Выбор конструктивных элементов здания

Курсовой проект

Одноэтажное промышленное здание в сборном железобетоне

Выполнил студент гр. 149 А.Ю.Харламов

Проверил В.В. Малышев

Нижний Новгород-2012

Содержание

стр.

Исходные данные для проектирования. 3

1. Выбор конструктивных элементов здания. 4

2. Определение нагрузок. 11

2.1. Постоянные нагрузки. 12

2.2. Временные нагрузки. 14

3. Статический расчет рамы.. 19

3.1 Геометрические характеристики колонн. 19

3.2. Определение усилий в колоннах. 21

3.3. Расчётные сочетания усилий. 29

4. Расчет колонн по несущей способности. 33

4.1. Выбор комбинаций усилий для расчёта колонн. 33

4.2. Расчет крайней колонны.. 34

4.2.1. Расчёт продольной арматуры.. 34

4.2.2. Проверка прочности колонны при съёме с опалубки, транспортировании и монтаже 45

4.3. Расчёт подкрановых консолей. 51

4.4. Проверка прочности колонны на внецентренное сжатие из плоскости рамы.. 52

5. Расчёт монолитного железобетонного фундамента под крайнюю колонну. 53

5.1. Дополнительные исходные данные. 53

5.2. Определение размеров подошвы фундамента (при g_f =1,0). 53

5.3. Расчет фундамента на прочность ( g_f > 1,0 ). 55

5.3.1. Определение напряжений под подошвой фундамента. 55

5.3.2. Расчет на продавливание плитной части фундамента: 56

5.3.3. Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана 57

5.3.4. Расчёт фундамента на раскалывание. 58

5.3.5. Определение площади арматуры плитной части фундамента. 58

5.3.6 Расчет подколонника. 60

5.3.6.1. Расчет горизонтальных сеток стаканной части. 62

5.3.6.2. Расчет на местное сжатие бетона под торцом колонны.. 63

5.4. Расчет фундамента по образованию и раскрытию трещин. 64

5.4.1. Расчет на трещиностойкость нижнего сечения подколонника. 64

5.4.2 Проверка на образование и раскрытие трещин плитной части фундамента. 64

6. Расчет ригеля покрытия. 65

6.1 Нагрузки и расчетный пролет. 65

6.2 Расчет по предельным состояниям первой группы.. 65

6.2.1 Расчет по изгибающему моменту. 65

6.2.2 Расчет на прочность по поперечной силе. 68

6.3. Расчет по предельным состояниям второй группы.. 71

6.3.1 Геометрические характеристики расчетного приведенного сечения. 72

6.3.2 Определение потерь предварительного напряжения арматуры.. 72

6.3.3 Проверка расчетного сечения на образование трещин. 74

6.3.4 Расчёт балки по раскрытию трещин. 75

6.3.5 Определение прогиба балки. 76

Список используемой литературы.. 78

Исходные данные для проектирования

1. Место строительства - г. Енисейск

2.Тип местности для ветровой нагрузки - А.

3. Ширина здания 24 м.

4. Пролет здания - 12 м, шаг колонн - 6 м.

5. Расстояние от пола до низа несущих конструкций покрытия – 9,6 м.

6. Количество кранов в пролете – два, грузоподъемностью 16 т, режим работы – средний.

7. Несущие конструкции покрытия - предварительно напряженные балки с натяжением на упоры.

8. Железобетонные колонны - прямоугольного сечения.

9. Плиты покрытия – ребристые 1,5х6 м.

10. Подкрановые балки - сборные, фундаменты монолитные с нулевым циклом производства работ.

11. Стены панельные самонесущие.

12. Материалы для железобетонных конструкций: вид бетона - тяжелый, класс бетона:

для балок покрытия – В25;

для колонн - В15;

для фундаментов - В15.

13. Рабочая арматура классов:

для балок покрытия – А600;

для колонн – A300;

для фундаментов – A400.

14. Монтажная и поперечная арматура балок А400, колонн, фундаментов – А240.

15. Расчетное сопротивление грунта R = 225 кПа.

16. Влажность среды менее 75 %, коэффициент условий работы бетона - γ_b = 0,9

Выбор конструктивных элементов здания

При выборе основных конструктивных элементов здания необходимо руководствоваться указаниями и рекомендациями по объемно-планировочным и конструктивным решениям одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами. Поперечный разрез и фрагмент плана здания показаны на рис. 1.

1. Покрытие здания — решается по беспрогонной схеме из ребристых плит, укладываемых на балки покрытия — ригели поперечных рам. Принимаем комплексные ребристые плиты с напряженной арматурой размером в плане 1,5×6 м и вы­сотой ребра — 300 мм. Вес 1 кв. м этой плиты с заливкой швов — 1,85 кН. В качестве утепли­теля принят керамзит толщиной 16 см с r=600 кг/м³.

Конструкция ребристой плиты покрытия здания приведена на рис. 3.

2. Ригелем покрытия является двускатная балка с преднапряженной арматурой (рис.4). Высота балок на опоре 790мм, сечение – двутавровое. Ширина полок: верхней – 210мм; нижней – 180мм.

3. Подкрановые балки приняты сборными таврового сечения — по серии 1.426.1—4 (рис. 5). Длина их 5,95 м, высота — 800 мм, толщина ребра — 200 мм, ширина полки — 600 мм. Масса балки — 3,5 т, высота подкранового рельса с уп­ругой прокладкой — 150 мм, масса его — 100 кг/п. м.

