1. Введение

Во введении четко и сжато, с учетом проработки специальной литературы, обосновывается необходимость возведения рассматриваемого сооружения с применением конструкций из дерева и пластмасс.

2. Технико-экономическое сравнение вариантов

Проектирование любого сооружения начинается с назначения компоновочной схемы, в которой принимаются те или иные основные несущие элементы (стойки, ригели, арки, рамы и.т.д.) и ограждающие конструкции. В общем случае, назначение той или иной компоновочной схемы определяется проведением соответствующих технико-экономических расчетов. Сравнение технико-экономических показателей позволяет принимать наиболее экономичный вариант компоновочной схемы.

Основой для проведения расчетов служит техническое задание на проектирование. Оно отражает: расположение и габариты технологического оборудования здания, район строительства, условия эксплуатации.

При назначении компоновочной схемы решают вопросы размещения основных несущих конструкций в плане здания, выбирают схему поперечника здания, устанавливают внутренние габариты здания, назначают генеральные размеры основных конструктивных элементов, решают систему связей и выбирают тип ограждающих конструкций. Учитывая учебные цели данного курсового проекта, габариты здания и генеральные размеры основных несущих элементов (пролет и шаг) задаются в задании на курсовой проект. Определению подлежат пролет ограждающих конструкций и стен, а также шаг прогонов.

Расчетный пролет настила назначают исходя из конструктивных требований к толщине досок настила [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], опыта предыдущего проектирования. На каждой плоскости ограждения должно располагаться целое число пролетов настила. Кроме того, при сквозных несущих конструкциях необходимо стремиться к тому, чтобы действующие на настил нагрузки передавались на узлы с минимальным приложением вне узловой нагрузки. Исходя из этого, пролет настила назначают обычно 0.8-1.5 метра.

Задача 1: определить расчетные пролеты настила покрытия и ограждения стен склада сыпучих материалов. Поперечник здания – рама со стойками из клееной древесины и ригелем в виде треугольной фермы. Высота стоек – 4.8 метра, длинна панели по верхнему поясу фермы 3-4 метра. Исходя из приведенных выше условий, назначаем пролет дощатого настила: покрытия -1,5 метра; ограждения стен – 0,8 метра. Данное решение позволяет в каждой плоскости покрытия расположить целое число пролетов настила, уменьшить количество мест передачи вне узловой нагрузки на ригель.

При применении панелей покрытия расчетный пролет определяется их конструктивными особенностями [3, 7, 8, 9]. В частности, при устройстве кровли из волнистых стеклопластиковых листов, расчетный пролет равен геометрической длине листа минус 200 – 300 миллиметров на нахлестку при стыковании листов.

Расчетный пролет настила определяет шаг прогонов на поперечнике здания. Расчетный пролет прогонов равен шагу поперечных несущих конструкций каркаса.

Пространственную жесткость и неизменяемость как всего здания, так и его отдельных элементов, создают схемы связей в плоскости стен и покрытия. Их компоновка, конструктивное оформление и расчет достаточно подробно рассмотрены практически во всех пособиях по проектированию деревянных конструкций [1, 2, 3, 4, 5, 6, 9].

Используя приведенные рекомендации, можно скомпоновать здание с применением тех или иных несущих и ограждающих конструкций. Однако, нет однозначного ответа на вопрос: а какой вариант рациональнее, экономичнее? Ответ дает проведение технико-экономического сравнения различных вариантов компоновки.

В реальном проектировании при определении технико-экономических показателей принимают во внимание следующее:

-срок службы проектируемого сооружения. Он определяется как протекающим в здании технологическим процессом, так и физическим сроком службы применяемого для конструкции материала с учетом текущих ремонтов.

-типизации и унификация применяемых конструкций. Это требование позволяет привести к минимуму стоимость и трудозатраты на проектирование, изготовление, транспортировку и монтаж конструкций проектируемого сооружения.

