Строительство одноэтажного каркасного здания

Количество пролетов - 3

Величина пролета - 18м

Длина здания - 60м

Шаг крайних колонн - 6м

Шаг средних колонн -12

Грузоподъемность крана Q - 20т

Отметка верха кранового рельса - 10.5

Снеговая нагрузка - 1,4 кПа

Тип стропильной конструкции - балка

Форма сечения плиты - Б

Расчетное сопротивление грунта - 0,19

Условия эксплуатации - XС4

Класс рабочей арматуры плиты - S400

Класс рабочей арматуры фундамента - S400

Материал кровли - Линокром

Количество слоев кровли -5

Утеплитель минераловатные плиты - ПП300

1.2 Описание объемно-планировочного решения

В проектируемом здании применены подкрановые балки таврового и двутаврового сечения. Балки служат для передвижения по ним мостовых кранов и одновременно являются продольными связями между колоннами. Верхние полки балок служат для крепления к ним крановых рельсов, а также для восприятия горизонтальных инерционных усилий. Для крепления рельсового пути в полках балок предусмотрены отверстия с закладными трубками для пропуска крепежных болтов. Сами подкрановые балки крепятся к колоннам сваркой закладных деталей и анкерными болтами. В целях безопасности эксплуатации и торможения мостовых кранов, на крайних балках предусмотрено устройство крановых упоров.

Стропильные конструкции

В данном здании применены ж/б решетчатые балки L = 18м. По верхним поясам этих стропильных конструкций размещены закладные детали для крепления плит покрытия.

Покрытие

Покрытие выполняют из ж/б многопустотных плит размером 1,5Ч6м. Плиты крепятся к стропильным конструкциям сваркой закладных деталей. Швы между плитами заполняют раствором марки 200 и выше.

Для организации водоотвода в плитах предусмотрены отверстия Ш 400мм.

Полы

В одноэтажных зданиях полы основывают на грунте. Грунт при этом освобождают от верхних рассыпных слоев, а также удаляют растительный слой. Оставшийся грунт уплотняют катками с добавлением при необходимости щебня или гравия.

Заполнения проемов

В данном здании запроектированы деревянные оконные переплеты высотой 1,2 м, спаренной конструкции с двумя рядами остекления, открывающихся внутрь помещения. Ворота запроектированы распашные с калиткой. Они расположены с двух торцевых сторон здания в каждом пролете. Перед воротами предусмотрено устройство пандуса с уклоном 2%, что обеспечивает не затекание воды под ворота.

Кровля

В данном здании предусмотрена однослойная рулонная кровля «Линокром». Кровельное покрытие укладывается по слою утеплителя толщиной 100мм и цементно-песчаной стяжки толщиной 30мм. В местах примыкания кровли к парапету укладываются дополнительные слои рулонного ковра на расстоянии 300мм от панели парапета. Ковер выводится на выступающие элементы, а стыки защищаются оцинкованной сталью в виде свесов.

Минимальное количество водосборных воронок для скатной кровли определяется по формуле:

, где S - площадь кровли

Принимаем 6 воронок

Организация водоотвода

В проектируемом здании предусмотрен организованный внутренний водоотвод через систему водосборных воронок. Расстояние от крайней продольной оси до оси воронки равно 450мм. В зимнее время воронки обогреваются за счёт производственных тепловыделений.

Наружная и внутренняя отделка

В проектируемом здании ворота и оконные переплеты окрашиваются масляными красками. Калитка ворот отделывается оцинкованной жестью. Колонны белят известью.

Инженерно-техническое оборудование здания

Электроснабжение здания осуществляется от наружной сети напряжением 220В и 380В. Вентиляция осуществляется за счет дверей, открывающихся окон. Водоснабжение здания подводится к центральной системе водоснабжения.

Орана окружающей среды

Вопросы по строительству решают, принимая во внимание проблемы сохранения и преобразования ландшафта с учетом охраны природных ресурсов территории (рельеф, гидроэкология, минерально-сырьевые ресурсы, воздух, вода, почва, растительный и животный мир). Архитектурно- планировочные решения разрабатывают из условий достижения максимального экологического комфорта окружающей среды. Здания и сооружения стремятся проектировать с максимально замкнутым безотходным циклом функционирования, чтобы в природную среду не поступали загрязнения:

- жилые и общественные здания с полной утилизацией всех отходов;

- производственные объекты с замкнутым технологическим процессом.

