Проектирование крайней колонны и предварительно напряжённой ребристой плиты одноэтажного промздания

Содержание

Введение…..……..…………………………………………………………….….4

1. Расчет поперечной рамы……………..……………………………………...5

1.1. Данные для проектирования…………………………………………...5

1.2. Компоновка поперечной рамы…………………………………………6

1.3. Сбор нагрузки на раму………………………………………………….7

1.4. Подготовка исходных данных………………………………………...12

1.5. Результаты расчета…………………………………………………….14

2. Расчет и конструирование колонны………..………………..…………...16

2.1. Надкрановая часть колонны…………………………………………..17

                  2.1.1. Расчет в плоскости изгиба……………………………..……. 17

                  2.1.2. Расчет из плоскости изгиба………..………….…………..… 20

                  2.1.3. Расчет на действие поперечной силы…...………………..… 20

       2.2. Подкрановая часть колонны…………………………………………...21

                  2.2.1. Расчет в плоскости изгиба……………………………..……. 21

                  2.2.2. Расчет из плоскости изгиба………..…………………..……. 25

3. Предварипельно напряженная ребристая плита покрытия.………….26

3.1. Данные для проектирования………………………………………….26

3.2. Определение нагрузок…………………………………………………27

3.3.  Расчет элементов плиты по прочности……………………………...28

          3.3.1. Расчет полки плиты…………………………………………...28

          3.3.2. Расчет поперечных ребер плиты……………………………..30

3.4. Расчет плиты по прочности в стадии эксплуатации………………...33

        3.5. Определение геометрических характеристик поперечного сечения

                плиты ………………………….………………………………………38

        3.6. Предварительное напряжение арматуры и его потери...……………40

        3.7. Расчёт плиты по предельным состояниям второй группы……….…42

                 3.7.1. Расчёт по образованию трещин………………………………42

                 3.7.2. Определение прогиба плиты….………………………………47

        3.8. Расчёт плиты в стадии изготовления, транспортирования

               и монтажа…………………………………………………...……….…49

Литература………………………………………………………………..….....55

Введение

Каркас одноэтажных промзданий представляет собой несущие конструкции, связанные в неизменяемую пространственную систему. При расчёте эта система обычно расчленяется на две плоские системы – продольную и поперечную. В поперечную систему каркасов включают только колонны и ригели покрытий и перекрытий. В продольную систему каркаса включают колонны (входящие одновременно и в поперечную систему), подкрановые балки, подстропильные конструкции, вертикальные связи и те из продольных элементов, которые одновременно выполняют роль связевых, обеспечивая устойчивость колонн и неизменяемость системы.

Поперечная система каркаса независимо от её конструктивной и расчётной схем условно называется рамой.

В зависимости от характера сопряжения элементов каркаса друг с другом различают следующие схемы:

-  шарнирные, в которых сопряжения всех элементов друг с другом при расчёте принимают шарнирным;

-  жёсткие, в которых все элементы жёстко сопряжены друг с другом;

-  смешанные, в которых часть элементов сопрягается шарнирно, а часть жёстко.

В поперечной системе (раме) каркаса колонны обычно проектируют жёстко заделанными в фундаменте, что обеспечивает неизменяемость рам при шарнирных схемах и придаёт им большую жёсткость, а в продольной системе – шарнирно опёртыми, при чём неизменяемость продольной системы обеспечивается постановкой по колоннам вертикальных связей.

В этом курсовом проекте следует запроектировать крайнюю колонну и предварительно напряжённую ребристую плиту.

1.  Расчет поперечной рамы

1.1 . Данные для проектирования

        Здание трех пролетное, отапливаемое. Класс ответственности здания II (). Место строительства  г. Новокузнецк  (местность открытая). Длина температурных блоков здания 60 м. Пролет здания L = 24 м, шаг колонн В = 12 м.

        Конструкция покрытия здания принимается по данным таблицы 1.1.

Таблица 1.1.

Сбор постоянной нагрузки на 1 м² покрытия

Нагрузка	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Рулонный ковер Асфальтовая стяжка   Утеплитель (плиты)   Обмазочная пароизоляция Железобетонные плиты покрытия 3´12 м	150 0,02317500 = = 350 0,134000 = = 400         50       2050	1,3         1,3         1,2         1,3         1,1	195       455       480         65     2255
Итого:			3450

Подбор конструкций производим по [1].

Стропильные конструкции  железобетонные фермы ФПП-12-24-11 пролетом 24 м (вес фермы 16 т). Светоаэрационные фонари в покрытии отсутствуют.

Колонны железобетонные двухветвевые - крайние КД 11-49 (Н=14400, вес 14,7 т), средние КД-11-53 (Н=14400, вес 18,5 т).

Подкрановые балки железобетонные БКНЛ 12-2с, высотой h = 1,4 м (вес  10,7 т); вес 1 пог. м кранового рельса (h_р = 150 мм) вместе с креплением 90 кг/м.

Плиты покрытия железобетонные ребристые  (вес 6,8 т).

Наружное ограждение - навесные стеновые панели ПСП 40-2 толщиной 400 мм (вес панели 6´1,2 - 3,1 т, 6´1,8 – 4,7 т). Верхняя отметка стенового ограждения 17,7 м. Остекление ленточное. Нагрузка от веса нижнего участка стенового ограждения (вместе с остеклением) до отметки 9,9 м передается непосредственно на фундамент; нагрузка от участка стенового ограждения выше отметки 9,9 м передается на колонну на отметке 9,9 м.

1.2. Компоновка поперечной рамы

        "Привязка" крайних колонн к продольным разбивочным осям в соответствии с табл.1.1 [1] принимается равной 250 мм. При шаге колонн В = 12 м, грузоподъемности мостовых кранов Q = 10 т и отметке верха колонн 14,4 м крайние и средние колонны проектируем двухветвевыми с четырьмя промежуточными распорами (число панелей n_к=n_c=5).

        Длина надкрановой части крайних и средних колонн  Длина подкрановой части крайних и средних колонн (включая расстояние от уровня чистого пола до верха стакана фундамента):

Полная длина колонн (от верха стакана фундамента):

Размеры сечения надкрановой и подкрановой частей крайних и средних колон представлены на рис.1.1.

Рис. 1.1. Размеры сечения надкрановой и подкрановой частей крайних (а) и средних (б) колонн

        Моменты инерции сечений колонн.

Крайняя колонна:

- надкрановая часть

- подкрановая часть

- ветви

        Средняя колонна:

- надкрановая часть

- подкрановая часть

- ветви

1.3. Сбор нагрузки на раму

        Постоянные нагрузки:

а) сбор постоянной нагрузки на 1 м² покрытия  приведен в табл. 1.1. Вес стропильной балки  Расчетное давление стропильной балки на колонну:

Расчетная нагрузка от веса покрытия:

- на крайнюю колонну:

- на среднюю колонну:

б) нагрузки от собственного веса колонн определяются по геометрии сечений. Крайние колонны:

- надкрановая часть:

- подкрановая часть:

Средние колонны:

- надкрановая часть:

- подкрановая часть:  

в) нагрузка от веса стеновых панелей, расположенных выше отметки 9,9 м:

где

 - вес 1 м² стеновых панелей;  - вес 1 м² остекления;

 - суммарная высота полос стеновых панелей выше отметки 9,9 м;

 - высота остекления выше отметки 9,9 м.

Нагрузка от веса подкрановых балок (на крайние и средние колонны с одного пролета):

Суммарная величина нагрузки на отметке 9,9 м от веса стен