Федеральное агентство по образованию

Псковский государственный политехнический институт

А. Е. Артемьев

Проектирование несущих конструкций железобетонных каркасов одноэтажных промышленных зданий

Учебно–методическое пособие

Рекомендовано к изданию Научно – методическим советом Псковского государственного политехнического института

Псков

Издательство ППИ

2009

УДК 624.012

БКК 38.53

А86

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом

Псковского государственного политехнического института

Рецензенты:

- М. Г. Селянцев – к. т. н., доцент, директор государственного учреждения Псковского областного управления государственной экспертизы документации в области градостроительной деятельности.

- В. В. Белов – д. т. н, профессор кафедры СКиМ, ИСФ, СПбГПУ.

А86 А. Е. Артемьев

Проектирование несущих конструкций железобетонных каркасов одноэтажных промышленных зданий.

Учебно-методическое пособие. – Псков: издательство ППИ, 2009 – 90с.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, изучающих курс «железобетонные конструкции» и разработано в соответствии с действующими нормами проектирования бетонных и железобетонных конструкций (СНиП 2.03.01-84). В методическом пособии излагаются основные положения компоновки здания, поперечной несущей рамы. Приведены примеры расчета и конструирования рамы, железобетонных колонн, фундаментов одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами.

УДК 624.012

БКК 38.53

© А. Е. Артемьев, 2009

© Псковский государственный политехнический институт, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Данные рассматриваемого примера

2. Компоновка здания

3. Компоновка поперечной рамы здания

4. Определение нагрузок, действующих на раму

4.1. Постоянные нагрузки

4.2. Временные нагрузки

5. Определение усилий в колонках рамы (статический расчет рамы)

5.1. Определение усилий в крайней колонне рамы

5.1.1. Усилия от постоянных нагрузок

5.1.2. Усилия от снеговых нагрузок

5.1.3. Усилия от вертикальной крановой нагрузки

5.1.4. Усилия от горизонтальных крановых нагрузок

5.1.5. Усилия от ветровых нагрузок

5.1.6. Составление таблицы расчетных усилий

6. Расчет прочности крайней двухветвевой колонны

6.1. Расчет сплошного прямоугольного сечения колонны в случае

больших эксцентриситетов (пример расчета 1)

6.2. Расчет сплошного прямоугольного сечения колонн в случае

малых эксцентриситетов (пример расчета 2)

(пример расчета 3)

6.3. Расчет сплошных прямоугольных сечений колонн в случае малых

эксцентриситетов при использовании в расчетах возможных

вариантов допущений (пример расчета 4)

(пример расчета 5)

6.4. Конструктивные требования норм но назначению арматуры

6.5. Расчет сквозных сечений двухветвевых колонн по обрезу

фундамента в плоскости рамы (пример расчета 6)

6.6. Расчет надкрановой и подкрановой частей колонны из

плоскости рамы

6.7. Расчет промежуточной распорки двухветвевой колонны

(пример расчета 7)

(пример расчета 8)

7. Проектирование отдельностоящих фундаментов стаканного типа

7.1. Общие рекомендации

7.2. Определение площади подошвы и высоты фундамента

7.3. Расчет сечения рабочей арматуры

7.4. Расчет подошвы фундаментов по раскрытию трещин

8. Использованная литература

1. Данные рассматриваемого примера.

1. Пролет рамы L = 18 м.

2. Рама двухпролетная.

3. Вид ригеля – балка.

4. Продольный шаг колонн l=12м., число шагов n=7.

5. Отметка головки подкранового рельса Н = 10,4 м.

6. Грузоподъемность крана Q = 10 Т (100 КН).

Режим работы крана - легкий.

7. Ширина крана В = 6300мм., база крана К = 4400мм, крановый габарит по

высоте h_cr + 100_мм = 2000 мм.

8. Место строительства - г. Кострома. Вес снегового покрова на 1 м²

покрытия равен v_1n=1,5кн/м², скоростной напор ветра на высоте до 10м

равен ω₀ = 0,27кн/м². Тип местности - Б.

