3. Методические указания по выполнению разделов курсового проекта

3.1. Выбор конструктивных элементов и компоновка здания

Компоновка одноэтажного производственного здания в сборном железобетоне и выбор основных конструктивных элементов выполняются с учетом типовых объемно-планировочных решений, приведенных в альбомах чертежей под редакцией И.А. Шерешевского [12], Р.Н. Трепененкова [11], а также типовых решений конструкций, приведенных в «Каталоге типовых строительных конструкций и изделий 3.01.П-1.94. Конструкции бетонные и железобетонные» [13, том 1].

Здание для курсового проектирования отапливаемое, со светоаэрационными фонарями или без них (согласно заданию). Подкрановые балки разрезные железобетонные предварительно напряженные. Наружные стены – панельные железобетонные трехслойные по серии 1.432.1–21[17], выше первой ленты остекления – навесные; цокольная панель – самонесущая (рис. 2) с опиранием на фундаментную балку.

Каждый пролет оборудован двумя мостовыми кранами с группой работы 5К и грузоподъемностью согласно заданию. Высота кранового рельса 150 мм (тип КР–100).

Покрытие здания решено по беспрогонной схеме с главными и второстепенными несущими конструкциями покрытия. В качестве главных несущих конструкций могут быть приняты стропильные балки, фермы или арки, в качестве второстепенных – крупноразмерные железобетонные плиты по сериям 1.465.1–15 [20] , 1.465.1–17 [21] , 1.465.1–18[22] .

Пространственная жесткость в продольном направлении обеспечивается установкой стальных вертикальных связей по колоннам. Места установки связей – середина температурного блока на высоту от пола до низа подкрановых балок в соответствии с требованиями серий 1.424.1–5 [14] и 1.424.1–9 [15]. Наибольшая длина температурного блока, согласно указаниям [14] и [15], составляет 156 м, наименьшая длина здания – 60 м, кроме однопролетных, для которых она принята 36 м.

Жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается защемлением колонн в фундаментах и размерами сечений колонн, назначаемыми по расчету.

Жесткость диска покрытия в горизонтальной плоскости создается крупноразмерными плитами покрытия, приваренными не менее чем в 3-х точках к стропильным конструкциям. Швы между плитами должны быть замоноличены бетоном класса не менее В10.

При выборе основных конструктивных элементов можно воспользоваться методическими указаниями [3].

3.2. Расчет стропильной конструкции покрытия

В качестве основных (главных) несущих конструкций покрытия в курсовом проекте рекомендуется применять: стропильные раскосные фермы сегментного очертания, стропильные безраскосные фермы с арочным верхним поясом или стропильные балки двутаврового сечения.

К общим достоинствам стропильных ферм любой конструкции по сравнению со стропильными балками относятся существенно меньший расход материалов на изготовление самих конструкций, возможность пропуска технических коммуникаций в пределах межферменного пространства, более простое крепление подвесного транспортного оборудования. Главным недостатком ферм является большая (по сравнению с балками) высота, что приводит к увеличению объема здания и, следовательно, к увеличению протяженности стеновых панелей и дополнительным эксплуатационным расходам на отопление и вентиляцию.

Нагрузка на конструкцию состоит из постоянной (собственный вес конструкции, покрытия, фонаря) и временной (снеговой). Распределение снеговой нагрузки принимается в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07–85* [24, п. 5, с изменениями № 2 от 01.07.03].

В расчете необходимо рассматривать не менее двух вариантов загружения стропильной конструкции снеговой нагрузкой. На каждый вид нагрузки необходимо выполнить самостоятельный статический расчет для составления таблицы РСУ и определения наиболее неблагоприятных величин усилий в элементах конструкции.

Нагрузки от покрытия и снега передаются на фермы в виде сосредоточенных узловых нагрузок (в местах расположения ребер плит). Нагрузка от покрытия и снега на балку принимается в виде распределенной нагрузки.

Статический расчет раскосных ферм может производиться вручную приближенными методами (методом вырезания узлов, построения диаграмм Максвелла-Кремоны). При этом узлы соединения элементов фермы условно считаются шарнирными. Влияние жесткости узлов учитывают для нижнего пояса увеличением полученного по расчету усилия на 15 %, а для сжатых элементов фермы – учетом в расчетах величины случайного эксцентриситета. Возможно выполнение расчета с помощью программных комплексов «LIRA», «SCAD», «STARK ES» и др.

Статический расчет безраскосных ферм и арок можно выполнять только уточненным способом, используя программные комплексы «LIRA», «SCAD», «STARK ES» и др., поскольку узлы соединения элементов фермы нельзя представить как шарнирные и ферма в этом случае считается как рама с жесткими узлами. В расчетной схеме арочный криволинейный верхний пояс следует заменить ломаным и узлы расположить в точках перелома.

Конструктивный расчет выполняем по двум группам предельных состояний во всех стадиях ее работы, т.е. в процессе эксплуатации, изготовления и монтажа. Для стропильных ферм в курсовом проекте можно выполнить расчет только в стадии эксплуатации.

Нижний пояс ферм выполняют предварительно напряженным, класс напрягаемой арматуры принимают согласно задания на проектирование, при этом расчет выполняют параллельно для двух вариантов арматуры и для дальнейшего проектирования принимают тот вариант армирования, который показал при расчете лучшие результаты по трещиностойкости.

Ненапрягаемую арматуру принимают класса А400 (А–III), сетки из арматуры класса А400 (А–III) или Вр500 (Вр–I).