35
приточно- вытяжные установки с рекуперацией воздуха производства
фирмы «REMAK».
2.1.3. Теплотехнический расчет
1. Введение:
Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих
нормативных документов:
СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.
СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий
2. Исходные данные:
Район строительства: Москва
Относительная влажность воздуха: φ
в
=55%
Тип здания или помещения: Общественные, кроме жилых, лечебно-
профилактических и детских учреждений, школ, интернатов
Вид ограждающей конструкции: Наружные стены
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t
в
=20°C
3. Расчет:
Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего
воздуха здания t
int
=20°C и относительной влажности воздуха φ
int
=55%
влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.
Определим базовое значение требуемого сопротивления
теплопередаче Ro
тр
исходя из нормативных требований к приведенному
сопротивлению теплопередаче(п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:
Ro
тр
=a∙ГСОП+b
где а и b- коэффициенты, значения которых следует приниматься по
данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.
36
Так для ограждающей конструкции вида- наружные стены и типа
здания -общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских
учреждений, школ, интернатов а=0.0003;b=1.2
Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП,
0
С·сут по
формуле (5.2) СП 50.13330.2012
ГСОП=(t
в
-t
от
)z
от
где t
в
-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C
t
в
=20°C
t
от
-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по
таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной
температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания -
общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских
учреждений, школ, интернатов
t
ов
=-2.2 °С
z
от
-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по
таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной
температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания -
общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских
учреждений, школ, интернатов
z
от
=205 сут.
Тогда
ГСОП=(20-(-2.2))205=4551 °С·сут
По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое
значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro
тр
(м
2
·°С/Вт).
Ro
норм
=0.0003·4551+1.2=2.57м
2
°С/Вт
Поскольку населенный пункт Москва относится к зоне влажности -
нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в
соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические
37
характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как
для условий эксплуатации Б.
Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:
1.Базальт, толщина δ
1
=0.002м, коэффициент теплопроводности
λ
Б1
=3.49Вт/(м°С)
2.ROCKWOOL ФАСАД БАТТС Д, толщина δ
2
=0.12м, коэффициент
теплопроводности λ
Б2
=0.041Вт/(м°С)
3.Железобетон (ГОСТ 26633), толщина δ
3
=0.16м, коэффициент
теплопроводности λ
Б3
=2.04Вт/(м°С)
Условное сопротивление теплопередаче R
0
усл
, (м
2
°С/Вт) определим по
формуле E.6 СП 50.13330.2012:
R
0
усл
=1/α
int
+δ
n
/λ
n
+1/α
ext
где α
int
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающих конструкций, Вт/(м
2
°С), принимаемый по таблице 4 СП
50.13330.2012
α
int
=8.7 Вт/(м
2
°С)
α
ext
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6
СП 50.13330.2012
α
ext
=23 Вт/(м
2
°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для
наружных стен.
38
R
0
усл
=1/8.7+0.002/3.49+0.12/0.041+0.16/2.04+1/23
R
0
усл
=3.16м
2
°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R
0
пр
, (м
2
°С/Вт) определим
по формуле 11 СП 23-101-2004:
R
0
пр
=R
0
усл
·r
r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей
конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов,
обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений
r=0.92
Тогда
R
0
пр
=3.16·0.92=2.91м
2
·°С/Вт
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R
0
пр
больше требуемого R
0
норм
(2.91>2.57) следовательно представленная
ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.
39
2.2. Технологический раздел
2.2.1. Расчетно-конструктивная часть
2.1.1 Расчет фермы
В выпускной квалификационной работе запроектирована ферма с
параллельными поясами из ЗГСП по [16], сталь - 245. Уклон кровли до 5 %.
Пролет фермы составляет 24 метра.
Рис. 1. Геометрическая схема стропильной фермы
Рис. 2.Схема горизонтальных связей по верхнему поясу ферм
40
Рис. 3 Схема расположения вертикальных связей в крайних пролетах
Ферма при расчете принимается как балка свободно лежащая
на опорах.
Рис. 4. Расчетная схема фермы
Нагрузки на ферму:
1) постоянная – вес покрытия и конструкции
2) временная снеговая и ветровая Определение постоянной
нагрузки на ферму.
41
Таблица 3
Постоянные нагрузки на ферму
Состав нагрузки
Нормативная
g
n
, кН/м
2
Коэффициент
надежности по
нагрузке γ
f
Расчет- ная
g, кН/м
2
1.Полимерная мембрана LOGICROOF V-RP,
δ = 1,2 мм
0,015
1,2
0,018
2. Утеплитель PAROC ROB 80
δ = 20 мм, ρ = 200 кг/м3
0,04
1,2
0,048
3. Утеплитель PAROC ROS 30g
δ = 180 мм, ρ = 110 кг/м3
0,198
1,2
0,238
4. Шлакопемза по уклону
δ = 30 мм, ρ = 250 кг/м3
0,075
1,2
0,09
5. Пароизоляция ТехноНиколь,
δ = 0,12 мм
0,04
1,2
0,048
6. ж/б ребристая плита покрытия
δ = 300 мм
4,37
1,1
4,8
7. Стропильные фермы
0,2
1,05
0,21
8. Связи
0,04
1,05
0,042
Итого:
g
n
п
=4,978
g
п
=5,494
Для определения расчетной погонной постоянной нагрузки на ферму
g
П
необходимо суммарную расчетную нагрузку от массы конструкций
покрытия, приходящуюся на 1 м2 горизонтальной проекции кровли,
умножить на ширину грузовой площади, равную шагу стропильных
конструкций.
