Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»
Инженерно-строительный институт
Кафедра строительных конструкций и материалов
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Железобетонные конструкции»
на тему:
«КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
КАРКАСА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ »
Преподаватель |
|
Страхов Д.А. |
Студент группы 4019/10 |
|
Чакир М.Ф. |
Санкт-Петербург
2013
Содержание
1 Исходные данные 3
2 Предварительное назначение размеров 4
2.1 Назначение размеров колонны 4
2.2 Назначение размеров ригеля 4
3 Определение нагрузок и воздействий 5
3.1 Собственный вес конструкции 5
3.1.1 Кровля 5
3.1.2 Ригель 5
3.1.3 Колонна 5
3.2 Снеговая нагрузка 6
Ветровая нагрузка 6
9
3.3 4. Расчет прочности ж/б колонн работающих на внецентренное сжатие, подбор арматуры и составление схемы армирования колонны 10
3.4 Назначение размеров предварительно напряженного ригеля 19
3.5 Определение нормальных напряжений в бетоне от предварительного напряжения в арматуре 20
3.6 Определение потерь предварительного напряжения 23
Предварительное напряжение в арматуре с течением времени постепенно уменьшается на величину потерь, вследствие постепенного уменьшения начального удлинения арматуры. 23
3.7 Расчет ригеля на прочность по нормальным сечениям 24
3.8 Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечных сил 25
3.9 Расчет по образованию трещин 27
3.10 Расчет по раскрытию трещин 28
3.11 Определение габаритных размеров фундамента 30
3.12 Расчет прочности фундамента 31
Введение
Настоящий проект сборной железобетонной конструкции рамного типа в виде несущего каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания выполнен в соответствии с заданием на проектирование и действующими СНиП.
1 Исходные данные
- высота колонны от пола до низа ригеля: Н = 13 м;
- пролет рамы: Lp = 18 м;
- шаг рамы в продольном направлении здания: D = 7 м;
- ветровой район: VI;
- снеговой район: III;
- класс бетона колонн В25.
2 Предварительное назначение размеров
2.1 Назначение размеров колонны
Высота поперечного сечения колонны hk:
м;
принимаем hk=
0,75 м.
Ширина поперечного сечения колонны bk:
м.
м.
Принимаем ширину поперечного сечения колонны bk = 0,4 м.
2.2 Назначение размеров ригеля
Высота ригеля в коньке hp:
м,
где
-
расчетная длина ригеля
где
-
высота ригеля на опоре,
;
Принимаем hp=1,5 м.
3 Определение нагрузок и воздействий
3.1 Собственный вес конструкции
3.1.1 Кровля
Вес одного квадратного метра кровли определен по табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Элемент покрытия |
|
|
|
2-3 слоя рубероида по пергамину |
10 |
1,3 |
13,0 |
цементно-песчаная стяжка, δ=20 мм, γ=2200 кгс/м3 |
44 |
1,3 |
57,2 |
утеплитель, δ=100 мм, γ=600 кгс/м3 |
60 |
1,3 |
78 |
ребристые железобетонные плиты |
150 |
1,1 |
165 |
Всего: |
264 |
|
313,2 |
,
,
Нормативная погонная нагрузка от кровли на ригель:
Расчетная погонная нагрузка от кровли на ригель:
3.1.2 Ригель
Нагрузка от собственного веса ригеля на погонный метр его пролета:
,
где
- площадь сечения ригеля;
- объемный вес железобетона;
- коэффициент надежности по нагрузке.
Площадь сечения ригеля:
Примем
,
тогда
Общий вес покрытия, приходящийся на 1 колонну и приложенный в центре торца колонны:
3.1.3 Колонна
Вес колонны:
3.2 Снеговая нагрузка
Расчетная снеговая нагрузка на погонный метр длины ригеля:
где с – коэффициент, учитывающий уклон кровли, принимаем с=1;
р – вес снегового покрова на горизонтальной поверхности, принимаемый по
СНиП 2.01.07-85* (для III снегового района р=180 кгс/м2).
Расчетная снеговая нагрузка:
Ветровая нагрузка
Распределенная ветровая нагрузка, действующая по всей длине колонны с наветренной стороны:
где
-
ветровое давление на 1 м2, для VI
ветрового района q0 =
73 кгс/м2;
- коэффициент, учитывающий изменение
скоростного напора по высоте;
- аэродинамический коэффициент
(принимается 0,8 и 0,6 соответственно для
наветренной и подветренной стороны
здания).
Распределенная ветровая нагрузка, действующая по всей длине колонны с подветренной стороны:
Сосредоточенная сила, учитывающая ветровое давление на поперечную раму в пределах опорной части ригеля и парапетов с наветренной стороны:
Сосредоточенная сила, учитывающая ветровое давление на поперечную раму в пределах опорной части ригеля и парапетов с подветренной стороны:
Усилия, возникающие в колонне:
Для левой колонны:
Х,м |
0,2Нк |
0,4Нк |
0,5Нк |
0,6Нк |
Нк |
Х,м |
2,8 |
5,6 |
7 |
8,4 |
14 |
Мх,тс∙м |
3,72 |
11,91 |
17,71 |
24,61 |
63,45 |
Для правой колонны:
Х,м |
0,2Нк |
0,4Нк |
0,5Нк |
0,6Нк |
Нк |
Х,м |
2,8 |
5,6 |
7 |
8,4 |
14 |
Мх,тс∙м |
5,26 |
13,89 |
19,46 |
25,88 |
59,95 |
Построение эпюры N:
Для сечения 1-1:
Без учета снеговой нагрузки:
N
=
+
=
28,3 + 11,6 = 39,9 тс
С учетом снеговой нагрузки:
N = + +Pcн=28,3 + 11,6 + 11,8 = 51,7 тс.
Для сечения 2-2:
Без учета снеговой нагрузки:
N= + /2 =28,3 + 11,6/2 =34,1 тс
С учетом снеговой нагрузки:
N= + /2+Pcн=28,3 + 11,6/2+ 11,8 = 45,9 тс
Для сечения 3-3:
Без учета снеговой нагрузки:
N= =28,3 тс
С учетом снеговой нагрузки:
N= +Pcн=28,3 + 11,8 = 40,1 тс
Распределение усилий по высоте колонны:
