Введение

В данном курсовом проекте необходимо рассчитать железобетонный каркас одноэтажного производственного здания согласно основным принципам расчета, конструирования и компоновки железобетонных конструкций.

Сбор нагрузок осуществляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а расчет конструкций — в соответствии со СНБ 5.03.0105* «Бетонные и железобетонные конструкции».

В качестве основной несущей конструкции покрытия применяются железобетонные двускатные балки пролетом 20 м. В данном промышленном здание устройство фонарей не предусматривается—цех оборудован лампами дневного света.

Рассматриваемое здание – трехпролетное. Конструкции покрытия: предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3,0×9,0 м.

Применявшиеся ранее железобетонные подкрановые балки были очень недолговечны и быстро выходили из строя вследствие плохого восприятия динамической нагрузки. Сейчас они полностью вытеснены стальными подкрановыми балками поэтому в проекте расчет балки не проводим.

Исходные данные:

- пролет 20м;

- шаг колонн 9м;

- количество шагов – 12;

- высота до головки кранового рельса 10м;

- грузоподъёмность крана 20/5т;

- несущая стропильная конструкция – балка двускатная;

- сопротивление грунта 2,8МПа;

- район строительства г.Минск;

- схема поперечной рамы здания – трехпролетная;

1 Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха

Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных габаритных размеров элементов конструкций в плоскости рамы. Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса и расстоянием от головки кранового рельса до низа конструкций покрытия.

Высота до головки подкранового рельса 10м.

Высота нижней части колонны

Н₂ H’–(h_пб+h_р)+а₁ (1)

где H’- высота до головки подкранового рельса.

h_пб - высота подкрановой балки принимаем 1м

h_р - высота подкранового рельса принимаем 0,12м

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

Н₂ 10–(1+0,12)+0,15=9,03м

Окончательно принимаем 9,6м, что соответствует модулю кратности 0,6м.

Определяем высоту надкрановой части колонны

Н₁=Н_кр+(h_пб+h_р)+а₂ (2)

где Н_кр- высота мостового крана 2,4м

а₂-зазор от крана до низа стропильных конструкций принимаем 0,1м

Н₁=2,4+(1+0,12)+0,1=3,52м. Согласно модулю кратности принимаем Н₁=3,6м.

Высота колонны составляет

Н= Н₁+Н₂ (3)

Н=3,6+9,6=13,2м.

Привязку крайних колонн к разбивочным осям принимаем нулевую.

Определяем размеры сечения колонн.

Для крайней колонны в подкрановой части должна быть более (1/10Н_2…1/14Н₂) ,

Принимаем:

- для крайней колонны в подкрановой части:

h₂=800мм, b=400мм.

- для крайней колонны в надкрановой части:

h₁=600мм, b=400мм.

- для средней колонны в подкрановой части

h₂=800мм, b=400мм.

- для средней колонны в надкрановой части:

h₁=600мм, b=400мм.

Величина Н_з принимается наибольшей из двух:

Н_з=1,5 b=400·1,5=600мм;

Н_з=0,5+0,33 h₂=0,5+0,33·800=800мм.

Принимаем Н_з=0,8м.

Тогда полная высота колонны равна:

Н_п=Н₁+Н₂+Н₃=3,6+9,6+0,8=14,0м.

Высота помещения с учетом округления принимается Н₀=3,6+9,6-0,15=13,05м. Согласно требованиям унификации, принимаем Н₀=13,2м.

Исходя из значения Н₀ уточняем значение Н₁:

Н₁=13,2-9,6+0,15=3,75м.

Рисунок 1.1- Конструктивная схема поперечной рамы

2. Расчет и конструирование железобетонной ребристой плиты покрытия

2.1 Исходные данные для проектирования плиты

Требуется рассчитать ребристую плиту покрытия с номинальными размерами в плане 39м и высотой поперечного сечения 450мм для II Б снегового района (г.Минск) по двум группам предельных состояний. Класс по условиям эксплуатации конструкции XC1 (RH=50%).

Плита изготавливается из тяжелого бетона класса С³⁰/₃₇ с механическим натяжением арматуры на упоры и последующей тепловой обработкой конструкции.

Расчетные характеристики бетона :

-f_ck=30 МПа,

- f_cd=f_ck/_c=30/1,5=20 МПа,

-f_ctd= f_ctk/γ_{с ,} f_ctk=2,0, f_ctd=2,0/1,5=1,33 МПа,

-f_cm=38 МПа,

-f_ctm=2,9 МПа.

-относительная деформация ε_cu=3,5‰;

По [5, изм.4, таб. 6.5] для бетонов класса С12/15-С50/60:

-ω_с=0,81 – коэффициент, характеризующий работу бетона в сжатой зоне;

-k₂=0,416 – коэффициент, определяющий положение равнодействующей напряжений в сжатой зоне бетона;

-с₀= ω_с / k₂=0,81/0,416=1,947,

- Е_cm=41·0,9·10³ =36,9·10³ МПа

Обжатие бетона производится при передаточной прочности, составляющей 70% от проектной, что соответствует классу бетона С20/25. Режим передачи предварительного напряжения на бетон принят плавный.

Расчетные характеристики бетона С20/25:

-f_ck=20 МПа,

- f_cd=f_ck/_c=20/1,5=13,3 МПа,

-f_cm=28 МПа,

-f_ctm=2,2 МПа.

- Е_cm=35,1·10³ МПа

Напрягаемая арматура продольных ребер плиты принята стержневая периодического профиля класса S1200 :

- f_рk= f_0,2k=1200 МПа;

- f_рd=960 МПа ;

- Е_р=2·10⁵ МПа .

В ребрах плиты устанавливаются сварные каркасы с продольными стержнями класса S500 и поперечными класса S240. Полка плиты армируется сварными рулонными сетками из арматурной проволоки класса S500.

Для арматуры класса S500 принимаем :

- f_yk=500 МПа;

- f_yd=435 МПа (Ø6-22);

f_yd=417 МПа (Ø4-5);

- Е_s=2·10⁵ МПа.

Для арматуры класса S240 принимаем:

- f_yk=240 МПа;

- f_yd=218 МПа;

- Е_s=2·10⁵ МПа.

Петли для подъема плиты приняты из стали класса S240 марки ВСт3пс2 и установлены в продольных рёбрах на расстоянии 0,5 м от торца плиты.