Проектирование и расчет железобетонных конструкций промышленного здания, длинна которого равна 120 м, ширина – 36 м

                                                   Содержание

Исходные данные для проектирования. 3

Компоновка здания   5

Расчет поперечной рамы    5

Сбор нагрузок на раму  6

Нагрузки от покрытия  7

Ветровая нагрузка  9

Крановая нагрузка  11

Статический расчет поперечной рамы   13

Результаты расчета на ЭВМ. 15

Расчет и конструирование колонны    18

Расчет надкрановой части колонны19

Расчет подкрановой части колонны   22

Расчет и конструирование двускатной решетчатой балки   28

Предварительный подбор продольной напрягаемой арматуры   31

Определение геометрических характеристик приведенного сечения  33

Определение потерь предварительного напряжения  35

Расчет прочности наклонных сечений  39

Проверка прочности нормальных сечений  41

Расчет по образованию нормальных трещин  45

Расчет по раскрытию нормальных трещин  48

Расчет фундамента под среднюю двухветвевую колонну   51

Определение размеров подошвы фундамента  51

Проверка давления под подошвой фундамента  52

Расчет и конструирование тела фундамента  53

Список использованной литературы    55

Исходные данные для проектирования.

Вариант 3

-Место строительства: г. Владивосток

-IVветровая зона: ветровая нагрузка 0,48 кН/м².

-II снеговая зона: нагрузка от снегового покрова: кратковременная 0,6 кН/м² . Длительного действия: 0,6 кН/м² .

-Расчетное сопротивление грунта R₀=0,25 МПа.

-Параметры здания в плане:

1. Длинна – 120м,

2. Ширина – 36 м,

3. Пролет – 18 м,

4. Количество пролетов – 2

-Тип ригеля: балка решетчатая.

-Класс бетона напрягаемого элемента В-40.

-Высота здания до верха колонны Н=12,6м.

-Грузоподъемность кранов Q=50/12,5 т.

-Напрягаемая арматура А-IV.

Компоновка здания:

При внутренней высоте здания H=12,6 м, шаге колонн B=6 м и грузоподъемности крана 50/12.5 т. принимаю двухветвевые колонны с ветвями прямоугольного сечения с привязкой, равной 250мм. Крайние колонны с размерам b=600 мм, hвт=300 мм, hн=1400 мм;; hв=600 мм средние колонны - b=600 мм, hвт=350 мм, hв=600 мм hн=1900 мм. Высота подкрановых балок hп.б.=1000 мм, высота рельса hр=150 мм, вертикальный габарит крана hк=3150 мм, зазор не менее 100 мм. Тогда длина надкрановой части колонны:

Hв=1000+150+3150+100=4400 мм.

Общая длина колонны, учитываемая в расчете:

Hр=12600+150=12750 мм,

где 150 мм – расстояние от поверхности пола до верхнего обреза фундамента, считающегося местом заделки колонны.

Геометрическая (опалубочная) длина колонны:

Hг=12750+900=13650 мм,

где 900 мм – глубина заделки колонны в стакан фундамента.

Расчет поперечной рамы:

Расчетная схема (рисунок 2) представляет собой двухпролетную одноэтажную раму с шарнирно опертыми ригелями и жестко защемленными ступенчатыми колоннами. Поперечные горизонтальные нагрузки (от ветра и торможения тележки кранов) передаются от одной стойки к другой через поперечные ригели, которые для простоты расчета полагаем недеформируемыми вдоль их осей – тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными. При воздействии постоянной снеговой и ветровой нагрузок все рамы температурного блока деформируются одинаково, пространственная работа каркаса не проявляется. При воздействии крановых нагрузок, приложенных даже к одной раме, в работу вовлекаются все рамы блока, благодаря жесткому диску покрытия.

Рисунок.2

Сбор нагрузок на раму:

Постоянная нагрузка от покрытия складывается из веса конструкций покрытия, утеплителя и гидроизоляции.  Вес снегового покрова является временной нагрузкой, которую, согласно нормам, в некоторых случаях разделяют на  длительную и кратковременную. При учете полной снеговой нагрузки ее рассматривают как кратковременную. Величина снеговой нагрузки зависит от географического района.

Нагрузка на колонны передается в виде сосредоточенных сил N - опорных реакций элементов, непосредственно опирающихся на колонны стропильных решетчатых балок. Величину N определяют как произведение  равномерно распределенной нагрузки  на грузовую площадь колонны (рис, 3).  добавляя нагрузку от стропильных решетчатых балок.

Требуется определить расчетные нагрузки от покрытия на крайние и средние колонны двухпролетного здания.

Исходные данные: здание с двумя равными пролетами L= 18 м, шаг  колонн  l = 6 м,  стропильные конструкции – решетчатая балка; плиты покрытия - ребристые размером 3 x 6 м; состав кровли - газобетон (γ = 3,5 кН /м3) слоем 200 мм, цементная стяжка толщиной 30 мм, 3 слоя рубероида на битумной мастике, объект расположен в г. Владивостоке.

Нагрузки на покрытие приведены в табл. 1.

Таблица 1

№	Наименование	Нормативная нагрузка, кПа	Коэффициент надежности,	Расчетная нагрузка, кПа
Постоянная нагрузка:
1.	Рубероид	0,1	1,2	0,12
2.	Цементная стяжка мм кН/м3	0,54	1,1	0,59
3.	Газобетон 200 мм	0,7	1,2	0,84
4.	Плиты покрытия 3х6м	1,4	1,1	1,54
	Итого:	gn=2,74		g=3,09
Временная от снега:
5.	Длительная	0,6•0,7=42		0,6
6.	Кратковременная	0,6•0,7=0,42		0,6
	Итого:	pn=0,84		p=1,2
	Полная нагрузка	gn+pn=3,58		g+p=4,29
	Постоянная и длительная	3,16		3,69

При грузовой площади    

, м²              , м²

A₁=6×18/2=54 м²          A₂=6×18=108 м² 

Постоянная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия

 кН.

В том числе постоянная и длительная

 кН.

Собственный вес Решетчатой балки 85 кН, нагрузка на колонну от нее при                  кН.

Суммарная расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия

  кН.

В том числе постоянная и длительная

                           кН.

Сила N приложена на расстоянии 170 мм от разбивочной оси, ее эксцентриситет относительно геометрической оси надкрановой части колонны

|e| = 600/2-250-170 =120 мм.

По карте 1 [1] определяем, что Владивосток расположен в 2-ом снеговом районе с расчетным значением нагрузки от веса снегового покрова:

s₀ = 0,6 кПа. Тогда кратковременная расчетная

нагрузка на крайнюю колонну от веса снегового покрова

 кН.

Она приложена к верху колонны с тем же эксцентриситетом е₁ = 120 мм.

Превышение над подкрановой балкой

 мм.

  Грузовая площадь средней колонны вдвое больше, чем крайней, поэтому вдвое возрастают нагрузки от покрытия, веса стропильных ферм и снега. В итоге, N = 556,82 кН, Р = 64,8 кН. При одинаковых пролетах по обе стороны колонны, нагрузки на нее слева и справа будут одинаковыми, следовательно, силы N и Р приложены по оси колонны с эксцентриситетом е = 0.

   Ветровая нагрузка.

Исходные данные: тип местности В (городская территория), высота балок на опоре 900 мм, высота плит 300 мм, толщина кровли 240 мм. Тогда высота вертикальной части шатра

 Нш = 900 + 300 + 240 = 1440 мм.

По карте 3 [1] определяем, что Владивосток расположен в 4-ом ветровом районе с нормативным значением ветрового давления по табл. 5 [1] кПа, По табл. 6 [1] находим, что при высоте до 10м k2= 0,65, при высоте 20м k3= 0,85. Интерполируя значение k1 и k2 для высоты 14,04 м (высота с шатром) , получаем значение коэффициента k=0,731.Коэффициент для низа шатра определяется из интерполяции, для высоты до верха колонны, равной 12,6м. Значение коэффициента будет равно k=0,702. По схеме № 2 приложения 4 [1] принимаем аэродинамические коэффициенты