Проектирование промышленного 2-х пролётного здания
ОБЪЁМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ
Размеры здания:= 48.93 (м) - длина;
Н1= 11.68 (м) - высота;
Н2= 24.93 (м) - ширина.
Отметка верха колонны: НК=9,6 (м)
Здание имеет два пролёта: А= 6 (м), Б= 18 (м).
Шаг колонн: крайних - 6 (м), средних -6 (м).
Наружные стены: кирпичные (толщина 0.465(м)).
Здание оборудовано подвесными кранами,
грузоподъёмностью QA=10(т), QБ=10(т).
Технико-экономические показатели
Пз - площадь застройки (площадь по наружной
поверхности здания на уровне цоколя):
Пз =48.93
1219,82(м2)
Пк - конструктивная площадь (площадь, занимаемая
конструкциями: колоннами, стенами, перегородками):
Пк =71.28 (м2)
Пп - полезная площадь:
Пп = Пз - Пк = 1148.54 (м2)
Пр - рабочая площадь (площадь, в которой
работают краны):
Пр = 48∙(3.5+15.5)=912 (м2)стр =
строительный объём (равен произведению площади поперечного сечения здания на
длину здания):стр = 48.93∙278.4=13622.1 (м3)
Планировочные коэффициенты.
К1
К3
К2
КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ
Фундамент типа ФА 33:ф = 2400 (мм)
а = 1800 (мм)= 1800 (мм)
Фундаментные балки ФБ 6-30:
Рис. 1
Железобетонные колонны для зданий с подвесными
кранами QA=10(т), QБ=10(т) серии: крайние - К84-1, средние - К84-1:
Рис. 2
Балка с параллельными поясами марки: 1БСТ-1А -
для пролёта 6 м; решетчатая балка: 1БДР18-1 - для пролёта 18 м:
Рис. 3
Рис. 4
. Плиты покрытий марки
:
Рис. 5
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Исходные данные:
Район строительства - г. Гомель;
Назначение здания - промышленное;
Температура внутреннего воздуха - 
°С
(для промышленных зданий);
Нормативное сопротивление теплопередаче для
ограждающих конструкций покрытия: 
м2×°С/Вт.
Рис. 6
Таблица 1
|
№
слоя
|
Материал
слоя
|
Толщина
слоя, м
|
Коэффициент
теплопередачи, 
|
|
1
|
Известковая
штукатурка
|
0,02
|
0,81
|
|
2
|
Керамический
кирпич
|
0,25
|
0,78
|
|
3
|
Пенополистерол
|
Х
|
0,05
|
|
4
|
Силикатный
кирпич
|
0,12
|
1,16
|
Сопротивление теплопередаче ограждающей
конструкции 
, определяем по
формуле:
|
 ,
|
|
где 
-
коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,
Вт/(м2·°С),;
- коэффициент
теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий,
Вт/(м2·°С);
,
.
где 
-
термическое сопротивление отдельных слоев конструкции перекрытия, 
,
определяемое по формуле.
Расчётное сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции составляет:
,
.
Принимаем толщину слоя утеплителя δ
= 75 мм.
Определяем расчетное сопротивление ограждающей
конструкции и сравниваем его с нормативным значением:
> 2,0 .
Условие 
выполняется,
что соответствует требованиям СНБ 2.04.01-97.
Толщина стены будет равна:
ст =1
+2
+ 3+4=
0,02+0,25+0,075 +0,12 =0,465 (м)
РАСЧЕТ ПЛИТЫ
Задание:
Произвести расчёт продольного ребра ребристой
плиты покрытия по предельному состоянию I-ой группы. Определить площадь сечения
продольной арматуры. Сконструировать каркас продольного ребра (поперечные
стержни подобрать из условия технологии сварки).
Решение:
Исходные данные: (из задания на курсовое
проектирование)
Армирование продольных ребер - арматура класса
S500.
Применяемый бетон - C25/30.
