Введение

В разрабатываемом курсовом проекте рассчитывается железобетонный каркас одноэтажного производственного здания согласно основным принципам расчета, конструирования и компоновки железобетонных конструкций. Колонны каркаса сплошные. Конструкции покрытия: плиты ребристые размером 1,5х7м, балка с параллельными поясами.

Сбор нагрузок осуществляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 'Нагрузки и воздействия', а расчет конструкций — в соответствии со СНБ 5.03.01-02 'Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования'.

Сравнительно небольшие пролеты промышленных зданий наиболее экономично перекрывать железобетонными балками, так как железобетонные фермы получатся очень трудоёмкими и более сложными в монтаже.

Исходные данные:

- пролет 18м;

- шаг колонн 7м;

- количество шагов – 9;

- высота до головки кранового рельса 8м;

- грузоподъёмность крана 20/5т;

- несущая стропильная конструкция – балка с параллельными поясами;

- сопротивление грунта 3МПа;

- район строительства г. Брест;

- схема поперечной рамы здания – двухпролетная;

1. Компоновка несущей системы здания

Компоновка конструкций схемы здания состоит из выбора сетки колонн, внутренних габаритов здания, выбора конструкции покрытия, разбивки здания на температурные блоки, выбора системы связей для обеспечения пространственной жесткости здания, привязки колонн к разбивочным осям здания и т.п.

Привязка к коордиционным осям колонн – нулевая. Так как здание имеет большую протяжённость в продольном направлении, поэтому делим его температурным швом.

Расстояние от разбивочной оси ряда до подкрановой балки =750мм.

Рама решается с жестким сопряжением стоек (колонн) с фундаментами и жестким сопряжением ригеля с колонной. В этом случае ригель рассматривается как статически неопределимая конструкция, в которой рабочие стержни ригеля соединяются со стержнями пропускаемые через колонну.

В данном курсовом проекте в качестве ригеля принимаем предварительно напряженную балку.

Подкрановые балки железобетонные предварительно напряженные высотой h_пб=1м. Наружные стены панелей навесные, опирающиеся на опорные столики колонн на отметке 6,6м. Стеновые панели и остекление ниже отметки 6,6м также навесные, опирающиеся на фундаментную балку. Крайние и средние колонны проектируются сплошными прямоугольного сечения. Отметка кранового рельса Н’=8м. Высота кранового рельса h_р=120мм.

Колонны имеют высоту от обреза фундамента до верха подкрановой консоли (подкрановая часть колонны):

Н₂ H’–(h_пб+h_р)+а₁;

а₁-расстояние от уровня пола до обреза фундамента, 0,15м;

Н₂ 8000–(1000+120)+150=7030 мм.

Определяем высоту надкрановой части колонны:

Н₁=Н_кр+h_пб+h_р+а_2;

где Н_кр - высота мостового крана, 2,4м;

а₂-зазор от крана до низа стропильных конструкций принимаем, 400мм;

Н₁=2400+1000+120+400=3920мм;

Высота колонны составляет:

Н= Н₁+Н₂;

Н=3920+7030=10950мм.

Размеры сечения колонн:

- для крайней колонны в подкрановой части

h₂= (1/10…1/14)Н₂;

h₂= 1/10 Н₂=1/10∙7030=703мм;

Определяем размеры сечения колонны.

Для колонны в подкрановой части, высота сечения должно составлять не менее (1/10…1/14)·Н₂ т.е. 7,03/10=0,7 м, принимаем высоту сечения h₂=1,2 м. Ширину сечения принимаем в=0,4 м. В надкрановой части из условия опирания фермы принимаем h₁=0,6 м.

Глубину заделки колонны принимаем большим из двух значений:

Н ₃=0,5+0,33·h и Н ₃=1,5·b ;

Н ₃=0,5+0,33·1,2=0,896 м > Н ₃=1,5·0,4=0,60 м.

Принимаем глубину заделки колонны Н₃=0,9 м, тогда полная высота колонны составит : Н_П= Н + Н₃=10,950+0,90=11,850 м.

2 Расчет предварительно напряженной плиты покрытия

Материалы плиты: бетон С²⁰/₂₅, в качестве напрягаемой арматуры продольных ребер плиты применена стержневая термически упрочненная арматура класса S800, ненапрягаемая арматура сварных каркасов и сеток принята стержневая горячекатаная класса S400 и арматурная холоднотянутая проволока периодического профиля класса S1400.

2.1 Конструктивное решение

Основные габариты плиты: высота сечения плиты h = 450мм, ширина продольных ребер по низу 65мм из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона, ширина ребер поверху 80мм из условия наклона к вертикали ребра.

В местах сопряжения ребер с верхней полкой устраиваем закругления (для снижения сил сцепления при распалубке). Шаг поперечных ребер принимаем равным ширине плиты.

2.2 Расчет по предельным состояниям первой группы

2.2.1 Расчетный пролет и нагрузки

Расчетный пролет:

При опирании поверху

Таблица 1 - Нормативные и расчётные нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м²	Коэфф. надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м²
Постоянная от веса покрытия: 1 – ж/б ребристая плита 2 – обмазочная пароизоляция 3 – утеплитель 4 – асфальтовая стяжка 5 – рулонный ковер Итого постоянная	1,375 0,05 0,4 0,35 0,15 2,325	1,1 1,3 1,2 1,3 1,1 -	15,125 0,065 0,48 0,455 0,195 2,71
Временная от снега: 1 – длительная 2 – кратковременная	1 0,3 0,7	1,5 1,5 1,5	1,5 0,45 1,05
Полная: 1 – постоянная и длительная 2 – кратковременная	3,325 2,625 0,7	- - -	4,21 - -

Определим расчетные и нормативные нагрузки на 1м плиты с учетом коэффициента надежности 0,95

- постоянная: q=2,71∙1,5∙0,95=3,86кН/м;

- полная: q=4,21∙1,5∙0,95=5,999кН/м;

Нормативная нагрузка на 1п.м. плиты:

-постоянная: р_к =2,325∙1,5∙0,95=3,31кН/м;

- полная: р_к =3,325∙1,5∙0,95=4,74кН/м;

Постоянная и длительная:

р=2,625∙1,5∙0,95=3,74кН/м.