Одноэтажное каркасное здание

СОДЕРЖАНИЕ: Министерство образования республики Беларусь УО ”Полоцкий государственный университет” Инженерно-строительный факультет Кафедра « Архитектура»

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.

Таблица 1			— Спецификация сборных железобетонных изделие			[
Формат	Зона	Позиция	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
				Колонны
		1		КЭ-01-52	14
		2		КФ 300x300	10
				Ферма
		3		ФСЗО	13
				Парапетные плиты

Окончание Таблицы 1

4	ПП30.4	68
	Фундаментные балки
5	ФБ6-2	24
	Подкрановые балки
6	БК 1 (6м)	24
	Плиты покрытия
7	П/Зхб-1	120
	Фундамент
8	ФГ42	26
	Стеновые панели
9	ПСДЗО	276

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

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]):

/_у а = 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.

Рисунок 1 — Поперечное сечение ребристой плиты покрытия.

Рисунок 2 — Расчётная схема поперечного сечения ребристой плиты.

2.1.2 Определение нагрузок

На плиту покрытия действуют постоянная нагрузка (от собственного веса плиты и веса кровли (рулонной — по заданию)) и временная (от снега). Состав кровли принимаем согласно данных Архитектурной части. Сбор нагрузок на плиту покрытия выполним в форме Таблицы 2.

Таблица 2 — Сбор нагрузок на плиту покрытия

Вид нагрузки

Нормативная

нагрузка,

кН/м²

Коэффициент надёжности,

У/

Расчётная нагрузка, кН/м

Окончание Таблицы 2

1	2	3 4
Постоянная:
Гидроизоляционный ковёр (два слоя «Стеклоизола»), т = 4.5кг (1м² ), (табл.2.1 [4])	0.09	1.35	0.122
Цементно-песчаная стяжка, р =1800кг/м³ ; 8 = 20мм; (табл.2.2 [4])	0.36	1.35	0.486
Утеплитель (пенополистирол), р = 55кг/м , 8 = 100мм; (табл.2.2 [41)	0.055	1.35	0.074
Пароизоляция (1 слой рубероида), р = 600кг\м , 8 = 1.5мм; (табл.2.2 [4])	0.009	1.35	0.012
Собственный вес плиты покрытия --------- 1 (масса 2.7т (табл.2.3 [4])) 3x12	27/(3x6) =1.5	1.15	1.725
Временная
Снеговая нагрузка: г. Могилёв (район II Б рис. 1.1 [4]) 8₀ =1.2кН/м² (табл. 2.4 [4]), ц = 1, т.к. а 25° (табл.2.6 [4]))	1.2	1.5	1.8
ИТОГО:			Е(ё+Я)с1 = 4.219

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).

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 .

^м м = /«/« ^ •/•(*—-) = 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_г с1² 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 , = -------- — =------------------ = 5.6\см

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.

-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;

ск

= 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

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН	Коэффициент надёжности, Г]	Расчётная нагрузка, кН
Снеговая нагрузка, кровля, собственный вес плиты покрытия; 8_гр — грузовая площадь, м²	Кё+Ч)кх8_гр = = 3.2143м6м = 57.852		!(8+Ч)4х5гр = = 4.2193м6м = 75.942
вес стропильной фермы ФБ301-1 (табл.2.3 [1])	186/2 = 93.0	1.35	125.55
вес колонны КЭ-01-52 (табл.2.3 [1])	57.0	1.35	76.95
ИТОГО:	(0+ й)_к = = 207		*(о+ 0)^* = 278.442

Требуемая площадь фундамента:

(0 + О)_к

207000

А,ш

= 0.67лг

я„ - у_т/ я,

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.

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:

(в + 0)_а 278.442

/*-

10.8

= 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*;

м..

4177

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

л.=-

= 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.

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.

Скачать архив с текстом документа