Билет11

БИЛЕТ № 11

1. Основные положения строительной светотехники и принципы расчета коэффициента естественной освещенности.

Светотехнические расчеты базируются на двух физических законах — законе телесного угла и светотехнического подобия. Согласно первому за­кону, освещенность заданной точки в помещении Ем полусферой небосвода прямо пропорциональна его яркости и площади проекции на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки через проем виден участок неба (рис. 7.6, а).

Согласно второму закону, освещенность заданной точки М проемами различной величины постоянна, если эти проемы имеют одинаковый телес­ный угол, т. е. на величине освещенности сказывается не абсолютная, а относительная величина световых проемов (рис. 7.6, б).

Пользуясь первым законом, при проектировании назначают размеры и размещение проемов, исходя из их световой активности относительно ра­бочей поверхности. Световая активность измеряется отношением к.е.о. к площади проема.

а – схема проекции телесного угла (приведена в проекции на вертикальную плоскость)

б – схема светотехнического подобия

Естественное освещение помещений оценивается по величине к.е.о. — коэффициенту естественной освещенности, обозначаемому е. Он представляет собой отношение (в процентах) естественной освещенности заданной точки М внутри помещения светом неба Ем к одновременному значению освещенности наружной открытой горизонтальной поверхности вне здания рассеянным (диффузным) светом от небосвода Ен. e=Eм/Eн*100%

Абсолютное значение освещенности в любой точке помещения измеряется в люксах и составляет Eм=Eн*e/100

Значение Ен для каждого географического пункта, времени года и суток принимают по многолетним данным метеорологических станций.

Расчет геометрического KEО может производиться по графикам A.M. Данилюка.Этот метод пригоднен для практических расчетов, так как он позволяет использовать в расчетах основные строительные чертежи: разрезы и планы зданий.

На 1 графике изображена полусфера небосвода, разделенная на 10000 эле­ментарных участков с помощью 100 параллелей и 100 меридианов. Проекции участков на горизонтальную плоскость равны между собой, т.е. каждый уча­сток посылает в центр полусферы 1/10 000 часть освещенности от всего небо­свода. Границы участков соединены с центром полусферы радиусами. Если поместить под такую полусферу модель помещения, то по количеству лучей, образованных этими радиусами, проходящих через окно в расчетную точку, можно определить величину геометрического КЕО.

А.М. Данилюк спроектировал систему радиусов на вертикальную и горизонтальную плоскость, получив, та­ким образом, графики №1 и №2. Накладывая на график №1 характерный разрез помещения так, чтобы полюс совместился с расчетной точкой, подсчитываем количество лучей, проходящих через окно в расчетную точку. На график №2 накладываем план помещения так, чтобы расчетная точ­ка находилась на линии характерного разреза помещения на расстоянии точки М до центра окна по высоте. Замечаем но­мер полуокружности, проходящей на графике №1 через центр светопроема. На график №2 накладываем план помещения так, чтобы центральная продольная ось окна на плане совместилась с горизонталью на графике №2, номер которой соответствует номеру полуокружности на графике №1, Подсчитываем количе­ство лучей, проходящих через окно (или через окна) в расчетную точку, величина геометрического КЕО определяется по формуле

КЕО=n1*n2*100%/10000= n1*n2*0.01%

1 график – для подсчета лучей проходящих через световой проем на характерном поперечном разрезе здания. 2 график – для подсчета лучей, проходящих через световой проем на плане (при боковом освещении) или на продольном разрезе (при верхнем освещении).

Примеры подсчета количества лучей по графикам Данилюка: а) при боковом; б) при верхнем освещении.

2. Конструкции стен промышленных зданий, их классификация. Общие принципы проектирования.

Стены промышленных зданий подвергаются более сложному комплексу внешних и внутренних силовых и несиловых воздействий, чем стены гражданских зданий.

Стены промзданий должны отвечать следующим основным требованиям: обеспечивать нормальный температурно-влажностный режим в здании; обладать прочностью и устойчивостью под воздействием статических и динамических нагрузок; обладать долговечностью и стойкостью к агрессивным воздействиям; быть экономичными и иметь малый вес; быть ремонтопригодными и удобными при эксплуатации.

Стены промзданий классифицируются по следующим основным признакам: по местоположению стены подразделяются на наружные и внутренние; по характеристике статической работы стены подразделяются на несущие, самонесущие и навесные; по конструкции стены подразделяются на крупноэлементные, мелкоэлементные и монолитные: по структуре стены подразделяются на однородные и неоднородные.

Стены промзданий могут выполняться из кирпича или мелких блоков, из крупных блоков, из сборных крупных панелей. Последняя конструкция стен в настоящее применяется наиболее широко и такие стены выполняются как из железобетонных, так и стальных элементов.

Крупные панели на основе тяжелых и легких бетонов применяются для стен отапливаемых и неотапливаемых производственных зданий. Они могут быть как навесными, так и самонесущими.

По местоположению в стене здания панели подразделяются на рядовые, угловые, перемычечные, парапетные, карнизные и простеночные.

Применяют как однослойные панели из легких или тяжелых бетонов, так и многослойные с внутренним утеплителем.

Крепление панелей к железобетонному каркасу одноэтажных промзданий осуществляется через опирание их на опорные столики из стальных уголков, а также установкой в швах гибких стержневых связей или сцепов из уголков. Все элементы соединений привариваются как к закладным деталям колонны, так и стеновых панелей.

В самонесущих крупноразмерных стенах перемычечные панели опираются на простеночные, с которых нагрузка передается на цокольные панели и затем на фундаментные балки.

Вертикальные и горизонтальные швы между панелями заполняют упругими синтетическими прокладками и герметизирующими мастиками, а также прокладками из утеплителя и цементно-песчаным раствором.

Торцовые стены производственного здания решаются с применением фахверковых колонн, которые устанавливаются по торцам здания с шагом б или 12м. Крепление торцевых панелей к колоннам фахверка осуществляется аналогично креплениям панелей продольных наружных стен.

Стены производственных зданий из металлических листов значительно снижают их вес и убыстряют процесс монтажа. Металлические листовые панели обычно выполняют с вертикальной их разрезкой с опиранием на дополнительные продольные ригели, которые крепятся к колоннам каркаса. Металл в виде плоских или профилированных листов (обычно из оцинкованной стали или алюминия) применяется как самостоятельно — для неотапливаемых зданий, так и в виде трехслойных панелей типа «сэндвич» бескаркасного типа или с дополнительным внутренним каркасом. Теплоизоляционную основу металлических стеновых элементов составляет эффективный утеплитель, располагаемый между двумя слоями металла.

Трехслойные стеновые панели типа «сэндвич» имеют ширину 1м, высоту до 12м и толщину от 50 до 150мм. в зависимости от климатических условий района строительства.

В трехслойных панелей наружная и внутренняя выполняется, как правило, из стальных оцинкованных листов толщиной 0.8мм. Панели имеют боковые кромки в виде гребней и пазов.

«Сэндвич панели»

а – общий вид; б – сечение панели; в – узел стыка.

1 – паз панели; 2 – гребень панели; 3 – стенка опорного горизонтального ригеля; 4 – крепежный болт; 5 – герметизирующая прокладка.

Однослойные, двухслойные , трехслойные панели могут быть длиной 6, 12м, высотой 1,2; 1,8 и 2.4м. Ширина определяется по теплотехническому расчету.

Связи панелей стен с каркасом. а) - крепление панелей к каркасу стержней с фиксирующей планкой; б) – установка панелей на монтажный столик колонны. 1 – колонна; 2 – стеновая панель; 3 – крепежный стержень с планкой; 4 – монтажный столик; 5 - крепежный уголок.

3. Дать пример решения перекрытия многоэтажного промышленного здания (балочный и безбалочный варианты).

Многоэтажные промздания с балочными перекрытиями являются основным типом зданий. Они выполняются до 5 этажей и сеткой колонн 6х6 и 6х9м. Основные элементы – колонны, ригели и плиты перекрытий.

Безбалочные перекрытия, как сборные, так и монолитные, применяются при больших нагрузках на перекрытия. Сборные безбалочные перекрытия выполняются с надколонными (межколонными) плитами в одном, или в двух направлениях, без надколонных (межколонных) плит с развитыми или плоскими капителями на колоннах.

Безбалочные перекрытия состоят из плоской многопролетной железобетонной плиты опертой через капители на колонны, которые обычно располагаются в квадратной сетке (или близкой к квадрату в плане). Безбалочными перекрытия названы из-за отсутствия выступающих ребер-ригелей. Их роль выполняют участки плит (шириной 0,2...0,3 от пролета), расположенные между колоннами.

а – здание с сеткой колонн 6х6 или 6х9 и опиранием плит перекрытий на полки ригеля; б - здание с сеткой колонн 6х6 или 6х9 и опиранием плит перекрытий поверх ригелей.