Министерство образования РФ

Казанский Государственный Архитектурно-строительный университет

Кафедра железобетонных и

каменных конструкций

Пояснительная записка к курсовому проекту № 2

по теме

“Проектирование и расчет ОПЗ”

Выполнил:

ст. гр. 03-407

Поляков Алексей

Проверил:

Матвеев И.Ю.

Казань 2006

Содержание

Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами____3

2.1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок_______________________________3

2.2 Проектирование стропильных конструкций_________________________________________7

2.2.1 Двухскатная решетчатая балка___________________________________________________7

2.3 Проектирование колонны________________________________________________________13

2.3.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования______________13

2.3.2 Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли___17

2.4 Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну__________________________________________________________________________18

Список литературы________________________________________________________________22

Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий с мостовыми кранами

2.1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок

ШАГ КОЛОНН В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ, М………………6.00

ЧИСЛО ПРОЛЕТОВ В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ…………….5

ЧИСЛО ПРОЛЕТОВ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ…………….2

ВЫСОТА ДО НИЗА СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ, М ………….13,20

ТИП РИГЕЛЯ И ПРОЛЕТ…………………………………………………БДР-18

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ (ТС) И РЕЖИМ РАБОТЫ КРАНА…………..10Н

ТИП КОНСТРУКЦИИ КРОВЛИ………………………………………….1

ВИД БЕТОНА СТРОП. КОНСТР. И ПЛИТ ПОКРЫТИЯ………………ЛЕГКИЙ

ТИП И ТОЛЩИНА СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ……………………………ПСЯ-300

РАЙОН СТРОИТЕЛЬСТВА……………………………………………….МИНСК

ТИП МЕСТНОСТИ…………………………………………………………В

КЛАСС ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗДАНИЯ………………………………...I

Компоновку поперечной рамы производим в соответствии с требованиями типизации конструктивных схем одноэтажных промышленных зданий.

Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 1,2 м (по приложению XII), а кранового пути 0,15 м с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты моста крана грузоподъемностью 12,5 т Н_к = 1,9 м (см. приложение XV):

H₂≥1,9+0,8+0,15+0,1=2,95 м.

С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1 (приложение V) назначаем Н₂=3,3 м.

Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 13,2 м и отметки обреза фундамента – 0,150 м при Н₂ = 3,3 м: Н₁=13,2-3,3+0,15=10,05 м.

Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно y=3,3-0,8-0,15=2,35 м.

Для назначения размеров сечений колонн по условию предельной гибкости вычислим их расчетные длины в соответствии с требованиями табл. 32[2]. Результаты представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Расчетные длины колонн (l₀)

Часть колонны	При расчете в поперечной	плоскости рамы	В перпендикулярном
	при учете нагрузок	без учета нагрузок	направлении
	от крана	от крана
Подкрановая	1,5*Н1=1,5*10,05=	1,2(Н1+Н2)=1,2(10,05+	0,8*Н1=0,8*10,05=
Н1=10,05 м	=15,075 м	+3,3)=20,025 м	=8,04 м
Надкрановая	2*Н2=2*3,3=	2,5*Н2=2,5*3,3=	1,5*Н2=1,5*3,3=
Н2=3,3 м	=6,6 м	=8,25 м	=4,95 м

Согласно требованиям п. 5.3 [2], размеры сечений внецентренно сжатых колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость l₀/r (l₀/h) в любом направлении, как правило, не превышала 120 (35). Следовательно, по условию максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее 20,025/35=0,572 м, а надкрановой – 8,25/35=0,236 м. Принимаем поперечные сечения колонн в надкрановой части для крайних колонн 400*380 мм, а для средней – 400*600 мм. В подкрановой части колонн назначаем сечение 400*600 мм. В этом случае удовлетворяются требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части колонны в пределах (1/10…1/14)H₁=(1/10…1/14)10,05=1,005…0,718.

В соответствии с таблицей габаритов колонн (приложение V) и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда по оси А номер типа опалубки 1, а для колонн среднего ряда по оси Б – 7.

Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде безраскосной фермы типа БДР-18 из легкого бетона. По приложению VI [13] назначаем марку фермы БДР18I с номером опалубочной формы 1 с максимальной высотой в середине пролета 1,640 м (объем бетона 3,460 м³).

По приложению XI [13] назначаем тип плит покрытия размером 3*6 м (номер опалубочной формы 1, высота ребра 300 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 65,5 мм).

Толщина кровли (по заданию тип 1) согласно приложению XIII [13] составляет 170 мм.

По заданию проектируем наружные стены из сборных навесных панелей. В соответствии с приложением XIV [13] принимаем панели из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D900 толщиной 300 мм. Размеры остекления назначаем по приложению XIV [13] с учетом грузоподъемности мостовых кранов.

Определяем постоянные и временные нагрузки на поперечную раму.

Постоянные нагрузки. Распределенные по поверхности нагрузки от веса конструкции покрытия заданного типа приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия

Элемент покрытия	Нормат. нагрузка,	Коэф-т надежности	Расчетная нагрузка,
	кН/м2	по нагрузке	кН/м2
Кровля:
слой гравия, втопленный в битум	0,16	1,3	0,208
трехслойный рубероидный ковер	0,09	1,3	0,117
цементная стяжка (δ=20мм, ρ=18кН/м3)	0,36	1,3	0,468
утеплитель - керамзит (δ=120мм, ρ=57кН/м3)	0,6	1,3	0,780
пароизоляция (слой рубероида на битумной мастике)	0,03	1,3	0,039
Ребристые плиты покрытия размером 3*6м	1,303	1,1	1,434
с учетом заливки швов (δ=65,5мм, ρ=19,9кН/м3)
Безраскосная ферма (Vb=3,46м3, пролет 18м,	0,638	1,1	0,702
шаг колонн 6м, бетон легкий)
3,46*19,9/(18*6)=0,638кН/м3
ИТОГО			3,747

С учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n=1 (класс ответственности I) и шага колонн 12 м, расчетная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна G = 3,747*1*6 = 22,48 кН/м.

