Методическое пособие разработал

Доцент кафедры

«Строительные конструкции» ___________________Р.Х. Бикбов

Рецензент:

Член-корреспондент РААСН, Заслуженный Строитель РФ,

профессор, д.т.н. В.И. Римшин

УМК ТюмГАСУ

Протокол №____от «___»________________2008 г.

Председатель УМК ____________________

СОДЕРЖАНИе

1. ВВЕДЕНИЕ 4

2. Задание для проектирования 4

3. Конструктивное решение поперечной рамы здания 5

3.1 Основные геометрические размеры. 5

3.2 Нагрузки на поперечную раму. 10

4. Статический расчет поперечной рамы здания. 16

4.1 Определение усилий в стойках рамы от отдельных видов нагрузок. 16

4.2 Таблица расчетных сочетаний 19

21

5. Расчет колонн. 32

5.1 Расчет колонны по оси «А» 32

1.1 Данные для проектирования 33

1.2 Надкрановая часть колонны 37

1.3 Подкрановая часть колонны 40

1.4 Расчет промежуточной распорки 43

5.2 Расчет колонны по оси «Б». 44

2.1 Исходные данные 44

2.2 Надкрановая часть колонны 48

2.3 Подкрановая часть колонны. 49

2.4 Расчет промежуточной распорки 52

6. Фундаметы 53

6.1 Конструирование и расчет фундамента под колонну ряда А 53

1.1 Данные для проектирования 53

1.2 Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений 54

1.3 Определение конфигурации фундамента и проверка ступени 56

1.4 Подбор арматуры подошвы 58

1.5 Расчет подколонника и его стаканной части 59

6.2 Расчет фундамента под колонну по оси Б. 61

2.1 Исходные данные 61

2.2 Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений 61

2.3 Определение конфигурации фундамента и проверка ступени 62

2.4 Подбор арматуры подошвы 63

2.5 Расчет подколонника и его стаканной части 64

7. Стропильная ферма с параллельными поясами. 66

7.1 Конструктивное решение. 66

7.2 Определение нагрузок на ферму. 66

7.3 Определение усилий в элементах фермы. 67

7.4 Расчет верхнего пояса 68

7.5 Расчет раскосов 70

7.6 Расчет нижнего пояса фермы. 73

Приложения 76

ЛИТЕРАТУРА. 83

1. Введение

Курсовой проект № 2 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» предусмотрен учебной программой для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» и относится к внеаудиторной, самостоятельной работе студентов.

Работа над курсовым проектом базируется на знаниях учебных дисциплин по черчению, сопротивлению материалов, строительной механике, архитектуры, а также на успешном освоении учебных материалов по I-й и II-й частям курса «Железобетонные и каменные конструкции».

Цель курсового проекта – освоение методики и приобретение навыков проектирования и конструирования железобетонных конструкций одноэтажного производственного здания в сборном исполнении с применением известных технических решений.

Данное методическое пособие рассматривает пример расчета и конструирования несущих элементов одноэтажного производственного здания с мостовыми опорными кранами, выполненного из сборных железобетонных конструкций.

2. Задание для проектирования

Требуется рассчитать конструкции отапливаемого, одноэтажного, каркасного производственного здания с мостовыми кранами, выполненного из сборных железобетонных конструкций.

В курсовом проекте выполняются компоновка конструктивной схемы здания, статический расчет поперечной рамы, расчеты и конструирование предварительно напряженной конструкции покрытия, колонны и внецентренно нагруженного фундамента под данную колонну.

Задание к курсовому проекту приведено в Приложении 2. Задание состоит из текстовой части и таблиц со значениями конструктивных габаритов здания, грузоподъемности мостовых кранов, района строительства, классов бетона, арматуры и характеристик грунтов основания.

3. Конструктивное решение поперечной рамы здания

1. Основные геометрические размеры.

Поперечник одноэтажного промышленного здания представляет раму, состоящую из колонн, защемленных в уровне верха фундаментов и шарнирно-связных со стропильными конструкциями по верху. Стропильные несущие конструкции рассматриваются в расчете как абсолютно жесткие (недеформируемые) стержни. Расчет поперечной рамы цеха может быть выполнен любым методом строительной механики, однако наиболее удобным для расчета поперечных рам, выполненных из сборного железобетона, является метод перемещений. При расчете поперечных рам методом перемещений мы имеем один раз статически неопределимую систему независимо от количества пролетов рамы.

Компоновка поперечной рамы выполняется по данным индивидуального задания из типовых сборных железобетонных конструкций согласно приложению 2. Рассматривается здание II класса ответственности, коэффициент надежности по назначению .

В данном примере в качестве несущей стропильной конструкции принята ферма с параллельными поясами. Поперечный разрез здания приведен на рис.1.

Приступая к расчету рамы, необходимо установить размеры высот и сечений колонн. Высота верхней части колонн от низа фермы до подкрановой консоли Н_в устанавливается в зависимости от габаритов мостового крана и высоты подкрановой балки с рельсом по формуле (3.1.1):

Н_в = Н_кр +h_п.б. +а₁ = 2,75 + 1,55 +0,20 = 4,50 м, (3.1.1)

где Н_кр – габаритный размер крана по высоте;

h_п.б. – высота подкрановой балки с рельсом;

а₁ – зазор между верхом габарита крана и низом покрытия, принимаемый 200 –250 мм. Этот размер учитывает прогиб конструкций покрытия и обязательный зазор 100 мм в соответствии с требованиями ТУ на краны.

Высота колонн от подкрановой консоли до верха фундамента Н_н:

Н_н = 12,60 - 4,50 +0,15 = 8,25 м,

где 0,15 м – расстояние от уровня чистого пола до верха фундамента при выполнении работ нулевого цикла до установки колонн.

Полная высота колонн Н = Н_в + Н_н = 4,50 + 8,25 = 12,75 м.

Размеры сечения крайней колонны (оси «А», «В»):

а) надкрановая часть: ширина сечения b = 500 мм (при шаге колонн 12м), высота сечения h_в = 600 мм (из условия опирания фермы при привязке колонн крайнего ряда равной 250 мм);

б) подкрановая часть: ширина сечения b = 500 мм, высота:

h_н = λ+250+h_c/2, (3.1.2)

где λ =750 мм – расстояние между разбивочной осью колонны и осью подкрановой балки;

250 мм – привязка колонны к разбивочной оси;

h_c – высота сечения одной ветви колонны, принимаемая равной 250-300 мм (в данном примере h_c=250мм), тогда h_н = 750+250+250/2 = 1125 мм.

Из условия надежного опирания подкрановой балки на консоль колонны h_н назначаем 1300 мм (рис. 2а).

Размеры сечения средней колонны (ось «Б»):

а) надкрановая часть: ширина сечения b = 500 мм, высота сечения одной ветви h_с = 300 мм, высота сечения подкрановой части совпала с осью подкранового пути

h_н = 2λ +h_с = 2∙750+300 = 1800 мм.

При кранах грузоподъемностью до 32 тс и высоте 12 м в целях уменьшения общей высоты сечения колонны можно допускать смещение оси подкрановой балки с оси ветви. Назначаем h_н = 1400 мм (рис. 2б).

По соображениям жесткости ширина сечения колоны должна удовлетворять условию (3.1.3):

(3.1.3)

Принятая ширина сечения колонн 50 см удовлетворяет данному условию. Размеры сечений надкрановых частей колонн не мешают проходу крана.

Моменты инерции сечений колонн.

а) колонна по оси «А»:

надкрановая часть (3.1.4)

подкрановая часть (3.1.5)

ветвь (3.1.6)

где: А_с - площадь сечения ветви;

с - расстояние между осями ветвей.

б) колонна по оси «Б»:

надкрановая часть I_в = 90∙10⁴ см⁴,

подкрановая часть:

ветвь

Относительные жесткости колонн рамы.

а) колонна по оси «А»: принимаем для надкрановой части колонны, тогда для подкрановой части колонны имееми для ветвиI_с = 0,072;

б) колонна по оси «Б»: аналогично принимаем для надкрановой части колонны , для подкрановой части –, для ветви -I_с = 0,125.