Проектирование мансардного этажа. Определение формы и размера крыши в зависимости от внешнего вида окружающих зданий

Министерство образования Р.Ф.

Дальневосточный Государственный Технический Университет.

Строительный институт.

Кафедра СКиМ.

Курсовая работа на тему: Проектирование мансардного этажа.

Выполнил:

Группа С - 0931.

Проверил:

Владивосток

2005.

Общая часть.

Изменениям к СНиП «Жилое здание» допущено при надстройке мансардным этажом жилых зданий I, II, III степени огнестойкости принимать предел огнестойкости мансардного этажа 0,75 ч. С нулевым пределом распространения огня, без перевода всего здания в этом случае в другую степень огнестойкости. Разрешено принимать деревянные конструкции соответствующие их огнезащиты до указанных показателей. Деревянные элементы несущих конструкций (клеефанерные балки) должны быть облицованы листовыми материалами, обеспечивающими предел огнестойкости 0,75 ч и нулевой предел распространения огня.

Как архитектурно-объемный элемент, завершающий композицию здания, мансардный этаж представляет собой относительно самостоятельный объект в рамках проекта и имеет характерные особенности, отличающие его от традиционных этажей здания. Архитектурная типология мансардного этажа, основанная на объемно-планировочных, санитарно-технических и противопожарных требованиях, является основой формирования комфортабельной и безопасной среды пребывания человека в помещениях. Основные условия проектирования мансардного этажа:

• выбор планировочного варианта, основанного на анализе планировочного решения здания-основы;
• определение формы и размера крыши в зависимости от внешнего вида окружающих зданий;
• взаимосвязь размещения мансардных помещений и транспортной структуры здания-основы;
• взаимодействие проектируемой и существующей систем инженерного оборудования и обеспечение их совместной работы;
• определение конструктивной схемы, материала ограждающих конструкций с учетом единства конструкций и архитектурных форм мансарды и основного здания;
• определение формы и габаритов помещений, выбор и размещение окон, построение интерьера с учетом особенностей мансардного этажа;
• определение конструкции крыши и кровельного материала, обеспечение теплозащиты, вентиляции, гидроизоляции и герметизации, соответствующих крышам с высоким углом ската;

Мансарда состоит из кровли, основание и несущих элементов. Несущие элементы представляют собой клеефанерные балки, которые в заводских условиях соединяются в двухветвевые рамы. Рамы, в свою очередь устанавливаются нижней ветвью на клеефанерные балки консольно выступающие. Шаг рам 1,3 и 0,8 м.

Опирание рамы в коньковом узле производится через прогон из бруса 200х200 мм на стойку, которая передает усилия на несущую стену также через прогон. Утепляют покрытие мансарды минераловатными плитами, укладываемыми  на нижние пояса клеефанерных балок.

Расчет трехшарнирной рамы из клеефанерных элементов

в покрытии мансарды.

Несущей конструкцией в покрытии мансарды является трехшарнирная рама из клеефанерных элементов. Данная конструкция отличается небольшой массой.

Для производства клеефанерных элементов используется бакелизированная фанера, которая отличается большими размерами, что позволяет изготавливать балки с наименьшим количеством стыков.

Размеры поперечного сечения: высота элемента = 300 мм, толщина стенки = 18 мм, пояса 25х50 мм;

Шаг рам переменный 1300 мм и 800мм, что обусловлено расположением оконных проемов.

Статический расчет рамы

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности, gf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
Ондулин Фанера Обрешетка Фанера	0,15 0,105 0,04 0,105	1,3 1,1 1,1 1,1	0,195 0,116 0,044 0,116
Временная
Снеговая	0,9	1,4	0,98

Нагрузка от собственного веса балки вычисляем по формуле:

 

Где ,  - соответственно нормативная и временная нагрузки;  - коэффициент для нагрузки от веса конструкций, принимаемый в зависимости от вида и пролета конструкции и нагрузки на нее.

кН/м²

Нагрузка на 1 м ригеля

кН/м

Статический расчет рамы

Расчетная схема

 

Нагрузки.

Временные кратковременные

Снег

Снеговая нагрузка принимается: СНиП 2.01.07-85^* (таблица 4  и карта снегового покрова по России как приложение к СНиП)

q^н_снег = 70 ^кг/_м²

Далее значения принимаются по обязательному приложению 3^* схема 1.

Шаг рам – 1300 мм

q^р_снег = q^н_снег ×g_f ×m =70×1.4×1,0 = 98^кг/_м²

g_f = 1.4( п.5.7)

m = 1,0

При переходе к шагу рам  (В=1,3 м)

q^р_снег= 98×1,3 = 127,4 ^кг/_пм рам

Может быть принято 128 ^кг/_пм

Ветровое воздействие принимается по СНиП 2.01.07-85^* приложение 4.

q^н_w= 48 ^кг/_м² (табл. 5  IV ветровой район).

Далее по приложению 4 схема №2

С_е= + 0,8

С_е3 = 0,6

С_е1 = - 0,8

С_е2 = - 0,8

Тип местности «Б» (городская застройка)

По таблице 6 СНиП  к=1.00

Таким образом:

 

ВЕТЕР

-0,8                                 -0,8

+0,8                                                                -0,6

СНЕГ

1,0                               1,0

0                                                                     0

 

При шаге рам В=1,3 м ветер определяется:

Собственный вес 1п/м балки (арки) сечением Н=В=30 см, d_ст=1.0 см, t=4.5 см, g=0.7 т/м³

q^p = (0.3×0.09×1.1+0.01×0.27×1.1)×0.7=(0.0297+0.00231)×0.7=0.032 ^кг/_пм

Расчет внутренних усилий выполняем по программе «мираж».

Проверка на прочность и устойчивость.

Выбираются наиболее невыгодные комбинации нагрузок из расчета.

S_1-2                              S_14-2                            S_5-2

N =                  +0.24                          -0.308                         0      т

M =                 1.33159                      0.485520                    1.58620 тм

Q =                 1.37                            0.03                            1.45  т

L₁₄ =     СНиП II-25-85   m =1 (пункт 4.21)

 

4,5

30,0

1,0

4,5

F=30×4.5×2+1×21=291см²I =

Для S₅   M_D=M

Сечение проходит по прочности и гибкости

s_max = 57.73 <  R=130

l = 38.2

СТОЙКА

N = -2.06 т

L_г = 480 см

r_x = 0.289h = 0.289×20 = 5.78см

j = (формула 8) =

Стержень (стойка) рассчитывается как центрально-сжатый элемент

Данное сечение удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости