Проектування одноповерхової промислової споруди

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

1. Аналіз вихідних даних

2. Проектування елементів каркасу будинку

2.1Збір навантажень

3. Проектування попередньо напруженої ребристої плити покриття

3.1 Дані для проектування

3.2 Розрахунок плити покриття

3.2.1 Розрахунок полиці на місцевий згин

3.2.2 Розрахунок поперечних ребер

3.2.3 Розрахунок повздовжніх ребер

3.3 Геометричні характеристики поперечного перерізу плити

3.4 Визначення початкових зусиль натягу арматури і рівня обтиску бетону

3.5 Перевірка тріщиностійкості розтягнутої зони

3.6 Визначення прогинів

3.7 Контроль прогинів без прямих розрахунків

проектування плита арматура бетон

1. Аналіз вихідних даних

1. Розміри одноповерхової промислової будівлі в плані (в осях): 180,0х126,0м;

2. Висота поверху-11,8м

3. Зовнішні стіни: тришарові залізобетонні панелі.

4. Плита ребриста - ребриста.

5. Клас робочої поздовжньої арматури для: плит попер. напр. А1000;

6. Клас бетону для: плити - С30,

7. Місце будівництва - м. Буча.

Характеристика матеріалів

Бетон С25/30 (МПа)	Арматура напружена класу А1000С (МПа)
35	19,5	2,0	34500	1050	955	190000

2. Проектування елементів каркасу будинку

2.1 Збір навантажень

Навантаження на поперечну раму від покриття

Тип навантаження	Характеристичне нормативне навантаження,	Коефіцієнт за навантаж.	Граничне розрахункове навантаження,
Постійне: - двошаровий захисний шар гравію, втопленого в мастику t=35мм, ; 0,035х16х6,0х0,95=3,19	3,19	1,3	4,15
- два шари руберойду на бітумній мастиці t=10мм, ; 0,01х12,5х6,0х0,95=0,72	0,72	1,3	0,93
- цементно-піщана стяжка t=30мм ; 0,030х22х6,0х0,95=3,76	3,76	1,3	4,89
- утеплення з мінераловатних плит t=100мм; 0,1х3,6х6,0х0,95=2,05	2,05	1,3	2,67
- пароізоляція t=5мм	0,26	1,3	0,34
- власна вага плити покриття ; 2,5х6,0х0,95=14,25	14,25	1,1	15,68
- бетон для замонолічування швів 0,2х6,0х0,95=1,14	1,14	1,1	1,36
- власна вага ферми покриття h=3300мм, b=240мм,	101,53	1,1	111,69
Загальне постійне навантаження	126,75	-	141,44
Тимчасове снігове S=1,55х6,0=9,3	9,3	1,4	13,02
Разом	136,05	-	154,46

Величини навантажень приведені на 1м ферми покриття.

Вітрове навантаження

Характеристичне значення вітрового тиску для заданого району будівництва (м. Київ)

.

Активний тиск вітру прийнятий з коефіцієнтом С=+0,8, пасивний С=-0,6.

Значення коефіцієнту переходу до еквівалентного навантаження для рами з позначкою висоти Н=11,0м дорівнює Сeq=1,103

Еквівалентне рівномірно розподілене навантаження при кроці колон В=6м:

- активне

- пасивне

Навантаження від мостових кранів

Вертикальне навантаження

Схему бази моста крана і навантаження від коліс приймаємо за довідковими даними.

Одиничне навантаження від стінового огородження
Q, т	L, м	С, мм	К, мм	FK, кН	GC, т	G, т
20/5	24	5600	6200	179	7,2	24,5

Розрахунковий тиск від кранового навантаження на колони визначаємо за лініями впливу опорних реакцій підкранових балок при найбільш несприятливому розташуванні крану.

Схема накатки крана на лінію впливу

Ординати ліній впливу під відповідним колесом крана
y1	y2	y3	y4	Сума
1,000	0,583	0,892	0,475	2,95

Мінімальний характеристичний тиск колеса крана на рейку:

F_n.min=(Q+G)/n_k-F_2n.max=(200+245)/2-179=43,5кН.

Максимальне граничне розрахункове навантаження на колону визначаємо за формулою:

D_max=ш*?F_n.max*y_i*г_fm*n₀*г_n=1,1*2,95*179*0,85*1,05*0,950=492,5кН,

де г_fm=1,1 -- коефіцієнт сполучення при врахуванні крану однієї групи режимів роботи;

ш=0,85 -- коефіцієнт сполучення при врахуванні крану однієї групи режимів роботи;

n₀=1,05 -- коефіцієнт, що враховує власну вагу підкранової та гальмівної балок та тимчасове корисне навантаження на ній;

y_i -- ордината лінії впливу під відповідним колесом крана.

Мінімальне розрахункове навантаження на колону становить:

D_min=ш*?F_n.min*y_i*г_fm*n₀*г_n=1,1*2,95*43,5*0,85*1,05*0,950=119,70кН.

Розрахункові зовнішні моменти від кранового навантаження, що передаються через підкранові балки, визначаємо відносно центральної осі нижньої частини колони:

M_max=D_max*h₁/2=492,5*0,65=320,2кНм;

M_min=D_min*h₁/2=119,70*0,65=77,80кНм.

Тут прийнято, що для випадку симетричного перерізу підкранової частини колони

e₁=h₁/2=1300/2=650мм.

Горизонтальне навантаження

Поперечна горизонтальна сила, що передається на рейку одним колесом крана:

H_n,k=0,1*F_n,max+б*(F_n,max-F_n,min)*L_cr/K=0,1*179+0,01*(179-43,5)*24/6,2=23,15кН

Прийнято б=0,01, як для роздільного приводу механізмів руху моста K та L_cr -- відповідно база та проліт крану.

Поперечна горизонтальна сила, передається на рейку одним колесом крана:

H_c=0,1*F_max=0,1*179=17,9кН.

Розрахункове горизонтальне навантаження на колону від сил поперечного гальмування візка:

H_max= ш*?(y_i*H_i )*г_n*г_fm=0,85*(23,15*1,0+17,9*0,583)*1,1*0,950=29,83кН;

H_min= ш*?(y_i*H_i )*г_n*г_fm=0,85*(-12,2*1,0+16,78*0,583)*1,1*0,950=2,15кН.

Сила Н передається на ліву або на праву колону в рівні верхнього поясу підкранової балки, причому напрямок дії цього навантаження не обумовлюється.

Завантаження №1-постійне:

Завантаження №2(тимчасове)-снігове:

Завантаження №3(кранове)-вертикальне:

Завантаження№4(кранове)-горизонтальне:

Завантаження №5-вітрове:

3. Проектування попередньо напруженої ребристої плити покриття

3.1 Дані для проектування

Визначення навантаження на поверхні плити

Тип навантаження	Характеристичне нормативне навантаження,	Коефіцієнт за навантаж.	Граничне розрахункове навантаження,
Постійне: - двошаровий захисний шар гравію, втопленого в мастику t=35мм, ; 0,035х16х0,95=0,532	0,532	1,3	0,692
- два шари руберойду на бітумній мастиці t=10мм, ; 0,01х12,5х0,95=0,12	0,12	1,3	0,16
- цементно-піщана стяжка t=30мм ; 0,030х22х0,95=3,76	0,627	1,3	0,816
- утеплення з мінераловатних плит t=100мм; 0,1х3,6х0,95=2,05	0,342	1,3	0,445
- пароізоляція t=5мм	0,08	1,3	0,104
- власна вага плити покриття ; 2,5х0,95=2,375	2,375	1,1	2,612
- бетон для замонолічування швів 0,2х0,95=0,19	0,19	1,1	0,209
Загальне постійне навантаження	4,266	-	5,038
Тимчасове снігове S=1,55х0,95=1,47	1,47	1,4	2,06
Разом	5,736	-	7,098

3.2 Розрахунок плити покриття

3.2.1 Розрахунок полиці на місцевий згин

Полиця являється однорядною багато пролітною конструкцією, що окаймлена

ребрами. При одно пролітній розрахунковій схемі і відстані між повздовжніми ребрами (ззовні) і середнім (по осі) , нахилі їх площини та товщині (по верху) зовнішніх розрахунковий проліт полиці становить:

При чотирьохпролітній схемі:

З урахуванням відношення кожен проліт полиці являє собою плиту, що защемлена по всьому контуру.

Розрахункове навантаження (полиці) з врахуванням її ваги при товщині полиці :

- постійне розрахункове навантаження:

* від полиці

* від покрівлі

Всього

- тимчасове навантаження v=2,06

Повне розрахункове навантаження g+v=3,434+2,06=5,494

Згинальні моменти визначаємо з врахуванням перерозподілу навантажень внаслідок пластичних деформацій бетону та арматури. При малій різниці прольотів полиці та однаковому армуванні всіх її ділянок прольотні та опорні моменти можна прийняти рівними між собою. Тоді згинальні моменти при рівномірно розподіленому навантажені на полицю будуть рівними:

Арматура на 1м погонний полиці підбирається як для згинального елемента прямокутного перерізу с одиночним армуванням.

1. Робоча висота полиці при товщині захисного шару бетону 10мм та арматури діаметром 4мм:

- в напрямку d=h'_f-a_s=30-(10+4/2)=18мм

- в напрямку d=h'_f-a_s=30-(10+4/2)-4=14мм

2. Гранична відносна висота стиснутої зони:

Допоміжні коефіцієнти:

3. Площа перерізу арматури на 1м погонний полиці:

- в напрямку

- в напрямку

4. Відсоток армування

5. За конструктивними вимогами відстань між осями робочих стержнів при товщині плити до 150мм повинно бути не більше 200мм. Тоді мінімальна кількість стрижнів на 1м перерізу полиці при кроці 200мм складає 14ш5Вр-І (А_s1=A_s2=267,45мм²>A_s,max=A_s2=274,4мм²).

Приймаємо зварну сітку ; сітку С1 розкочують між поздовжніми ребрами по низу полиці.

3.2.2 Розрахунок поперечних ребер

В конструкції плити передбачено середні та крайні поперечні ребра, опорами яких є повздовжні ребра. Розрахункова статична схема поперечних ребер-нерозрізна однопролітна балка.

Визначаємо розрахунковий проліт, навантаження та зусилля.

Розрахунковий проліт між осями опор:

Навантаження на поперечні ребра визначається з площі, що окреслена діагоналями суміжних чотирьох квадратів полиці.

Розрахункове постійне рівномірно розподілене навантаження, кН на 1м середнього ребра:

- постійна від його ваги:

- те ж, від ваги полиці, підлоги, вирівнюючого шару при відстані між ребрами 1500мм.

всього постійна g=0,385+4,46=4,85кН/м

тимчасова v=2,06х1,3=2,68кН/м

повна g+v=4,46+2,68=7,14кН/м

Знаходимо зусилля від розрахункових постійних та тимчасових навантажень. Згинальні моменти знаходимо з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок пластичних деформацій.

Для середнього ребра

Розрахунок міцності нормальних перерізів середнього поперечного ребра.

При розрахунку середнього поперечного ребра на згинальний момент М_1, враховується його сумісна робота з ділянкою полиці товщиною в стиснутій зоні. При , розрахункова ширина полиці таврового перерізу приймається не більше 1/6 прольоту елементу в кожну сторону від ребра, і не більше половини відстані в світлі між повздовжніми ребрами, тобто

>1086мм

Приймаємо

Робоча висота перерізу при арматурі діаметром до 10мм та захисному шарі 25мм:

d=h-a=200-(25+10/2)=170мм.

Перевіряємо положення нижньої границі стиснутої зони:

Границя стиснутої зони розміщується в полиці та арматура підбирається як для прямокутного перерізу з розмірами b=b'_f=600мм та h=200мм.

Потрібна площа перерізу поздовжньої арматури:

Приймаємо в нижній та верхній зоні ребра по 1ш14А400С (A_s=153,9мм² > )

Розрахунок міцності похилих перерізів середнього поперечного ребра.

Qmax=VEd =11,92кН

Вихідні дані:

Бетон класу С30 fcd=19,5*0,9=17,55Мпа

Арматура - As=153,9мм²

fck=35МПа

fyk=400МПа

fywd=285Мпа

1. Повна висота перерізу ї балки на опорі d=170мм.

2.

3.Процент армування повздовжньої арматури

с= приймаємо 0,01

, так як NED=0

4.

5. Розрахункова величина опору зсуву бетонного перерізу

Отже, необхідне встановлення розрахункової поперечної арматури, діаметр якої визначаємо за подальшим розрахунком.

6.

, так як NED=0

7. Коефіцієнт зниження міцності бетону при зсуву:

8. Визначаємо VRD,maх при и=45?

VED=11,92кН<VRD,max=54,27кН

9. Визначаємо VRD,maх при и=26,5?

VED=11,92кН<VRD,max=43,33кН

10. Визначаємо площу перерізу арматури при и=26,5?

Призначаємо ?попер.ст=6мм, кількість стержнів у перерізі п=1.

Приймаємо поперечне армування у перерізі ?6А400С Asw=28мм²

11. Визначаємо крок поперечних стержнів:

12. Приймаємо крок поперечних стержнів кратним 25мм S=100мм

3.2.3 Розрахунок повздовжніх ребер

В плиті є два крайніх повздовжніх ребр, якими плита вільно опирається на кроквяні ферми.

Визначення розрахункового прольоту, навантажень та зусиль.

Визначаємо розрахунковий проліт повздовжніх ребер плити між осями опор:

Навантаження на повздовжні ребра, що збираються з ширини плити :

- повне навантаження при коефіцієнті надійності по навантаженню :

- повне навантаження при коефіцієнті надійності по навантаженню :

Максимальний момент:

Максимальна перерізуюча сила

Розрахунок міцності нормальних перерізів

Поперечний переріз плити приводимо до таврового, і при наявності поперечних ребер або при висоті полиці

в розрахунках враховуємо всю ширину полиці:

1. Робоча висота перерізу

мм.

де 30 - захисний шар бетону для попередньо напруженої арматури, мм;

18 - діаметр попередньо напруженої арматури при її однорядному розташуванні, мм;

2.