При возведении зданий соблюдают требования биоархитектуры: применяют естественные природные материалы (дерево, песок, глину и др.). В зданиях снижают до минимума количество проводов, электроприборов, загрязняющих пространство электромагнитными полями. Всегда на проектируемое здание должен составляться экологический паспорт

1.4 Технико-экономические показатели

Полезная площадь:

Пп = 3240 м2

Рабочая площадь:

Пр = 3240 м2

Площадь застройки:

Пз = 3308,76м2

Конструктивная площадь:

Пк = 85,52м2

Строительный объем:

Vстр.= 55752,6м3

Коэффициент, характеризующий целесообразность планировки:

К1 = Пр/Пп = 1

Коэффициент, характеризующий экономичность объемного - планировочного решения:

К2 = Vстр/Пп = 17,21

Коэффициент, характеризующий насыщение плана здания строительными конструкциями:

Кз = Пк/Пз = 0,0258

2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Плита покрытия

Задание:

Произвести расчет пустотной плиты покрытия по предельному состоянию первой группы. Определить площадь сечения продольной арматуры; Сконструировать каркас продольного ребра(поперечные стержни каркаса плиты подобрать, исходя из условий технологии сварки).

Решение: колонна балка плита сечение

Исходя из условий эксплуатации XС4 принимаем класс бетона С25/30, расчетное сопротивление бетона сжатию - 25/1,5 = 16,67 МПа. Рабочая арматура класса S400, fyd = 367Н/мм2.

Определение нагрузок

На плиту покрытия действует постоянная нагрузка от собственного веса панели и веса кровли и временная от снега.

Подсчет нагрузок от собственного веса покрытия и снега сведен в табличной форме. Нагрузки от слоев кровли, собственного веса плит принимаем по справочным данным, снеговую нагрузку по заданию. Значения частного коэффициента безопасности по нагрузкам для перехода от нормативных значений к расчетным представлены в таблице. Размеры покрытия принимаются согласно компоновки в архитектурной части.

Подсчет нагрузок

Расчет продольных ребер по прочности (предельное состояние первой группы)

Плиту покрытия рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку, которое приводится к двутавровому сечению с полками в сжатой и растянутой зонах.

Сечение изгибаемых однопролетных панелей рассчитываем как для двутавровых сечений. Т.к. многопустотная плита имеет сложное сечение, то в расчетах мы принимаем эквивалентное двутавровое сечение, которое получаем суммированием средних толщин всех ребер и принятием ширины и толщины полок по их конструктивным габаритам.

Рисунок 1 - Поперечное сечение многопустотной плиты

Вводимая в расчет ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать

- l/6 пролета элемента - 6/6 = 1м (таким образом, расчетня ширина полки двутаврового сечения 1000 + (1,5-159•7) + 1000 = 2387мм)

- не более: при отсутствии поперечных ребер или при расстоянии между ними большем, чем расстояние между продольными ребрами, и при h'f < 0,1h -- 6h'f = 6х30 =180мм ;

Выбирая меньшее из полученных значений, получаем расчетное двутавровое сечение со следующими размерами:

Рис. 2 - расчетное поперечное сечение

Расчетная схема плиты покрытия - однопролетная балка, загруженная равномернораспределенными временными и постоянными нагрузками.

При опирании панели на стропильную конструкцию поверху расчетный пролет (расстояние между серединами опорных площадок) l1(leff) определяем по формуле:

,

где b - ширина поперечного сечения несущей стропильной конструкции.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета:

где B - номинальная ширина панели, B = 1,5м,

- полная расчетная нагрузка.

Расчет сечения. Для установления расчетного случая двутаврового сечения определяем, где проходит граница сжатой зоны. Предварительно проверяем условие, считая, что граница проходит в полке, т.е. xeff = h1f.

- условие соблюдается, следовательно нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е.

.

где б = 1 - для всех ж/б элементов;

h'f = 30мм - толщина полки;

b'f = 747мм - ширина полки двутаврового сечения;

d = 220 - 25 - 30/2 = 180мм

- рабочая высота сечения, равная расстоянию от середины растянутой арматуры до наиболее сжатой грани сечения растянутой арматуры до наиболее сжатой грани сечения;

220мм - высота сечения;

25мм - размер защитного слоя бетона исходя из условий эксплуатации;

30мм - предполагаемый диаметр продольной арматуры.

