ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσης πτυχιακής εργασίας είναι η μόρφωση και η διαστασιολόγηση ενός βιομηχανικού κτιρίου με μεταλλικό φέροντα σκελετό. Το κτίριο είναι διαστάσεων 15 m x 8 m, και προβλέπεται να χρησιμοποιηθεί για βιομηχανική χρήση. Η ανάπτυξη του θέματος γίνεται σε εφτά κεφάλαια. Στα κεφάλαια που ακολουθούν γίνεται μία περιγραφή της αρχιτεκτονικής λύσης, αναπτύσσεται η φιλοσοφία της μόρφωσης του στατικού προσομοιώματος και παρουσιάζεται η διαστασιολόγηση του φέροντα οργανισμού. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα φορτία ανέμου και χιονιού. Η ανάλυση και διαστασιολόγηση της κατασκευής έγινε με βάση τους Ευρωκώδικες, με τη χρήση του υπολογιστικού προγράμματος FESPA 8.1.0.22. Τέλος, στη μελέτη περιλαμβάνεται και ο λεπτομερής υπολογισμός ορισμένων συνδέσεων του μεταλλικού σκελετού, οι οποίες επιλύθηκαν τόσο με το χέρι όσο και με το λογισμικό της AUTODESK, Robot Structural Analysis. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία παρουσίαση της συνολικής γεωμετρίας του φορέα, καθώς και του κάθε μέλους, ενώ παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα των μεταλλικών κατασκευών. Η χρήση μεταλλικών κτιρίων από χάλυβα έχει πλέον καθιερωθεί τόσο στον βιομηχανικό τομέα όσο και στην κατασκευή κατοικιών. Τα οφέλη της μεταλλικής κατασκευής καθώς και η ραγδαία εξέλιξη των τεχνολογιών που σχετίζονται μ’ αυτήν, την καθιστούν σε πολλές περιπτώσεις ιδανική λύση. Οι κύριοι φορείς είναι συνήθως πλαίσια , που διατάσσονται κατά κανόνα ανά ίσες μεταξύ τους αποστάσεις και έχουν την δυνατότητα παραλαβής (μέσα στο επίπεδό τους) κατακόρυφων και οριζόντιων φορτίων (ανέμου, σεισμού, από λειτουργία γερανογεφυρών). Οι κόμβοι των πλαισίων αυτών (ή τουλάχιστον ορισμένοι εξ αυτών) πρέπει να έχουν την δυνατότητα παραλαβής ροπών. Όταν το κριτήριο μόρφωσης είναι η οικονομικότητα της λύσης , συνήθως η βέλτιστη απόσταση μεταξύ των κύριων φορέων είναι ίση ή λίγο μεγαλύτερη από 5.0m. Ο σκελετός του κτιρίου απαρτίζεται από 4 πλαίσια. Όλα τα πλαίσια διαθέτουν από δύο υποστυλώματα. Η κλίση της στέγης είναι 16.17º.Τα πλαίσια τα οποία είναι διατεταγμένα κάθε 5 m και έχουν άνοιγμα 8 m αποτελούνται από ολόσωμα υποστυλώματα και ζυγώματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι δράσεις που αναπτύσσονται στην κατασκευή, όπως τα ίδια βάρη, τα φορτία χιονιού και ανέμου. Ο φορέας πρέπει να σχεδιάζεται και να κατασκευάζεται με τέτοιο τρόπο , ώστε με κατάλληλο βαθμό αξιοπιστίας και κατά τρόπο οικονομικό , να αντιμετωπίζει όλες τις δράσεις (φορτία) και τις επιδράσεις από το περιβάλλον, οι οποίες είναι πιθανόν να εμφανιστούν κατά την εκτέλεση και την διάρκεια ζωής του και να παραμένει κατάλληλος για την χρήση για την οποία προορίζεται για όλη τη διάρκεια αυτή. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται διαστασιολόγηση των μελών με εμπορικό λογισμικό και γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων με υπολογισμούς στο χέρι. Γίνονται όλοι οι απαραίτητοι έλεγχοι των μεταλλικών διατομών, τόσο σε θλίψη (εξετάζονται όλες οι αναπτυσσόμενες μορφές λυγισμού), όσο και σε εφελκυσμό. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από το λογισμικό και τους υπολογισμούς στο χέρι βρίσκονται σε συμφωνία. |Πτυχιακή εργασία| Μελέτη και σχεδίαση μεταλλικού κτιρίου βιομηχανικής χρήσης 5 Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται ο έλεγχος των βελών της κατασκευής. Πέραν των ελέγχων στην οριακή κατάσταση αστοχίας , βασική είναι και η οριακή κατάσταση λειτουργικότητας , η οποία ασχολείται με την επιβεβαίωση, ότι οι μετατοπίσεις (μετακινήσεις και στροφές) της κατασκευής δεν είναι υπερβολικές κάτω από κανονικές συνθήκες χρήσης. Σε μερικές περιπτώσεις μπορεί επίσης να είναι αναγκαίο να εξασφαλίζεται ότι η κατασκευή δεν υπόκειται σε υπερβολικές ταλαντώσεις. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται διαστασιολόγηση των χαρακτηριστικών συνδέσεων της κατασκευής με εμπορικό λογισμικό και γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων με υπολογισμούς στο χέρι. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση των συμπερασμάτων. Τα συμπεράσματα αφορούν κυρίως την σύγκριση των υπολογισμών που προκύπτουν από το λογισμικό και τους υπολογισμούς στο χέρι. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται η βιβλιογραφία.