МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образование

«Ростовский государственный строительный университет»

Институт Градостроительства и архитектуры

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»

Тема: Расчет и конструирование несущих элементов поперечной рамы

одноэтажного промышленного здания

Выполнил студент гр. ЗПЗ-315

Казарян С.Г.

Руководитель проекта ассистент кафедры ЖБК

Кургин Константин Васильевич

Ростов-на-Дону

2015 год

Общие сведения о курсовом проекте.

Курсовой проект № 2 по железобетонным конструкциям предусматривает проектирование одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами и состоит из расчетов и конструирования несущих конструкций покрытия (фермы с параллельными поясами), статического расчета поперечника, подбора сечения и конструирования крайней колонны (выбор несущей конструкции покрытия и колонны определяется заданием). Несущая конструкция покрытия должна быть рассчитана по двум группам предельных состояний, а колонна - только по первой группе предельных состояний, в системе единиц СИ.

2. Исходные данные.

Стропильная конструкция - ферма с параллельными поясами (ФП);

число пролетов здания – 3;

рассчитываемая колонна – крайняя;

пролет здания – 18 м.;

продольный шаг колонн – 12 м.;

высота от уровня пола до головки подкранового рельса – 8,7 м.;

грузоподъемность мостового крана – 20 т.;

класс бетона фермы – В40;

класс бетона колонны – В15;

класс ненапрягаемой арматуры – А300;

класс напрягаемой арматуры – А540;

район строительства – город Самара (снеговой район – 4, ветровой

район – 3).

3. Проектирование конструкций здания.

3.1. Расчет поперечных рам одноэтажных производственных зданий.

3.1.1. Компоновка здания и расчетная схема.

Поперечники одноэтажных производственных зданий представляют собой рамы, состоящие из колонн, защемленных внизу в фундаментах и шарнирно связанных по верху с ригелями покрытия (рис.1).

а) конструктивная схема

б) расчетно-геометрическая схема

Рис.1. Схемы однопролетной поперечной рамы одноэтажного

производственного здания

Ригель рамы рассчитывают независимо, как однопролетную ферму. В расчетной схеме ригель условно заменяют жесткой недеформированной нитью, шарнирно соединенной со стойками, а соединение колонны с фундаментом считают жестким. Длину колон принимают равной расстоянию от низа ригеля до верха фундамента, расположенного ниже уровня нуля на 150 мм.

Высота подкрановых балок Н_bcr в зависимости от шага колонн и грузоподъемности мостового крана Q. При шаге колонн 12 м и грузоподъемности крана до 30 т. включительно, по прил.1 [12] принимаем Н_bcr=1400 мм. Высоту подкранового рельса с подкладками следует принять равную 150 мм. Габаритный размер мостового крана по высоте принимается по прил.5[12]:

Н_cr=2750мм. Расстояние от головки подкранового рельса до низа ригеля должно быть не менее (Н_сr + 100) мм.

Высота надкрановой части колонны Н_V=(H_cr+100)+(H_bcr+150)=(2750+100)+(1400+150)=4400 мм., а высота ее подкрановой части – H_N= =(H_gr+150)–(H_bcr+150)=(8700+150)–(1400+150)=7300 мм., (где H_gr -расстояние от уровня чистого пола до головки подкранового рельса).

Длина колонны от верха фундамента до верха колонны: H=H_N+H_V= 4400+7300=11700 мм.

При компоновке здания средние колонны совмещаются с продольной осью ряда своими геометрическими осями. Наружные грани крайних колонн совмещаются с разбивочной осью (нулевая привязка) в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно при шаге колонн 6 м. Наружные грани крайних колонн смещаются, с продольных осей на 250 мм наружу (привязка «250») в зданиях с мостовыми кранами большей грузоподъемности, а также при шаге колонн 12 м. Геометрические оси торцовых колонн и парных колонн у поперечных температурных швов смещают с поперечных разбивочных осей на 500 мм. Т.к. в рассчитываемом здании продольный шаг колонн равен 12 м, принимаем привязку «250». Расстояние от продольной оси ряда до оси подкрановой балки принято λ=750 мм.

3.1.2. Назначение типа колонн и размеров их поперечного сечения

Сборные типовые железобетонные колонны, входящие в состав поперечных рам, применяют при Н ≤ 18 м, В ≤ 12 м и Q ≤ 50 т. При большей высоте здания, шаге колонн и грузоподъемности кранов обычно используют стальные колонны, а железобетонные - при специальном обосновании.

Сплошные колонны с консолями применяют в зданиях с пролетами до 24 м, высотой H_gr < 16,2 м и при грузоподъемности кранов Q ≤ 30 т, при высоте от пола до головки кранового рельса H_gr ≤ 14,4 м и В ≤ 12 м.

Сквозные (двухветвевые) колонны рациональны при Q > 50 т, пролетах более 24 м, H > 16,2 м и В = 12 м, а также в случаях, когда высота сечения подкрановой части колонны h_N превышает 1 м.

Принимаем железобетонные колонны сплошного сечения.

Высота (мм) сечения крайних колонн в надкрановой части назначается из условия размещения кранового оборудования: при привязке «250»

h_V ≤ 1000 - B₁ - Δr,

где B₁ - расстояние от оси кранового рельса до края моста крана (рис.2);

B₁=260 мм.(по прил.5 [12]).

Δr=70 мм - горизонтальный зазор, необходимый по условиям эксплуатации крана, а также учитывающий возможные фактические отклонения сечения колонны от проектных значений.

h_V≤1000-260-70 ≈ 670 мм.

Высота сечения верхней части крайних колонн назначается с учетом условий опирания двух ригелей на торец колонны; если h_V < 600 мм, то по верху колонны устраивают симметричные двусторонние консоли. Высоту сечения подкрановой части определяют условиями прочности и пространственной жесткости здания и на основании опыта проектирования не менее h_N = =(1/10...1/14) H_N кратно 100 мм.

h_N =(1/10...1/14)7300=(730…521,5)мм.

Высота сечения надкрановой части обычно принимается для средних колонн h_V = 500 или 600 мм; для крайних колонн h_V = 400 или 600 мм (большие размеры сечения принимаются при шаге колонн 12 м). Высота сечения подкрановой части сплошных колонн h_N = 600 или 900 мм (больший размер принимается при H >12м, Q > 10 т, а также шаге колонн В=12м).

Рис.2. К определению размеров сечений колонн

Окончательно для крайних колонн принимаем h_V=600 мм., h_N =900 мм., для средних колонн h_V=800 мм., h_N =800 мм.

Ширину колонны b из условия изготовления принимают постоянной по всей высоте: для колонн крайнего и среднего рядов с шагом 6 м – не менее 400 мм, а с шагом 12 м – не менее 500 мм. Кроме того, ширина b должна удовлетворять требованиям жесткости и быть не менее (1/25...1/30)H= (1/25…1/30)11700=(468…390) мм. Принимаем ширину сечения крайних и средних колонн b=500 мм.

Размеры сечений колонн округляются до величин, кратных 100 мм, причем значение h_V – в меньшую сторону, а b и h_N – в большую.

Глубину заделки колонны в стакане фундамента принимают равной большему из двух размеров:

Н_ah=0,5+0,33hN, м., или Н_ah=1,5b м.

Н_ah=0,5+0,33⋅0,9=0,8 м.

Н_ah = 1,5⋅0,5=0,75 м.

Глубину заделки колонны в стакане фундамента принимаем равной 0,8 м.

Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры.