МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

(ННГАСУ)

Кафедра металлических конструкций

Бакалаврская работа

«Проектирование выставочного комплекса со светопрозрачным покрытием»

Студент 4 курса гр.154______________________________________ Крылова М.Д.

(подпись, дата)

Научный руководитель________________________________________ Колесов А.И.

(оценка, подпись, дата)

Нижний Новгород – 2013

Содержание:

1.Современное состояние вопроса по применению

стветопрозрачных покрытий ………………………………………………3

1.1 Материалы для светопрозрачного покрытия……………………..4

1.2 Металлический каркас…………………………………………..…18

2. Архитектурное решение………………………………………………….29

2.1 Дизайнерское решение…………………………………………...…29

2.2 Градостроительное решение…………………………………….…30

2.3 Объемно-планировочное решение………………………………….31

2.4 Конструктивное решение……………………………………………33

3. Конструктивный расчет……………………………………….…………..36

3.1Выбор конструкций для выставочного комплекса со светопрозрачным покрытием………………………………………………………………….…36

3.2 Сбор нагрузок………………………………………………………..38

Список литературы………………………………………………………….46

1.Современное состояние вопроса по применению стветопрозрачных покрытий

Светопрозрачная кровля — наиболее перспективный и быстроразвивающийся сектор строительства. Благодаря появлению на рынке новых материалов и технологий архитекторы получили поистине безграничные возможности в создании любых типов светопропускающих кровель.

В настоящее время интерес к светопропускающим конструкциям значительно возрос. Это вызвано стремлением к использованию всех уголков здания: от чердачных помещений до подвальных, реконструкции старых зданий, а также новыми веяниями в области дизайна и архитектуры.

Основным назначением светопрозрачной кровли является максимальное использование естественного света для освещения внутренних помещений зданий и сооружений, что приводит к существенной экономии электроэнергии (особенно в зимний период), а также к улучшению условий труда работающего там персонала.

Существует три системы естественного освещения помещений: верхнее, боковое и комбинированное. Так как светопропускающие конструкции являются ограждающими, они могут быть как “теплыми”, так и “холодными” в зависимости от назначения и предъявляемых требований. Кроме того, такие конструкции должны обеспечивать статическую прочность, гидроизоляцию, пароизоляцию, теплоизоляцию и звукоизоляцию.

Среди материалов, используемых для изготовления светопрозрачных кровель, особое место занимают пластики. Среди всего многообразия светопрозрачных полимерных кровельных материалов можно выделить три основных группы пластиков: листовые, которые делятся на: канальный поликарбонат и профилированный ПВХ, а также рулонный материал — полиэстер, армированный стекловолокном. Неоспоримым достоинством этих материалов по сравнению со стеклом является их малый вес в сочетании с высокой прочностью и гибкостью.

1. 1. Материалы для светопрозрачного покрытия Канальный поликарбонат

Плиты из канального поликарбоната (ПКП) являются самыми распространенными материалами, применяемыми для создания светопрозрачных кровель в строительной индустрии.

Канальный поликарбонат представляет собой полые плиты, в которых две стенки соединены между собой продольными ребрами жесткости, образуя воздушные каналы. Благодаря такой структуре главным достоинством ПКП является высокая теплоизоляция (коэффициент теплопередачи К — от 3,9 до 1,5 Вт/м2°С).

Плиты из канального поликарбоната производятся стандартных размеров: ширина — 2100 мм, длина — 6000 мм. В зависимости от версии исполнения ширина может быть 980 мм, 1050 мм, 1200 мм, 1250 мм. Длина же листов может быть до 13 метров. Толщина производимых плит — 4 мм; 4,5 мм; 6 мм; 8 мм; 10 мм; 16 мм; 20 мм; 25 мм и 32 мм. Соответственно чем больше толщина плиты, тем больше жесткость материала. Минимальный радиус изгиба до 800 мм (для толщины 4 мм). Возможные цвета: молочный, белый, прозрачный, бронзовый, графитовый, синий, зеленый, бирюзовый, желтый и красный.

