- •3. Тематический план лекционного курса
- •Всего: 32 часов
- •4. Тематический план практических занятий
- •5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов
- •6. Общие методические рекомендации по изучению курса Основная литература.
- •Дополнительная литература.
- •Курс лекций
- •Раздел 1. Одноэтажные промышленные здания Лекция 1. Конструктивные схемы одноэтажных промышленных зданий
- •1.1.Элементы конструкций
- •1.2. Мостовые краны
- •1.3. Компоновка здания
- •1.4. Поперечные рамы
- •1.5. Система связей
- •Минимальная длина опирания ребер плит на стропильные конструкции
- •1.6. Подкрановые балки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 2. Расчет поперечной рамы
- •2.1. Расчетная схема и нагрузки
- •2.2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках
- •2.3. Определение усилий в колоннах от нагрузок
- •Расчетная длина l0 сборных железобетонных колонн зданий с мостовыми кранами
- •2.4. Особенности определения усилий в двухветвевых и ступенчатых колоннах
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 3. Конструкции покрытий
- •3.1. Плиты покрытий
- •Технико-экономические показатели плит покрытий
- •3.2. Балки покрытий
- •Технико-экономические показатели двускатных балок покрытий пролетом18м при шаге 6 м и расчетной нагрузке 3,5—5,5 кН/м2
- •3.3. Фермы покрытий
- •Расчетная длинна l0 сжатых элементов фермы
- •3.4. Подстропильные конструкции
- •3.5. Арки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 4. КонструкцИи одноэтажных каркасных зданий из монолитного железобетона
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Раздел 2. Железобетонные фундаменты Лекция 5. Отдельные фундаменты колонн
- •5.1. Конструкции сборных фундаментов
- •5.2. Конструкции монолитных фундаментов
- •5.3. Расчет фундаментов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 6. Ленточные фундаменты
- •6.1. Ленточные фундаменты под несущими стенами
- •6.2. Ленточные фундаменты под рядами колонн
- •6.3. Расчет ленточных фундаментов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 7. Сплошные фундаменты
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Раздел 3. Каменные конструкции Лекция 8. Материалы, применяемые для каменных и армокаменных конструкций
- •8.1 Каменные материалы
- •8.2 Растворы для каменной кладки
- •8.3 Материалы для армокаменных конструкций
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 9. Физико-механические свойства кладки
- •9.2. Прочность кладки при различных силовых воздействиях Прочность кладки при центральном сжатии и факторы, влияющие на нее
- •Прочность кладки при местном сжатии (смятии)
- •Прочность кладки при растяжении.
- •Прочность кладки при срезе
- •Прочность кладки при изгибе
- •9.3. Деформативные характеристики кладки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 10. Расчет прочности элементов каменных конструкций на сжатие
- •10.1. Методы расчета каменных конструкций
- •10.2. Осевое (центральное) сжатие
- •10.3 Внецентренное сжатие
- •10.4 Косое внецентренное сжатие
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 11. Расчет прочности элементов каменных конструкций на смятие, изгиб и центральное растяжение
- •11.1 Местное сжатие (смятие)
- •11.2 Изгиб, срез и растяжение
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 12. Расчет каменных конструкций зданий
- •12.1 Конструирование схемы каменных зданий
- •12.2 Рекомендации по предварительному назначению толщины стен
- •12.3 Расчёт стен многоэтажных зданий с жёсткой конструктивной схемой
- •12.4 Расчёт многоэтажных зданий на ветровую нагрузку
- •12.5 Расчёт зданий с упругой конструктивной схемой
- •12.6. Особенности расчета стен в зависимости от конструкции их слоёв (расчет многослойных стен)
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 13. Комплексные конструкции
- •13.1. Армокаменные конструкции
- •13.2. Конструкции с поперечной арматурой
- •13.3. Конструкции с продольной арматурой
- •13.4. Армокаменные конструкции со смешанным армированием
- •13.5. Армокаменные конструкции с напрягаемой арматурой
- •Вопросы для самоконтроля:
1.3. Компоновка здания
Сетка колонн одноэтажных каркасных зданий с мостовыми кранами в зависимости от технологии производственного процесса может быть: 1218, 1224, 1230 или 618, 624, 630 м.
Шаг колонн принимается преимущественно 12 м. Если при этом шаге используются стеновые панели длиной 6 м, то по наружным осям кроме основных колонн устанавливают промежуточные (фахверковые) колонны. При шаге колонн 12 м возможен шаг ригелей 6м с использованием в качестве промежуточной опоры подстропильной фермы (рис. 1.5).
а) б)
а) – 6 м с подстропильными фермами; б) – 12 м без подстропильных ферм
Рис. 1.5. Конструктивные схемы здания при шаге колонн
Лучшие технико-экономические показатели по трудоемкости и стоимости достигаются в сборных железобетонных покрытиях при шаге колонн 12 м без подстропильных ферм.
В целях сохранения однотипности элементов покрытия, колонны крайнего ряда располагают так, чтобы разбивочная ось ряда проходила на расстоянии 250 мм от наружной грани колонны. Колонны крайнего ряда при шаге 6 м и кранах грузоподъемностью до 30 т располагают с нулевой привязкой, совмещая ось ряда с наружной гранью колонны (рис.1.6,а). Колонны торцов здания смешают с поперечной разбивочной оси на 500 мм (рис.1.6,б). При большой протяженности в поперечном и продольном направлениях здание делят температурными швами на отдельные блоки.
а – крайнего ряда при шаге 6м; б – в торце здания; в – у продольного температурного шва; г – у поперечного температурного шва
Рис. 1.6. Компоновочные схемы привязки к разбивочным осям колонн
Продольный температурный шов выполняют, как правило, на спаренных колоннах со вставкой (рис. 1.6,в), при этом колонны у температурного шва имеют привязку к продольным разбивочным осям 250 мм (или нулевую при 6 м). Поперечный температурный шов также выполняют на спаренных колоннах, но при этом ось температурного шва совмещается с поперечной разбивочной осью, а оси колонн смещаются с разбивочной оси на 500 мм (рис. 1.6,г).
Расстояние от разбивочной оси ряда до оси подкрановой балки при мостовых кранах грузоподъемностью до 50 т принято =750 мм (см. рис. 3). Это расстояние складывается из габаритного размера крана В, размера сечения колонны в надкрановой части h2 и требуемого зазора между габаритом крана и колонной С. На крайней колонне =В + h2 +С - 250.
1.4. Поперечные рамы
Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения или сквозными двухветвевыми (рис. 1.7). При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах грузоподъемностью до 30 т и относительно небольшой высоте здания; сквозные колонны — при кранах грузоподъемностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м. Размеры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей, непосредственно на торец колонны без устройства специальных консолей. Высота сечения принимается: для средних колонн h2=500 или 600 мм, для крайних колонн h2=380 или 600 мм; ширина сечения средних и крайних колонн b = 400... 600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при шаге 12 м). Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жесткости с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило заклинивания моста крана. По опыту эксплуатации производственных зданий с мостовыми кранами принято считать жесткость колонн достаточной, если высота сечения h1= (1/10...1/14)H1.
а – сплошные прямоугольного сечения; б – сквозные двухветвевые
Рис. 1.7. Колонны одноэтажного здания
Сквозные колонны имеют в нижней подкрановой части две ветви, соединенные короткими распорками - ригелями. Для средних колонн в нижней подкрановой части допускают смещение оси ветви с оси подкрановой балки и принимают высоту всего сечения h1=1200...1600 мм, для крайних колонн принимают h1=1000...1300 мм. При этом принимают размеры высоты сечения ветви h= 250 или 300 мм и ширины сечения ветви b= 500 или 600 мм. Кроме того, b=(1/25...1/30)H.
Расстояние между осями распорок принимают (8— 10)h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1,8 м и между ветвями обеспечивался удобный проход. Нижняя распорка располагается ниже уровня пола. Высоту сечения распорки принимают (1,5—2)h, а ширину сечения распорки равной ширине сечения ветви.
Соединение двухветвевой колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух отдельных стаканах; во втором соединении объем укладываемого на монтаже бетона уменьшается (рис. 1.8). Глубину заделки колонны в стакане фундамента принимают равной большему из двух размеров:
Han = 0.5+0.33h1 (м) или Han = 1.5b (1.5)
а – с одним общим стаканом; б – с двумя отдельными стаканами; в – при устройстве шпонок; 1 – бетон замоноличивания; 2 - колонна
Рис. 1.8. Конструкции соединения двухветвевой колонны с фундаментом
Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Если в одной из ветвей колонны возникает растягивающее усилие, соединение колонны с бетоном замоноличивания выполняется на шпонках.
Колонны (сплошные и двухветвевые) обычно изготовляют в виде одного цельного элемента. Членение их на части по высоте для уменьшения веса монтажных элементов связано с затруднениями по устройству стыков, а потому осуществляется редко.
Ригели поперечных рам по своей конструкции могут быть сплошными или сквозными, а соединение их со стойками жесткое или шарнирное. Выбор очертания ригеля, его конструкции и характера соединения со стойками зависит от размера перекрываемого пролета, вида кровли, принятой технологии изготовления и монтажа.
Жесткое соединение ригелей и колонн рамы приводит к уменьшению изгибающих моментов, однако при этом не достигается независимая типизация ригелей и колонн рамы, так как нагрузка, приложенная к колонне, вызывает изгибающие моменты и в ригеле, а нагрузка, приложенная к ригелю, вызывает изгибающие моменты в колоннах (рис. 1.9,а). При шарнирном соединении возможна независимая типизация ригелей и колонн, так как в этом случае нагрузки, приложенные к одному из элементов, не вызывают изгибающих моментов в другом (рис. 1.9,б). Шарнирное соединение ригелей с колоннами упрощает их форму и конструкцию стыка, отвечает требованиям массового заводского производства. В результате конструкции одноэтажных рам с шарнирными узлами как более экономичные приняты в качестве типовых.
а – при жестком соединении ригеля с колонной; б – при шарнирном соединении
Рис. 1.9. Эпюры моментов в поперечной раме
Конструктивно соединение ригелей с колоннами выполняется монтажной сваркой стального опорного листа ригеля с закладной деталью в торце колонны (рис. 1.10).
При пролетах до 18 м в качестве ригелей применяют предварительно напряженные балки; при пролетах 24, 30 м - фермы.
1 – ось ряда; 2 – анкеры; 3 – шайба; 4 – гайка; 5 – стальная пластинка =12мм; 6 – ригель; 7 – колонна; 8 – торцовая стальная плита
Рис. 1.10. Конструкция соединения ригеля с колонной на анкерных болтах и монтажной сварке
Конструкции фонарей состоят из поперечных фонарных ферм и стоек, несущих плиты покрытий и опирающихся на ригели поперечных рам. В плоскости стоек фонаря размещаются бортовые плиты. Ширину фонаря и высоту переплетов устанавливают в зависимости от требуемой освещенности цеха. Обычно она обеспечивается при ширине фонаря, равной 0,3—0,4l. В целях типизации конструктивных элементов применяют фонари шириной 6м при пролетах до 18 м и шириной 12 м при пролетах 24 и 30 м (рис. 1.11). Сопряжение несущих элементов фонарей с ригелями поперечных рам выполняют на монтажных болтах с последующей сваркой стальных закладных деталей.
Рис. 1.11. Конструктивные схемы фонарных ферм