Здание возводится в г. Гомель. Согласно СНиП
2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” - I Б снеговой район (по таблице 4, S0 =
0,8 кПа).
Расчётные данные:
Для бетона C25/30: 
=
1,5 (табл. 1.1 [1] ); 
=25 МПа (табл. 1.1
[1]);
=30 МПа (табл.
П.1.1 [1]); 
= 16,7МПа (табл.
П.1.1[1]);
Для арматуры S500: 
=450
МПа (табл.1.2 [1]); Es = 200000 МПа (табл. 1.2 [1]);
Номинальные размеры в плане - 6 x 3м.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Вначале на основе размеров типовых панелей
(стр.44 [методические указания]) задаёмся размерами плиты покрытия (рис.2).
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 (рис. 1, 2).
Рис. 7 - Поперечное сечение ребристой панели
Определение нагрузок
На плиту покрытия действует постоянная нагрузка
(от собственного веса панели и веса кровли (рулонной - по заданию)) и временная
от снега.
Подсчёт нагрузок от собственного веса покрытия и
снега сведён в табл.2.1.
Таблица 2
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка, кН/м2
|
Коэффициент
надёжности,  *
|
Расчётная
нагрузка, кН/м2
|
|
Постоянная:
|
|
|
|
|
-
рубероид (2 слоя), mслоя = 2,0 кг/м2; m2-х слоёв=4,0 кг/м2; табл.2.1 [1]
|
0,04
|
1,35
|
0,054
|
|
-
цементно-песчаная стяжка ( ,  ); табл.2.2 [1]
|
0,36
|
1,35
|
0,486
|
|
-пенополистерол
( , );
табл.2.1 [1]
|
0,03
|
1,35
|
0,0405
|
|
-
пароизоляция (один слой рубероида), δ=1,5мм, ρ=600 кг/м3;
табл.2.2 [1]
|
0,009
|
1,35
|
0,01215
|
|
-собственный
вес плиты покрытия (масса 2,7 т );  ; табл.2.3 [1]
|
27/(6 3)=1,5
|
1,15
|
1,725
|
|
Временная:
снеговая: г. Гомель (район I Б) S0= 0,8кН/м2,  , т.к. 
|
0,8
|
1,5
|
1,2
|
|
Всего:
|
|
|
|
Примечание: коэффициент надежности определяется
в соответствии с табл. 2.7 [1].
Расчёт продольных рёбер по прочности
(предельное состояние первой группы)
Крупнопанельную плиту рассматриваем как свободно
лежащую на двух опорах балку П-образного поперечного сечения, которое
приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне.
Расчётная схема панели - простая балка с
расчётным пролётом 
=5.9 м и равномерно
распределённой нагрузкой.
Максимальный изгибающий момент:
,
где 
-
номинальная ширина панели, = 3 м;
- полная расчётная
нагрузка
Согласно П.7.1.2.7 СНБ, вводимая в расчёт ширина
свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать 1/6 пролёта элемента
и не более при наличии поперечных ребер.
Получаем тавровое сечение со следующими
размерами:
Рис. 8 - Расчетное поперечное сечение
Для установления расчетного случая таврового
сечения определяем, где проходит граница сжатой зоны. Предварительно проверяем
условие, считая, что граница проходит в полке, т.е. 
.
.
условие соблюдается, следовательно, нейтральная
ось проходит в пределах полки, т.е. xeff < 
.
Рис. 9 - Определение расчетного случая таврового
сечения
фундамент балка ребро сечение
Вычисляем коэффициент 
как
для элемента прямоугольного сечения шириной
. 
По таблице 3.6 [1] находим 
.
Требуемая площадь продольной арматуры (S500,
450
МПа по заданию)
Количество арматурных стержней n = 2, по
сортаменту (табл.1.3) [1] принимаем 2Æ16
=4,02
см2, что больше требуемой 
. Арматуру
располагаем по одному стержню в каждом ребре.
