Решил открыть ветку о своей будущей стройке, преследуя две цели:
- получать полезные советы на стадии проектирования и строительства;
- делиться полученным опытом на этом ресурсе.

На момент открытия этой ветки имеются следующие исходные данные:
- запланированные сроки стройки:
- начало: май текущего года;
- окончание: ноябрь текущего года;
- выбран участок, до конца марта должна состояться сделка (сейчас продавец собирает справки для совершения сделки);
- участок расположен в с.Малая Ольшанка, Обуховский район, Киевская обл., Украина.
- сделан вынос в натуру границ участка и проведена топосъемка участка;
- полным ходом идет подготовка к открытому конкурсу ПП (предпроектных предложений) среди архитекторов;
- возможно, среди участников конкурса будет один из здешних форумчан;
- параллельно начал общение с конструкторами.

Исходные данные, выданные архитекторам для подготовки ПП:
- строительство индивидуального жилого дома для постоянного проживания 4-х человек;
- запланированный бюджет стройки - 80 тыс.долл.;
- диаметр купола - 14 метров, частота 4;
- утеплитель - соломенные блоки или стандартные решения, предлагаемые промышленностью;
- все окна глухие или непосредственное остекление проемов каркаса;
- приточно-вытяжная вентиляция + воздушное отопление.

Теперь хочу сформулировать вопросы к сообществу куполостроителей или просто энтузиастам такого вида домов, посещающих этот форум:
1. Нужна помощь в расчете каркаса на устойчивость.
2. Нужны советы и рекомендации по выбору коннектора и его изготовлению.

На данный момент я склоняюсь к сварному типу коннектора, по примеру такого, какой был использован форумчанином Sabishy при строительстве его купольного дома в Беларусии, под Витебском.

Буду рад всем советам и любым вопросам, а также обещаю вести эту ветку с этого момента и до окончания стройки.

Приветствую! И поздравляю с выбором купола-как Формы!)

Расчёт на устойчивость при землетрясении? при урагане? :)) Или расчёт дабы узнать минимальное сечение доски относительно местной региональной снеговетровой нагрузки?

Я не специалист по проектированию строений и, возможно, применение термина "расчет на устойчивость" в данном контексте не совсем уместно. Как раз по этой причине я создал ветку, чтобы получить полезные советы.

Итак, уважаемый kotiara82, что Вы посоветуете? Какие расчеты необходимо сделать на этапе проектирования?

Рассчитывать...нужно на то что есть под рукой)) А под рукой имеются стандартные размеры пиломатериалов. Из этого в первую очередь и нужно исходить. Потом определится с утеплителем... солома или или. Так как от этого зависит толщина стены. После как определились с толщиной стены подбираем к ней брус. Допустим у вас солома, тогда без двойного каркаса не обойтись. Сечение бруса это как правило 15*5 или 20*5см... Берём по умолчанию брус 20*5см для внешнего каркаса. Считаем весь вес конструкции с кровлей и обшивкой + ветроснеговая нагрузка, она в киевской области 200 кг на метр квадратный кровли(площадь до 3/8 части вашего купола = 222м.кв.*200 = 44,4тонн (расчётной снеговой нагрузки) будет давить на купол в самую "плохую" погоду)
Объём рёбер каркаса купола 4,9м.куб. Плотность сосны 500кг.куб. Общий вес каркаса 2,5 тонн. Объём фанеры 18мм толщиной, с площадью поверхности купола в 302кв.м. = 5.4 куба * 600кг(плотность фанеры) = 3,24т. Вес битумной черепицы = 9кг.м.кв. Площадь кровли 300м.кв * 9 = 2,7 тонн.
Общий вес внешнего купола с учётом ветроснеговой нагрузки - 44,4+2,5+5,4+3,24+2,7 = 58,24т. (58,5т.)
У основания каркаса 20 граней, и значит 20 вертикальных стоек... отнимем парочку на входную группу получим 18штук. Самая длинное ребро каркаса 2,1м., чуть усредним получим 2м.
Вбил размер в калькулятор по расчёту стоек и получил 2,2 тонны несущей способности как стойки. Чистой без учёта обшивки. 2,2*18= 39,6тонн распределённой нагрузки способен выдержать каркас.
Чтоб прикинуть несущую способность фанеры представил треугольник первого пояса как квадрат со сторонами высоты треугольника = 1,8м. Далее в калькулятор...который говорит о несущей способности в 1,2 тонны. Таких вот квадратных треугольников у нас 18... и того 21,6 тонны способен выдержать на себе первый пояс фанеры купола.
Общая несущая способность купола и фанеры(без учёта взаимосвязей как рёбер жёсткости по отношению друг к другу.) 61,2тонны.
61тонна несущей способности против 58,5 тонн нагрузки говорит в пользу доски 20*5...меньше значит незачем.
...ладно...буду округляться а то так можно "советовать" до бесконечности :)))

kotiara82 а куда дели снеговую нагрузку ?