9. Условное расчетное давление на грунт R₀=0,3МПа.

10. Материал сборных железобетонных элементов с ненапрягаемой арма­турой - класс бетона на сжатие В20, классы арматуры А - III, Вр-1.

11. Материал сборных железобетонных элементов с напрягаемой армату­рой -

класс бетона В-30, класс арматуры A-IV.

2. Компоновка здания.

В промышленных зданиях каркасного типа несущим элементом является пространственная жесткая железобетонная рамная конструкция.

Основой несущего каркаса одноэтажного промышленного здания служит система плоских поперечных рам, образованных колоннами, защемленными в фундаменты, и ригелями, шарнирно опирающимися на колонны. Плоские поперечные рамы в продольном направлении связаны между собой панелями покрытия, стеновыми ограждениями, подкрановыми балками, а в некоторых случаях специальными горизонтальными и вертикальными связями.

Конструктивной и технологической особенностью производственных зданий является оборудование их мостовыми кранами, которые перемеща­ются по специально оборудованным путям, опертым на колонны. В выпол­няемом курсовом проекте предусматривается работа двух четырехколесных кранов в каждом пролете здания.

В задании на проектирование указаны размеры сетки колонны. Длина здания задается равной 84 м. Длину элементов, расположенных вдоль здания (плит покрытия, стеновых панелей, фундаментных балок), ре­комендуется приникать равной шагу поперечных рам. Ширину плит покрытия принимать равной 3 м. При выборе габаритов конструкций несущего каркаса следует руководствоваться указаниями /1/.

Разбивочные оси здания совпадают с геометрическими осями колонн средних рядов. В целях сохранения однотипности элементов покрытия ко­лонны крайних рядов располагают так, чтобы продольная разбивочная ось ряда (буквенная) проходила на расстоянии 250мм. от наружной грани колоны. Колонны крайнего ряда при шаге 6м. и кранах грузоподъемностью до 30т. и высотой менее 16,2м. располагают с нулевой привязкой, сов­мещая ось ряда с наружной гранью колонны. Торцевые колонны смещаются с поперечных разбивочных осей (цифровых) внутрь здания на 500 мм.

При большой протяженности в продольном направлении здание делят температурно-усадочными швами на отдельные блоки. Длина блока наз­начается не более 72м. в отапливаемых зданиях и 48м. в неотаплива­емых. Поперечный температурный шов выполняют в виде спаренных попе­речных рам, причем ось температурного шва совмещают с поперечной разбивочной осью, а оси колонн смещают с цифровой оси на 500 мм.

Жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается попереч­ными рамами, а в продольном - продольными рамами, образованными колоннами и элементами покрытия, подкрановыми балками и связями.

Система вертикальных и горизонтальных связей служит в основном для восприятия усилий, возникающих от горизонтальных крановых и ветровых нагрузок.

Вертикальные связевые фермы (2) (рис. 3.1в) из стальных уголков с крестовой решеткой или в виде безраскосной железобетонной устанав­ливают между ригелями в каждом продольном ряду колонн в крайних ша­гах рам каждого температурного блока. Вдоль здания по верху колонн располагают распорки из стальных уголков (3) (рис. 3.1в,г). При не­большой высоте ригеля на опоре (до 800 мм.) и дополнительном расчете на действие ветровых нагрузок узла сопряжения ригеля с колонной, продольные связи можно выполнять только в виде распорок по верху колонн. Вертикальные связи между колоннами из стальных уголков или стальных профилей (1)

(рис. 3.1в,г) устанавливают в каждом продоль­ном ряду в середине температурного блока, приваривая к закладным деталям колонн.

Для уменьшения расчетного пролета фахверковых колонн здания, при действии ветровой нагрузки, в уровне нижнего пояса ригеля устраивают из стальных уголков горизонтальную связевую ферму (4) (рис. 3.1в,г). Решетка горизонтальных и вертикальных ферм, расположенных выше подкрановых путей, проектируется крестовой системы. Схемы расположения связей изображены на рис. 3.1.