Сбор нагрузок проведен в соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» [1].
В расчете учтены следующие нагрузки:
1) Полезная нагрузка и нагрузка от временных перегородок
Нормативные значения полезной нагрузки gнпринятыв соответствии с п.8.2.1 [1]по Таблице 8.3 [1]: 2,0 кПа – для помещений; 0,7 кПа – для чердачных помещений.
В соответствии с требованиями п.8.2.2 [1], нагрузка от временных перегородок учитывалась как равномерно распределенная добавочная нагрузка, нормативное значение которойgн принято равным 0,5 кПа.
В соответствии с п.8.2.2[1] коэффициент надежности по полезной нагрузкеf, принят: 1,2 – для помещений, 1,3 – для чердачных помещений. В соответствии с п.8.2.2 и п.7.2 [1] коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок принят по Таблице 7.1 [1]равным 1,1.
2) Снеговая нагрузка
Согласно п.10.1 [1] нормативное значение снеговой нагрузки Sо на горизонтальную проекцию покрытия определяется по формуле:
3) Нагрузка от 1 м2
Значения нагрузки от 1 м2 перекрытий/покрытия вычислены в зависимости от их состава по результатам вскрытий и представлены в таблицах 1-7.
Плотность материалов, входящих в состав перекрытий/покрытия, принята на основе справочных данных: 7850 кг/м3 – для стали; 2400 кг/м3 – для бетона; 2500 кг/м3 – для железобетона; 1900 кг/м3 – для кирпичной кладки; 2400 кг/м3 – для бутовой кладки; 700 кг/м3 – для дерева; 1800кг/м3 – для раствора штукатурных слоев;1200кг/м3 – для шлака и иного строительного мусора; 300 кг/м3 – для стекловаты и иного утеплителя.
Масса 1 м.п. стальных балок принята равной 25,0 кг.
Коэффициенты надежности по нагрузке от веса строительных конструкций приняты по Таблице 7.1 [1]: 1,05 – для стальных конструкций; 1,1 – для деревянных, бетонных, железобетонных и каменных(кирпичных и бутовых) конструкций; 1,3 – для засыпок, утеплителя, раствора штукатурных слоев.
(без учета веса стропильных ног)
РАСЧЕТ ПЕРЕКРЫТИЙ
1) Общие положения
Расчет стальных балок перекрытий проведен в соответствии с СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» [2].
Проверено выполнение следующих требований СП 16.13330.2011 [2]:
В расчете приняты следующие прочностные и деформационные характеристики стали: Ry=210 МПа (в соответствии с п.18.2.4 [2]);
Нормативное и расчетное значения нагрузки на 1 м2 балок (gн,gр) приняты по результатам сбора нагрузок (см. соответствующий пункт). Геометрические характеристики балок (расчетный пролет lр, средняя грузовая полоса aср.) приняты на основе обмеров. Геометрические характеристики сечения балок (Iy, Wy) приняты на
основе справочных данных.
Расчетная схема балок перекрытия представлены на рис. 2.1.
Наибольшие внутренние усилия (изгибающий момент Mmax, поперечная сила Qmax)
и прогиб балки fmax вычислены по общим правилам Сопротивления материалов.
Предельный прогиб [f] вычислен в соответствии с Таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 [1] в зависимости от пролета балки.
2) Расчет стальных балок (I№20) перекрытий с заполнением из плит БПР
Вывод: стальные балки (I№20) перекрытий с заполнением из плит БПР удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
3) Расчет стальных балок (I№24) перекрытий с заполнением из плит БПР
Вывод: стальные балки (I№24) перекрытий с заполнением из плит БПР удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
4) Расчет стальных балок (I№24) перекрытий с заполнением из бетонных сводиков
Вывод: стальные балки (I№24) перекрытий с заполнением из бетонных сводиков удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
2.2. Расчет деревянных балок
1) Общие положения
Расчет деревянных балок перекрытий проведен в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» [3].
Проверено выполнение следующих требований СП 64.13330.2011 [3]:
В расчетах принята древесина второго сорта со следующими прочностными и деформационными характеристиками: Rи=14 МПа (по Таблице 3 в соответствии с п.5.2 [3]); Е=1·104 МПа (в соответствии с п.5.3 [3]).
Нормативное и расчетное значения нагрузки на 1 м2 балок (gн, gр) приняты по результатам сбора нагрузок (см. соответствующий пункт).
Геометрические характеристики балок (расчетный пролет lр, средняя грузовая полоса aср.) приняты на основе обмеров. Геометрические характеристики сечения балок (Iy, Wy) вычислены по общим правилам Сопротивления материалов:
Наибольшие внутренние усилия (изгибающий момент Mmax, поперечная сила Qmax) и прогиб балки fmax вычислены по общим правилам Сопротивления материалов.
Предельный прогиб [f] вычислен в соответствии с Таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 [1] и Таблицей 19 СП 64.13330.2011 [3] в зависимости от пролета балки (выбрано наименьшее значение).
2) Расчет деревянных балок (bxh=170×170 мм) перекрытия башни в осях В-Е/7-8
Вывод: деревянные балки (bxh=170×170 мм)перекрытия перекрытия башни в осях В-Е/7-8 не удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
3) Расчет деревянных балок (bxh=180×180 мм) чердачного перекрытия башни в осях В-Е/7-8
Вывод: деревянные балки (bxh=180×180 мм) чердачного перекрытия башни в осях В-Е/7-8 не удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
РАСЧЕТ ДЕРЕВЯННОЙ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
1) Общие положения
Расчет деревянных элементов стропильной системы проведен в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» [3].
Проверено выполнение следующих требований СП 64.13330.2011 [3]:
В расчетах принята древесина второго сорта со следующими прочностными и деформационными характеристиками: Rс=14 МПа (по Таблице 3 в соответствии с п.5.2 [3]);
Нормативное и расчетное значения нагрузки на 1 м2стропильных ног (gн, gр) приняты по результатам сбора нагрузок (см. соответствующий пункт). Геометрические характеристики элементов стропильной системы приняты на основе обмеров. Геометрические характеристики сечения элементов стропильной системы вычислены по общим правилам Сопротивления материалов:
Наибольшие внутренние усилия (изгибающий момент Mmax, поперечная сила Qmax) в элементах стропильной системы и наибольший прогиб fmaxопределены с помощью вычислительного комплекса SCAD. Предельный прогиб [f] вычислен в соответствии с Таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 [1] и Таблицей 19 СП 64.13330.2011 [3]в зависимости от пролета (выбрано наименьшее значение).
2) Расчет стропильной системы и фермы покрытия в осях К-М/6-9 манежа
Расчетная модель (схема) стропильной системы и фермы представлена на рисунке 3.1. Внутренние усилия в элементах, а также перемещения узлов (прогибы), определенные с помощью комплекса SCAD, представлены на рисунках 3.2-3.4.
а) Расчет фермы покрытия (рис. 3.3.1, 3.3.2)
Расчет верхнего пояса (верхний участок) фермы
Геометрические характеристики сечения (bxh=220×310 мм):
Вывод: верхние пояса фермы удовлетворяют условию прочности.
Расчет подкоса фермы
Геометрические характеристики сечения (bxh=220×220 мм):
Вывод: подкосы фермы удовлетворяют условию прочности. Другие элементы/участки фермы покрытия имеют аналогичное или большее сечение при меньших усилиях. Таким образом, ферма покрытия в целом удовлетворяет условию прочности.
б) Расчет стропильной системы покрытия(рис. 2.3.1, 2.3.2)
Расчет стропильной ноги
Геометрические характеристики сечения (bxh=220×220 мм):
Вывод: стропильные ноги не удовлетворяют условию прочности.
Учитывая, что стропильные ноги являются основными элементами стропильной системы, можно сделать вывод о том, что стропильная система покрытия в целом, включая обрешетку, не удовлетворяет условию прочности.
Наибольший прогиб элементов стропильной системы и фермы (рис. 3.4) не превышает 6 мм, что существенно ниже предельного значения.
и фермы покрытия в осях К-М/6-9 манежа
(красным отмечены элементы, подлежащие расчету)
3) Расчет стропильной системы покрытия в осях И-К/6-9 манежа
Расчетная модель (схема) стропильной системы представлена на рисунке 3.5. Внутренние усилия в элементах, а также перемещения узлов (прогибы), определенные с помощью комплекса SCAD, представлены на рисунках 3.6-3.8.
Вывод: стропильные ноги (b×h=220×220 мм) удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
Нижний участок стропильных ног и стойки имеют большее сечение при меньших усилиях. Таким образом, все элементы стропильной системы покрытия в осях И-К/6-9 манежа удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
РАСЧЕТ СТЕН
Прочностной расчет кирпичных стен проведен в соответствии с СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» [4].
Проверено выполнение требования п.7.1СП 15.13330.2012 [4]:
2) Расчетное сопротивление R кирпичной кладки сжатию
Предел прочности Ru кладки при сжатии вычислен по формуле профессора Л.И.Онищика в соответствии с п.3.8 Пособия к СНиП II-22-81* [7].
2) Расчет наружных кирпичных стенпо осям 6 и 9 (манеж)
Расчету подлежал простенок; расчетное сечение b×h=4370×1350 мм.
Вывод: несущая способность кирпичных стен по осям 6 и 9 (манеж)достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.
3) Расчет наружных кирпичных стен котельной
Расчету подлежал простенок; расчетное сечение b×h=2300×750 мм.
Вывод: несущая способность кирпичных стен котельной достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.
4) Расчет наружных кирпичных стен конюшен
Расчету подлежал простенок; расчетное сечение b×h=2400×900 мм.
Вывод: несущая способность кирпичных стен конюшен достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.
5) Расчет наружных кирпичных стен башен
Расчету подлежал простенок; расчетное сечение b×h=2400×900 мм.
Вывод: несущая способность кирпичных стен конюшен достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ И ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ
1) Общие положения
Расчет фундаментов и грунтов основания проведен в соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»[5].
Проверено выполнение требования п.5.6.7СП 22.13330.2011 [5]:
2) Расчетное сопротивление R грунта сжимаемой толщи основания
3) Расчет фундамента наружной продольной стены конюшен и котельной
Вывод: давление под подошвой фундамента стен конюшен и котельной не превышает расчетного сопротивления грунтов основания.
4) Расчет фундамента наружной продольной стены башен
Вывод: давление под подошвой фундамента стен башен не превышает расчетного сопротивления грунтов основания.
5) Расчет фундамента наружной продольной стены манежа
Вывод: давление под подошвой фундамента стен манежа не превышает расчетного сопротивления грунтов основания.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
Перекрытия
стальные балки перекрытийудовлетворяют условиям прочности и жесткости;
деревянные балки перекрытий/покрытия не удовлетворяют условиям прочности и жесткости.
Стропильная система
Стропильная системаманежа удовлетворяет условиям прочности и жесткости, за исключением дополнительной (верхней) стропильной системы в осях К-М/6-9.
Стены
Несущая способность кирпичных стен достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.
Фундаменты
Среднее давление под подошвой фундамента стен не превышает расчетного сопротивления грунтов основания.