ой)) исправлю. Прошу простить :) Бревно в глазу и не заметил

Спасибо, kotiara82, за подробное описание расчета. Заметил, что в расчете не был взят во внимание вес утеплителя. Но главное, что сам подход, т.е. методика расчета, мне понятна. Точные расчеты будут выполняться уже на этапе проектирования.

К сожалению, нет времени разобраться с программами расчета, на которые дали ссылки уважаемые CiuDum и brayvo. Но все равно спасибо, может быть пригодится в скором будущем, когда будет определенность с архитектором и его командой.

Сегодня закончился срок подачи заявок от архитекторов. Будет как минимум пять участников конкурса. К сожалению, среди участников конкурса не будет одного из здешних форумчанинов.
Подведение итогов конкурса запланировано на конец марта. После определения победителя конкурса я размещу в этой ветке материалы по общей концепции будущего дома.

Перенёс эти ссылки в тему "Прочностной расчет купола": viewtopic.php?p=12782#p12782

Потому что утеплитель ложится на внутренний каркас... я ведь брал за пример двойной каркас.

Все верно! Это я торможу. Точнее сказать, мне один из архитекторов высказывал идею использовать только один каркас: внутренний, а для устройства кровли делать обрешетку прямо по соломе, опирая ее (обрешетку) на стойки. Это может быть что-то похожее на двойные стержни, как у NSD, только утеплитель выдвинут наружу, а не во внутрь.

С небольшой задержкой продолжаю свой рассказ о ходе процесса разработки проекта моего будущего дома.

Итак, в последний день марта, 31 числа, состоялся завершающий этап конкурса архитекторов - открытое обсуждение ПП. По результатам конкурса мною был назван победитель и с ним в скором времени будет заключен договор на разработку архитектурной части РП (рабочего проекта).

Как оказалось, конструктор, с которым работает победитель конкурса может расчитать только фундамент и железобетонные конструкции перекрытий. За расчет каркаса купола не берется.

По этой причине обращаюсь к участникам форума с просьбой: может кто-то посоветует конструктора, который сделает расчет каркаса купола или сделает расчет всех конструктивных элементов: фундамента, монолитных перекрытий и каркаса купола. Конечно это работа будет мною оплачена.

И в заключении этого сообщения помещаю эскизы будущего дома.

001_vid.jpg [ 1.11 Мб | Просмотров: 71088 ]

002_vid.jpg [ 1.22 Мб | Просмотров: 71088 ]

003_vid.jpg [ 1.53 Мб | Просмотров: 71088 ]

Расчёт чего? Расчёт размеров деталей, или расчёт на устойчивость каркаса при определённых нагрузках?

Расчет на устойчивость каркаса при следующих условиях:
1. Учитывать ветровую и снеговую нагрузку
2. Учитывать, что внешняя оболочка не будет сплошной (предусмотрены большие окна, конструктивно выполненные как застекленные проемы каркаса).
3. Учитывать проемы дверей (главный вход и выход на террасу) и, возможно, проем для перехода в малый купол, который планируется построить рядом с главным куполом.

мы почти соседи ) буду с интересом наблюдать за ходом проектирования и строительства. Интересен участок , на котором Вы решили построить купол. Был в Большой Ольшанке - места очень красивые.

to Psyraskin

спасибо за интерес к проекту и будущей стройке.
Участок я выбирал долго, смотрел много вариантов, но обязательным требованием было наличие склона, т.к. была идея поставить дом на склоне. Сейчас от этой идеи отказался, т.к. это довольно значительно увеличивает бюджет стройки. Но наличие склона на участке - это все равно большой "плюс" в виде более интересного ландшафта, чем у ровных участков.

Ко всем форумчанам и читателям моей темы:
я продолжаю поиски конструктора, если кто-то может посоветовать такого специалиста, буду очень благодарен.

Итак, после довольно длительной паузы, продолжаю повествование о ходе проектирования.

На прошлой неделе произошло долгожданное событие: в работу включились конструкторы. Теперь в моей команде проектировщиков три человека: архитектор и два конструктора. Один конструктор специализируется по ж/б, другой - по каркасу. Времени на поиск конструктора по дереву ушло много. Но этот поиск уже позади. Недели через две будут готовы чертежи фундаментов в двух вариантах: фундаментная плита и ленточный фундамент. Фундаментная плита по затратам, конечно, будет дороже, но посмотрю на сколько. Если разница не будет критической, то буду выполнять фундамент в виде плиты. Причин такого выбора несколько:
- более надежное решение, нет риска неравномерной просадки фундамента;
- легче решить вопрос надежной гидроизоляции цокольного этажа;
- поверхность фундаментной плиты - это готовый черновой пол цокольного этажа.

Следующая задача - это дать архитектору и конструкторам данные по размерам и расположению воздуховодов. Эту задачу уже почти решил самостоятельно, т.к. полученные предложения на разработку проекта воздушного отопления от специалистов в данной области не устраивали по цене, а времени на дальнейшие поиски подрядчика проекта ВО нет.