Нормативная нагрузка от 1 м² стеновых панелей из бетона на пористом заполнителе марки по плотности D900 при толщине 300 мм составит 9,9*0,3 = 2,97 кН/м², где ρ = 9,9 кН/м³ – плотность бетона, определяемая согласно п. 2.13 [3].

Нормативная нагрузка от 1 м² остекления в соответствии с приложением XIV [13] равна 0,5 кН/м².

Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:

на участке между отметками 12,6 и 15,0

G₁ = 2,4*6*2,97*1,1*1 = 47,04 кН;

на участке между отметками 10,2 и 12,6

G₂ = (1,2*6*2,97+1,2*6*0,5)*1,1*1 = 27,48 кН;

на участке между отметками 0,0 и 10,2

G₃ = (1,2*6*2,97+9*6*0,5)*1,1*1 = 53,22 кН;

Расчетные нагрузки от собственного веса колонн из тяжелого бетона (ρ=25кН/м³):

Колонна по оси А, подкрановая часть с консолью

G₄₁ = (0,6*10,05+0,45*0,45+0,5*0,45*0,45)*0,4*25*1,1*1 = 69,67 кН;

надкрановая часть G₄₂ = 0,38*0,4*3,3*25*1,1*1 = 13,79 кН;

итого G₄ = G₄₁+G₄₂ = 69,67+13,79 = 83,46 кН;

колонна по оси Б, подкрановая часть с консолями

G₅₁ = (0,6*10,05+2*0,6*0,75+0,75*0,75)*0,4*25*1,1*1 = 82,42 кН;

надкрановая часть G₅₂ = 0,6*0,4*3,3*25*1,1*1 = 21,78 кН;

итого G₅ = G₅₁+G₅₂ = 82,42+21,78 = 104,2 кН.

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок (по приложению XII [13]) и кранового пути (1,5 кН/м) будет равна:

G₆ = (35+1,5*6)1,1*1 = 48,4 кН.

Временные нагрузки. Снеговая нагрузка для расчета поперечной рамы принимается равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для заданного района строительства (г. Минск) по [7] определяем нормативное значение снегового покрова s₀ = 0,7 кПа (район II) и соответственно полное нормативное значение снеговой нагрузки s = s₀*μ = 0,7*1 = 0,7 кПа. Коэффициент надежности для снеговой нагрузки γ_f = 1,4. Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом класса ответственности здания будет равна

P_sn = 0, 7*1,4*6*1 = 5,88 кН/м.

Длительно действующая часть снеговой нагрузки согласно п. 1.7 [7] составит

P_sn,l = 0,5*P_sn = 0,5*5,88 = 2,94 кН/м.

Крановые нагрузки. По приложению XV [13] находим габариты и нагрузки от мостовых кранов грузоподъемностью Q = 10 т (98,1 кН): ширина крана В_к = 5,4 м; база крана А_к = 4,4 м; нормативное максимальное давление колеса крана на подкрановый рельс P_max,n = 85 кН; масса тележки G_т = 2,4 т; общая масса крана G_к = = 13 т.

Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс (при 4 колесах):

P_min,n = 0,5*(Q+Q_к)-P_max,n = 0,5*(98,1+13*9,81)-85 = 27,82 кН.

Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможением тележки, при гибком подвесе груза будет равна:

T_n = 0,5*0,05*(Q+Q_т) = 0,5*0,05*(98,1+2,4*9,81) = 3,04 кН.

Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f = 1,1 согласно п. 4.8 [7].

Определим расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линиям влияния без учета коэффициента сочетания Ψ:

максимальное давление на колонну D_max = P_max,n *γ_f*∑_y*γ_n = 85*1,1*2,2*1 =

= 205,7 кН, где ∑_y – сумма ординат линии влияния ∑_y = 0,1+0,83+1+0,27 = 2,2;

минимальное давление на колонну D_min = P_min,n*γ_f*∑_y*γ_n = 27,82*1,1*2,2*1 =

= 67,32 кН;

тормозная поперечная нагрузка на колонну T = T_n*γ_f*∑_y*γ_n = 3,04*1,1*2,2*1 == 7,36 кН.

Ветровая нагрузка. Минск расположен в I ветровом районе по скоростным напорам ветра. Согласно п. 6.4 [7] нормативное значение ветрового давления равно

w₀ = 0,23 кПа.

Для заданного типа местности В с учетом коэффициента k получим следующие значения ветрового давления по высоте здания:

на высоте до 5 м w_n1 = 0,5*0,23 = 0,115 кПа;

на высоте 10 м w_n2 = 0,65*0,23= 0,15 кПа;

на высоте 20 м w_n3 = 0,85*0,23 = 0,196 кПа.

Вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия:

на отметке 13,2

w_n4 = 0,23+[(0,196-0,23)/(20-10)](13,2-10) = 0,165кПа;

на отметке 15,31

w_n5 = 0,174 кПа.

Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки длиной 13,2 м:

Для определения ветрового давления с учетом габаритов здания находим по приложению 4 [7] аэродинамические коэффициенты c_e = 0,8 и с_е3 = -0,4. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f = 1,4 и шага колонн 12 м получим:

расчетная равномерно-распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны w₁ = 0,1406*0,8*1,4*6*1 = 0,94 кН/м;

то же, с подветренной стороны w₂ = 0,1406*0,4*1,4*6*1 = 0,47 кН/м;

расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отметки 13,2