Вычисляем коэффициент аm как для элемента прямоугольного сечения шириной 747мм:

По таблице 3.6[1] находим

Требуемая площадь рабочей арматуры S400,

Рабочая арматура плиты: размещаем по одному стержню внизу каждого ребра, т.е. количество арматурных стержней n = 8, по сортаменту принимаем 8Ш12 S400 c АSt = 904,8 мм2, что больше требуемой по расчету площади АSt = 802,94мм2.

Расчет по прочности наклонных сечений

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:

Проверяем необходимость установки поперечной арматуры по расчёту:

Определяем расчетную поперечную силу, воспринимаемую элементом без вертикальной и наклонной арматуры:

принимаем k = 2

;

, т.к. плита работает без предварительного напряжения;

но не менее:

;

61,3>18,41. установка поперечной арматуры не требуется

Поэтому поперечную арматуру принимаем из условий технологии сварки по табл.5.6. При продольной арматуре Ш12 S400 принимаем поперечную арматуру - Ш6 S240. Шаг поперечных стержней устанавливаем в соответствии с нормативными требованиями. На опорных участках (длиной 1/4 l =1500) не более s = h/2 = 220/2 = 110мм и 150мм. Принимаем 150мм. В средней части шаг поперечных стержней принимаем 300мм.

2.2 Фундамент

Требуется определить площадь сечения фундамента под колонну. Рассчитать необходимое сечение продольной арматуры в подошве фундамента в продольном и поперечном сечениях и разработать рабочий чертеж фундамента.

Расчетные характеристики материалов:

Выберем бетон под сборный фундамент по таблице 5.2 [4]. Для фундаментов подходит минимальный класс прочности бетона С16/20 (характеристика среды - влажная, редкое высыхание); для сборных железобетонных элементов использовать класс бетона не ниже С20/25.

Для бетона класса С20/25: гс = 1,5(для железобетонных конструкций), fck = 20МПа,

fcd = 20/1,5 = 13,33МПа

Для арматуры S400: fyd = 367 МПа.

Расчетное сопротивление грунта по заданию 0,19 МПа

Определяем грузовую ширину крайней колонны: 6х9 = 54м2, где 6м - шаг колонн, 9 - половина пролета балки (18м).

Требуемая площадь фундамента определяется по нормативной нагрузке:

Где R0 - условное расчетное сопротивление основания R0=0,19МПа;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах =20кН/м3.

Н1- глубина заложения фундамента Н1=2,25м.

Принимаем одноступенчатый фундамент с размерами подошвы 3,3х2,4м. Площадь фундамента:

Af = a•b = 3,3х2,4 = 7,92 м2

h1 = 300 мм - высота первой ступени. Толщина защитного слоя бетона принимаем 45 мм, т.к. под фундаментом есть щебеночно-бетонная подготовка. Рабочая высота нижней ступени фундамента d1 = 300 - 45 = 255мм.

Если условно принять распределение реактивного давления грунта на подошву фундамента от расчетных нагрузок равномерным, то полное давление на грунт:

Плита работает как консольная балка, тогда изгибающий момент:

При подсчете арматуры для фундамента за расчетный принимаем изгибающий момент Msd1 по сечению, как для консоли с защемленным концом.

Требуемое кол- во арматуры в одном направлении:

По сортаменту принимаем арматуру - 7 Ш8 S400 c шагом 335 мм. В другом направлении принимаем аналогичную арматуру - 10Ш8 S400 c шагом 325 мм.

Литература

1) Шерешевский И.А. “Конструирование промышленных зданий” П. Стройиздат 1981 г.

2) Методические указания по подбору железобетонных конструкций заводского изготовления для выполнения курсового проекта №2 по курсу «Архитектура и градостроительство» для студентов специальностей 70 02 01, 70 02 02, 70 04 02

3) Байков В.Н., СигаловЭ.Е. «Железобетонные конструкции: общий курс». 5-е изд. - М.: Стройиздат, 1991.

4) СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции.

5) СНиП 2.01.07-86. Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

Размещено на Allbest.ru