Проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом

Федеральное агентство  по образованию 

ГОУ ВПО Тюменский государственный  архитектурно-строительный университет

 

 

 

 

Кафедра строительных конструкций

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

«Проектирование многоэтажного промышленного здания

с неполным каркасом»

 

 

 

 

 

Выполнила: ст. гр. ЭУН04-1

       Малюгина А.В.

              Проверил:   Большаков А.А.

 

 

 

 

 

Тюмень, 2007

Содержание

 

1.Компоновка конструктивной схемы здания

2. Расчёт и конструирование сборного  перекрытия 

2.1.Расчёт и конструирование ребристой плиты перекрытия с учётом предварительного напряжения по I и II группам предельных состояний

2.1.1. Расчёт плиты перекрытии  по I группе предельных состояний

2.1.1.1 Определение нагрузок действующих  на плиту перекрытия 

2.1.1.2. Определение усилий для плиты перекрытия

2.1.1.3. Характеристики прочности  бетона и арматуры 

2.1.1.4. Назначение размеров поперечного  сечения плиты перекрытия 

2.1.1.5. Расчёт плиты перекрытия  по сечению нормальному к продольной  оси

2.1.1.6. Расчёт полки плиты на местный изгиб

2.1.1.7. Расчёт поперечного ребра  плиты перекрытия 

2.1.1.8. Расчёт плиты перекрытия  по сечению наклонному к продольной  оси

2.1.2. Расчёт плиты перекрытия  по II группе предельных состояний

2.1.2.1. Определение геометрических  характеристик приведённого сечения

2.1.2.2. определение потерь предварительного  напряжения арматуры

2.1.2.3. Расчёт плиты перекрытия  на образование трещин в растянутой  зоне

2.1.2.4. Расчёт прогиба плиты

2.2. Расчёт и проектирование крайнего  и среднего ригелей без учёта предварительного напряжения по I группе предельных состояний

2.2.1. Сбор нагрузок на ригель 

2.2.2. Определение усилий 

2.2.3. Характеристики прочности материалов 

2.2.4. Расчёт крайнего и среднего  ригелей по сечению нормальному  к продольной оси

2.2.5. Расчёт прочности ригеля по сечению наклонному к продольной оси

2.2.6. Построение эпюры материалов

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчёт простенка наружной  кирпичной стены

3.1. Установление размеров сечения  простенка

3.2. Определение нагрузок на простенок 

3.3. Характеристики прочности кирпича и цементно-песчаного раствора

3.4. Определение расчётных усилий  и проверка условия прочности

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Компоновка конструктивной  схемы здания

Семиэтажное промышленное здание имеет  размер в плане 21*52,8 м (ширина и длина) и шаг колонн 7*6,6 м (поперёк и вдоль). Пролёт В=7 м, шаг L=6,6 м. Высота этажа равна 5,4 м.

В состав конструкции балочного  сборного перекрытия входят плиты и  лежащие под ними балки, называемые ригелями. Плиты перекрытий – ребристые, предварительно напряжённые. Направление ригелей – поперёк продольной оси – обеспечивает наибольшую поперечную жёсткость здания. Ригели опираются на стены (на 250 мм) и колонны. Привязка колонн – центральная. Сечение колонн bxh=400x400 мм.

Стены  кирпичные,  толщиной  640 мм.  Привязка  кирпичной  стены  250 мм. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт и конструирование  сборного перекрытия

2.1 Расчёт и конструирование  ребристой плиты перекрытия с  учётом предварительного напряжения  по I и II группам предельных состояний

 

2.1.1 Расчёт плиты перекрытия  по I группе предельных состояний

2.1.1.1 Определение нагрузок действующих  на плиту перекрытия

– сбор нагрузок на 1 м² покрытия:

Таблица 1

Вид нагрузки	Нормативная величина нагрузки, кг/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная величина нагрузки, кг/м2
Постоянная нагрузка
1. гидроизоляция (три слоя рубероида на битумной мастике)	15	1,3	19,5
2. цементно-песчаная стяжка (толщиной  =20 мм и плотностью =1800 кг/м3)	36	1,3	46,8
3. утеплитель (керамзит толщиной =150 мм,  =600 кг/м3)	90	1,3	117
4. пароизоляция (один слой рубероида  на битумной мастике )	5	1,3	6,5
5. собственный вес плиты покрытия ( =2500кг/м3)	180	1,1	198
Итого	326		387,8
Временная (снеговая) нагрузка
1. снеговая нагрузка	126	0,7	180
Всего	452		567,8

