Одноэтажное каркасное здание

Министерство образования республики Беларусь

УО ”Полоцкий государственный университет”

Инженерно-строительный факультет

Кафедра « Архитектура»

Кафедра « Строительные конструкции»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции»

Тема работы: «Одноэтажное каркасное здание»

Исполнитель: студент 3 курса группы 06 ТВз

Рудов Александр Алексеевич

Руководители курсового проекта: Давидович А.С.

Хаткевич А.М

Новополоцк 2009

Министерство образования республики Беларусь

УО ”Полоцкий государственный университет”

Инженерно-строительный факультет

Кафедра строительных конструкций

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции»

Тема работы: «Одноэтажное каркасноеное здание»

Исполнитель: студент 3 курса группы 06ТВз

Рудов А.А.

Руководитель: Хаткевич А.М.

Новополоцк 2009

Содержание

1 Архитектурная часть................................................................................... 5

1.1 Объёмно-планировочное решение........................................................ 5

1.2 Конструктивное решение....................................................................... 5

1.3 Технико-экономические показатели...................................................... 6

1.4 Планировочные коэффициенты............................................................. 6

2 Расчётно-конструктивная часть................................................................... 7

2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия........................................ 7

2.1.1 Геометрический расчёт.................................................................... 7

2.1.2 Определение нагрузок..................................................................... 8

2.1.3 Расчёт продольного ребра по прочности....................................... 9

2.2 Расчёт фундамента............................................................................... 11

Список использованной литературы........................................................... 13

1 Архитектурная часть

1.1 Объёмно-планировочное решение

Место строительства: г. Полоцк.

Размеры здания:

Длина: L= 72.6 м;

Высота: Н= 15.7м;

Ширина: В= 30.6м.

Здание однопролётное (пролёт — 30м).

Шаг колонн: 12м.

Наружные стены: панельные двухслойные (толщина 0.3м).

Здание оборудовано мостовым краном, грузоподъёмностью Q = 30т.

1.2 Конструктивное решение

В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных элементов и изделий заводского изготовления, см. Таблицу 1.

Выбор конструктивных элементов и изделий осуществляем исходя из объёмно-планировочных параметров, вида и грузоподъемности кранового оборудования, климатологических характеристик района строительства [1].

В пролёте, оборудованным краном грузоподъемностью 30т, устанавливаются колонны серии КЭ-01-52 [2].

Железобетонные подкрановые балки принимаем двутаврового сечения (т.к. шаг колонн 6м), высота сечения 1000мм [3].

В качестве несущих конструкций покрытия используем стропильные фермы (пролёт 24м). Плиты покрытия, принимаем размером 3x12м.

Фундамент сборный стаканного типа ФГ42.

Стены — самонесущие панели 300мм.

5

Окончание Таблицы 1

1.3 Технико-экономические показатели

Пз — площадь застройки (площадь по наружной поверхности здания на уровне цоколя):

Пз = 72.6x30.6 = 2221.56м².

Пк — конструктивная площадь (площадь, занимаемая конструкциями: колоннами, стенами, перегородками):

Пк = 0.5x1x26+0.3x0.3x12+0.3x72.6x2+0.3x30.6x2 = 76.0м².

Пп — полезная площадь:

Пп = Пз - Пк = 2221.56 - 76.0 = 2145.56м².

Пр — рабочая площадь (площадь, в которой работают краны):

Пр = 28.5x72 = 2052м².

Устр — строительный объём (равен произведению площади поперечного сечения здания на длину здания):

Устр = 72.6x30.6x15.7 = 34878.5м³.

1.4 Планировочные коэффициенты

К, =

к, =

Пр ₌^052_ _{= ()}_₉₅₆

Пп 2145.56
Пр 16

= 0.034,

Пз 2221.56 Уест 34878.5

16.26.

Пп 2145.56

6

2 Расчётно-конструктивная часть 2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия

Требуется: произвести расчёт продольного ребра ребристой плиты покрытия по предельному состоянию 1-ой группы; определить площадь сечения продольной арматуры; сконструировать каркас продольного ребра (поперечные стержни подобрать из условия технологии сварки).