-эксплуатационные воздействия, определяющие в конечном итоге физический срок службы конструкций проектируемого сооружения. Экономическая эффективность того или иного варианта проектируемого сооружения оценивается по минимуму приведенных затрат [10].

При выполнении курсового проекта студент должен выбрать рациональную конструкцию с точки зрения ее изготовления, транспортирования и монтажа. Для этого необходимо определить стоимость «в деле» каждого конструктивного элемента проектируемого сооружения. В пояснительной записке приводится оценка экономичности конструкций «в деле» двух-трех вариантов компоновочных решений. За основной принимают вариант с наименьшей стоимостью.

Полная стоимость рассматриваемого варианта сооружения определяется как сумма стоимости «в деле» его отдельных конструктивных элементов:

(1)

где: - стоимость «в деле» ограждающих конструкций, определяемых по [11, 12] или ориентировочно по данным таблицы 1

- стоимость «в деле» прогонов, руб./м²

- стоимость «в деле» основных несущих конструкций (рама, арка, балка и т.д.), руб./м²

Для определения стоимости «в деле» прогонов и основных несущих конструкций необходимо определить расход древесины и металла, идущих на их изготовление. Для определения данных показателей используют коэффициент собственного веса и коэффициент расхода металла . Эти характеристики определяют по данным, приведенным в [1] или другим литературным источникам на проектирования конструкций из дерева и пластмасс.

Расход древесины и металла на основные несущие конструкции определяется следующим образом:

(2)

(3)

(4)

(5)

где - нормативная временная нагрузка на поперечник здания,

- нормативная постоянная нагрузка на поперечник здания от ограждающих конструкций и прогонов, . При определении расхода древесины на прогоны в значении заключают только собственный вес ограждающих конструкций

- коэффициент собственного веса конструкций

- коэффициент расхода металла, %

- собственная масса основных несущих конструкций,

- масса металлических деталей в основных несущих конструкциях,

- пролет основных несущих конструкций, м.

- объемная масса древесины,

Величины нормативных нагрузок временных и постоянных сводятся в таблицу 3. Полученные значения и помещают в таблицу 4.

Таблица 1 - Технико-экономические показатели некоторых типов ограждающих конструкций на (1 горизонтального участка перекрываемой площади)

№ п/п	Тип конструкции	Масса конструкции в кг.	Стоимость руб.
1	2	3	4
1	Деревянный двойной настил с рулонным гидроизоляционным ковром, пролетом 0,8-1,5м.	30,00	5,50
2	Деревянный двойной настил с утеплителем из минерального войлока	50,00	6,80
3	Деревянный настил, утепленный фибролитом с гидроизоляционным ковром по выравнивающему слою	100,00	9,80
4	Деревянное вентилируемое покрытие, утепленное минераловойлочными плитами с рулонным гидроизоляционным ковром	85,00	10,70
5	Деревянный настил с гидроизоляционным покрытием из кровельной стали	18,00	10,30
6	Ограждение с гидроизоляционным покрытием из обычных асбестоцементных листов по обрешетке из деревянных брусьев	21,00	3,90
7	То же с листами усиленного профиля	40,00	8,10
8	Асбоцементная панель с деревянным каркасом и утеплителем из минераловатных плит на синтетической связке	68,00	12,50
9	Асбоцементные плиты с каркасом из асбоцементных швеллеров и утеплителем из минераловатных плит	55,00	15,40

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4
10	Асбоцементные панели пустотные с утеплителем из минераловатных плит	60,00	11,00
11	Асбоцементная панель типа "сендвич" со средним слоем из пенопласта	38,00	17,70
12	Комбинированная панель с внутренней алюминиевой и наружной асбоцементной обшивкой с утеплителем из минераловатных плит	40,00	12,50
13	Клеефанерные панели с деревянными ребрами и утеплителем из минераловатных плит, гидроизоляционный ковер рулонный	42,00	13,20
14	То же под асбоцементную кровлю	46,00	11,10
15	Алюминиевая панель с утеплителем из пенопласта	16,00	31,40
16	Панель из стальных профилированных листов с минераловатным утеплителем	70,00	22,50

Стоимость «в деле» основных несущих конструкций определяется следующим образом:

; (6)

где - расход древесины на основную несущую конструкцию, м³/м

- удельная стоимость «в деле» деревянных элементов, руб/м³

- удельная стоимость «в деле» металлических элементов, руб/кг

и определяют с помощью данных [12, 13] или ориентировочно по таблице 2. Полученные показатели помещают в таблицу 4.