3. Перевіряємо умову

Так як умова виконується, то нейтральна вісь проходить в полиці і розрахунковим являється переріз прямокутного профілю шириною 2960мм.

4.

5. Необхідна площа повздовжньої арматури:

Приймаємо арматуру з 4?12А1000 Asр=452мм² >382,92мм²

Попередньо напружена арматура розміщується в два ряди: по два стержні в крайніх ребрах.

6. Коефіцієнт армування

Розрахунок міцності похилих перерізів повздовжніх ребер

Qmax=VEd =63,26кН

Вихідні дані:

Бетон класу С30 fcd=19,5*0,9=17,55Мпа

Арматура - Asp=452мм²

fck=35МПа

f_ywd=285МПа

1. Повна висота перерізу повздовжнього ребра d=260мм.

2.

3.Процент армування повздовжньої арматури

с= приймаємо 0,01

, так як NED=0

4.

5. Розрахункова величина опору зсуву бетонного перерізу

Отже, необхідне встановлення розрахункової поперечної арматури, діаметр якої визначаємо за подальшим розрахунком.

6.

, так як NED=0

7. Коефіцієнт зниження міцності бетону при зсуву:

8. Визначаємо Vrd,maх при и=45?

Ved=63.26кН<VRD,max=221кН

9. Визначаємо VRD,maх при и=26,5?

Ved=63.26кН<Vrd,max=176,727кН

10. Визначаємо площу перерізу арматури при и=26,5?

Призначаємо ?попер.ст=8мм, кількість стержнів у перерізі п=2.

Приймаємо поперечне армування у перерізі ?8А400С Asw=50,3мм²

11. Визначаємо крок поперечних стержнів:

12. Приймаємо крок поперечних стержнів кратним 25мм S=100мм

13. Коефіцієнт армування

3.3 Геометричні характеристики поперечного перерізу плити

Переріз плити тавровий. При визначенні геометричних характеристик враховуємо всю ширину полиці.

Геометричні характеристики приведеного перерізу:

1. Площа бетонного перерізу плити

2. Площа повздовжньої арматури

3. .

Так як 0,008А>Asp+As+As', то

геометричні характеристики перерізу визначаємо без врахування повздовжньої арматури.

4.

5. Статичний момент площі приведеного перерізу відносно нижньої грані плити.

6. Відстань від центра ваги приведеного перерізу відповідно до нижньої та верхної граней плити

7. Момент інерції приведеного перерізу відносно його центру ваги

8. Момент опору перерізу для крайнього нижнього волокна

9. Момент опору для крайнього верхнього волокна:

3.4 Визначення початкових зусиль натягу арматури і рівня обтиску бетону

1. Початкові напруження в напружуваній стержневій арматурі Ар:

Приймаємо

2. Початкові зусилля натягу арматури:

3. Напруження в бетоні на рівні ЦТ арматури Ар:

А. Миттєві втрати:

1) Втрати від деформації форм при неодночасному натязі стержнів:

2) Втрати внаслідок миттєвої (пружної) деформації бетону конструкції:

3) Температурні втрати під час температурної обробки конструкції

4)Втрати від короткочасної релаксації напружень в арматурі:

-при механічному способі натягу

5) Початковий натяг з урахуванням короткочасних втрат при

Б. Тривалі втрати:

6) Зусилля натягу з урахуванням всіх втрат при

3.5 Перевірка тріщиностійкості розтягнутої зони

Тріщини в перерізах нормальних до повздовжньої осі згинальних елементів відсутні, якщо задовольняється умова:

Отже, тріщини в розтягнутій зоні не утворюються.

3.6 Визначення прогинів

З урахуванням вище сказаного прогини залізобетонної попередньо-напруженої конструкції визначаються без тріщин в розтягнутій зоні:

1. Визначення кривизни від нетривалої дії тільки короткочасного навантаження без врахування попереднього обтиску:

2. Визначення кривизни від тривалої дії постійного та тривалого навантаження без врахування сили попереднього обтиску арматурою Ар:

3. Визначення кривизни, обумовленої вигином елемента від короткочасної дії зусилля від попереднього натягу арматури, а також вигином, спричиненим усадкою та повзучістю бетону під впливом сили :

Кривизна, обумовлена вигином, спричиненим усадкою та повзучістю бетону під впливом сили :

4. Повна кривизна осі елемента

5. Прогин панелі при

Вимоги жорсткості виконані, величина прогину в межах допустимого.

3.7 Контроль прогинів без прямих розрахунків

1. Довідковий відсоток армування

2. Фактичний відсоток армування

3. Якщо , то граничне відношення прольоту до висоти визначають за формулою:

Прогини не перевищують допустимі, тому розрахунок прогинів не виконуємо.

Размещено на Allbest.ru

...