На основании расчета теплопотерь (методика изложена здесь: http://www.invepro.ru/heating/air-heating-system-with-own-hands.php), получены такие данные:
(первое значение - это объем подачи воздуха в куб.м. в час, второе - кол-во и диаметр воздуховодов в мм)

помещения 1-го уровня
кухня 99; 1/125
столовая 9; 1/100
гостинная+второй свет 477; 5/125
1-я спальня 48; 1/100
2-я спальня 45; 1/100

помещения 2-го уровня
1-я спальня 84; 1/125
2-я спальня 63; 1/100
кабинет 57; 1/100

Общий расход воздуха в час для ВО - 1000 куб.м.
Размеры магистрального подающего воздуховода: 300х450 мм
Размеры магистрального отводящего воздуховода: 350х500 мм
Размеры воздуховода для забора наружного воздуха: 250х350 мм
Размеры воздуховода для выброса воздуха наружу: 250х350 мм.

На данном этапе проектирования осталось решить задачу разводки подающих и отводящих воздуховодов по помещениям. Немного позже выложу планировки дома со схемой разводки воздуховодов.

Итак, продолжаю повествование о ходе работ над проектом будущего дома.
Сначала небольшая ремарка.
Самая большая сложность в процессе проектирования - это поиск специалиста, способного решить поставленные задачи. В ходе проектирования я уже два раза столкнулся со "специалистами", которые хорошо умеют делать только две вещи: надувать щеки и просить денег. Эта проблема транзакционных издержек, особенно потеря времени, вынудила меня самостоятельно более глубоко заняться проектированием системы вентиляции. Специалиста по вентиляции я в конце концов нашел и конечный результат получен совместными усилиями.

Теперь про систему воздушного отопления и вентиляции.
На российском форуме ForumHouse прочитал тему об опыте использования грунтового теплообменника и там же нашел пример решения для системы воздушного отопления от норвежских архитекторов:
Мне очень понравилось это решение и я взял его за основу для своего будущего дома.
Вот такая схема получилась:
Тепловой насос и солнечный коллектор, которые я планирую использовать для ГВС и теплых водяных полов, на схеме не указаны.
Важная часть работ по проектированию воздушного отопления и вентиляции - это сделать разводку воздуховодов оптимальным образом. Тут опять очень полезным оказался пример решения от норвежцев. Главный принцип, который я подсмотрел на их примере - это подача воздуха снизу, вытяжка сверху. В этоге удалось практически все воздуховоды, кроме вертикальных каналов сосредоточить на цокольном этаже.
Ниже привожу схему разводки приточной части главного контура по цокольному этажу:
Разрез, на котором показаны вертикальные каналы главного контура:

Проблема
На этапе проектирования системы вентиляции и воздушного отопления в принципиальную схему системы были включены грунтовый теплообменник (ГТ) и воздушный рекуператор (ВР). Эти устройства призваны снизить потери энергии, следовательно должны принести экономию денежных средств на этапе эксплуатации системы.

Однако, чем ближе срок начала строительных работ, чем ближе тот момент, когда необходимо принять решение о совершении финансовых затрат на приобретение ВР и создание ГТ, тем острее встает вопрос: насколько рациональными будут эти затраты? Дать ответ на этот вопрос можно только в результате проведения экономического анализа.

Постановка задачи
Имеется проект системы вентиляции и воздушного отопления, в котором планируется использование ГТ и ВР. Результат анализа должен дать ответы на следующие вопросы:
1. Какими будут эксплуатационные затраты на отопление для следующих вариантов реализации системы:

1. без ГТ и без ВР?
2. только ГТ?
3. только ВР?
4. ГТ + ВР?

2. Какой будет разница в эксплуатационных затратах для следующих двух значений расхода свежего приточного воздуха: 400 м3 и 800 м3?
3. Какой из 4-х вариантов комбинации ГТ и ВР будет самым эффективным с экономической точки зрения?

Решение задачи (экономический анализ)
Для упрощения анализа, сделаем следующие допущения:
1. Длительность отопительного сезона – 3 месяца
2. На протяжении всего отопительного сезона температура наружного воздуха -20 С.
3. Эксплуатационные затраты расчитываем через затраты эл.энергии по тарифу 0,3 грн. за 1 кВт*час.

