20

1. Общая характеристика здания

1.1. Данные для проектирования

Требуется рассчитать и сконструировать основные несущие конструкции одноэтажной сборной железобетонной рамы промышленного здания: одну из колонн – крайнюю или среднюю, фундамент под нее, предварительно напряженную балку покрытия.

Исходные данные для выполнения проекта указаны в задании. Они отвечают основным параметрам одноэтажных промзданий (табл. 1 и 2). По заданию двух пролетная одноэтажная рама с пролетами по 15 м, оборудованная мостовыми электрическими кранами нормального режима работы группы 5К грузоподъемностью Q=16 т (рис. 1 и 2).

Исходные данные для расчёта

1. Район строительства – IV. Тип местности для ветровой нагрузки – С.

2. Уровень ответственности здания – II-нормальный (коэффициент надежности по ответственности – _n=0,95).

3. Длина здания – 96 м, ширина – 30 м (два пролета по 15 м).

4. Шаг колонн поперек здания – L=15 м, вдоль здания – b=6 м.

5. Расстояние от пола до низа несущих конструкций покрытия – 10,8 м.

6. Количество мостовых кранов в пролете – два, грузоподъемность их 16 т (с двумя крюками). Режим работы крана средний.

7. Несущие конструкции покрытия – преднапряженные двускатные балки с натяжением арматуры «на упоры» стенда.

8. Железобетонные колонны – ступенчатые прямоугольного сечения.

9. Плиты покрытия – комплексные ребристые 61,5 м с напряженной арматурой.

10. Подкрановые балки – сборные, фундаменты – монолитные с учетом нулевого цикла производства работ.

11. Стены панельные самонесущие толщиной 300 мм.

12. Материалы для железобетонных конструкций:

а) вид бетона – тяжелый;

б) класс бетона: для двускатных балок покрытия – В30 (принимается по СП 52-102-2004 или по заданию руководителя проекта), для колонн – В20, для фундаментов В15;

в) рабочая арматура классов: для балок покрытия – К1500 (К-7), для колонн – А400 (А-III), для фундаментов – А300 (А-II);

г) монтажная и поперечная арматура всех элементов – классов А240 (А-I) и В500 (Вр-I).

13. Расчетное сопротивление грунта R=0,25 МПа (250 кПа).

1.2 Выбор конструктивных элементов и компоновка здания

При выборе основных конструктивных элементов здания руководствуемся указаниями и рекомендациями по объемно-планировочным и конструктивным решениям одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами, помещенными в работах [1, 10, 12, 13, 14] и в табл.1 и 2. Поперечный разрез и фрагмент плана здания показаны на рис. 1.

1. Покрытие здания — решается по беспрогонной схеме из крупноразмерных плит, укладываемых на балки покрытия — ригели поперечных рам. Принимаем комплексные ребристые плиты с напряженной арматурой размером в плане 1,5×6 м и вы­сотой ребра — 30 см . Вес 1 кв. м этой плиты с заливкой швов — 1,85 кН. В качестве утепли­теля здесь принят керамзит толщиной 16 см с =600 кг/м³.

Конструкция комплексной плиты покрытия здания приведена на рис. 3.

2. Ригелем покрытия является двускатная балка с преднапряженной арматурой [19, 20] (рис.4). Высота балок на опоре 790мм, сечение – двутавровое. Ширину полок: верхних – 300мм; нижних –270мм.

3. Подкрановые балки приняты сборными таврового сечения — по серии 1.426.1—4 [18] (рис. 5). Длина их 5,95 м, высота — 800 мм, толщина ребра — 200 мм, ширина полки — 600 мм. Масса балки — 3,5 т, высота подкранового рельса с уп­ругой прокладкой — 150 мм, масса его — 100 кг/п. м.

