Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Министерство образования республики Беларусь УО ”Полоцкий государственный университет” Инженерно-строительный факультет Кафедра « Архитектура» Кафедра « Строительные конструкции» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции»
Тема работы: «Одноэтажное каркасное здание» Исполнитель: студент 3 курса группы 06 ТВз Рудов Александр Алексеевич Руководители курсового проекта: Давидович А.С. Хаткевич А.М Новополоцк 2009 Министерство образования республики Беларусь УО ”Полоцкий государственный университет” Инженерно-строительный факультет Кафедра строительных конструкций РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции»
Тема работы: «Одноэтажное каркасноеное здание» Исполнитель: студент 3 курса группы 06ТВз Рудов А.А. Руководитель: Хаткевич А.М. Новополоцк 2009 Содержание
1 Архитектурная часть................................................................................... 5 1.1 Объёмно-планировочное решение........................................................ 5 1.2 Конструктивное решение....................................................................... 5 1.3 Технико-экономические показатели...................................................... 6 1.4 Планировочные коэффициенты............................................................. 6 2 Расчётно-конструктивная часть................................................................... 7 2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия........................................ 7 2.1.1 Геометрический расчёт.................................................................... 7 2.1.2 Определение нагрузок..................................................................... 8 2.1.3 Расчёт продольного ребра по прочности....................................... 9 2.2 Расчёт фундамента............................................................................... 11 Список использованной литературы........................................................... 13 1 Архитектурная часть 1.1 Объёмно-планировочное решение Место строительства:
г. Полоцк. Размеры здания:
Длина: L= 72.6 м; Высота: Н= 15.7м; Ширина: В= 30.6м. Здание однопролётное (пролёт — 30м). Шаг колонн:
12м. Наружные стены:
панельные двухслойные (толщина 0.3м). Здание оборудовано мостовым краном, грузоподъёмностью Q = 30т. 1.2 Конструктивное решение В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных элементов и изделий заводского изготовления, см. Таблицу 1. Выбор конструктивных элементов и изделий осуществляем исходя из объёмно-планировочных параметров, вида и грузоподъемности кранового оборудования, климатологических характеристик района строительства [1]. В пролёте, оборудованным краном грузоподъемностью 30т, устанавливаются колонны серии КЭ-01-52 [2]. Железобетонные подкрановые балки принимаем двутаврового сечения (т.к. шаг колонн 6м), высота сечения 1000мм [3]. В качестве несущих конструкций покрытия используем стропильные фермы (пролёт 24м). Плиты покрытия, принимаем размером 3x12м. Фундамент сборный стаканного типа ФГ42. Стены — самонесущие панели 300мм. Таблица 1 — Спецификация сборных железобетонных изделие [
Формат Зона Позиция Обозначение Наименование Кол. Примечание Колонны
1 КЭ-01-52 14 2 КФ 300x300 10 Ферма
3 ФСЗО 13 Парапетные плиты
5
Окончание Таблицы 1 4 ПП30.4 68 Фундаментные балки 5 ФБ6-2 24 Подкрановые балки 6 БК 1 (6м) 24 Плиты покрытия 7 П/Зхб-1 120 Фундамент 8 ФГ42 26 Стеновые панели 9 ПСДЗО 276 1.3 Технико-экономические показатели Пз — площадь застройки (площадь по наружной поверхности здания на уровне цоколя): Пз = 72.6x30.6 = 2221.56м2
. Пк — конструктивная площадь (площадь, занимаемая конструкциями: колоннами, стенами, перегородками): Пк = 0.5x1x26+0.3x0.3x12+0.3x72.6x2+0.3x30.6x2 = 76.0м2
. Пп — полезная площадь: Пп = Пз - Пк = 2221.56 - 76.0 = 2145.56м2
. Пр — рабочая площадь (площадь, в которой работают краны): Пр = 28.5x72 = 2052м2
. Устр — строительный объём (равен произведению площади поперечного сечения здания на длину здания): Устр = 72.6x30.6x15.7 = 34878.5м3
. 1.4 Планировочные коэффициенты К,
= к, =
Пр =
^052_ =
()
_956
Пп
2145.56 = 0.034, Пз
2221.56 Уест
34878.5 16.26. Пп
2145.56 6 2 Расчётно-конструктивная часть 2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия Требуется: произвести расчёт продольного ребра ребристой плиты покрытия по предельному состоянию 1-ой группы; определить площадь сечения продольной арматуры; сконструировать каркас продольного ребра (поперечные стержни подобрать из условия технологии сварки). Исходные данные (из задания на курсовую работу):
Армирование продольных рёбер:
ненапрягаемая арматура класса 8400. Применяемый бетон:
С20/25. Здание возводится в г. Могилёв
. Согласно Рисунку 1.1 [4] — II Б снеговой район (по таблице 2.4 [4] 8о — 1.2кПа).
Класс по условию эксплуатации:
ХСЗ. Расчётные данные:
Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):
Ус ~ 15\
/ск
= 20МПа;
ДсиЬе
= 25МПа;
/с*=— = — = П.ЗЗМПа. Ус
1-5 Для арматуры 8400 (по таблице 1.2 [4]):
/у
а = 365МПа
(06.0 — 40.0мм); Е5
= 200000МПа.
Номинальные размеры плиты покрытия в плане (по данным
Архитектурной части)
— 3 х 6м. 2.1.1 Геометрический расчёт На основе размеров типовых панелей задаёмся размерами плиты покрытия. Сечение изгибаемых однопролётных панелей рассчитываем как для тавровых сечений, т.к. ребристая плита имеет сложное сечение, то в расчётах мы принимаем эквивалентное тавровое сечение, которое получаем суммированием средних толщин всех рёбер и принятием ширины и толщины полки по её конструктивному габариту, см. Рисунки 1 и 2. 7
Рисунок 1 — Поперечное сечение ребристой плиты покрытия. Рисунок 2 — Расчётная схема поперечного сечения ребристой плиты. 2.1.2 Определение нагрузок На плиту покрытия действуют постоянная нагрузка (от собственного веса плиты и веса кровли (рулонной
— по заданию)) и временная (от снега). Состав кровли принимаем согласно данных Архитектурной части. Сбор нагрузок на плиту покрытия выполним в форме Таблицы 2. Таблица 2 — Сбор нагрузок на плиту покрытия Вид нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м2
Коэффициент надёжности, У/
Расчётная нагрузка, кН/м 1 2 3 4 8 Окончание Таблицы 2 1 2 3 4 Постоянная:
Гидроизоляционный ковёр (два слоя «Стеклоизола»), т
= 4.5кг (1м2
), (табл.2.1 [4]) 0.09 1.35 0.122 Цементно-песчаная стяжка, р =1800кг/м3
; 8 = 20мм; (табл.2.2 [4]) 0.36 1.35 0.486 Утеплитель (пенополистирол), р = 55кг/м , 8 = 100мм; (табл.2.2 [41) 0.055 1.35 0.074 Пароизоляция (1 слой рубероида), р = 600кг\м , 8 = 1.5мм; (табл.2.2 [4]) 0.009 1.35 0.012 Собственный вес плиты покрытия --------- 1 (масса 2.7т (табл.2.3 [4])) 3x12 27/(3x6) =1.5 1.15 1.725 Временная
Снеговая нагрузка: г. Могилёв (район II Б рис. 1.1 [4]) 80
=1.2кН/м2
(табл. 2.4 [4]), ц = 1, т.к. а< 25° (табл.2.6 [4])) 1.2 1.5 1.8 ИТОГО:
Е(ё+Я)с1 = 4.219 ПРИМЕЧАЕИЕ: коэффициент надежности «//»
определяется в соответствии с табл. 2.7 [4]. 2.1.3 Расчёт продольного ребра по прочности Крупнопанельную плиту рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку П-образного поперечного сечения, которое приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне. При опирании панели на стропильную конструкцию (ферму) поверху расчётный пролёт /,#
определяем по формуле: /е#
= /-(6/2) = 6.0-°-^/ = 5.85ж, где Ь
— ширина поперечного сечения несущей стропильной конструкции (фермы ФС 30). 9
Расчётная схема панели — балка с расчётным пролётом 1~ = 5.85м
и равномерно распределённой нагрузкой. Максимальный изгибающий момент: В-(8 + яЪ-1#
3-4.219-5.852 где В
—- номинальная ширина панели, В
= 3.0м; (§+
Ч)а
— полная расчётная нагрузка, см. Таблицу 2. Согласно п.7.1.2.7 СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции», вводимая в расчёт ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать 1/6 пролёта элемента (6.0/6 = 1000мм) и не более половины расстояния в свету между продольными ребрами ((2980 - 2*100)/2 = 1390мм). Получаем тавровое сечение со следующими размерами, см. Рисунок 2. Для установления расчетного случая таврового сечения определяем, где проходит граница сжатой зоны. Предварительно проверяем условие, считая, что граница проходит в полке (Хе//
=И'/
),т.е.
должно соблюдаться неравенство — Мва
< Мш
. м
м
= /«/« ^ •&/•(<*—-) = 13.33-0.85-25-2980-(270-— ) = 217.362к#*л*. Таким образом, условие Мы
< Мт
соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е. хе
#<к/
.
Вычисляем коэффициент ат
как для элемента прямоугольного сечения М*
54.144*106
шириной: ап
=----------- -,
---- - =
-------------------------- = 0.022 /с
,-а-Ьг
с12
13.33-0.85-2980-2702
По таблице 3.6 [4] находим т]\ ат
—
0.022 => т]=
0.979 (методом интерполяции). Требуемая площадь продольной арматуры (8400, / уЛ
=
365МПа по , . М$й
54.144 *106
. „ 2
заданию): АК
, =
-------- — =------------------ = 5.6\см
1уЛ
-П-Л
365-0.979-270 Количество арматурных стержней п
= 2, по таблице 1.3 [4] принимаем ■у
-\
2020 А81
= 6.28см,
что больше требуемой Аи
— 5.61см.
Арматуру располагаем по одному стержню в каждом ребре. Поперечную арматуру
принимаем из условий технологии сварки по таблице 3.7 [4]. При продольной арматуре 020 8400 принимаем поперечную арматуру 05 8240 (класс поперечной арматуры по заданию). Шаг поперечных стержней устанавливаем в соответствии с требованиями п.3.3.2. [4]: - на приопорных участках (длиной 0.257 = 0.25-6000 = 1500мм): л1
, < — =------- = 150лш => л*. = 150лш: 1
2 2 ' 3 3 - в средней части элемента: з2
< — •/» = — • 300 = 225лш => з2
=
200мм. 10 -2
2.2 Расчёт фундамента Определить площадь подошвы фундамента под колонну. Рассчитать необходимое сечение продольной арматуры в подошве фундамента в продольном и поперечном сечениях и разработать рабочий чертёж фундамента. Расчётные данные:
Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):
Ус = 15;
/ск
= 20МПа;
ДсиЬе
= 25МПа;
20 А
ск
Л
ы
= В.ЗЗМПа.
Ус
1.5 Для арматуры 8240 (по таблице 1.2 [4]):
/ус1
= 218МПа
(05.5 — 40.0мм); Ея
- 200000МПа.
Сбор нагрузок на фундамент выполним в форме Таблицы 3. Таблица 3 — Сбор нагрузок на фундамент
Вид нагрузки Нормативная нагрузка, кН Коэффициент надёжности, Г]
Расчётная нагрузка, кН Снеговая нагрузка, кровля, собственный вес плиты покрытия; 8гр
— грузовая площадь, м2
Кё+Ч)кх8гр
=
= 3.214*3м*6м = 57.852 !(8+Ч)4х5гр =
= 4.219*3м*6м = 75.942 вес стропильной фермы ФБ301-1 (табл.2.3 [1]) 186/2 = 93.0 1.35 125.55 вес колонны КЭ-01-52 (табл.2.3 [1]) 57.0 1.35 76.95 ИТОГО: (0+ й)к
=
= 207 (о+ 0)^
=
278.442 Требуемая площадь фундамента: (0 + О)к
207000 А,ш
= 0.67лг' я„ - ут/
■
я, 0.36 • 106
-(20-2.55)-103
где Я0
--
условное расчетное сопротивление основания К0
- О.ЗбМПа
(по заданию); ут/
— средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, ут/
=20 кН/м ; Н]
— глубина заложения фундамента, Н)^2.55м.
11 Согласно номенклатуре фундаментов типа ФГ, см. Таблицу 1, принимаем фундамент с размерами подошвы 3.6x3.0м. Площадь подошвы принятого фундамента: А/
=
3.6 • 3.0 = 10.8ж2
. На Рисунке 3 показана геометрия стакана с большей стороны. 1000
Рисунок 3 — Геометрические размеры принятого фундамента. Н1
= 300мм
— высота 1-ой ступени, см. Рисунок 3. Толщину защитного слоя бетона принимаем 80мм, т.к. под фундаментом нет подготовки (в соответствии с Архитектурной частью и согласно требованиям п.3.2 [4]). Рабочая высота первой ступени фундамента: 3,1
= 300 - 80 =220мм.
Если условно принять распределение реактивного давления грунта на подошву фундамента от нагрузок равномерным, то полное давление на грунт: (в + 0)а
278.442 /*-
А<
10.8 = 25.ШкН 1м'
М$ах
= 0.125-/5/
-(а-а1
)2
-6 = 0.125-25.782-(3.6-3.0)2
-3.0 = 3.481кЯм; М„,2
= 0.125-/^ •(&-^2
-а = 0.125-25.782-(3.0-2.4)2
-3.6 = 4.177тс#л*; м..
4177 ш
При подсчете арматуры для фундамента за расчетный принимаем изгибающий момент М^2
,
как для консоли с защемленным концом. Требуемое количество арматуры в одном направлении: л.=-
= 0.097сл^ 0.9-г/,-/^ 0.9-220-218 По таблице 1.3 [4] принимаем 1503 8240 с шагом 250мм (по длинной стороне). В другом направлении (по короткой стороне) принимаем 2003 8240 с шагом 150мм. 12 Список использованной литературы 1. Зайцев Ю.В., Хохлова Л.П., Шубин Л.Ф. Основы архитектуры и строительные конструкции: Учебник для вузов/ под ред. Ю.В. Зайцева. — М.: Высш. шк, 1989. — 391 с. 2. Шерешевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: Учебное пособие для студентов строительных специальностей вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Стройиздат, ленингр. отд-ние, 1979, — 168 с. 3. Справочник проектировщика. Под ред. Г.И. Бердичевского. — М. Стройиздат, 1974. 4. Волик А. Р. Методические указания к выполнению расчетов строительных конструкций в контрольной работе по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции». - Новополоцк, ПТУ, 2006. - 30с. 13
|