Постоянная расчетная погонная нагрузка:
g
П
= g
n
∙ B, кН, (2.1)
где gn – расчетная нагрузка от массы кровли, несущих конструкций
покрытия и связей по табл. 2.1, gn = 5,494кН;
42
B – шаг стропильных конструкций, В = 6м.
gП = gn ∙ B = 5,494 ∙ 6 = 32,964 кН/м.
Определение снеговой нагрузки.
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную
проекцию покрытия по [4]:
0
=
, кПа, (2.2)
где ce - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий
под действием ветра или иных факторов, c
e
= 1
c
t
- термический коэффициент, принимаемый в соответствии с п. 10.10
[4],
c
t
=1
μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой
нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 10.4 [4], μ =1
Sg, - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м
горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с п. 10.2
[4]. Sg = 2 кПа ( для 4 снегового района).
0
= 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 2 ∙ 10
3
= 2 кПа,
=
0
∙ γ
f
, кПа, (2.3)
=
0
∙ γ
f
= 2 ∙ 1,4 = 2,8 кПа.
Расчетная погонная нагрузка на покрытие:
q
сн
= S ∙ B, кН/м, (2.4)
qсн = S ∙ B = 2,8 ∙ 6 = 16,8 кН/м. Технологические нагрузки
(постоянные и временные) Вес оборудования на кровле здания:
gn = 0,5 кН/м
2
∙ 1,05 = 0,525 кН/м
2
, gП = gn ∙ B = 0,525 ∙ 6 = 3,15
кН/м.
Расчетная нагрузка для обслуживания кровли:
43
gП = gn ∙ B = 0,5 ∙ 6 = 3 кН/м.
Нормативная нагрузка от подвесного оборудования и сетей:
gn = 0,5 кН/м
2
∙ 1,1 = 0,55 кН/м
2
, gП = gn ∙ B = 0,55 ∙ 6 = 3,3 кН/м.
Расчет усилий производим с помощью программы «SCAD Office»,
представлены в таблице ниже.
Таблица 4
Усилия в стержнях фермы, кН:
Элементы фермы
Обозначе ние
стержня
Расчетные усилия, кН
растяжение (+)
сжатие (-)
1
2
3
4
верхний пояс
2-3
0
0
3-4
1087,159
4-5
1087,159
5-6
1449,595
нижний
пояс
1-14
634,396
14-13
1358,874
раскосы
1-3
897,339
3-14
640,712
14-5
384,672
5-13
128,707
стойки
1-2
91,181
4-14
178,5
6-13
178,5
Подбор сечения стержней фермы
Таблица 5
Формулы для определения расчетных длин элементов фермы
Направление продольного изгиба
Расчетная длинаl
ef
поясов
опорных раскосов и
опорных стоек
Прочих
элементов
решетки
1. В плоскости фермы
l
l
0,9l
2. из плоскости фермы
l
1
l
1
0,9l
1
Таблица 6
Значения расчетных длин элементов фермы
Элементы
Стержень
l
ef,x,
мм
l
ef,y,
мм
1
2
3
4
44
верхний пояс
2-3
2800
2800
3-4
3000
3000
4-5
3000
3000
5-6
3000
3000
нижний пояс
1-14
5800
5800
14-13
6000
12000
опорные раскосы
1-3
4243
4243
раскосы
3-14
3819
3819
14-5
3819
3819
5-13
3819
3819
опорные стойки
1-2
3000
3000
стойки
4-14
2700
2700
6-13
2700
2700
Таблица 7
Значения коэффициента условий работы конструкции γ
с
Элементы фермы
γ
с
Элементы фермы
γ
с
Пояса:
-
сжатые
-
растянутые
1,00
1,00
Раскосы:
-
сжатые
-
растянутые
1,00
1,00
Опорные раскосы:
1,00
Стойки:
- сжатые
1,00
Опорные стойки:
1,00
Подбор растянутых стержней Стержень 13-14 (нижний пояс)
Определение требуемой площади:
где N=1358,874 кH – расчетное усилие в стержне;
R
y
=240 МПа – расчетное сопротивление стали растяжению, принято
согласно [3].
γ
c
= 1,00 – коэффициент условий работы.
Подбор сечения стержня по условию: A ≥ A
call
. Профиль 250х250х6;
А=57,63 см
2
; i
x
, i
y
=9,92 см. Проверка сечения: