Проектирования каркаса одноэтажного промышленного здания в г. Уфа (пролёт поперечной рамы - 30 м, высота фермы в коньке - 3,5 м)

Вятский Государственный Технический Университет

Инженерно-Строительный факультет

кафедра Строительных конструкций

Курсовой проект

на тему

“Каркас одноэтажного промышленного здания”

Пояснительная записка

 Киров 2000 г.

Задание на курсовой проект №2 по ЖБК

по теме «Каркас одноэтажного промышленного здания»

студента гр. С-53                       Подуева С. А.

Исходные данные:

1.  Тип ригеля                                                                 ферма

2.  Пролет рамы; высота фермы в коньке, м                  30; 3,5

3.  Шаг поперечных рам, м                                             6

4.  Грузоподъемности мостовых кранов, т                     16 – 32

5.  Отметка головки рельса, м                                                           11,8

6.  Место строительства                                                 г. Уфа

7.                                                            2,8

Здание отапливаемое. Длина здания не менее двух температурных блоков.

Задание выдал:                                                           Рожин Д. Н.

20 сентября 2000 г.

План здания

1 – 1

2 – 2

Габариты мостового крана

Компоновка поперечной рамы

Увеличиваем длину  на .

      ;

.

Эскиз колонны                                                   1– 1

2 – 2                                                                   3 – 3

Определение нагрузок

Расчетная схема рамы:

Проектируемое здание относится по степени ответственности к II классу, поэтому .

Постоянные нагрузки

Принимаем для расчета .

Вес фермы покрытия . Расчетная нагрузка на колонну от покрытия . Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси надкрановой части колонны .

Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки () и подкранового пути ()

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны .

Нагрузку от веса стен ниже отметки 4800 воспринимают фундаментные блоки. Расчетная нагрузка на колонну от веса керамзитобетонных панелей  и удельным весом , а также от заполнения оконных проемов () составляет:

Участок на отметке 12000:

на отметке 4950:

Расчетная нагрузка от веса колонн:

надкрановая часть: ;

подкрановая часть:

;

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка:

Для г. Уфа, расположенного в районе IV, вес снегового покрова , в том числе  относится к категории длительной.

При коэффициенте надежности по нагрузке  расчетная снеговая нагрузка на колонну: полная , в том числе длительная .

Крановые нагрузки:

Краны грузоподъемностью  () и  ()

Минимальное давление колеса крана:

Горизонтальное давление колеса крана:

Нагрузки на колонну:

Ветровая нагрузка:

Скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли для г. Уфа , аэродинамический коэффициент с наветренной стороны , с заветренной . Коэффициенты надежности по нагрузке для ветра .

Здание расположено в местности типа В.

Эквивалентное ветровое давление

Нагрузка в уровне покрытия

              .

Статический расчет

              Расчетная схема                                     Постоянная нагрузка

Снеговая нагрузка                                    Вертикальная крановая нагрузка

Горизонтальная крановая нагрузка                      Ветровая нагрузка

Расчетные усилия

Постоянная

Снег

Ветер

Кран-D

Кран-T

Расчет и конструирование колонн

Бетон тяжелый класса В15 естественного твердения  ; ; ; .

Продольная арматура класса A-III: ; ;

Поперечная арматура класса A-I: .

Сечение 3–3 на уровне верха консоли колонны

Сечение колонны  при , полезная высота сечения .

Расчет производится на следующие комбинации нагрузок:

1)            (1, 2 с )         ; ;

                                   (1, 2, 5 с )  ;

2)              (1, 2 с )         ; .

Расчет на первую комбинацию:

; .

В плоскости рамы расчетная длина   определяется по табл. 32 СНиП

Коэффициент продольного изгиба  определяется по формуле 91 (пособие)

, где

, где

 – момент от длительного действия нагрузки.

Для IV снегового района снеговая нагрузка с коэффициентом 0,5

 для тяжелого бетона

;

 принимаем равным , но не менее  .

, принимаем .

;

Определяем высоту сжатой зоны в бетоне

, где

,

т.к. , то имеем первый случай внецентренно сжатого элемента

арматуру устанавливаем конструктивно.

.

Принимаем 3Æ22 А-III с .

Расчет на второе сочетание: ; .

.

;

,

, то прочность сечения найдем из условия:

Прочность сечения обеспечена.

Расчет на третью комбинацию усилий

; .

Усилия M и N совпадают с первой комбинацией, следовательно расчет не производим.

Проверяем необходимость расчета

  ; ;

.

 расчет не производим.

Подкрановая часть колонны сечения 1–1

Высота всего сечения двухветвивой колонны 130 см, сечение ветви ; ;  расстояние между осями ветвей  расстояние между осями распорок , высота сечения распорок 40 см.

Комбинация усилий:

; ; .

; .

Приведенный радиус инерции сечения двухветвевой колонны в плоскости изгиба:

.

, необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

;

 – для тяжелого бетона

;

.

, принимаем .

;

  принимаем  тогда .

Подбор сечения арматуры:

;

где

.

Имеем расчетный случай . Армирование ветвей принимаем симметричное. Вычисляем

.

Принимаем 2Æ16 и 1Æ12 с .

Расчет подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба:

; ;  – расчет необходим.

Значение случайного эксцентриситета:

 принимаем .

;  – для тяжелого бетона

; .

, принимаем ; .

  при  – 2Æ16 и 1Æ12.

;

.

Определяем:

.

Принимаем 2Æ16 и 1Æ12 А-III с .

Расчет промежуточной распорки

Изгибающий момент в распорке . Сечение распорки прямоугольное: . Так как эпюра моментов двухзначная:

,

принимаем 3Æ14 А-III с .

Поперечная сила в распорке .

Определяем , где .

Так как , то необходимо произвести расчет на поперечную силу.

принимаем ;

расчет производим на

принимаем

принимаем .

;

;

;

;

;

.

Расчет верхней распорки

Расчетная комбинация усилий:

; .

Подбор нижней арматуры:

 [3] табл. 20

принимаем  А–III с .

Подбор верхней арматуры :

Так как  поперечную арматуру принимаем конструктивно  с мм.

Расчет внецентренно нагруженного монолитного фундамента

под крайнюю колонну одноэтажного промышленного здания

Исходные данные

Бетон тяжелый класса В12,5,, .

Рабочая арматура сеток класса А–III, .

Расчет выполняем на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий в сечении 1 – 1: ; ; .

Дополнительно необходимо учесть нагрузку от стенового ограждения, передающуюся на фундамент через фундаментные балки  с эксцентриситетом .

Колонна, заделываемая в фундаменте, двухветвевая с размером нижнего сечения 1300х500 мм и рабочей арматурой  А–III.

Глубина заложения фундамента 2,0 м, высота фундамента h=1,85 м; условное расчетное сопротивление грунта .

Предварительное определение размеров подошвы фундамента

 Усилия, действующие по подошве фундамента относительно оси симметрии, без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах, определяем по формулам:

Ориентировочно площадь подошвы фундамента определяем как для центрально нагруженного:

где  – средний объемный вес фундамента и грунта на его уступах.

Принимаем соотношение сторон фундамента :

      м; м, принимаем м; м

Уточняем расчетное сопротивление грунта при d=1,85 м, и ширине подошвы фундамента 2,1м:

Момент сопротивления подошвы фундамента в плоскости изгиба:            

Краевые давления на грунт:

Назначение геометрических размеров фундамента

Проектируем фундамент с подколонником стаканного типа. Глубину заделки двухветвевой  колонны с большим размером сечения  определяем согласно п. 2.2[3]:

При эксцентриситете продольной силы:  . Глубину заделки колонны принимаем м, что удовлетворяет условию анкеровки рабочей арматуры колонны .

Глубина стакана м. Остальные размеры приняты в соответствие с укрупненным модулем 3М.

Расчет плитной части фундамента

Определим давление в грунте подошвой фундамента  без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах:

      ;

Расчет на продавливание плитной части не производим, т.к. вылет консоли за грань пирамиды продавливания равен 0.

Определим площадь сечения рабочей арматуры сетки плитной части фундамента в направлении длинной стороны. Расчетный изгибающий момент в сечении 1 – 1, проходящем по грани подколонника:

       где             [1]

При шаге 200 мм на ширине  укладывается 11 стержней, принимаем   А–III с .

Процент армирования

Площадь арматуры в направлении короткой стороны определяем в сечении 2 – 2 по среднему давлению в грунте:

При шаге 200 мм на длине  укладывается 12 стержней, принимаем