Исходные данные для расчета:
Составим уравнения теплового баланса для всех четырех случаев комбинации ГТ и ВР:
теперь рассчитаем эксплуатационные затраты за условный отопительный сезон (грн.)
Как и можно было ожидать, наибольшие эксплуатационные затраты будут для варианта без применения ГТ и ВР, а наименьшие для ГТ + ВР.
Внимательный анализ данных таблицы приводит к следующим выводам:

1. Применение ВР дает более весомый эффект по снижению эксплуатационных затрат на отопление, чем применение ГТ. Чем больше расход воздуха, тем более весомый эффект от применения ВР.
2. Эксплуатационные затраты на отопление в случае применения ВР мало зависят от величины расхода приточного воздуха. Например, при увеличении расхода по притоку свежего воздуха в ДВА раза, затраты на отопление увеличиваются примерно на 10%.
3. Разница в эксплуатационных затратах между вариантами «только ВР» и «ГТ+ВР» незначительная. Целесообразность применения ГТ совместно с ВР следует тщательно просчитывать.

Посчитаем срок возврата инвестиций для варианта: «только ВР».
Исходные данные для расчета:
Сумма пассивного дохода за год: 30 000 * 5% = 1 500 грн.
Сумма экономии на эксплуатационных затратах: 8,96 * 3мес * 30дн. * 24ч * 0,3 = 5 806 грн.
Как видно, сумма экономии превышает сумму пассивного дохода.

Теперь посчитаем срок возврата инвестиций.
Разумным сроком возврата инвестиций будем считать срок не более 10 лет.
Составим таблицы расчета дохода по принципу накопительного процента:
Выводы
Срок возврата инвестиций в ВР с учетом принятых допущений составляет 6 лет.
В реальной жизни срок возврата инвестиций в ВР будет другим, но в целом для себя я сделал следующие выводы:
1. При принятии решения об инвестировании в технические решения, которые направлены на экономию энергии, следует провести оценку экономической эффективности этих решений.
2. Для моего частного случая проведенный анализ показал, что следует инвестировать денежные средства в ВР и отказаться от применения ГТ.

Грунтовый теплообменник используется и летом...
http://vents.cn.ua/index.php?page=geotermalnye-ventilyatsionnye-sistemy

house1.jpg [ 21.73 Кб | Просмотров: 68639 ]

Вы в этих подсчётах не учли пару приятных момента от использования ГТ :)
Первое - это частичная независимость от внешних энергоресурсов.
Второй момент - стоимость этих самых ресурсов в будущем.
3 - Да и вообще для психики приятно быть более независимым от внешних воздействий. Что может хорошо отразится на настроении, здоровье :)))
Если бы я стоял перед выбором: ГТ или не ГТ? Я бы выбрал ГТ даже не смотря на эти все цифры, по причине "третьего момента" что куда важнее... Можно сказать так - стратегически важное предприятие))) Стратегия в противовес экономии, чувствуете разницу? :))

Я только на этапе собирательства. Собираю информацию обо всем, что касается купольных домов. В том числе и эффективного энергообмена (как-то это и не потребление и не сохранение и не выделение в чистом виде. все вместе).
И хоть я не проводил еще никаких расчетов, но ГТ в виде, близком к промышленным образцам, не кажется маной (да все дело в компрессоре. и дорого в покупке и электричества хочет и ресурс и сервис). Но от ГТ тоже можно взять кое что. Если будет у меня небольшая лишняя копейка и в куполе будет слишком тепло летом - то сделаю на основе ГТ только охладитель. По сути только кондишен. Надо на него на этапе проектирования и строительства сделать заготовки под коммуникации. А из остальных систем - использовать гелиоподогреватели, ПВ вентиляцию с рекуператором и кое-что из собственного ноухау. Но это я смогу сказать только когда построю купол. Не хочется облажаться.

З.Ы. К стати. Хотел сделать Купол радиусом 7,8 метра (частота Земли). но потом подумал "а к чему тут частота". и сейчас хочу принять за радиус Купола радиус Земли/1000000. то есть 6. 38 м. думаю феншуйненько получится. :-) (никакой религии. просто хочется раз уж Гармония - так во всем. )
З.Ы.Ы. не успокоюсь никак. к предыдущему. к стати, если посчитать остальные цифиры (ну площадь пятна и площадь поверхности при размере 1/2) то они, мне так хочется верить, тоже несут некую "особую" нагрузку. в общем нравится мне этот размер. может кто еще какой интересный размер купола подскажет? (сори за в некотором смысле офф)

Slyman,

я не совсем Вас понял: откуда в ГТ (грунтовом теплообменнике) взялся компрессор?
Возможно Вы вели речь о ТН (тепловом насосе)?

По размерам купола мое мнение следующее: надо в качестве приоритета взять не линейный размер, но количество и площадь помещений, которые Вам будут необходимы для комфортной жизни. Когда Вы сами или с помощью архитектора решите эту задачу, линейный размер купола будет ее следствием.

Например, я изначально думал строить купол диаметром 12 метров, но после того, как архитектор нарисовал поэтажные планы будущего дома, то оказалось, что надо строить купол 14 метров.

Наверное, имелось в виду тепловые насосы с грунтовыми теплообменниками, у которых трубы зарывается в землю на глубину ниже уровня промерзания почвы (1,2–1,5 м).
Вариант такого охладителя на http://msd.com.ua/otoplenie/teplosem/ (хотя здесь имеется неглубокая скважина):

Очевидно, что произошла путаница в терминологии.
ГТ - это обычно только подземный воздушный канал-теплообменник.

Какой будет агрегат ВО? покажите схемы его работы. Кто производитель?

Работа над проектом ВО не закончена. Выбор агрегата ВО, точнее - подбор комплекта оборудования для вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования, ГВС и теплых полов (ТП) еще предстоит сделать.

На данный момент имею результаты упрощенного расчета теплопотерь дома, схему разводки и сечения воздуховодов.
Эти данные использованы в разделе КЖ для определения мест расположения отверстий в монолитных перекрытиях под прокладку в будущем воздуховодов.

Завершить работы по проектированию системы вентиляции, воздушного отопления и ГВС планирую до конца февраля месяца. В ближайшее время проектировщики должны выполнить:
1. Уточняющий расчет теплопотерь дома и на его основе сделать вывод о необходимости утепления фундаментной плиты.
2. Сравнительный анализ комбинированной системы отопления (ТП+ВО) и просто ВО. На основании анализа сделать выбор в пользу одного из вариантов. Для комбинированной системы предполагается устройство ТП по всей площади монолитного перекрытия 1-го этажа (изначально рассматривал вариант устройства ТП только в санузлах).

Не совсем понятен смысл именно такого пирога.
Алюбабл с фольгой создает паробарьер на границе алюбабл-воздушный зазор.
Обычно теплоизоляцию устраивают соблюдая принцип увеличения паропроницаемости материала пирога от внутренней стороны к наружной.

Другими словами, я до этого Вашего подробного описания представлял себе такой пирог (изнутри наружу):
- внутрення отделка;
- воздушный зазор;
- алюбабл, фольгой в сторону воздушого зазора;
- утеплитель (софтборд).

Воздушный зазор между внутренней отделкой и фольгой должен быть обязательно. Это обеспечит увеличение величины сопротивления теплопередаче участка пирога "воздушный зазор - фольга" в два раза.
Приведу цитату с форума forumhouse:
Если сделать по-другому, тогда алюбабл будет просто паробарьером без бонуса по увеличению общего сопротивления теплопередачи пирога на величину 0,3-0,5 Вт/(м2*ч*°С).

Занимаюсь ОВ 12 лет + КИСИ ТГВ.
Воздушное отопление для наших регионов применяется чаще для однообъёмных больших помещений.
Примеры - Сильпо на Нивках - под потолком стоят большие тепловениляторы.
Укравто на Столичном (лично проектировал ОВ) - на кровле установлены газовые крышные кондиционеры, а под потолком проложены огромные воздуховоды, которые подают тёплый воздух (порядка 30-40С) в помещение.

Ваших примеров в нашем регионе не встречал, хотя постоянно имею дело с ОВ.
Советую посетить какой-нибудь реализованный и работающий объект типа вашего с системой ВО. А именно - здание с большим количеством помещений, где работает один агрегат ВО.
Если найдёте таковой в Киеве, сообщите мне - с удовольствием подъеду посмотрю.

вот его и применили как простой паробарьер

Заказчики очень экономили на объекте - потому такие "жидковатые" на первый взгляд решения... но всё работает! ))

продолжается работа над проектом системы вентиляции и воздушного отопления. Проектировщики сделали уточненный расчет теплопотерь, нарисовали принципиальную и аксонометрическую схемы, которые несколько отличаются от моего первоначального варианта.

Объясните в чем дороговизна Гт ? Это же просто воздухозаборная труба под фундаментом. Зачем такие сложные расчеты и взвешивание. Я думал речь о тепловом насосе шла до определенного момента.
Забор ч поверхности, под зданием прогрелось, вошло в рекуператор, потом нагрелось и дальше по дому.
Поясните плиз.

Перечитал свое сообщение, гдя я пытался дать пояснения, почему решил отказатся от применения ГТ.
Понял, что написано оно не очень убедительно, а также заметил там ошибки в приведенных расчетах.

Однако решение мое остается прежним - ГТ я использовать не буду.
Для такого решения есть экономические, технические и другие причины.
Экономическая причина:
- затраты на ГТ составят не менее 5000 грн. (20 тыс. руб.) при отсутствии убедительных расчетов их окупаемости.
Технические:
- теплотехниская эффективность ГТ нивелируется (перекрывается) применением ВР (воздушного рекуператора) (см. уравнения теплового баланса);
- аэродинамическое сопротивление ГТ будет в моем случае значительным (две ветки по 50 м трубы 110мм);
- увеличение аэродинамического сопротивления на входе ВР требует подбора вентилятора с более высокими характеристиками, а значит более дорогого.
Другие причины:
- на момент начала земляных работ еще не были завершены работы над проектом системы вентиляции, следовательно не было рабочей документации по этой системе;
- монтировать ГТ без рабочей документации по системе вентиляции я не рискнул, т.к. это могло стать причиной дополнительных, неоправданных затрат.

