МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Факультет: «Промышленное и гражданское строительство».

Кафедра железобетонных и каменных конструкций.

Дисциплина: «Железобетонные и каменные конструкции».

КУРСОВАЯ РАБОТА.

Расчет и конструирование

железобетонных конструкций

одноэтажного промышленного здания

Руководитель:

Студент :.

Москва 2010 год.

1. проектирование стропильной сегментной фермы

0. 1. Общие положения

В одноэтажных производственных зданиях массового строительства железобетонные стропильные фермы применяются для перекрытий пролётов 18–24 м. Обычно стропильные фермы размещаются вдоль большего рас­стояния между колоннами с укладкой на них железобетонных панелей покрытия длиной 6–12 м.

К общим достоинствам стропильных ферм по сравнению со стропиль­ными балками относятся существенно меньший расход материалов на сами конструкции, возможность пропуска технических коммуникаций в пределах межферменного пространства, более простое крепление подвесного транс­портного оборудования. Главным недостатком ферм является большая, по сравнению с балками высота, что приводит к увеличению протяженности ограждающих стеновых панелей и к дополнительным эксплуатационным расходам на отопление и вентиляцию лишнего объема здания.

Фермы с параллельными поясами применяются для устройства пло­ских кровель. У сегментных ферм верхний пояс имеет ломаное очертание. Вследствие этого в элементах решетки усилия оказываются заметно меньше, чем в других фермах. Кроме того, сумма длин элементов решетки также сокращается. В результате сегментные фермы по расходу материа­лов и стоимости более экономичны.

При назначении габаритных размеров высоту ферм в середине про­лета обычно принимают от пролета. Ширина поясов из условия опирания панелей покрытия на верхний пояс фермы назначается не менее 20 см при панелях длиной 6 м и не менее 25 см при панелях длиной 12 м. Все размеры сечений рекомендуется назначать кратными 2 см и принимать их не менее 20х16 см для поясов и 10х15 см для элементов закладной решетки.

При реальном проектировании стропильные фермы рассчитываются на совместное действие нагрузки от собственной массы фермы, условно сосредоточенной в узлах, нагрузки от панелей покрытия и кровли, снеговой нагрузки с загружениями ,, и всего пролета с учетом возможного образования снеговых мешков на скатных кровлях и кровлях с фонарями, а также нагрузки от подвесных коммуникаций и подвесного транспорта. При выполнении курсового проекта в целях сокращения его объема допускается выполнять статический расчет по упрощенной схеме:

­– панели покрытия принимать шириной 3 м с передачей нагрузки в виде сосредоточенных сил, прикладываемых к узлам верхнего пояса, что исключает влияние местного изгиба. Нормативное значение массы панелей следует принимать по приложению 21;

– значения снеговой нагрузки принимаются по нормам в зависимости от района строительства объекта (см. приложение 16 ).

Следует выделять 2 случая: случай, когда длительно действует снеговая нагрузка относительно малой ин­тенсивности¹ и случай, когда кратковременно действует полная снего­вая нагрузка. Для здания без фонарей снеговая нагрузка рассматрива­ется как равномерно распределенная с загружением и всего пролета фермы.

В железобетонных фермах сопряжение отдельных элементов выпол­няются как жесткие. Вследствие этого при взаимном смещении при пово­роте узлов в элементах фермы возникают изгибающие моменты. Установ­лено, что влияние жесткости узлов на величину продольных сил и на величину прогибов фермы несущественно и может не учитываться, т.е. вычисление продольных сил и прогибов может вестись по шарнирной схеме. Влияние изгибающих моментов следует учитывать в эксплуатационной стадии, где они приводят к заметному увеличению ширины раскрытия трещин в растянутых элементах решетки и увеличивая раскрытие трещин в предварительно напряженном нижнем поясе.

В курсовом проекте допускается рассчитывать трещиностойкость нижнего пояса как центрально растянутого элемента, но величину усилия образования трещин, вычисляемую по рекомендациям норм СНиП 52-01-2003 [2] , СП 52-102-2004 [4] и дополнительно умножать на коэффициент k=0,85 , учитывающий влияние жесткости узлов. При определении ширины раскрытия трещин в нижнем поясе расчет ведется по рекомендациям [2,4] как для растянутого элемента с увеличением ширины раскрытия трещин на 15%, а в растянутых ненапряженных элементах в 2 раза.

Данные на проектирование

Ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 18 м, при шаге ферм 6 м, тип

кровли холодная ,расчетная снеговая нагрузка 2,4кН.м²

Нагрузка от веса покрытия

Элементы покрытия	Нормативная нагрузка, Па	К-т надежности по нагрузки	Расчетная нагрузка, Па
Рулонный ковер 10 мм	100	1,3	130
Цементно-песчаная стяжка	630	1,3	819
(f = 18 кН/м^3,  = 35 мм)
Пароизоляция 15 мм	50	1,3	65
ИТОГО (g):	780		1014

Геометрические схемы стропильных ферм.

Ферма изготовлена из тяжелого бетона класса В30:

– расчетное сопротивление осевому сжатию R_b = 17 МПа

– расчетное сопротивление осевому растяжению R_bt = 1,15 МПа

– нормативное сопротивление осевому растяжению R_bt,n = 1,75 МПа

– начальный модуль упругости E_b = 32,510³ МПа

Напрягаемая арматура нижнего пояса из канатов К-1400 15 мм с натяжением на упоры:

– расчетное сопротивление растяжению II группы п.с. R_s,ser = 1400 МПа

– расчетное сопротивление растяжению I группы п.с. R_s = 1170 МПа

– начальный модуль упругости E_s = 1,810⁵ МПа

Сжатый пояс и элементы решетки фермы армируются стержнями класса А400:

– расчетное сопротивление растяжению/сжатию I г.п.с. R_s = R_sс = 355 МПа (табл. 22)

– начальный модуль упругости E_s = 210³ МПа (табл. 29)

–хомуты класса А240

Определение нагрузок на ферму

Равномерно распределенную нагрузку от покрытия,прикладываем в виде сосредоточенных сил к узлам верхнего пояса. Вес фермы также учитывается в виде сосредоточенных сил, приложенных к узлам верхнего пояса. Снеговую нагрузку рассматриваем приложенной в 2-х вариантах: 1) вся снеговая нагрузка по всему пролету и по половине пролета является кратковременно действующей; 2) доля длительно действующей снеговой нагрузки, принимаемая равной 0,5 от полной также прикладывается по всему и по половине пролета фермы.

Нагрузки на покрытие

Вид нагрузки	Нормативная, Па	К-т надежности по нагрузке	Расчетная, Па
Постоянная:
Нагрузки от веса покрытия	780	1,27	1014
ферма 60000 / (18)	556	1,1	612
Ребристые крупноразмрные плиты 3х6	1570	1,1	1727
Итого: g	2906		3353
Временная снеговая:
кратковременная (полная)	24000,7=1680	-	2400
длительная с к-том 0,5	840	-	1200

Условные расчетные нагрузки по верхнему поясу фермы:

– постоянная:

кН;

– длительная снеговая:

кН;

– кратковременная (полная) снеговая:

кН.

Узловые нормативные нагрузки соответственно:

кН;

кН;

кН.