Проектирование конструкции поперечной рамы одноэтажного промышленного здания. Статический расчет. Компоновка здания и поперечной рамы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский – на – Амуре государственный

 технический университет»

Факультет кадастра и строительства

Кафедра СиА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»

Проектирование конструкции поперечной рамы одноэтажного промышленного здания

Студент группы 9ПС                                                        

Руководитель проекта                                                                                                                                        

2013

Содержание

1. Статический расчет………………………………..…………………………...5

1.1 Общие сведения……….……..……..…………………………………………5

1.2  Компоновка здания и поперечной рамы…………………..………………..5

1.3  Определение нагрузок на раму..…………………..………………………...7

1.3.1  Постоянная нагрузка………………………..……………………………...7

1.3.2 Временные нагрузки……………………………………..………………..10

1.3.2.1 Снеговая нагрузка……….…………………………………………..…..10

1.3.2.2 Ветровая нагрузка………………………..………………….…………..11

1.3.2.3 Крановые нагрузки……………………………………………..……….13

1.4 Статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания……………………………………………………………………………..14

1.4.1 Расчет прочности крайней колонны...……..……..……………………….14

2. Расчет прочности сегментной стропильной фермы ……………….……..23

2.1 Назначение геометрических размеров………………………..………….23

2.2 Определение нагрузок на ферму………………………….………………23

2.3 Определение усилий в элементах ферм…………………………..………25

2.4 Расчетные характеристики……..…………………………..……………..26

2.5 Расчет элементов фермы……….………………………………..…………27

2.5.1 Расчет нижнего пояса …………….………………………………………27

2.5.1.1 Расчет по предельным состояниям первой  группы  на  прочность ……………………………………………………………………………….. …..27

2.5.1.2 Расчет по предельным состояниям второй группы…………….......28

2.5.1.3 Расчет по предельным состояниям второй группы. Расчет по образованию трещин………………………………………………………….…28

2.5.1.4 Расчет по кратковременному раскрытию трещин…………….…….31

2.5.1.5 Расчет по продолжительному раскрытию трещин ……………...........32

2.5.2 Расчет верхнего пояса ………………..……………………..……….........33

2.5.3 Расчет элементов решетки………………….…………….……….………37

2.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы ………………………...............39

2.5.4.1 Расчет поперечной арматуры в опорном узле ..……………….............39

2.5.4.2 Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле .……….............40

3. Расчет фундамента под колонну ……….………………………..……………43

3.1. Определение геометрических размеров фундамента .………………..……...43

3.2. Расчет арматуры фундамента…….…………………………………...………45

Приложение А.……………………………………………………….…………48

Список использованных источников…………………………………...………49

1.1  Общие сведения

Здание отапливаемое, однопролетное. Снеговая нагрузка по III географическому району, ветровая нагрузка для II района (СНиП 2.01.07-85). Пролеты здания 18 м, шаг колонн  6 м. Кровля из профнастила, плотность утеплителя 20 кг/м³, толщина 50 см. Мостовой кран грузоподъемностью 15 тонн.

1.2  Компоновка здания и поперечной рамы

В качестве основной несущей конструкции - железобетонные сегментные фермы пролетом 18 м с предварительно напряженным нижним растянутым поясом. Устройство фонарей не предусмотрено, цех оборудуется лампами дневного света. Плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3´6 м. Наружные стеновые панели, опирающиеся на фундаментную балку. Крайние и средние колонны проектируем сплошного сечения. Устанавливаются оконные блоки.   

Отметка кранового рельса 7,8 м. Высота кранового рельса 150 мм.

Колонны имеют длину от обреза фундамента до верха подкрановой консоли:

Н_н = 7,8 - 0,15 – 1,0 + 0,15 = 6,7 м

- расстояние от обреза фундамента до нулевой отметки, м

- высота подкрановой балки, м

_.- высота кранового рельса, м

 - отметка уровня головки рельса, м

Длина колонны от верха подкрановой консоли до низа стропильной

конструкции в соответствии с габаритом мостового крана, высотой подкрановой балки, рельса, размером зазора равна:

Н_в = 2,3 + 0,15 + 1,0 + 0,2 = 3,65 м

- расстояние от верха мостового крана до низа стропильной конструкции, м

- высота мостового крана, м

Полная высота колонн:

Н_к = 6,7 + 3,65 = 10,35 м

Расстояние от уровня чистого пола до верха колонны:

Н = 10,35 – 0,15 = 10,2

Так как     кратно 0,6 м, то  размер а₁ = 0,2 остается.

Привязку крайних колонн к разбивочным осям при шаге колонн 6 м, кране грузоподъемностью 15т принимаем 0 мм.

Соединение колонн с фермами выполняем путем сварки закладных деталей и в расчетной схеме поперечной рамы считаем шарнирным.

Рис.1.1 – Схема назначения размеров поперечной рамы по высоте

 Определение размеров поперечного сечения колонн:

Так как , то принимаем сплошные колонны.

Размеры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом

опирания ригелей на торец колонны без устройства специальных консолей.

Для крайних колонн:

- высота сечения надкрановой части колонны: = 380 мм

- высота сечения подкрановой части колонны:= 600 мм

Ширина сечения b = 400 мм, при шаге колонн 6м.

Соединение колонн с фермами выполняется сваркой закладных деталей и в расчетной схеме поперечной рамы считается шарнирным.

а – крайней колонны; б – средней колонны

Рис. 1.2 – Компоновка сечений колонн

1.3  Определение нагрузок на раму

1.3.1  Постоянная нагрузка

Нагрузка от веса покрытия приведена в таблице 1.1.  

Таблица 1.1  – Нагрузка от веса покрытия

Расчетное опорное давление фермы:

- от покрытия на крайнюю колонну определяется по формуле

,

где   кН/м² – расчетная нагрузка от покрытия;

В = 6 м – шаг колонн;

L = 18 м – пролет здания.

;

- от фермы на крайнюю колонну определяется по формуле:

,

где = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

= 90 кН – вес фермы.

.

Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

- на крайнюю колонну

,

;

Стена выполнена из шести панелей высотой 1,2 м, одной панели высотой 0,6 м и двух панелей со стеклами  высотой 1,2 м.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей определяется по формуле:

,

где  – вес 1м² стеновых панелей;

 – суммарная высота полос стеновых панелей.

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок:

 

где  – вес подкрановой балки, кН.

Расчетная нагрузка от веса крайних колонн:

- надкрановая часть:

- подкрановая часть:

Продольная сила на крайней колонне при нулевой привязке действует с эксцентриситетом в верхней части:

м

Момент:

На правую колонну действует такой же момент по модулю, но обратный по знаку:

Расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 30см с эксцентриситетом м

Расчетная нагрузка от подкрановых балок  с эксцентриситетом м

Расчетная нагрузка от надкрановой части колонны  с эксцентриситетом

Суммарное значение момента

Рис. 1.5 -  К определению эксцентриситетов продольных сил в крайней колонне

1.3.2 Временные нагрузки

1.3.2.1 Снеговая нагрузка

Вес снегового покрова на 1м² площади горизонтальной проекции

покрытия для III района, согласно главе СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия», S_n = 1800 Н/м².

Расчетная снеговая нагрузка при ; c = 1:

- на крайние колонны

1.3.2.2 Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления по главе СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия» для II района Н/м². При условии  значение аэродинамического коэффициента для наружных