Исходные данные (из задания на курсовую работу):

Армирование продольных рёбер: ненапрягаемая арматура класса 8400.

Применяемый бетон: С20/25.

Здание возводится в г. Могилёв. Согласно Рисунку 1.1 [4] — II Б снеговой район (по таблице 2.4 [4] 8о — 1.2кПа).

Класс по условию эксплуатации: ХСЗ.

Расчётные данные:

Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):

Ус ~ 15

/_ск = 20МПа;

Д_сиЬе = 25МПа;

/с*=— = — = П.ЗЗМПа. Ус 1-5

Для арматуры 8400 (по таблице 1.2 [4]):

/_уа = 365МПа (06.0 — 40.0мм);

Е₅ = 200000МПа.

Номинальные размеры плиты покрытия в плане (по данным

Архитектурной части) — 3 х 6м.

2.1.1 Геометрический расчёт

На основе размеров типовых панелей задаёмся размерами плиты покрытия. Сечение изгибаемых однопролётных панелей рассчитываем как для тавровых сечений, т.к. ребристая плита имеет сложное сечение, то в расчётах мы принимаем эквивалентное тавровое сечение, которое получаем суммированием средних толщин всех рёбер и принятием ширины и толщины полки по её конструктивному габариту, см. Рисунки 1 и 2.

7

Окончание Таблицы 2

ПРИМЕЧАЕИЕ: коэффициент надежности «//» определяется в соответствии с табл. 2.7 [4].

2.1.3 Расчёт продольного ребра по прочности

Крупнопанельную плиту рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку П-образного поперечного сечения, которое приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне. При опирании панели на стропильную конструкцию (ферму) поверху расчётный пролёт /,_#

определяем по формуле: /_е# = /-(6/2) = 6.0-°-^/ = 5.85ж, где Ь — ширина

поперечного сечения несущей стропильной конструкции (фермы ФС 30).

9

Расчётная схема панели — балка с расчётным пролётом 1~ = 5.85м и

равномерно распределённой нагрузкой.

Максимальный изгибающий момент:

В-(8 + яЪ-1# 3-4.219-5.85^2
5 8 8

где В —- номинальная ширина панели, В = 3.0м;

(§⁺Ч)а— полная расчётная нагрузка, см. Таблицу 2.

Согласно п.7.1.2.7 СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции», вводимая в расчёт ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать 1/6 пролёта элемента (6.0/6 = 1000мм) и не более половины расстояния в свету между продольными ребрами ((2980 - 2*100)/2 = 1390мм). Получаем тавровое сечение со следующими размерами, см. Рисунок 2.

Для установления расчетного случая таврового сечения определяем, где проходит граница сжатой зоны. Предварительно проверяем условие, считая, что граница проходит в полке (Х_е// =И'_/),т.е. должно соблюдаться

неравенство — М_ва < М_ш.

^мм = /«/« ^ •&/•(<*—-) = 13.33-0.85-25-2980-(270-— ) = 217.362к#*л*.

Таким образом, условие М_ы < М_т соблюдается, следовательно,

нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е. х_е#<к_/.

Вычисляем коэффициент а_т как для элемента прямоугольного сечения

М* 54.144*10⁶

шириной: а_п=----------- -,---- - =-------------------------- = 0.022

/_с,-а-Ь_гс1² 13.33-0.85-2980-270²

По таблице 3.6 [4] находим т] а_т— 0.022 => т]= 0.979 (методом

интерполяции).

Требуемая площадь продольной арматуры (8400, / _уЛ = 365МПа по

, . М_$й 54.144 *10⁶ . „ ₂

заданию): А_К, =-------- — =------------------ = 5.6см

1_уЛ-П-Л 365-0.979-270

Количество арматурных стержней п = 2, по таблице 1.3 [4] принимаем

■у -

2020 А₈₁= 6.28см, что больше требуемой А_и— 5.61см. Арматуру располагаем по одному стержню в каждом ребре.