 

180 кг/м² – снеговая нагрузка (расчётная) для г. Тюмени;

70 % – для длительной нагрузки;

30 % – для кратковременной нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 – сбор нагрузок на 1 м² перекрытия:

Таблица 2

Вид нагрузки	Нормативная величина нагрузки, кг/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная величина нагрузки, кг/м2
Постоянная нагрузка
1. линолеум	15	1,3	19,5
2. цементно-песчаная стяжка (толщиной  =300 мм и плотностью =1800 кг/м3)	54	1,3	70,2
3. шлакобетонная подгото- вка (толщиной =70 мм и плотностью =1600 кг/м3)	112	1,3	145,6
4. собственный вес плиты ( =2500кг/м3)	180	1,1	198
Итого	361		433,3
Временная нагрузка
– длительная	560	1,2	672
– кратковременная	240	1,2	288
Итого	800		960
Всего	1161		1393,3
Постоянная + временная  длительная	1921		1105,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1.2 Определение усилий  для плиты перекрытия

Для определения усилий необходимо рассчитать величину расчётной длины  плиты:

Максимальный  изгибающий момент:

Максимальная поперечная сила:

Высота ригеля:                      

Ширина ригеля:                     

Расчётная длина ригеля равна:

Определяем нормативную и расчётную  нагрузки на 1 погонный метр плиты перекрытия:

 

 

 

 

 

 

 

Нормативные величины:

1. Постоянная нагрузка:

, где  ; 

;

 

2. Временная нагрузка:            

;

;

3. Полная нагрузка:                     

;

;

4. Постоянная + временная длительная  нагрузка:

;

;

 

Расчётные величины:

1. Постоянная нагрузка:             

;

;

2. Временная нагрузка:

;

;

3. Полная нагрузка:

;

;

4. Постоянная + временная длительная  нагрузка:

;

Определяем нормативные и расчётные  усилия от вышеполученных нагрузок:

Нормативные усилия:

1. Постоянная нагрузка:

;

;

;

;

2. Временная нагрузка:

;

;

;

;

 

3. Полная нагрузка:

;

;

;

;

 

4. Постоянная + временная длительная нагрузка:

;

;

;

 

Расчётные усилия:

1. Постоянная нагрузка:

;

;

 

;

;

 

2. Временная нагрузка:

;

;

;

;

 

3. Полная нагрузка:

;

;

;

;

 

4. Постоянная + временная длительная нагрузка:

;

;

;

 

 

 

 

 

 

2.1.1.3 Характеристики  прочности бетона и арматуры

Плита предварительно напряжённая. Класс  бетона по прочности на осевое сжатие В 30. Бетон тяжёлый естественного твердения. Класс рабочей напрягаемой арматуры А-VI, класс рабочей ненапрягаемой арматуры А-II.

В30: – сжатие осевое (призменная прочность), принимается по таблице 12 [1];

         – растяжение осевое, принимается по таблице 12 [1];

         – сжатие осевое, принимается по таблице 13 [1];

         – растяжение осевое, принимается по таблице 13 [1];

        – начальный модуль упругости бетона, принимается по таблице 18 [1]

 А-VI: – нормативное сопротивление растяжению, принимается по таблице 19^* [1];

          – расчётное сопротивление растяжению, принимается по таблице 22^* [1];

          – модуль упругости арматуры, принимается по таблице 29^* [1]

А-II: – нормативное сопротивление растяжению, принимается по таблице 19^* [1];

          – расчётное сопротивление растяжению, принимается по таблице 22^* [1];

          – модуль упругости арматуры, принимается по таблице 29^* [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1.4 Назначение размеров  поперечного сечения плиты перекрытия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Армирование плиты перекрытия

Предварительно напряжённая арматура подбирается из расчёта плиты  по сечению нормальному к продольной оси. Сварная сетка С-1 подбирается  из расчёта полки плиты на местный  изгиб. Сетка С-1 – это косвенное  армирование. Сетка С-2 ставится конструктивно из арматуры такого же диаметра, что и для сетки С-1. Каркас Кр-1 подбирается из расчёта плиты по сечению наклонному к продольной оси. Каркас Кр-2  подбирается из расчёта поперечного ребра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1.5 Расчёт плиты  перекрытия по сечению нормальному к

продольной оси