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

11783. Работа с сервисными программами в операционной системе Windows’2000/2003 1.69 MB
  Лабораторная работа № 3. Тема: Работа с сервисными программами в операционной системе Windows’2000/2003. Цель работы: Получить практические навыки работы с дискетами и сервисными программами Windows’2000/2003. Содержание работы: Освоение основных приемов ра...
11784. Манипулирование файлами в Windows 95/98/2000/ХР. 55 KB
  Лабораторная работа № 0. Часть № 1. Манипулирование файлами в Windows 95/98/2000/ХР. ПРИМЕЧАНИЕ. На эту лабораторную работу надо принести дискету отформатированную чистую. Работать только с теми файлами которые вы скопировали чтобы ничего не испортить...
11785. Изучение основных правил работы в интерактивном режиме системы MatLab 45.5 KB
  Лабораторная работа №7 Изучение основных правил работы в интерактивном режиме системы MatLab. MatLab одна из популярных и тщательно проработанных систем автоматизации математических расчетов. Этот пакет широко используется во всем мире при решении задач связанных с...
11786. Программирование в MatLab и табулирование функций 120 KB
  Лабораторная работа №7 Программирование в MatLab и табулирование функций Цель работы Дальнейшее изучение прикладного пакета и освоение основных элементов программирования. Порядок выполнения лабораторной работы Создать 2 отдельных Мфайла содержащих каждый ...
11787. Анализ рынков с помощью ресурсов Интернета 216.5 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Анализ рынков с помощью ресурсов Интернета Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладна...
11788. Работа с сервисами в Интернете 304 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Работа с сервисами в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладная информатика
11789. Работа со специализированными базами данных в Интернете 732.5 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Работа со специализированными базами данных в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.6...
11790. Средства поиска информации в Интернете 907 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Средства поиска информации в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладная инфо
11791. Работа в виртуальной машине Microsoft Virtual PC 259.48 KB
  Отчёт по лабораторной работе №1: Работа в виртуальной машине Microsoft Virtual PC Список причин выключения компьютера раздела Shutdown Event Tracker: Other Planned – Выключение или перезагрузка по неизвестной причине. Выберите эту опцию если другие причины выключения/перезагру