Вот такой коннектор предлагают мне использовать строители куполов из Днепропетровска (http://www.ecodome.com.ua/)
Меня смущают два момента:
1. Способ крепления луча коннектора к ребру каркаса (прорезь в торце ребра и отверстия под болты).
2. Дополнительные степени свободы в шарнирных соединенияхлуч-пластина.

Прошу участников форума поделиться своими мнениями, с учетом использования такого коннектора для купола диаметром 14 м.

viewtopic.php?f=19&t=412
viewtopic.php?p=7347#p7347

Можно рассмотреть и вариант самодельного изготовления, например как этот коннектор.

pe6ka1.jpg [ 20.93 Кб | Просмотров: 66168 ]

Спасибо, Роман!
Посмотрел по ссылкам, убедился в том, что для большого купола такой коннектор не самый лучший вариант.

Спасибо, но если рассматривать вариант самодельного изготовления, тогда проще делать сварной типа труба-лучи.

Для сборки каркаса купола остановился на следующей конструкции коннектора:


Диаметр центральных дисков 100 мм и 160 мм. Длина лучей 290 мм.
Толщина металла 6 мм.

Для нижнего ряда коннекторы будут из металла толщиной 10 мм. Размеры центральных пластин будут одинаковыми, по 160 мм.
Общий вид коннектора для нижнего ряда с вариантом крепления к анкерной пластине в бетонном райзере:

Можете обосновать почему приняли только одну полосу?
Согласно калькулятору (и по СНиП-у) при двух полос, соединение крепче более чем в 2 раза чем с одной полосы.
Наверное полосу Вы можете приобрести готовую и нужных размеров, но прорези в дисках придется резать лазером. Наверное это ощутимо удорожает соединитель.

Я буду использовать две доски для ребра каркаса.

Прочность узла при использовании нагельного соединения деталей зависит больше от правильного выбора размеров и количества нагелей, чем от количества пластин. При условии, конечно, что сечение пластины выбрано правильно, в соответствии с расчетной нагрузкой.

По поводу стоимости коннектора. У меня есть несколько предложений по изготовлению коннекторов.
Средняя стоимость 450 грн./шт. (примерно 20 долл. один коннектор). Эта цена включает стоимость металла, работы и покраски готового узла порошковой краской.

Расскажите более детально про ребра (распорки) каркаса.
Почему Вы выбрали две доски вместо одной балки? Чтобы уменьшать коробление?
Почему не выбрали сколоченный (приклеенный) L- или T- профиль? По справочнику конструктора у них прочностные характеристики лучшие.

История, которая определила мой выбор конструкции каркаса следующая.
Сначала думал повторить стандартную конструкцию с одной доской и коннектором "Кулак". По моему заказу конструктор сделал расчет нагрузок, действующих на ребра каркаса, и провел нагрузочные испытания этого коннектора: http://forum.domesworld.ru/viewtopic.php?p=14888#p14888.
Оказалось, что коннектор "Кулак" не выдерживает и половины максимальной расчетной нагрузки (3,5 т).
Кроме этого, в соответствии с расчетной моделью действующих нагрузок, одна доска сечением 50х200 мм не удовлетворяла критерию по поперечной деформации (изгибу) для сил сжатия (хотя очень незначительно). Применять доску с большим сечением посчитал не разумным. Решил применить две доски сечением 40х150 мм, суммарное сечение - 120 кв.см. против 100 кв.см. для одной доски 50х200 мм. Таким образом две доски сечением 40х150 мм полностью удовлетворяют критериям прочности и предельной деформации для расчетных значений нагрузок.
Далее с помощью форума, особенно хочу выделить помощь And-Ray, пришел к выбору конструкции коннектора.

Malex.

А что Вам конструктор насчитал, какие максимальные усилия в стержнях?
Какой у Вас снеговой район?

Заодно напомните диаметр Вашего купола и его частоту.

And-Ray,

Конструктор насчитал 3 тонны максимальное усилие в стержнях. При этом значении усилия доска сечением 50х200 мм не проходила по критерию поперечной деформации, правда превышение было не значительным. В конечном счете я решил сделать ребро каркаса из двух досок сечением 40х150 мм.

Снеговая нагрузка была взята равной 220 кг/м кв.

Параметры моего купола:
- частота 4V;
- диаметр 14,4 м.

Вроде как для Киевской области расчетная снеговая нагрузка равна 180 кГ/м2 (III-й снеговой район).

Не учитывая собственный вес конструкции у меня вышло:
1. максимальное сжатие - 2 тонны
2. максимальное растяжение - 1,84 тонны

Для 180 кГ/м2

Загрузка снегом по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и
воздействия», вариант 3 - несимметричный, самый жестокий.

12-05-2015 23-13-29.jpg [ 85.13 Кб | Просмотров: 55288 ]

12-05-2015 23-08-33.jpg [ 271.67 Кб | Просмотров: 55288 ]

Спасибо, And-Ray!

Я сегодня звонил своему конструктору, хотел уточнить данные по его расчету. К сожалению, они у него не сохранились после замены компьютера, но по памяти он сказал, что при расчете нагрузки учитывал еще собственный вес конструкции, в т.ч. слой утеплителя.

Я при выборе болтов для нагельного соединения брал усилие 3 тонны.

And-Ray, можете подсказать, какая должна быть длина сварного шва в соединении лепестков с центральным диском коннектора?

Зачем считать усилия в стержнях, когда нагрузку будет, в основном, воспринимать обшивка?

Собственный вес конечно что то добавит, но вряд ли это будет тонна, если конечно утеплять достаточно легким материалом.

По поводу сварочного шва.
Когда к материалу (низкоуглеродистой стали в данном случае) прикладывают механические нагрузки, в нем возникают напряжения.
Напряжения вычисляются путем деления приложенного усилия на площадь сечения материала.
Условием разрушения материала будет превышение напряжения в материале некой критической величины. В случае металла это величина называется пределом текучести и для низкоуглеродистых сталей типа ст3 составляет 20-22кГ/мм2. Если напряжения в стали превысят эту величину, то она "потечет", как пластилин, что естественно недопустимо.

Например, нужно определить необходимую поперечную площадь стального бруска к которому приложена растягивающая сила 2 тонны.
Делим 2000кГ на предел текучести 20кГ/мм2 - получаем 100мм2. Подойдет брусок сечением 10Х10мм, или 20Х5мм, или 25Х4мм. То же самое для сжатия.
Разумеется мы предполагаем, что напряжения распределены равномерно по всему сечению материала.

Соединительный сварной шов это та же сталь, однако предельные напряжения в нем при обычных методах контроля не должны превышать 15кГ/мм2.
Угловой сварной шов имеет следующие геометрические параметры: катет и длину.
Однако в Вашем случае шов ориентирован продольно усилиям. Такой шов работает на срез и называется фланговым.
Фактически на один луч работают четыре фланговых шва. Длина всех четырех швов одинакова и вычисляется следующим образом:

L = P/(4*0,7*K*Tср)

где:
L - длина шва (мм)
P - требуемое усилие (кГ)
K - катет шва
Tср - предельное напряжение на срез - 15кГ/мм2

Пример. Определить длину флангового шва для усилия 2 тонны, катет шва 3мм, работают 4 шва.

2000/(4*0,7*3*15) = 16мм

13-05-2015 5-55-49.jpg [ 60.57 Кб | Просмотров: 55253 ]

13-05-2015 5-58-36.jpg [ 71.7 Кб | Просмотров: 55253 ]

13-05-2015 6-01-09.jpg [ 66.99 Кб | Просмотров: 55253 ]

Не смешите.

Почему бы и не посмешить культурного и знающего человека.
Стержень от сил сжатия в две тонны изгибается, и чтобы выполнить критерий поперечной деформации, необходимо увеличивать сечение доски.
Но если взять в расчёт обшивку, то изгиб доски каркаса под нагрузкой будет меньше, чем расчётный, из-за конструктивной жёсткости, а значит, и сечение доски можно уменьшить, не сооружая дом из толстых брёвен, которые в структуре оболочки просто потеряются.
Каждый новый треугольник для обшивки будет только разгружать каркас, а каждое ребро будет уже не просто длинной гнущейся как лист доской, а жёстким как двутавр с неограниченными полками.
Каркас как таковой необходим только как контур будущего дома – обязан выдержать вес самого себя и дяденьки-строителя, который будет по каркасу лазить.

А как быть с участками где есть окна, дверные проёмы?

окна нагрузка.png [ 1.47 Мб | Просмотров: 55176 ]

в этих местах ставят стягиватели с прямоугольными несущим шайбами.

Оконные проёмы по периметру, с учётом двух обшивок, напоминают пусть и не двутавр, а швеллер, но швеллер однозначно жёстче, нежели доска, сжимаемая по торцам, и если что и стоит усиления – так это рёбра дробного деления окон. И то – не всё так однозначно. Пара даже самых хлипеньких стеклопакетов делает ребро, проложенное между ними, жёстче и устойчивей, геометрически препятствуя изгибу.
Даже если всё-таки расчёт покажет, что изгиб имеет место быть и стёкла треснут – усиление одних лишь рёбер для окон и для двери гораздо выгодней, чем для всего каркаса.

Не забывайте, что в мансардных окнах стёкла как правило выдвинуты наружу. Сантиметров так на 10-15. То есть, они в этом участие как бы не принимают)

And-Ray,
спасибо за полный, развернутый, исчерпывающий ответ о длине сварного шва.

ksetnik,
спасибо за юмор :)

Solaries,
недавно была Пасха, когда за столом по обычаю разбивают крашенки (куриные яйца). Скорлупа у яйца (оболочка) может выдержать довольно большую нагрузку, пока она целая. Как только эта целостность нарушается, несущая способность оболочки мгновенно стремиться к нулю. Для сооружения несущей конструкции в виде оболочки необходим очень ответственный подход.

