Расчёт и конструирование сборных и монолитных железобетонных конструкций каркаса одноэтажного производственного здания

Министерство  образования и науки Украины

Национальная  академия природоохранного и курортного

строительства

Архитектурно  строительный факультет

 

 

 

Кафедра: «  железобетонных конструкций»

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

К КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ №2

по курсу: «железобетонные  конструкции».

 

Тема: «Расчёт и конструирование  сборных и монолитных железобетонных конструкций каркаса одноэтажного производственного здания».

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                              Выполнил:

                                                                              студент группы ПГС-401

                                                                              Жигна М.В.

                                                                              Консультировал:

                                                                              доц. Жигна В.В.

 

 

 

 

 

 

Симферополь 2007г

 Содержание.

1.Исходные данные 2

2.Конструктивное решение  здания 3

3.Статический  расчет рамы                                                                                         3

   3.1.Компановка  рамы                                                                                                3

   3.2.Сбор нагрузок на раму                                                                                       8

4.Расчет и  конструирование колонны по оси  Б                                                      19

  4.1.Конструирование колонны                                                                               22

5.Проектирование фундамента под  колонну по оси Б                                            24

    5.1.Сведения о материалах                                                                                     24

    5.2.Определение усилий                                                                                         24

    5.3.Расчет арматуры фундамента                                                                           29

    5.4.Расчет подколонника                                                                                         30

    5.5.Конструирование фундамента                                                                          31

6.Расчет и конструирование сборной предварительно напряжённой

арки пролётом 36 м. 32

    6.1. Сведения о конструкциях 32

    6.2. Расчётный пролёт и нагрузки. 32

    6.3. Геометрические характеристики и усилия в сечениях арки. 32

    6.4. Расчёт прочности затяжки. 39

    6.5. Определение потерь предварительного напряжения арматуры затяжки. 39

    6.6. Расчёт трещиностойкости затяжки 41

    6.7. Проверка прочности затяжки при обжатии бетона. 41

    6.8. Расчёт прочности нормальных сечений верхнего пояса арки. 41

    6.9. Расчёт прочности наклонных сечений арки. 47

    6.10. Расчёт прочности и трещиностойкости подвески. 48

    6.11. Конструирование арки 49

 

7.Список использованной литературы                                                                        50

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные.

1. Количество кранов  и их грузоподъемность  Q=2х150 кН (средний режим);

2. Пролёт здания В=36м

3. Количество пролётов - 1

4. Длина здания L=108м

5. Высота от пола  помещения до головки подкранового  рельса H_гол.р=12 м;

6. Место возведения  сооружения - Севастополь:  

7. Нормативное сопротивление  грунта основания Rⁿ_гр=0,26 МПа = 260 кН/м²;

8. Материал стен –  кирпич

 

 

 

 

Ветровая нагрузка W₀=46кгс/м²=0,46 кПа = 0,46 кН/м²;

При гололеде W_B=25кгс/м²=0,25 кПа = 0,25 кН/м²

Снеговая нагрузка   S₀=77кгс/м²= 0,77 кПа =0,77 кН/м².

Таблица 1.1.

Характеристики  крана

Грузоподъемность	Пролёт LK	Габаритные размеры				Давление колеса на крановый рельс		Масса
Главного крюка		К	ВК	В1	НК			тележки	крана
						Рmax	Рmin
кН	м	мм				кН		т
150	34,5	5000	6300	260	2400	250	58	8,5	46,5

 

Высота рельса

 

 

Рисунок 1.1. Схема мостового крана.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Конструктивное решение здания.

При пролете здания 36м и грузоподъемности крана 15т оптимальное решение компоновки здания - с шагом колонн 12м. Колонны сквозные двухветвевые, с привязкой 250мм. Здания разделено поперечным температурным швом  на два блока 60 и 48м. Колонны жестко защемлены в фундаментах стаканного типа. Ригель здания- 36м сборная арка. Арка является экономичным решением сборных большепролетных покрытий. Применим двух шарнирную арку с предварительно напряженными затяжками. По арке укладываем ребристые плиты покрытия 3х12м.

 

 

3. Статический расчет рамы.

3.1 Компоновка рамы.

Для выполнения статический  расчета конструкций здания или  сооружения используем компьютерный расчет с помощью программного комплекса “Лира”.

“Лира”- это многофункциональный программный комплекс для автоматизированного проектирования и конструирования, численного исследования прочности и устойчивости конструкций.

Выполняем компоновку конструктивной схемы здания

Размеры поперечных сечений  двухветвевых колонн рекомендуется  назначать исходя из размеров типовых конструкций.

Размеры колонн приведены  на рисунке 3.1.1.

Привязка крайних колонн к продольным разбивочным осям принимается  равной 250 мм.

Расчётная схема и конструктивная схема поперечной рамы изображена на рис. 3.1.2. и 3.1.3.

В качестве расчетной  схемы следует принимать пространственную раму, состоящую из плоских рам, объединенных покрытием в пространственный блок.

Нагрузки от веса покрытия, снега, ветра принимают действующим ко всем поперечным рамам, а нагрузки от вертикального и горизонтального действия крана прикладывают ко второй от торца блока поперечной раме.

 Моделируем в ПК “Лира” расчетную схему здания, сначала как плоскую регулярную раму (рис.3.1.4.), а затем задаем жесткость элементам и путем копирования получаем пространственную модель (рис.3.1.5.).

Выполняем сбор нагрузок и прикладываем их к раме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.1.4.Плоская регулярная рама.

 

 

 

 

Рис.3.1.5.Пространственный каркас здания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Сбор нагрузок на раму.

 

 

Таблица 3.2.1

Сбор нагрузок на покрытие на 1 м²

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, при		Расчётная нагрузка, при
ПОСТОЯННАЯ: - слой гравия, втопленного  в дёгтевую мастику - три слоя рулонного  ковра на дёгтевой мастике - цементно-песчаная стяжка – 30 мм ( ); - утеплитель (минераловатная  плита) – 100 мм ( );   - панель покрытия с  бетоном замоноличивания   ВСЕГО:     Принята к расчету:	0,18   0,09     0,6     0,1 0,05 2,2   qn=3,17	1,3   1,3     1,3     1,3 1,3      1,1	0,234   0,117     0,78     0,13 0,065 2,42   q=3,681 3,7
ВРЕМЕННАЯ: - снеговая (с=1), для I снегового района	sn=0,77	1,4	1,078

Постоянные нагрузки

Масса сборной предварительно напряженной арки .

Масса балки покрытия

Расчетная нагрузка на колонну от покрытия :

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки 114,7 кН и подкранового пути 1,5 кН/м на колонну.

Нагрузка от веса керамзитобетонных панелей ( ; )

 

 

Снеговая нагрузка для г.Севастополь (I снеговой район)

 

Крановые нагрузки.

 

Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяют по линии влияния давления на колонну (Рис.3.1.) и коэффициентом надежности по нагрузке , по нагрузке .

 

 

Рис 3.2.1. Установка крановой нагрузки в невыгодное положении

е и линия влияния  давления на колонну.

 

 

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо

,

где - масса крана,

- масса подкрановой тележки.

Расчетная тормозная  горизонтальная нагрузка на колонну  от двух сближенных кранов

Горизонтальная сила от поперечного торможения крана  приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке 13,1м.

 

 

Ветровая нагрузка.

Скоростной напор ветра  на высоте 10м над поверхностью земли  для III района

г.Севастополь 

Аэродинамический коэффициент  с наветренной стороны с=0,8,

 с заветренной с=-0,6.

Коэффициент надежности по нагрузке .

Ветровую нагрузку в  пределах высоты колонны до отметки 10м принимаем  равномерно распределенной, а от отметки 10м принимаем  с учетом изменения напора по высоте при среднем значении коэффициента увеличения скоростного напора ветра согласно табл. 3.2.

 

                                                  табл. 3.2.2.

Высота здания, м	Коэфф. увелич. cкоростного напора
10	1.0
20	1.25
40	1.5

 

Нагрузка от ветра с подветренной стороны:

Отметка 10,0м  ;

Отметка 10,7м  ;

Отметка 12,5м  ;

Отметка 16,2м  ;

Отметка 21,2м  ;

 

Нагрузка от ветра  с заветренной стороны:

Отметка 10,0м  ;

Отметка 16,2 м ;

Отметка 21,2м  ;

 

 

 

 

Нагрузка от ветра  с подветренной стороны:

Отметка 10,0м  ;

Отметка 16,2 м  ;

Отметка 21,2м  ;

 

Нагрузка от ветра  с заветренной стороны:

Отметка 10,0м  ;

Отметка 10,7м  ;

Отметка 12,5м  ;

Отметка 16,2м  ;

Отметка 21,2м  ;