Особенностью ПКП является линейное изменение размеров в зависимости от температуры. Этот процесс характеризуется коэффициентом линейного термического расширения материала, равным 0,07мм/м°С. Этот показатель необходимо учитывать при монтаже канальных плит. Минимальный допуск, рекомендуемый при креплении, составляет 3,5 мм на каждый метр длины и ширины плиты. В связи с особенностью структуры плит особое внимание нужно уделять защите воздушных каналов от проникновения влаги, пыли и насекомых. Несоблюдение этого требования приводит не только к ухудшению эстетического вида кровли в целом, но и к разрушению самих плит. Защитой каналов служат специальные паропропускающие ленты на клеевой основе. Эти ленты обладают следующими особенностями: способствуют удалению конденсата изнутри каналов и препятствуют попаданию влаги и пыли внутрь, т.е свойством односторонней проводимости.

Элементами крепления канальных плит служат специальные системы алюминиевых и поликарбонатных профилей. При монтаже ПКП с помощью алюминиевых профилей необходимо использовать резиновые уплотнители, которые предохраняют плиты от контакта как с самими профилями, так и с металлическим каркасом накрываемой конструкции. Несоблюдение этого требования ведет к короблению канальных плит и заметному снижению срока службы, т.к. термическое расширение пластика и металла значительно отличается. Кроме того, резиновые уплотнители герметизируют места соединения ПКП с конструкцией от проникновения влаги.

1. Декоративная крышка

2. Профиль

3. Уплотнитель

4. Поликарбонат

5. Уплотнитель самоклеящийся

6. Саморез

7. Лента антипыльная

8. Профиль торцевой

9. Элемент подконструкции

Технические характеристики:

Физические

Плотность 1.20 г/см³

Поглощение влаги:

- смоченный при 23^оС/вл.возд.50% 0.15 %

- смоченный в воде при 23^оС 0.35 %

Коэффициент преломления при 20^оС 1.586

Светопропускание (толщина листа 4 мм) 88 %

Механические

Напряжение при растяжении 60

Удлинение при текучести 7 %

Прочность на разрыв 50-80 МПа

Удлинение при разрыве >60 %

Модуль упругости при растяжении 2400 МПа

Предельное напряжение при изгибе 90 МПа

Нагрузки до 2 кН/м²

Ударопрочность

- по Шарпи без надреза не ломается

- по Шарпи с надрезом ~ 10 кДж/м²

- прочность на растяжение при ударе >= 150 кДж/м²

Твердость, определяемая вдавливанием шарика 130 Н/мм²

Термические

Широкий диапазон температур эксплуатации: от —40 до +120°С

Температура размягчения по Вика 145 ^оС

Теплопроводность 0.20 Вт/мК

Коэффициент теплового линейного расширения 0.065 мм/м^оС

Максимальная рабочая температура:

продолжительно 120 ^оС

Минимальная рабочая температура - 40 ^оС

Электрические

Электрическая прочность диэлектрика 35 кВ/мм

Объемное удельное сопротивление >1016 Ом/см Поверхностное удельное сопротивление >1015

Диэлектрическая постоянная при 50 Гц Диэлектрический показатель при 50 Гц 0.0007

Применение:

Остекление крыш торговых центров, производственных и складских помещений; изготовление легковесных куполообразных сводов, прозрачных арочных крыш, скатных навесов, козырьков, маркизов; остекление оранжерей, теплиц, зимних садов, террас; в качестве прозрачной кровли спортивных объектов; остекление остановок общественного транспорта; изготовление перегородок любого типа; в качестве светорассеивающих элементов в подвесных потолках и осветительной арматуре; “плавающее” покрытие бассейнов; дополнительное остекление.

Достоинства:

• Высокая теплоизоляция

• ПКП легко подвергается всем видам механической обработки (резанию, сверлению, пилению, фрезерованию, склеиванию и т.д.).

• ПКП имеет 10-летнюю гарантию производителя от обесцвечивания и изменения своих свойств под воздействием атмосферных явлений.

• Высокая светопроницаемость.

На рисунке: а) светопропускание стеклом

б) светопропускание ПКП