Проектирование строительных конструкций. Определение нагрузок, действующих на здание

Страницы работы

25 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Вариант торгово-офисного комплекса представляет собой металлический каркас из сборных колонн и балок. Колонны имеют жесткое защемление в фундаменте. В продольном направлении осуществляется связевая конструктивная схема, в поперечном рамная конструктивная схема. Размеры здания в плане 22,5*42 м. Шаг поперечных рам различен. Их совместная пространственная работа, жесткость и устойчивость обеспечивается принятыми конструктивными схемами.

Расчет рамы был произведен электронным методом программой «Scad 7.31 R2». Результаты расчета представлены в приложении 1. Из условия обеспечения необходимой жесткости каркаса и допустимых горизонтальных перемещений по п.10.14 т.22 [8], где перемещения верхних точек каркаса не должны превышать

f<[f]=H/500

где h – общая высота здания от уровня земли, H=53,6м;

[f]=53600/500=107мм;

В приложение 1 максимальное перемещение X=68.73<107мм;

В данном разделе на основе результата расчета рамы (приложение 1) производится точный расчет по прочности и устойчивости несущих элементов, а также расчет узлов, с учетом всех необходимых факторов по нормам [10]. При определении сечения элементов используется ручной метод расчета с использованием формул [10].

Ориентация конструктивных элементов по главным осям здания представлена на рис. 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4.

Схема расположения элементов каркаса на 1-6 этажах.

Рис 2.1.

Схема расположения элементов каркаса на 7-14 этажах.

Рис 2.2.

Рис. 2.3.

Рис.2.4.

2.1 Описание принятого варианта.

Основные несущие конструкции запроектированы в виде стального каркаса из колонн, ригелей и связей. Колонны жестко защемлены в фундаменте. В продольном направлении связевая конструктивная схема, в поперечном направлении рамная конструктивная схема. Включение в совместную работу рам происходит за счёт дисков перекрытия.

2.2 Определение нагрузок, действующих на здание.

2.2.1 Нагрузки на междуэтажное перекрытие

 Таблица 2.1 - Нагрузки на перекрытие подземные этажи.

 №

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности gf

Расчетная, кПа

п.п

1

Постоянные:

пол:

1.1

Цементно-песчанная стяжка g=1800кг/м3, d=80мм.

1.44

1.30

1.87

1.2

Ж/б плита перекрытия, d=220мм.

3.00

1.10

3.30

Ригель:

1.3

Вес ригеля

0.2

1.05

0.21

ИТОГО p

4.64

5.38

2

Временные:

2.1

длительная часть:

Перегородки каркасно-обшивные с применением гипсоволокнистых листов

1.00

1.30

1.30

2.2

кратковременная часть:

Машины

4.00

1.20

4.80

ИТОГО g

5.00

6.10

Полная q=p+g

9.64

11.48

 Таблица 2.2 - Нагрузки на перекрытие 1эт÷5эт.

 №

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности gf

Расчетная, кПа

п.п

1

Постоянные:

пол:

1.1

Плита мраморная на цементно песчаном растворе, g=2800кг/м3, d=20мм.

0.56

1.20

0.67

1.2

Цементно-песчанная стяжка g=1800кг/м3, d=20мм.

0.36

1.30

0.47

1.3

Теплоизоляционный и звукоизоляционный слой  g=125кг/м3, d=50мм.

0.06

1.20

0.07

1.4

Ж/б плита перекрытия, d=220мм.

3.00

1.10

3.30

Ригель:

1.5

Вес ригеля

0.2

1.05

0.21

ИТОГО p

4.18

4.72

2

Временные:

2.1

длительная часть:

Перегородки каркасно-обшивные с применением гипсоволокнистых листов

1.00

1.30

1.30

2.2

кратковременная часть:

Посетители(люди)

4.00

1.20

4.80

ИТОГО g

5.00

6.10

Полная q=p+g

9.18

10.82

 Таблица 2.3 - Нагрузки на перекрытие 6эт÷14эт.

 №

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности gf

Расчетная, кПа

п.п

1

Постоянные:

пол:

1.1

Линолеум         g=1800кг/м3, d=20мм.

0.09

1.20

0.11

1.2

Клеящая мастика

0.03

1.30

0.04

1.3

Цементно-песчанная стяжка g=1800кг/м3, d=20мм.

0.36

1.30

0.47

1.4

Теплоизоляционный и звукоизоляционный слой  g=125кг/м3, d=50мм.

0.06

1.20

0.08

1.5

Ж/б плита перекрытия, d=220мм.

3.00

1.10

3.30

Ригель:

1.6

Вес ригеля

0.2

1.05

0.21

ИТОГО p

3.74

4.21

2

Временные:

2.1

длительная часть:

Перегородки каркасно-обшивные с применением гипсоволокнистых листов

1.00

1.30

1.30

2.2

кратковременная часть:

Посетители (Люди)

2,00 . 0,5 =1,0

1.20

1.20

ИТОГО g

2.00

2.50

Полная q=p+g

5.74

6.71

По СНиП 2.01.07-85 п.3.9., при определении продольных усилий для расчета колонн, стен и фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух перекрытий и более, полные нормативные значения нагрузок. указанные в табл. 3, следует снижать умножением на коэффициент сочетания yn:

для офисных помещений (при А > А1 = 9 м2),

п - общее число перекрытий

 Определяем нагрузку от стенового ограждения приходящуюся на 1м перекрытия. Сбор нагрузок от стенового ограждения приведен в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Нагрузки от стенового ограждения.

№  п.п

Наименование нагрузки

Нормативная, кН/м

Коэффициент надежности gf

Расчетная, кН/м

1эт-:-6эт

1

Кирпич высотой 4,2м

13.23

1.10

14.55

g=1800кг/м3,d=250мм.

30%  на оконные проемы

2

Фасад высотой 4,2м (утеплитель, фасадная панель, крепёжные элементы)

2.10

1.20

2.52

g=50кг/м2

ИТОГО g

15.33

17.07

7эт-:-14эт

1

Кирпич высотой 3,3м

10.40

1.10

11.44

g=1800кг/м3,d=250мм.

30%  на оконные проемы

2

Фасад высотой 3,3м (утеплитель, фасадная панель, крепёжные элементы)

1.65

1.20

1.98

g=50кг/м2

ИТОГО g

12.05

13.42

Определяем нагрузку от веса покрытия. Сбор нагрузок приведен в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Нагрузки на покрытие.

№  п.п

Наименование нагрузки

Нормативная, кПа

Коэффициент надежности gf

Расчетная, кПа

1.1

Защитный слой из гравия

0.50

1.30

0.65

g=800кг/м3, d=62мм

1.2

Гидроизоляционный ковер g=600кг/м3, d=20мм

0.12

1.20

0.14

1.3

Цементно-песчанная стяжка g=1800кг/м3, d=30мм.

0.54

1.30

0.70

1.4

Керамзитовый гравий по уклону g=1200кг/м3, d=50мм.

0.60

1.30

0.78

1.5

Теплоизоляционный слой (минераловатные плиты) g=125кг/м3, d=150мм.

0.18

1.20

0.22

1.6

Ж/б плита перекрытия, d=220мм.

3.00

1.10

3.30

1.7

Вес ригеля

0.20

1.05

0.21

ИТОГО g

5.14

6.00

2.2.2 Снеговая нагрузка

Снеговой район для города Новосибирска –IV [8]. Расчетное значение веса снегового покрова s0 =2,4кН/м2. Расчетная снеговая нагрузка на 1м2 площади горизонтальной проекции покрытия должна определяться по формуле

, (2.17)

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с пп.5.3-5.6.

μ =1, т.к. по п.5.5* Снижение снеговой нагрузки, придусматриваемое настоящим пунктом, не распространяется: на покрытия зданий в районах со среднемесячной температурой воздуха в январе выше минус 5˚С.

Расчетное значение снеговой нагрузки:

.

2.2.3 Ветровая нагрузка

Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней и пульсационной составляющих.

При расчете многоэтажных зданий высотой более 40м необходимо учитывать пульсационную составляющую.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

, (2.18)

w0 – нормативное значение ветрового давления (п.6.4. [8]), ветровой район  для города Новосибирска – III, тип местности – Б. w0 =0,38кПа;

k – коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте (п.6.5.[8]);

с – аэродинамический коэффициент, принимаемый в зависимости от профиля здания и схемы ветровой нагрузки (п.6.6.[8]).

се=+0,8 с наветренной стороны и се=-0,6 с подветренной стороны (прил.4, п.1.[8]).

Высота здания от поверхности земли H=53,6м.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке γf следует принимать равным 1,4 (п.6.11[8]).

Определяем расчетное значение ветровой нагрузки с наветренной и подветренной стороны.

Таблица 2.5 - Ветровая нагрузка

Этаж (отметка, м)

Действи-тельная отметка, м

k

wm, т/м2

Нормативная нагрузка с наветренной стороны, т/м

 Расчётная нагрузка с наветренной стороны, т/м

wm, т/м2

Нормативная нагрузка с подветренной стороны, т/м

Расчётная нагрузка с подветренной стороны, т/м

0,000

0,50

0,015

0,011

1 (0,000)

0,052

0,072

0,039

0,054

3,400

0,50

0,015

0,011

2 (+4,800)

0,074

0,104

0,056

0,078

7,900

0,59

0,018

0,013

3 (+9,000)

0,082

0,114

0,061

0,086

12,100

0,69

0,021

0,016

4(+13,200)

0,094

0,131

0,070

0,098

16,300

0,78

0,024

0,018

5(+17,400)

0,104

0,146

0,078

0,109

20,500

0,86

0,026

0,020

6(+21,600)

0,113

0,158

0,085

0,118

24,700

0,91

0,028

0,021

7(+25,800)

0,106

0,149

0,080

0,112

28,450

0,96

0,029

0,022

8(+29,100)

0,098

0,137

0,073

0,103

31,750

1,00

0,030

0,023

9(+32,400)

0,102

0,143

0,077

0,107

35,050

1,04

0,032

0,024

10(+35,700)

0,106

0,149

0,080

0,112

38,350

1,08

0,033

0,025

11(+39,000)

0,110

0,154

0,083

0,116

41,650

1,12

0,034

0,025

12(+42,300)

0,114

0,159

0,085

0,119

44,950

1,15

0,035

0,026

13(+45,600)

0,117

0,164

0,088

0,123

48,250

1,18

0,036

0,027

14(+48,900)

0,115

0,161

0,086

0,120

51,400

1,21

0,037

0,028

перек.

0,120

0,168

0,090

0,126

54,600

1,25

0,038

0,028

Каркас здания нагружаем распределёнными силами в уровне перекрытий.

2.3 Расчет рамно-связевой системы.

2.3.1 Подбор сечения балок.

2.3.1.1 Ригель Б1.

Ригель Б1 не воспринимает нагрузок, кроме собственного веса, и является элементом служащим для уменьшения расчётной длины колонн, в связевом

Похожие материалы

Информация о работе