Материал: Проект каркаса здания

Проект каркаса здания

Содержание

1. Расчет поперечной рамы каркаса

.1 Исходные данные для расчета

.2 Выбор варианта конструктивного решения здания с шагом колонн 6 и 12 м

.3 Статический расчет поперечной рамы

.3.1 Определение нагрузок

.3.2 Определение усилий в стойках рамы

.3.3 Сочетания нагрузок и соответствующие им усилия в сечениях колонны

. Расчет колонн

.1 Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А

.1.1 Исходные данные для расчета

.1.2 Надкрановая часть колонны

.1.3 Подкрановая часть колонны

.1.4 Расчет на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже

.1.5 Расчет подкрановой консоли

.2 Подбор площади сечения арматуры для двухветвевой колонны по оси Б

.2.1 Исходные данные для расчета

.2.2 Надкрановая часть колонны

.2.3 Подкрановая часть колонны

.2.4 Расчет на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже

.2.5 Расчет подкрановой консоли

. Расчет фундамента под колонну по оси А

.1 Определение усилий

.2 Определение размеров подошвы фундамента

.3 Расчет прочности тела фундамента

.3.1 Расчет нa продавливание плитной части фундамента при стаканном сопряжении сборной колонны

.3.2 Определение площади сечения арматуры подошвы фундамента

.3.3 Расчет стаканной части фундамента (подколонника)

. Расчет предварительно напряженной балки покрытия

.1 Исходные данные для расчета

.2 Определение нагрузок

.3 Расчет по первой группе предельных состояний

.3.1 Расчет прочности по нормальным сечениям

.3.2 Расчет прочности по наклонным сечениям

.4 Расчет по второй группе предельных состояний

.4.1 Определения величины момента образования трещин

.4.2 Определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси балки

Список литературы

.   Расчет поперечной рамы каркаса

1.1    Исходные данные для расчета

Схема 1

Рис. 1. Схема поперечника здания

ü Ремонтно-механический цех;

ü  Район строительства по весу снегового покрова - III, по скоростному напору ветра - II;

ü  Общая длина здания - L = 84 м;

ü  Размеры пролетов - l₁ = 12 м;

ü  Грузоподъемность кранов - Q = 100 кН = 10 т (в каждом пролете по 2 крана среднего режима работы);

ü  Отметка головки рельса подкранового пути - h_гр = 6,0 м;

ü  Геологические и гидрогеологические данные - R = 0,2 МПа = 200 кН/м².

1.2    Выбор варианта конструктивного решения здания

Из трех основных объемно-планировочных параметров здания (пролет, шаг колонн, высота этажа) два определены заданием, и мы можем варьировать только шаг колонн вдоль здания. В одноэтажных производственных зданиях с кранами, как правило, выбирают унифицированный шаг колонн 6 или 12 м, поскольку при большем шаге подкрановые балки получаются чрезмерно тяжелыми.

Рассмотрим варианты конструктивного решения здания с шагом колонн 6 и 12 м.

Рис. 2. Эскиз поперечника здания при шаге колонн 6 м

При выборе несущих конструкций здания руководствуюсь основными рекомендациями методических указаний и справочной литературой, в которых приведены типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства.

Сравнение вариантов производится по расходу материалов на 1 м² площади пола цеха и стоимости конструкции в табличной форме (таблица 1).

Исходя из расхода материалов и стоимости на основании технологических требований, а также учитывая число пролетов рамы, принимаем для детального расчета вариант конструктивного решения с шагом крайних и средних колонн 12 м.

Использование шага 12 м для крайних и средних колонн будет целесообразнее, так как существует еще целый ряд факторов, например, затраты на работу механизмов, труд рабочих и т.д., и они будут значительно выше при увеличении количества элементов.

Кровля рулонная, утеплитель из пенобетона γ = 400 кг/м³ = 4 кН/м³, толщиной 10 см.

Рис. 3. Эскиз поперечника здания при шаге колонн 12 м

Покрытие из плит размером 3х12 м марки .

В качестве ригеля рамы принимаем железобетонную двускатную балку покрытия 1Б8-12-4.

Железобетонная предварительно напряженная подкрановая балка БКНВ-12-2 высотой 1,4 м.

Крайние колонны сплошные прямоугольного сечения марки 4КК84, привязка крайних колонн к разбивочным осям составляет 250 мм.

Средние колонны марки 8КК84.

Фундаменты под колонны стаканного типа.

Стеновые панели длиной 12 м и опираются на фундаментные балки.

В связи с тем, что длина здания составляет 84 м, назначаем один температурно-усадочный шов. В середине температурных блоков устанавливаем продольные вертикальные связи по колоннам.

Таблица 1

.3 Статический расчет поперечной рамы

1.3.1 Определение нагрузок

Постоянные нагрузки:

а) Собственный вес 1 м² покрытия:

Таблица 2

б) Расчетная нагрузка, передаваемая фермой покрытия на крайнюю колонну:

,

где G_bn = 4,7 т*9,81 = 46,11 кН - собственный вес фермы;

γ_n = 0,95 - коэффициент надежности по назначению (СНиП 2.01.07-85 табл.1);

l₁ = 12 м - пролет поперечной рамы;

l₂ = 12 м - шаг колонн.

.

Расчетная нагрузка, передаваемая балками покрытия на среднюю колонну:

в) Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и веса подкранового пути на колонну:

 кН,

где G_cb,n = 107 кН - собственный вес подкрановой балки;

,5 кН/ м - вес подкранового пути.

 = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл. 1);

г) Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:

Крайняя колонна, надкрановая часть:

 кН;

где bh₁ = 0,5х0,6 м - сечение верхней части колонны;

H₁ = 3,9 м - высота надкрановой части колонны;

γ = 25 кН/ м³ - удельный вес железобетона;

Крайняя колонна, подкрановая часть:

кН,

где h₂ = 0,7 м

Н₂ = 4,65 м;

γ = 25 кН/ м³ - удельный вес железобетона;

Средняя колонна, надкрановая часть:

Средняя колонна, подкрановая часть:

д) Нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в данном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая существенного влияния на колонны.

Временные (кратковременно действующие) нагрузки:

а) Снеговая нагрузка:

Для расчета колонн распределение снеговой нагрузки по покрытию принимается равномерным. Расчетная снеговая нагрузка на 1 м² площади покрытия

 кН/м²,

где  = 1,8 кН/м² - вес снегового покрова для III района строительства;

 = 1 - коэффициент.

Расчетная нагрузка от снега:

на крайнюю колонну

 кН;

на среднюю колонну

 кН

б) Вертикальная нагрузка от кранов:

Для заданного мостового электрического крана грузоподъемностью Q = 100 (ГОСТ 3332-54) пролет крана L = 11 м, ширина крана B = 6,3 м, база крана k = 4,4 м, наибольшее нормативное давление колеса на подкрановый рельс N_n,max = 115 кН, общий вес крана G = 175 кН, вес тележки Gt = 40 кН.

 кН,

Где m = 2 - число колес на одной стороне крана.

Расчетные максимальное и минимальное давления на колонну от двух сближенных кранов определяются по линии влияния давления на колонну (рис. 4):

Рис. 4. Определение усилий от кранов по линиям влияния

 кН

y = 0,85 - коэффициент сочетания для двух сближенных кранов среднего режима работы.

Расчетная горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана с гибким подвесом груза:

 кН,

Где 0,05 - коэффициент для кранов с гибким подвесом груза (СНиП 2.01.07-85 п.4,4);