4. Стены здания — самонесущие простеночные, перемычечные и рядовые панели из лёгкого бетона толщиной 300 мм, высотой 1200 и 1800 мм и длиной 6,0 м [22]. Плотность легкого бетона (керамзитобетон, шунгизитобетон и т. д.) в панелях =1200 кг/м³, вес 1 кв. м стены — 360 кг. Простеночные панели опираются на цокольные, которые укладываются, в свою очередь, на стаканы фундаментов. На рис. 2 приведены схемы компоновки наружных стен здания из самонесущих и цокольных панелей, а на рис. 6 — габаритные размеры этих панелей.

5. Колонны — сборные железобетонные ступенчатые пря­моугольного сечения .

Высоту надкрановой части колонн и размеры сечений их принимают в зависимости от величины пролета и высота здания, шага колонн, грузоподъемности и режима работы мостовых кранов. Ширина сечения (b) для всех колонн принята 400 мм. Высоту сечения надкрановой части колонн (h_В) принимают для крайних колонн – 380 мм, для средних колонн – 600 мм.

Высоту сечения подкрановой части колонны (h_Н) необходимо принимать исходя из условия обеспечения их жёсткости:

- при кранах с Q10т и - при кранах сQ10т,

где: - высота подкрановой части колонны;

- расчётная высота колонны.

Размер должен быть не менее 500 мм для крайних колонн и 600 мм для средних.

Принято H=10,8 м; Q=16 т. Размеры колонн: длина надкрановой части L_b=3,5 м; длина подкрановой части L_H=7,75 м. Общая длина колонны L=11,85 м.

Для статического расчёта принимаем:

• расчётную высоту колонны: ;

• высоту надкрановой части Н_В = 3,5 м;

• высоту подкрановой части Н_Н = 11,0 – 3,5 = 7,5 м.

Сечения колонны надкрановой части для крайней колонны 380400 мм ; для средней колонны 600400 мм .

Сечения колонн подкрановой части приQ=16т:

Принимаем размеры сечения подкрановой части : для крайней колонны 550400 мм; для средней колонны 600400 мм (рис. 7).

6. Фундаменты под колонны приняты монолитными ступенчатыми со стаканной частью и учетом нулевого цикла производства работ — по серии 1.412-1/77 (отметка верха их — 0,15 м). Колонны заделываются в стаканы фундаментов на глубину 750 мм при Н = 8,4 и 9,6 м и 900 мм для Н = 10,8 и 12 м. Отметка подошвы фундаментов принимается с учетом глубины промерзания грунта для заданного района строитель­ства, но не менее 1,35 м с учетом мини­мальной толщины фундаментной плиты под колонной — 200 мм и слоя бетона или раствора под ней — 50 мм.

Все размеры фундаментов должны быть кратными 300 мм с учетом применения инвентар­ной щитовой опалубки.

В курсовом проекте размеры сторон подошвы фундаментов можно ориентировочно принимать:

а) при кранах с Q=5—10 т — от 180 до 240 см;

б) для Q = 16—20 т — от 270 до 330 см;

в) при Q=32 т — от 300 до 360 см.

При этом размер подошвы фундамента в плоскости момента должен быть на 3060 см больше другой стороны Соотноше­ние вылета нижней ступени к ее высоте рекомендуется прини­мать не более двух, верхних ступеней – 1:1.

В нашем случае глубину заложения фундаментов принимаем 1,65 м, высоту фундамента 150 см, размеры сторон подошвы его —300270 см, высоту ступеней — 30 см (рис. 7).

Рисунок 1. Поперечный разрез (а) и фрагмент плана здания (б)

Рисунок 2а. Компоновка наружных стен промзданий и самонесущих панелей: поперечное сечение стен.

Рисунок 2б. Компоновка наружных стен промзданий и самонесущих панелей: фрагмент фасада и плана стен.

Рисунок 4. Геометрические размеры балки

Рисунок 5. Подкрановая балка пролётом 6м.

Рисунок 6. Легкобетонные стеновые панели:

а) и б) самонесущие; в) цокольные

Рисунок 7. Общий вид колонн и фундаментов.