Практическая последовательность определения технико-экономических показателей следующая:

- в пояснительной записке, в разделе технико-экономического сравнения вариантов, схематически изображают принятые для сравнения компоновочные решения: план здания с элементами покрытия, продольный и поперечный разрезы с изображением связей. Масштаб 1 : 400 или 1 : 500;

- для рассматриваемых вариантов определяют действующие нормативные постоянные и временные нагрузки. Полученные значения помещают в таблицу 3;

- с использованием данных схем и таблицы 3, определяют по приведенным выше формулам, стоимость «в деле» ограждающих конструкций, прогонов, основных несущих конструкций. Полученные данные заносят в таблицу 4.

На основании анализа данных таблицы 4 подбирают наиболее экономичный вариант компоновки, утверждаемый руководителем проекта. Утвержденный вариант принимается для дальнейшей разработки.

Таблица 2 - Коэффициент стоимости «в деле» деревянных и металлических элементов

Конструктивные элементы	Cдр, руб/м3 См, руб/кг
1	2
Несущие конструкции, выполненные преимущественно из круглого леса	72,00
Несущие конструкции из чистообрезных бревен	100,00
Несущие конструкции с преимущественным использованием чистообрезных досок	115,00

Продолжение таблицы 2

1	2
Несущие конструкции из прямых клеевых блоков прямоугольного двутаврового сечения	140,00
Несущие конструкции из гнутых клееных блоков	82,00
Клеефанерные несущие конструкции с одной стенкой фанеры ФСФ	204,00
Клеефанерные несущие конструкции с двойной стенкой фанеры ФСФ	240,00
Клеефанерные несущие конструкции с одинарной стенкой из фанеры ФБ или ФБА	304,00
Клеефанерные несущие конструкции с двойной стенкой из фанеры ФБ или ФБА	340,00
Металлические элементы из обычного круглого проката	0,20
Металлические элементы с применением листа	0,21
Металлические элементы с применением фасонного проката (уголок, швеллер, двутавр)	0,24
Соединение деревянных элементов с использованием металлических узловых соединений: - с преимущественным применением гвоздей	0,32
- с преимущественным применением болтов	0,55
- с преимущественным применением болтов нормальной точности	0,75

Таблица 3 - Действующие нагрузки

Номер варианта	Нагрузки	Нормативная нагрузка qн, кН/м2	Коэффициент условия работы γн	Расчетная нагрузка qр, кН/м2
Постоянные нагрузки q
	Собственный вес ограждающих конструкций и прогонов, включая утеплитель и гидроизоляционный ковер
	Итого
Временные нагрузки* р
	Снеговая
	Ветровая
	Итого

* Временные нагрузки определяют по СНиП 2.01.07-85.

Таблица 4 - Технико-экономические показатели рассматриваемых вариантов на 1 перекрываемой площади

Показатель	Вариант
	1	2	3
Расход древесины на основные несущие конструкции в м3/м2
Расход металла на основные несущие конструкции в кг/м2
Стоимость ограждающих конструкций "в деле" в руб/м2
Стоимость прогонов "в деле" в руб/м2

Продолжение таблицы 4

1	2	3	4
Стоимость основных несущих конструкций "в деле" в руб/м2
Полная стоимость "в деле" 1 м2 площади здания в руб/м2 (сумма стоимостей основных ограждающих конструкций и прогоно)
Способ изготовления
Степень готовности на монтаж
Прочие показатели