Содержание

1	Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок	Стр.2
2	Проектирование стропильной конструкции. Двускатная решетчатая балка	Стр.7
3	Проектирование колонны	Стр.17
3.1	Определение расчетных комбинаций усилий продольного армирования	Стр.17
3.2	Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли	Стр.20
4	Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну	Стр.23
	Список литературы	Стр.28

1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок.

ШАГ КОЛОНН В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ, М 12,00

ЧИСЛО ПРОЛЕТОВ В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ 6

ЧИСЛО ПРОЛЕТОВ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ 3

ВЫСОТА ДО НИЗА СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ, М 12,00

ТИП СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ И ПРОЛЕТ БДР-18

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ И РЕЖИМ РАБОТЫ КРАНА 10Н

ТИП КОНСТРУКЦИИ КРОВЛИ 2

ВИД БЕТОНА СТРОП. КОНСТР. И ПЛИТ ПОКРЫТИЯ ЛЕГКИЙ

ТИП И ТОЛЩИНА СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ ПСП-300

РАЙОН СТРОИТЕЛЬСТВА БРАТСК

ТИП МЕСТНОСТИ А

КЛАСС ОТВЕТСТВЕННОСТИ I

Компоновку поперечной рамы выполняем по данным индивидуального задания из типовых сборных элементов железобетонных конструкций. Конструктивную схему поперечной рамы составляем по общим требованиям типизации с учетом шага колонн и грузоподъемности мостовых кранов. Сборный железобетонный каркас здания проектируем с наличием связей в продольном направлении и разрезными сборными железобетонными подкрановыми балками.

Поперечную раму одноэтажного промышленного здания рассчитываем на действие постоянной нагрузки (от веса конструкций покрытия, стен, подкрановых балок и колонн) и временной, состоящей из крановых, снеговой и ветровой нагрузок. Величины нагрузок определяем, согласно [ 7 ], с учетом основных характеристик конструкций по [ 11,приложениям V – XV ] и заданного класса ответственности здания.

Решение. Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованиями типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий.

Находим высоту надкрановой части колонн (H₂), принимая высоту подкрановой балки 1,2 м [ 11,приложение XII ], а кранового пути 0,15м с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1м и высоты моста крана грузоподъемностью 10Н H_к=1900 мм.[1,приложение XV]:

Н₂1,9+0,15+0,1+1,2=3,35 м.

С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1 [11,приложение V] назначаем. Н₂=3,5м.

Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 12,0 м и отметки обреза фундамента - 0,150 м при:

Н₂=3,5м.

Н₁=12,0-3,5+0,15=8,65м.

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно: Y=3,5-1,2-0,15=2,15м.

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчетные длины в соответствии с требованиями [2, табл. 32]. Результаты представлены в табл 1.1.

Согласно требованиям [2,п. 5.3], размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала 120 (35).

Таблица 1.1 Расчетные длины колонн ( )

Часть колонны	При расчете в плоскости поперечной рамы		В перпендикулярном направлении
	При учете нагрузок от крана	без учета нагрузок от крана
Подкрановая H1=8,65м.	1,5* Н1=12,975м	1,2*( Н2+ Н1)=14,58м	0,8* Н1=6,92м
Надкрановая H2=3,5м.	2* Н2=7,0м	2,5* Н2=8,75м	1,5* Н2=5,25м

Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее с=14,58/35=0,417м. С учетом требований унификации для мостовых кранов принимаем поперечные сечения колонн для крайних колонн в надкрановой части 400*380, а для средней 400*600мм. В подкрановой части для крайних колонн назначаем сечение 400*700, а для средней 400*700мм. В этом случае удовлетворяются требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сече­ния подкрановой части колонны в пределах (0,1…0,14)*8,65=0,620...0,865м.

В соответствии с таблицей габаритов колонн [11, приложение V] и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда по оси А номер типа опалубки 2, а для колонн среднего ряда по оси Б - 8.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде двускатной решетчатой балки типа БДР-18 из легкого бетона. По [11,приложение VI] назначаем марку балки 3БДР-18 с номером типа опалубочной формы 3 с максимальной высотой в середине пролета 1,640 м .

По [11,приложение XI] назначаем тип плит покрытия размером (номер типа опалубочной формы 4, высота ребра 455 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 89,7 мм).

Толщина кровли (по заданию тип 2) согласно [11,приложение XIII] составляет 160 мм.

По заданию проектируем наружные стены из сборных навесных панелей. В соответствии с [11,приложение XIV] принимаем панели из поризованного бетона марки по плотности D900 толщиной 300 мм (ПСП 300).

Размеры остекления назначаем по [11,приложение XIV] с учетом грузоподъемности мостовых кранов.

Определяем постоянные и временные нагрузки на поперечную раму.

Постоянные нагрузки. Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкций покрытия заданного типа приведены в табл 1.2.

Таблица 1.2 Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка, КН/м2	Коэф-т надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Кровля:
Слой гравия, втопленный в битум	0,16	1,3	0,208
Четырехслойный рубероидный ковер	0,12	1,3	0,156
Цементно-песчанная стяжка (= 25 мм,  =18кН/м3)	0,45	1,3	0,585
Утеплитель - пенобетон. плиты ( = 110 мм, =5,0 кН/м3)	0,55	1,3	0,715
Обмазочная пароизоляция	0,05	1,3	0,065
Ребристые плиты покрытия размером 3*12 м с учетом заливки швов (= 89,7 мм,  = 19,9 кН/м3)	1,785	1,1	1,964
БДР (V=4,84 м3, пролет 18 м, шаг колонн 12 м, бетон легкий D1800)	0,446	1,1	0,491
Итого			4,184

С учетом коэффициента надежности по назначению здания =1,0 (класс ответственности 1) и шага колонн в продольном направлении 12 м, расчетная нагрузка на 1 пог. м ригеля рамы будет равна: G=4,184×1,0×12=50,21кН.