Поперечную арматуру принимаем из условий технологии сварки по таблице 3.7 [4]. При продольной арматуре 020 8400 принимаем поперечную арматуру 05 8240 (класс поперечной арматуры по заданию). Шаг поперечных стержней устанавливаем в соответствии с требованиями п.3.3.2. [4]:

- на приопорных участках (длиной 0.257 = 0.25-6000 = 1500мм):

л¹, < — =------- = 150лш => л*. = 150лш:

¹ 2 2 '

3 3

- в средней части элемента: з₂ < — •/» = — • 300 = 225лш => з₂ ⁼ 200мм.

10

-2

2.2 Расчёт фундамента

Определить площадь подошвы фундамента под колонну. Рассчитать необходимое сечение продольной арматуры в подошве фундамента в продольном и поперечном сечениях и разработать рабочий чертёж фундамента.

Расчётные данные:

Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):

Ус = 15;

/_ск = 20МПа;

Д_сиЬе = 25МПа;

= В.ЗЗМПа.

Ус 1.5

Для арматуры 8240 (по таблице 1.2 [4]): /_ус1 = 218МПа (05.5 — 40.0мм); Е_я - 200000МПа. Сбор нагрузок на фундамент выполним в форме Таблицы 3.

Таблица 3 — Сбор нагрузок на фундамент

= 0.67лг'

0.36 • 10⁶-(20-2.55)-10³

где Я₀-- условное расчетное сопротивление основания К₀ - О.ЗбМПа (по заданию);

у_т/ — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его

уступах, у_т/ =20 кН/м ;

Н] — глубина заложения фундамента, Н)^2.55м.

11

Согласно номенклатуре фундаментов типа ФГ, см. Таблицу 1, принимаем фундамент с размерами подошвы 3.6x3.0м. Площадь подошвы принятого фундамента: А_/ = 3.6 • 3.0 = 10.8ж².

На Рисунке 3 показана геометрия стакана с большей стороны.

1000

Рисунок 3 — Геометрические размеры принятого фундамента.

Н1 = 300мм — высота 1-ой ступени, см. Рисунок 3. Толщину защитного слоя бетона принимаем 80мм, т.к. под фундаментом нет подготовки (в соответствии с Архитектурной частью и согласно требованиям п.3.2 [4]). Рабочая высота первой ступени фундамента: 3,1 = 300 - 80 =220мм.

Если условно принять распределение реактивного давления грунта на подошву фундамента от нагрузок равномерным, то полное давление на грунт:

= 25.ШкН 1м'

М_$ах = 0.125-/_5/-(а-а₁)²-6 = 0.125-25.782-(3.6-3.0)²-3.0 = 3.481кЯм; М„,₂ = 0.125-/^ •(&-^²-а = 0.125-25.782-(3.0-2.4)²-3.6 = 4.177тс#л*;

При подсчете арматуры для фундамента за расчетный принимаем изгибающий момент М^₂, как для консоли с защемленным концом. Требуемое количество арматуры в одном направлении:

= 0.097сл^

0.9-г/,-/^ 0.9-220-218

По таблице 1.3 [4] принимаем 1503 8240 с шагом 250мм (по длинной стороне). В другом направлении (по короткой стороне) принимаем 2003 8240 с шагом 150мм.

12

Список использованной литературы

1. Зайцев Ю.В., Хохлова Л.П., Шубин Л.Ф. Основы архитектуры и строительные конструкции: Учебник для вузов/ под ред. Ю.В. Зайцева. — М.: Высш. шк, 1989. — 391 с.

2. Шерешевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: Учебное пособие для студентов строительных специальностей вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Стройиздат, ленингр. отд-ние, 1979, — 168 с.

3. Справочник проектировщика. Под ред. Г.И. Бердичевского. — М. Стройиздат, 1974.

4. Волик А. Р. Методические указания к выполнению расчетов строительных конструкций в контрольной работе по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции». - Новополоцк, ПТУ, 2006. - 30с.

13