий после воздействия...

В данной статье поднимается вопрос методики обследования зданий и конструкций после воздействия высоких температур. Особенности экспертизы, ее цели и задачи. После пожара необходимо оценить состояние конструкций...

Особенности расчета сборно-монолитных перекрытий каркасных...

Каркас здания с сборно-монолитным перекрытием представляет собой многократно

Для объединения перемещений стержневых элементов и элементов плоской оболочки

В качестве внешней нагрузки рассматривался собственный вес несъемных элементов опалубки и вес...

Расчет трубобетонных колонн высотного здания и их сравнение...

Конструктивная схема высотного здания каркасная в монолитном железобетонном

Расчет конструкции здания в вычислительном комплексе основан на методе конечных элементов

В ходе расчетов было установлено, что на несущую способность трубобетонных элементов...

Похожие статьи

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Применение большепролетных конструкций дает возможность максимально использовать несущие качества материала и получить за счет этого легкие и экономичные покрытия. Уменьшение массы конструкций и сооружений является одной из основных тенденций в...

Способы крепления кровельной системы, применяемые...

В зависимости от высоты здания, ветровых нагрузок, формы и размеров кровли выбирается количество креплений на 1 м2 и расстояние между ними.

В таких условиях используют болтовое соединение для крепления кровельного покрытия на легкие стальные конструкции.

Обоснование конструктивного решения сохранения несущей...

Проведена оценка эффективности применения различных предохранительных конструкций при взрывном воздействии внутри здания. Рассмотрены примеры определения предельных нагрузок на колонну при взрыве боеприпаса различной мощности.

Разработка организационно-технологических решений новых...

Неизвестна новая приобретенная несущая способность такой панели

В некоторых случаях анкерная часть устанавливается неправильно, в результате чего

Несущая способность соединения определяется исходя из прочности бетона и интервала установки тросовых петель.

Практика обследования и усиления ячеистых плит покрытия

При освидетельствовании системы покрытия здания выявленно, что надёжность некоторых плит не

Следовательно, плиты покрытия в ендовах перегружены. Одним из вариантов усиления плит покрытия

Данный тип крепления выполняется по серии 1.400–10/76 при...

Результаты экспертизы промышленной безопасности котельной...

Основными несущими конструкциями каркаса здания корпуса являются: - монолитные ленточные фундаменты с уширением под

Ранее, в здании котельной произошло обрушение одного из пролётов. Дальнейшее использование обрушенной балки было невозможно.

Обследование несущих конструкций зданий после воздействия...

В данной статье поднимается вопрос методики обследования зданий и конструкций после воздействия высоких температур. Особенности экспертизы, ее цели и задачи. После пожара необходимо оценить состояние конструкций...

Особенности расчета сборно-монолитных перекрытий каркасных...

Каркас здания с сборно-монолитным перекрытием представляет собой многократно

Для объединения перемещений стержневых элементов и элементов плоской оболочки

В качестве внешней нагрузки рассматривался собственный вес несъемных элементов опалубки и вес...

Расчет трубобетонных колонн высотного здания и их сравнение...

Конструктивная схема высотного здания каркасная в монолитном железобетонном

Расчет конструкции здания в вычислительном комплексе основан на методе конечных элементов

В ходе расчетов было установлено, что на несущую способность трубобетонных элементов...

Задать вопрос