95092

Одноэтажное промышленное здание в сборном железобетоне

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Район строительства: г. Смоленск Условное расчетное сопротивление грунта: Rгр =0,26 МПа Размеры здания в плане в осях 24х60 м. Количество пролетов: 1 Шаг крайних колонн: 6 м. Отметка низа стропильной конструкции: 10,8 м Мостовые краны (2 в пролете): 10 т. Вид ригеля: ферма раскосная шир 250мм...

Русский

2015-09-19

1.42 MB

1 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Марийский Государственный технический Университет

Кафедра СКиО

Курсовая работа

по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»

на тему «Одноэтажное промышленное здание

в сборном железобетоне»

Выполнил: ст.  гр. ПГС-41

Шишкин В.В.

Проверил: Бирюков А.Н.

Йошкар-Ола

2011

Содержание:

  1.  Исходные данные.

Район строительства: г. Смоленск

Условное расчетное сопротивление грунта: Rгр =0,26 МПа

Размеры здания в плане в осях 24х60 м.

Количество пролетов: 1

Шаг крайних колонн: 6 м.

Отметка низа стропильной конструкции: 10,8 м

Мостовые краны (2 в пролете): 10 т.

Вид ригеля: ферма раскосная шир 250мм

Плиты покрытия ребристые 3х6 м, стены из легкобетонных панелей толщиной 100 мм ()

Расчету подлежат: колонна, балка и фундамент.

  1.  Расчет несущих конструкций здания.

  1.  Компоновка поперечника здания

Элемент

Эскиз

Вес, т.

Колонна

крайняя

5К 120-I

8,10

Ферма раскосная шириной 300мм

2ФС24-8К7

11,2

Плита ребристая

3*6

1,5

Подкрановая балка

БК 6-2АУ-Т

10,3

Стеновая панель

2,376

3,564


Разрез одноэтажного промышленного здания

2.2. Сбор нагрузок на колонну (нагрузки на 1 м2 покрытия)

К постоянным нагрузкам относятся: вес покрытия, стеновых панелей, колонн и подкрановых балок.

Временные нагрузки (длительные и кратковременные): снеговая, крановая, ветровая.

Сбор нагрузок на 1 м2

№ п/п

Вид нагрузки

Нормативное значение     кН/м2

γf

Расчетное значение     кН/м2

1

Водоизоляционный ковер: 3слоя рубероида

0,15

1.3

0,195

2

Цементно-песчаная стяжка (γf=2000кг/м3)                20 мм

0,4

1.3

0,52

3

Утеплитель - минвата  γf=500кг/м3)        100 мм

0.5

1.3

0,65

4

Пароизоляция

0,5

1.3

0,065

5

Ж/б плита    (3х6)

1,8

1.1

1,98

Итого постоянные (γn=0.95)

3.2395

6

Снеговая полная г.Смоленск  -  V снеговой район

1.8

1.4

2.52(2.39)

в т. ч. длит.

0.86

1.2(1.14)

с учетом γn=0.95

Вертикальный расчет нагрузки на колонну:

1. Нагрузка от веса покрытия:

2. Вес фермы:

3. Вес стенового ограждения:

Вес панелей

Вес стены ограждения до отметки 4,2

1,8*6*40*0,95*1,1+1,2*6*40*0,95*1,1=752,4кгс

Вес стены ограждения от отметки 4,2 до отметки 7,2

Вес стены ограждения от отметки 7,2 до отметки 12

4. Собственный вес колонны

5. Вес подкрановой балки

6. Временная снеговая

в т.ч. длительнодействующая 82,08кН

7. Кратковременные нагрузки на колонну

Горизонтальная нагрузка

С учетом  - коэффициент сочетания нагрузок:

  1.  Ветровая нагрузка

Ветровой район I – г. Смоленск.

\

До отм. 12м.

W=0.23*0.69*0.8*1.4*0.95*6=1.013

Wподв=0,23*0,69*0,6**1,4*0,95*6=0,76

Wнап =0,23*0,69*0,8*1,4*0,95*6*1,8=1,824

Wот=0,23*0,69*0,6*1,4*0,95*6*1,8=1,368

  1.  Статический расчет рамы:

  1.  Определение характеристик рамы:

;

- момент инерции верхней части колонны;

- момент инерции нижней части колонны;

;

F1=233,24

F2=58,52

F3=36,58

F3=37,35

F4н=58,52

F5=51,54

е(l)

0

0

0.45

-

-

е(лн)

0.25

0.25

0.35

0

0.0,523

Предварительно определяем реакцию от единичного смещения:

Находим суммарную реакцию от единичного перемещения двух стоек:

Из канонического уравнения метода перемещений , определим фактическое перемещение верха колонны: , где  - реакция от конкретного силового загружения.

Окончательно упругая реакция в фиктивной связи определяется .

2. Усилия от постоянной нагрузки:

Т.к загружение колонны симметрично, то Δ=0

R l =R= 18,04кН

3. Снеговая нагрузка:

4. Крановая нагрузка:

4.1. Вертикальная давление

4.2. Горизонтальные нагрузки от кранов:

Для левой колонны:

Для правой колонны:

5. Ветровая нагрузка:

Для левой колонны

Для правой колонны


Таблица комбинаций нагрузок и расчетных усилий в сечениях колонны

нагрузки

Эпюры

элементов

сечения

0

1

2

3

M

N

M

N

M

N

M

N

1постоянная

-12,38

403,52

33,58

415,43

-92,91

503,55

0,9

562,07

2снеговая

0

82,08

1,01

82,08

-7,1

82,08

15,17

82,08

3крановая

Мах давление

0

0

-12,89

0

52,09

185,65

24,68

185,65

4крановая

Мin давление

0

0

-12,89

0

17,22

86,02

-1,98

86,02

5торможение влево

0

0

0,316

0

0,316

0

-34

0

6торможение вправо

0

0

4,5

0

4,5

0

14,18

0

7 ветер слева

0

0

-16,39

0

-16,39

0

-107,09

0

8ветер справа

0

0

16,6

0

16,6

0

126,32

0

Основное сочетание №1

(П+Д)+ΣК*0,9

0-0

1-1

2-2

3-3

M

N

M

N

M

N

M

N

Mмах +

-12,38

485,6

55,69

497,51

-23,72

689,2

166,08

747,72

Mмах -

-12,38

485,6

4,3

415,43

-120,4

585,63

-157,34

730,17

Nмах

-12,38

485,6

55,69

497,51

154,43

771,28

-25,39

829,8

Основное сочетание №2

(П+Д)+1К

Mмах +

-12,38

485,6

50,18

415,43

-99,51

689,2

125,42

562,07

Mмах -

-12,38

485,6

17,19

415,43

-104,01

585,63

-107,99

562,07

Nмах

-12,38

485,6

34,59

497,51

-40,32

689,2

37,96

747,72


  1.  Расчет колонны

3.1. Характеристики материалов:

Бетон класса В25:

Продольная арматура:  класса АIII:

Продольная арматура: класса АIII:

3.2. Подбор арматуры надкрановой части:

Расчетные усилия с учетом кратковременных нагрузок:

Размеры сечения: ;

;

;

.

Расчетная длинна надкрановой части: .

Расчетный эксцентриситет: .

Радиус инерции: , где h– высота сечения.

Гибкость:  -необходим учет прогиба колонны под нагрузку.

Так как относительный эксцентриситет:

то принимаем .

Коэффициент .

Предварительно принимаем: , тогда при

Коэффициент, учитывающий прогиб:;

где , D – жесткость элемента ;

Расчетный эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Относительная высота сжатой зоны:

Граничное значение:

- независимо от класса.

- случай больших эксцентриситетов.

Минимальное армирование: 48 .

Принимаем конструктивное армирование: 48 АIII.

  1.  


  1.  Расчет фундамента под колонну.

Фундамент внецентренно сжатый:

Исходные данные:

Характеристики материалов:

Бетон класса В12,5 ();

Продольная и поперечная арматура:

класса А-II:

Расчетные усилия (сечение 2-2):

- условное расчетное сопротивление грунта.

Нормативные значения усилий при осредненном коэффициенте надежности по нагрузке :


Принимаем: , .

Предварительная площадь фундамента:

- усредненный объемный вес фундамента и грунта на уступах.

1,05 – коэффициент, учитывающий наличие момента.

Назначая отношение сторон , получаем

            

Проверка принятого сечения:

Расчетные напряжения:

Проверяем рабочую высоту из условия продавливания

- условие выполняется.

  1.  

  1.  

  1.  

.Принимаем 10 Ø10 А-II, As=7.85 cм2

Принимаем 12 Ø10 А-II, As=7.86 cм2


5 РАСЧЕТ ФЕРМЫ

5.1 Исходные данные

Характеристики материалов: бетон класса В40 (γb=0.9): Rb=0,9х22=19,8 МПа, Rbt=0,9х1,4=1,26 МПа, Eb=32500 МПа, Rbt.ser=2,1 МПа.

Арматура напрягаемая класса А-V Rs=680 МПа, Rsw=405 МПа, Rsn=Rs.ser=785 МПа, Es=190000МПа

Ненапрягаемая арматура: класса А-III: Rs=Rsc=365 МПа (диаметром 10-40 мм), Es=200000МПа

5.2 Назначение геометрических характеристик

Принимаем ширину сечения поясов, b=300мм, h=360мм, ширину сечения раскосов , .

5.3 Подсчет нагрузок

Принимаем равномерно распределенные нагрузки:

Постоянную от покрытия нормативную , расчетную

Временную (снеговую) , , в том числе длительную  и кратковременную . Собственный вес фермы 11.2т, на 1 м длины .

Подсчет узловых нагрузок:

При действии постоянной и длительной временной равномерно распределенной

- шаг ферм             

           

При действии кратковременной равномерно распределенной

Суммарные узловые нагрузки

Опорные   реакции:

RA=RB=0,5 (2 F1+2 F2 +3·F3)  = 542,5 кН

Усилия в элементах фермы определяем с помощью метода вырезания узлов.

Геометрическая схема

5.4 Определение усилий в элементах фермы

Значения усилий в т.А определяем методом вырезания узлов. За расчетную нагрузку фермы принимается расстояние между осями поясов.

cos1 = ; sin1 =

∑Ма=(Р1+G1)*2900-Ra*5800-N3*1449=0

155*2900-542.5*5800-N3*1450=0

N3=-1065

y=0

N1*sinα-( Р1+G1)-N4*sinα+N3*sinα=0

N4= (N1*sinα-( Р1+G1) +N3*sinα)/sinα=147kH

∑Mв=(Р1+G1)*5900+( Р2+G2)*3000- Ra*8900-N5*2150

N5=1186

Расчетные усилия в элементах фермы

Элементы фермы

Панели

Усилия от полного загружения, кН

Верхний пояс

А-2

2-3

3-4

4-6

-1225

-1294

-1256

-1380

Нижний пояс

А-1

1-5

1100

1442

Раскосы

1-2

1-4

4-5

178

-233

-93

Стойка

1-3

5-6

62

116

5.5 Расчет элементов фермы

Расчет нижнего пояса.

Максимальное расчетное усилие . Определяем площадь сечения напрягаемой арматуры  

Принимаем 4 Ø25 А-V, As=19,63 см2

Расчет по предельным состояниям второй группы

Расчетное усилие:  При учете всех нагрузок  

То, же при  

1,2 – коэфф. для приближенного пересчета усилий от действия нагрузок при  к усилиям от нагрузок при .

Расчеты нижнего пояса по образованию и раскрытию трещин сведен в таблицу.

Таблица №6: Расчёт на образование, раскрытие и закрытие трещин

Вид расчета и формула

Данные расчета при армировании

Стержнями класса А-V

1

Расчетное усилие N, кН >1

То же при =1

1382

968,33

2

Приведенное сечение, см2:

Ared=A+αAsp; sb

3

Принятые характеристики

а) контролируемое напряжение при натяжении sp, МПа

б) передаточная прочность бетона Rbp=0,7B, МПа

0,9*800=720

35

в) коэффициент точности натяжения арматуры при подсчете потерь γsp

1

г) то же при расчете по образованию трещин

0,9

Расчет по образованию трещин

4

Подсчет первых потерь напряжений арматуры los1

а) от релаксации напряжений стали, МПа(при механическом способе натяжения):

1= 0,1sp-20

0,720–20=52

б) от температурного перепада при t=65 0С, МПа; 2=1,25 t

81,2

в) от деформации анкеров при натяжении на жесткие упоры стенда до бетонирования, МПа, 3/l

(при )

г) от быстронатекающей ползучести бетона:

Усилие обжатия бетона, кН, с учетом потерь 1,2,3 при γsp=1:

P1=γsp×Asp×(sp-1-2-3) (10-1)

1×22.81×(720-21.5-81.2-0)×10-1=1408

Напряжение обжатия бетона от действия усилия  P1 МПа; bp= P1/Ared

1408000/1382×(100)=10.2

Отношение bp/Rbp

10.2/35=0,3<0,85

потери при  bp/Rbp  а=0,8

6=0,85*40×(bp/Rbp)

0,85×50×0,3=12.4

Суммарные значения первых потерь, МПа: los1=1+2+3+6

21.6+81,2+0+12.4=115.2

5

Напряжение в арматуре за вычетом первых потерь, МПа:

720-115.2=604.8

6

Усилия предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь, кН

P01=01×Asp×(10-1)

604.8×22.81×(10-1)=1380

7

Напряжение в бетоне от действия усилия P01, МПа; bp=P01/ Ared

1380000/1382×(100)=9.98

Подсчет вторых потерь напряжений арматуры los2

8

а) от усадки бетона, подвергнутой тепловой обработке 8, МПа

40

б) от ползучести бетона при bp/Rbp0,75 МПа 9=0,85×150×(bp/Rbp)

0,85×200×0,3=51

Суммарное значение вторых потерь los2=8+9

91

9

Полные потери предварительного

натяжения: los=los1+los2

115.2+91=206.2>100

10

Напряжение в арматуре за вычетом всех потерь, МПа:

720-206.2=513.8

11

Полное усилие обжатия бетона, кН:

P02sp×02×Asp×(10-1)–(6+8+9)×As

γsp=1- γsp;

0,9×513.8×22.81×(10-1)-(11,9+40+43,1)×2,26×

×(10-1)=1055

где, As=2,26 см2 (8 6 А-I), продольная арматура огибающих сеток.

12

Усилие, воспринимаемое сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин, кН;

Ncrc=γi×(Rbt,ser(A+2αAs)+P02)

Так как Nn>Ncrc, то трещиностойкость сечения не обеспечена и поэтому нужны расчеты на раскрытие трещин

0,85×[2,1×(25×30+2×6,46×2,26)×(10-1)+597,38]=

=1405>1382


Расчет верхнего пояса

Максимальное расчетное значение принимаем

,

Принята арматура класса А-III, Rs=340 МПа.

Сечение пояса , длина , расчетная длина . Отношение  и . Пояс рассчитываем на внецентренное сжатие с учетом только случайного эксцентриситета , что равно , и больше чем .

Проверяем несущую способность сечения

Условие удовлетворяется.

Задаемся процентом армирования

As+As’=А=0,01*25*30=7,5 см2, что соответствует 416 А-III As =8,04 см2;

. Определяем  .

1128,32кН 1*0,886×(19,8×750+340×8,04)(100)=1575,72 кН - условие удовлетворяется;

Проверяем прочность элемента с учётом влияния прогиба:

Условная критическая сила Ncr:

где,

Коэффициент

Тогда расстояние

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

где,

Относительная продольная сила

значение

При  требуемая площадь симметрично расположенной арматуры:

значит, по расчёту на внецентренное сжатие с учётом влияния прогиба при принятом сечении пояса 25×30 см арматура не требуется. Оставляем размер сечения верхнего пояса одинаковым с нижним поясом и армирование по расчёту при случайном эксцентриситете ео=еа — 416 А-III As =8,04 см2.

5.6 Расчет элементов решетки

Рассмотрим раскос  с максимальным  усилием , . Сечение раскоса .

F=N/R=178000/34000=5.23см2

Принимаем конструктивно 4 Ø14 А-III, As=6.16 см2.

Процент армирования.

µ=Fa/F=6.16/15*25=1.6%

Определим ширину длительного раскрытия трещин при действии усилия постоянныхи длительных нагрузок , учит. коэф. n=1

Принятое сечение раскоса по длительному раскрытию трещинудовлетворяет условию.

Остальные растянутые раскосыи стойки , для кот. по табл. Стойки для которых значения усилий меньше, чем для раскосов армируем конструктивно 4 Ø10 А-III, As=3,14 см2.

µ=100Fa/F=100*3,14/15*25=0,84%> µмин

Несущая способность сечения

5.7 Расчет и конструирование узлов фермы

Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе

- расчетное усилие в стержне нижнего пояса

Принимаем 4 Ø18 А-III, As=8,04 см2.

Длина заделки

Расчет поперечной арматуры в опорном узле.

Расчетное усилие из условия прочности в наклонном сечении

- угол наклона

Принимаем конструктивно Ø10 А-III, Asw=0,785 см2.

Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении требуемая площадь поперечного стержня

Что меньше принятого Ø10 А-III, Asw=0,785 см2, условие прочности на изгиб в наклонном сечении удовлетворяется.

- усилие в приопорном стержне

- угол наклона приопорной панели

- высота сжатой зоны бетона.

- расстояние от центра тяжести сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в поперечной арматуре опорного узла.

Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле.

Рассмотрим первый промежуточный узел, где к верхнему поясу примыкает раскос нагруженный максимальным расчетным усилием .

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов

- условное увеличение длины заделки растянутой арматуры, при наличии на конце коротыша или петли.

- для узлов верхнего пояса

- для узлов нижнего пояса

- угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса

- количество поперечных стержней в каркасах

По расчету поперечные стержни в промежуточном узле не требуется.

Принимаем Ø6 А-III, через 100 мм.

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле

- число каркасов в узле или число огибающих стержней в сечении.

Принимаем Ø10 А-III, Asw=0,785 см2.

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Расчёт и проектирование одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне. Ч. I, II: Методические указания к выполнению курсового проекта/ сост. А.В. Григорьев. – Йошкар-Ола: МПИ, 1982.

  1.  Мандриков А.П. Примеры расчёта железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. – М.: Стройиздат, 1989.

  1.  Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1985.

  1.  СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

  1.  Бондаренко В.М., Судницын А.И., Назаренко В.Г.  Расчет железобетонных и каменных конструкций – Москва: «Высшая школа», 1988

  1.  СНиП2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13099. Классный час на тему «Приключение по стране рассказов Н.Н. Носова» 37.79 KB
  Классный час на тему Приключение по стране рассказов Н.Н. Носова. Тема: Приключение по стране рассказов Н.Н. Носова. Цель занятия: в игровой форме провести ознакомление и повторение произведений Н.Н. Носова. Участники: класс Продолжительность: 45 минут ...
13100. Классный час на тему «Что значит быть настоящим другом?» 51.5 KB
  Классный час на тему Что значит быть настоящим другом. 4й класс Цель: помочь детям разобраться в том каким должен быть настоящий друг. Задачи: определить важные для дружбы нравственные качества и содействовать их формированию; провести самооценку учащимися
13101. Сабақтың тақырыбы: БАЛА АБАЙ. 80.5 KB
  7 Ана тілі 2сынып Сабақтың тақырыбы: БАЛА АБАЙ. Сабақтың мақсаты: 1. Оқушыларды қазақтың классик ақыны Абай Құнанбаевтың өмірімен толығырақ таныстыру. 2. Мәтіндегі негізгі идеяны ұғындыру. 3. Әр түрлі ой дамыту стратегиялары арқылы өздік жұмыс і
13102. Сабақтың тақырыбы: ҚАНАҒАТ ҚАРЫН ТОЙҒЫЗАР (ел аузынан) 76.5 KB
  8 Ана тілі 3сынып Сабақтың тақырыбы: қанағат қарын тойғызар ел аузынан. Сабақтың мақсаты: 1. Тақырыптың идеясын ашу қанағатшыл шыдамды болуға үйрету. 2. Өтілген сабақ пен жаңа сабақты байланыстыру арқылы шығармашылық ойлау қабілетін дамыту...
13103. Сабақтың тақырыбы: ЕР ТАРҒЫН 47.5 KB
  4 Ана тілі 4сынып Сабақтың тақырыбы: ЕР ТАРҒЫН Сабақтың мақсаты: Батырлар жыры туралы оқушыларға жанжақты түсінік беру. Елін қорғау Отанын халқын сүю батырлар жырының басты қасиеттері екендігін оқушыларға ұғындыру. Ер Тарғынның ...
13104. Сыныптарға арналған «Соңғы қоңырау» салтанатты жиынының сценарийі 59.5 KB
  11 сыныптарға арналған Соңғы қоңырау салтанатты жиынының сценарийі. 2008 жыл. Фанфары Жүргізушілер шығады: Медетов М.О. және Құдайбергенова Шұғыла. Мият: Армысыздар ұстаздар оқушылар Қош бол алтын ұя мектебім атты салатанатты жиынға жиналған қауым.
13105. 1917-1941 ж.ж.кеңес мектебі мен педагогикасы 83.5 KB
  1917-1941 ж.ж.кеңес мектебі мен педагогикасы. Мектептің революциялық қайта құрылуы және алғашқы қадамдары. Халық ағарту ісінің барлық жүйесін қайта құру революцияның алғашқы күндерінен басталады. 1917 жылы 9 қарашадағы декрет бойынша Ағарту ісінің мемлекеттік комисс...
13106. 1941-1970 жж. кеңес мектебі мен педагогикасы 99.5 KB
  1941-1970 жж. кеңес мектебі мен педагогикасы. Ұлы Отан соғысы жылдарындағы мектеп және педагогика. Кеңес халқының фашистік Германияға қарсы соғысы көптеген материалдық күшті керек етті. Еңбекке жарайтын миллиондаған адамдарды бейбіт еңбектен бөлді. Соғыстың ауыр зар...
13107. 1980-1991 ж.ж. Кеңес мектебі мен педагогикасы 57 KB
  1980-1991 ж.ж. Кеңес мектебі мен педагогикасы. Жалпы білім беретін және кәсіби мектеп реформасының егізгі бағыттары 1984. Білім берудің жаңа сипаты мен түрлері дамуы. Жаңашыл мұғалімдердің ғылымитеориялық және әдістемелік ізденісі. Жалпы білім б...