Поперечную арматуру принимаем из условий
технологии сварки по табл.3.7 [1]. При продольной арматуре Æ16
S500 принимаем поперечную арматуру - Æ5 S240; Шаг
поперечных стержней устанавливаем в соответствии с требованиями п.3.3.2. На
опорных участках (длиной ¼ l =1500) 
.
В средней части шаг поперечных стержней на опорных частях 180 мм.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА
Задание:
Определить площадь подошвы фундамента под
колонну. Рассчитать необходимое сечение продольной арматуры в подошве
фундамента в продольном и поперечном сечениях и разработать рабочий чертёж
фундамента.
Решение:
Расчетные характеристики материалов:
для бетона класса С20/25: 
=
1,5 (табл. 1.1 [1]); 
= 20 МПа (табл.
.1.1 [1]); = 25 МПа (табл.
.1.1 [1]); 
= 13,3 МПа (табл.
.1.1 [1]);
для арматуры S400: 365
МПа (табл. 1.2 [1]);
Определение нагрузок
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка, кН
|
Коэффициент
надёжности, *
|
Расчётная
нагрузка, кН
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
-от
снеговой нагрузки, кровли и собственного веса плиты покрытия;  - грузовая
площадь, м2
|
|
|
|
|
-от
веса балки покрытия 1БДР18-1 -от веса балки покрытия 1БСТ 1А 4П(табл.2.3
[1])
|
85
5,75
|
1,35
|
122,5
|
|
-от
веса колонны К-84-1 (табл.2.3 [1])
|
37
|
1,35
|
49,95
|
|
Всего:
|
(g
+ q)k = =275,66
|
|
(g
+ q)d = =362,42
|
Требуемая площадь фундамента:
,
где R0 - условное расчетное сопротивление
основания R0 = 0,24МПа (по заданию);
- средний удельный
вес материала фундамента и грунта на его уступах,
=20 кН/м3 ;-
глубина заложения фундамента H1 =2.55 м.
Согласно номенклатуре фундаментов типа ФA
принимаем фундамент с размерами подошвы 2.4x1.8м
Площадь фундамента:
,
число ступеней - 2
Рис. 10 - Геометрические размеры принятого
фундамента
=300 мм - высота 1-ой ступени.
Толщина
защитного слоя бетона принимаем 80 мм, т.к. под фундаментом нет подготовки.=
300 - 80 =220 - рабочая высота нижней ступени фундамента.
Если
условно принять распределение реактивного давления грунта на подошву фундамента
от нагрузок равномерным, то полное давление на грунт:
При
подсчете арматуры для фундамента за расчетный принимаем изгибающий момент Мsd1
по сечению 1 - 1 (рис. 2.5), как для консоли с защемленным концом.
Требуемое
кол-во арматуры в одном направлении:
По
табл. 2 принимаем арматуру Æ4
S400 c шагом 330 мм. В другом направлении принимаем аналогичную арматуру - Æ4 S400 c
шагом 350 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Волик
А.Р. Методические указания для выполнения расчетов строительных конструкций по
курсовому проекту по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции».
2. 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.
. Шерешевский
И.А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: Учебн. пособие для
студентов строит. специальностей вузов. - 3-е изд., перераб. т доп. - Л.:
Стройиздат, ленингр. отд-ние, 1979. - 168 с.
. Справочник
проектировщика. Под ред. Г.И. Бердичевского. - М. Стройиздат, 1974.
. СНиП
2.01.07-86 Нагрузки и воздействия./ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР.
1986. - 36 с.
. СНБ
5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции. - Мн.: Минстройархитектуры.
2003. - 139 с.
. Железобетонные
конструкции. Основы теории, расчета и конструирования // Учебное пособие для
студентов строительных специальностей. Под ред. Проф. Т.М. Пецольда и проф.
В.В. Тура. - Брест, БГТУ, 2003- 380 с.
. Байков
В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. 5-е изд. - М.:
Стройиздат, 1991. - 767 с.