Нормативная нагрузка от 1 м² стен панелей из поризованного бетона марки D900 при толщине 300 мм составит 9,9×0,30=2,97кН/м², где 9,9 кН/м³ - плотность поризованного бетона, определяемая согласно [3,п. 2.13].

Нормативная нагрузка от 1 м² остекления в соответствии с [11,приложение XIV] равна 0,5 кН/м².

Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:

на участке между отметками 13,8 и 11,4

G₁=2,4×12×2,97×1,1×1,0=94,09 кН;

на участке между отметками 11,4 и 9,0

G₂=(2,97×1,2+0,5×1,2) ×12×1,1×1,0=54,96кН;

на участке между отметками 0,0 и 9,0

G₃=(2,97×1,2+0,5×7,8) ×12×1,1×1,0=98,52кН.

Расчетные нагрузки от собственного веса колонн из тяжелого бетона

( =25 кН/м³):

Колонна по оси А, подкрановая часть с консолью:

G₄₁=(0,7×8,65+0,45×0,35+0,5×0,35×0,35) ×0,4×25×1,1×1,0=69,0кН;

надкрановая часть

G₄₂=0,4×0,38×3,5×25×1,1×1,0=14,63;

итого. G₄= G₄₁+ G₄₂=69,0+14,63=83,63кН;

Колонна по оси Б, подкрановая часть с консолями

G₅₁=(0,7×8,65+2×0,6×0,7+0,7×0,7) ×0,4×25×1,1×1,0=81,24кН;

надкрановая часть

G₅₂=0,4×0,6×3,5×25×1,1×1,0=23,1кН;

итого G₅= G₅₁+ G₅₂=81,24+23,1=104,34кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок [11,приложение XII] и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

G₆=(103+1,5×12) ×1,1×1,0=133,1кН.

Временные нагрузки. Снеговую нагрузку для расчета поперечной рамы принимаем равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для заданного района строительства (г. Братск) по [7] определяем нормативное значение снегового покрова S₀=1,0 кПа(район III) и соответственное полное нормативное значение снеговой нагрузки P_c= S₀×=1,0×1=1,0кПа (при определении коэффициента не учитываем возможность снижения снеговой нагрузки с учетом скорости ветра). Коэффициент надежности для снеговой нагрузки . Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом класса ответственности здания составит:

P_sn=1×1,4×12×1=16,8кН/м

Длительно действующая часть снеговой нагрузки согласно [7, п. 1.7] составит P_sn,l=0,5× P_sn=0,5×16,8=8,4кН/м

.

Крановые нагрузки. По приложению XV находим габариты и нагрузки от мостовых кранов грузоподъемностью Q = 10 т: ширина крана B_k=5,4м; база крана A_k=4,4м; нормативное максимальное давление колеса крана на подкрановый рельс P_max=85кН; масса тележки Gт=2,4т; общая масса крана Gк=13 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс(при 4 колесах):

P_min=0.5× ( Qт+ Qк)- P_max=0,5(98,1+13×9,81)-85=27,82кН

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равна:

T_n=0,5×0,05× (Qт+ Qк)=0,5×0,05× (98,1+2,4×9,81)=3,04 кН

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффици­ента надежности по нагрузке = 1,1 согласно [7, п. 4.8].

Определим расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния (рис 1.3) без учета коэффициента сочетания W:

максимальное давление на колонну:

D_max= P_max×_f×_y×_n=85×1,1×3,1×1=289,85кН, где - сумма ординат линии влияния, 1+0,55+0,92+0,63 = 3,1

минимальное давление на колонну:

D_min= P_min×_f×_y×_n=27,82×1,1×3,1×1=94,87кН;

тормозная поперечная нагрузка на колонну:

T=T_n×_f×_y×_n=3,04×1.1×3,1×1=10,37кН.

Ветровая нагрузка. Братск расположен во II ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно [7, п. 6.4] нормативное значение ветрового давления равно = 0,30 кПа.

Для заданного типа местности А с учетом коэффициента k (см. [7, табл. 6]) получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

на высоте до 5 м w_n1=0,75×0,30=0,225кПа;

на высоте 10 м; w_n2=1,0×0,30=0,30кПа;

на высоте 20 м. w_n3=1,25×0,30=0,375кПа;

Согласно рис 1.4, вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

на отметке 12,0м: w_n4=0,315кПа;

на отметке 14,255м: w_n5=0,332кПа;

Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длиной 12 м:

Wn=2(0,225×5²/2)+((0,225+0,30) × (10-5)/2) × (5+((10-)/2)+

+((0,30+0,315) (12-10)/2) × (10+(12-10)/2)/12²=0,2697кПа

Для определения ветрового давления с учетом габаритов здания находим по [7, прил. 4] аэродинамические коэффициенты и c_е3=-0,4333. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузке и шага колонн 12 м получим:

расчетная равномерно распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны. W₁=0,2697×0,8×12×1,4×1=3,625кН/м.

то же, с подветренной стороны. W₂=0,2697×0,4333×1,4×12×1=1,963 кН/м.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 12,0:

W=(w_n4+w_n5)/2(h₅-h₄) × (c_е-c_е3) ×_f×_n×L=(0,315+0,332)/2×

× (14.255-12)(0,8+0,4333) ×1,4×1×12=15,11кПа.