Solaries.

Ваши рассуждения имеют фрагментарный и подвешенный (относительный) характер. Они оторваны от базы вычислений, поэтому на них невозможно опираться, как на доказательства. А в данном случае надо мыслить исключительно конкретно. Например я могу утверждать, что А лучше, чем В, но пока я не измерил (расчетно или экспериментально) насколько хорошо В и во сколько оно хуже А, все мои рассуждения будут пустым занятием.

То, что Вы считаете несущей оболочкой на практике ею не является. Развернутый ответ на эту тему я дам позже, когда освобожусь от кучи текущих дел.

Пока могу только сказать, что тонкая оболочка весьма хреново работает на сжатие, она легко теряет устойчивость, как общую, так и местную. Оболочка работает надежно только совместно с густой сетью оребрения или с сотовым, либо пенным наполнением. Ближайший пример - конструкция планера самолета. Посмотрите внимательно на устройство фюзеляжа и крыльев современного самолета, насколько плотно укрепляют их нервюрами и шпангоутами.

Теперь пару слов об остающейся до сих пор "темной" для большинства теме - о местах каркаса, где планируется устроить окна и входные порталы.

С треугольными окнами, которые не нарушают регулярную структуру геокаркаса, все просто. В этих местах вся нагрузка должна ложиться на ребра и узлы, стеклопакеты должны быть изолированы от любых усилий, их проемы не должны деформироваться.

Гораздо хуже обстоят дела там, где например для устройства входа изымается часть ребер каркаса, полностью или частично (если часть ребра удаляется).
Подавляющее большинство применяемых соединителей (коннекторов, стягивателей и пр.) не обладают заметной поворотной жесткостью (жесткостью к угловым перемещениям), все они по сути своей шарнирны. В этом нет ничего плохого, более того это даже очень желательно с точки зрения равномерной передачи и распределения усилий по каркасу. Но только там, где не нарушена его регулярность, там где нет изъятия ребер.
В этом смысле геокаркас является конструкцией, не обладающей абсолютно никакой избыточностью, каждое его ребро необходимо. Могу определенно заявить, что изъятие хотя бы одного ребра из каркаса лишает его жесткости. Два узла, которые соединяло изъятое ребро, получают степень свободы, заключающуюся в возможности беспрепятственного перемещения в нормальном, перпендикулярном к описывающей сфере направлении. Пространственная ферма теряет жесткость и соответственно теряют свою силу все утверждения о фантастической прочности геокаркаса.

malex, совершенно справедливо заметил:
Какой выход из этой ситуации.
Выход в том, что нужно ограничить поперечную подвижность узлов, обрамляющих образовавшийся от изъятия ребер проем.
Как это сделать - например применить для этих узлов жесткие на изгиб коннекторы.
Но местные усилия в каркасе могут быть настолько значительными, что не имея возможности изогнуть коннектор, они начнут изгибать ребра, обрамляющие проем.
Получается, что и ребра нуждаются в усилении (в направлении плоскостей, проходящих через центр базовой сферы).

Конкретное решение нужно принимать, опираясь на силовой расчет конструкции.
В каких то случаях достаточно усилить коннекторы в отношении изгиба, в других - дополнительно усилить ребра, в третьих - заменить ребра проема плоскими фермами, при сохранении шарнирности коннекторов.

Сам по себе геокаркас (без окон и уж тем более дверей) вещь красивая, но выходит в большинстве случаев бесполезная.
Однако выше приведенное утверждение о потери каркасом прочности, при удалении хотя бы одного ребра, наверное носит более теоретический характер.
Потому как практика показывает что стоят каркасы с дверями и окнами.
Тут, как еще выше заметил автор, наверное важно, "насколько А лучше чем В"?
Т.е. насколько с удалением ребра (ребер) каркас теряет прочность, и когда наступает предел потери этой прочности?
Естественно решение такой задачи обрастает многими условиями, и требует квалифицированного расчета в каждом отдельном случае.
НО
Оболочка Сферы (или ее производных) сама по себе является довольно прочной (если не самой прочной) структурой. (выше пример с яйцом)
А сфера, оболочка которой смоделирована в виде пространственной фермы из треугольников (еще одной иконы распределения нагрузок), думаю претендует на первое место по жесткости, и в значительной степени лишена недостатка потери жесткости ВСЕЙ конструкции при повреждении (удалении) некоторого кол-ва ребер (треугольников).

P.S. Это я к тому что, утверждение о потери каркасом жесткости, наверняка справедливо, но в большинстве случаев (по теме строительства купольных домов) не настолько фатально))
Здесь бы хотел привести компоновочную схему летающей тарелки, но пока воздержусь)))