4. Стены здания — самонесущие простеночные, перемычечные и рядовые панели из лёгкого бетона толщиной 300 мм, высотой 1200 и 1800 мм и длиной 6,0 м. Плотность легкого бетона в панелях r=1200 кг/м³, вес 1 кв. м стены — 360 кг. Простеночные панели опираются на цокольные, которые укладываются, в свою очередь, на подколонники фундаментов. На рис. 2 приведены схемы компоновки наружных стен здания из самонесущих и цокольных панелей, а на рис. 6 — габаритные размеры этих панелей.

5. Колонны — сборные железобетонные ступенчатые пря­моугольного сечения по серии 1.424.1-5.

Высоту надкрановой части колонн и размеры сечений их по этой серии принимают в зависимости от величины пролета и высота здания, шага колонн, грузоподъемности и режима работы мостовых кранов.

В курсовом проекте при использовании в покрытии двускатных балок принят пролет здания 12 м. Высота от низа покрытия до уровня пола (Н) принята 9,6 м. Продольный шаг колонн принят 6 м. Режим работы мостовых кранов – нормальный, группы 5К, грузоподъемность их от 16 т.

Высота надкрановой части колонны (Н_В) составляет от 3,5 м. Ширина сечения (b) колонн принята 400 мм. Высоту сечения надкрановой части колонн (h_В) принимаем для крайних колонн – 380 мм, для средних колонн – 600 мм.

Высоту сечения подкрановой части колонны (h_Н) необходимо принимать исходя из условия обеспечения их жёсткости:

- при кранах с Q>10т,

где: - высота подкрановой части колонны;

- расчётная высота колонны.

Размер должен быть не менее 500 мм для крайних колонн и 600 мм для средних.

Для статического расчёта принимаем:

- высоту колонны: ;

- высоту надкрановой части Н_В = 3,5 м;

- высоту подкрановой части Н_Н = 9,8 – 3,5 = 6,3 м.

Сечение колонны надкрановой части для крайней колонны 380´400 мм; для средней колонны 600´400 мм.

Сечение колонны подкрановой части при Q=16т:

Принимаем размеры сечения подкрановой части для крайней и средней колонн 600´400 мм (рис. 7).

6. Фундаменты под колонны приняты монолитными ступенчатыми со стаканной частью и учетом нулевого цикла производства работ — по серии 1.412-1/77 (отметка верха их — 0,15 м). Колонны заделываются в стаканы фундаментов на глубину 750 мм. Отметка подошвы фундаментов принимается с учетом глубины промерзания грунта для заданного района строитель­ства, но не менее 1,35 м с учетом мини­мальной толщины фундаментной плиты под колонной — 200 мм и слоя бетона или раствора под ней — 50 мм.

Все размеры фундаментов должны быть кратными 300 мм с учетом применения инвентар­ной щитовой опалубки.

При этом размер подошвы фундамента в плоскости момента принимают на 300¸600 мм больше другой стороны. Соотноше­ния вылета нижней ступени к её высоте рекомендуется прини­мать не более двух, верхних ступеней – 1:1.

В нашем случае глубину заложения фундаментов принимаем 2,25 м, высоту фундамента 210 см, высоты ступеней — 300 мм (рис. 7).

Рис. 1. Поперечный разрез (а) и фрагмент плана здания (б)

Рис. 2а. Компоновка наружных стен промышленных зданий и самонесущих панелей: поперечное сечение стены.

Рис. 2б. Компоновка наружных стен промышленных зданий и самонесущих панелей: фрагмент фасада и плана стен.

Рис. 3. Конструкция покрытия здания – ребристые плиты 1,5×6м

Рис. 4. Геометрические размеры балки

Рис. 5. Подкрановая балка пролётом 6м.

Рис 6. Легкобетонные стеновые панели: а) и б) самонесущие; в) цокольные

Рис. 7. Общий вид колонн и фундаментов.

Определение нагрузок

Двумя поперечными сечениями по осям смежных оконных проемов между колоннами вдоль здания вырезаем участок – поперечник, состоящий из одного поперечного ряда колонн, связанных между собой ригелями покрытий с уложенными по ним плитам с утеплителем и кровлей (рис. 8). Этот поперечник рассматривается в расчете как одноэтажная рама со стойками (колоннами), жестко заделанными в фундаментах и шарнирно связанными между собой поверху ригелями.

На эту раму действуют следующие виды нагрузок:

- постоянная– от веса конструкций покрытия, стен, подкрановых балок, колонн;

- временная – от снегового покрова, вертикальных и горизонтальных крановых нагрузок и давления ветра. Все временные нагрузки по времени их действия относят к кратковременным.

Коэффициенты надежности по нагрузке g_¦ приняты: от веса
конструкций - 1,1 (для легкобетонных конструкций при r_m £1600 кг/м³ – 1,2); от веса водоизоляционного ковра, теплоизоляции и стяжки –1,3 (укладка теплоизоляции и стяжки на объекте строительства – g_¦ = 1,3); крановой нагрузки – 1,2; ветровой и снеговой нагрузок – 1,4. Коэффициент надежности по ответственности здания g_n принят 1,0 (II уровень ответственности зданий и сооружений).

Рис. 8. Схема образования поперечника рамы в плане
(между сечениями «а – а» и «б – б»)

Постоянные нагрузки

Поиск по сайту: