Одноэтажное каркасное производственное здание

Проектирование железобетонных конструкций зданий в сейсмических районах. Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки, сбор нагрузок, периода собственных колебаний и их форм. Проверка прочности колонн.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.06.2009
Размер файла 94,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

3

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет

Кафедра строительных конструкций и гидротехнических сооружений

Курсовая работа

по дисциплине

"Конструкции сейсмостойких зданий и сооружений "

на тему:

"Одноэтажное каркасное производственное здание"

Краснодар 2008

Реферат

Данная курсовая работа дает представление об основах проектирования железобетонных конструкций зданий, возводимых в сейсмических районах. В ходе выполнения курсовой работы, студент самостоятельно приобретает навыки определения сейсмических нагрузок на здания и сооружения с последующей оценкой сейсмостойкости, подбора материала, компонки сечения.

Представленная пояснительная записка к курсовой работе на тему:

"Одноэтажное каркасное производственное здание" имеет в объеме 16 листов. В ней представлены расчеты сейсмостойкости конструктивного решения несущих конструкций проектируемого.

Пояснительная записка иллюстрирована необходимыми пояснениями и рисунками, а также схемами ко всем расчетам. В ней также отражены антисейсмические мероприятия.

К пояснительной записке прилагается графическая часть - 1 лист формата А1.

Содержание

  • Введение
    • 1. Компоновка конструктивного решения здания
    • 2. Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок
    • 2.1 Определение сейсмичности строительной площадки
    • 2.2 Сбор нагрузок
    • 3. Определение периода собственных колебаний и форм колебаний
    • 4. Усилия в сечениях элементов рамы от сейсмической нагрузки
    • 5. Проверка прочности колонн с учетом сейсмических нагрузок
    • 5.1 Подбор площади сечения арматуры колонн
    • 5.2 Проверка прочности сечений, наклонных к продольной оси колонн
    • 6. Проверка общей устойчивости здания
    • 7. Антисейсмические мероприятия
    • Список литературы

Введение

В районах подверженных сейсмическим воздействиям силой 7 и более баллов, возникла необходимость возведения зданий и сооружений, способных выдерживать сейсмические воздействия.

При разработке проектов зданий и сооружений выбор конструктивных решений производят исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, достигаемых за счет внедрения эффективных строительных материалов и конструкций, снижения массы конструкций и т.п. Принятые конструктивные схемы должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость; элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специальных предприятиях.

При проектировании гражданских зданий необходимо стремиться к наиболее простой форме в плане и избегать перепадов высот. При проектировании часто выбирают объемно-планировочные и конструктивные решения, так как они обеспечивают максимальную унификацию и сокращение числа типоразмеров и марок конструкций.

Увеличение объема капитального строительства при одновременном расширении области применения бетона и железобетона требует всемерного облегчения конструкций и, следовательно, постоянного совершенствования методов их расчета и конструирования

1. Компоновка конструктивного решения здания

Одноэтажное здание из сборного железобетона.

По рекомендациям п.1.2 [10] приняты: симметричная конструктивная схема (см. рис.1.1) с равномерным распределением жесткостей конструкций и масс; конструкции из легкого бетона на пористых заполнителях, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических сил; условия работы конструкций с целесообразным перераспределением усилий вследствие использования неупругих деформаций бетона и арматуры при сохранении общей устойчивости здания.

Под колонны проектируем отдельные фундаменты стаканного типа

Размеры здания в плане 9x24м

Сетка колонн 6х9м

Высота этажа - 4500мм

Рассчитываемой несущей конструкцией является сборные железобетонные конструкции рамы

Колонны - сечение 500х500мм

В качестве ригеля принимаем сегментную безраскосную ферму пролетом 9м, плиты - ребристые 3x6м

Высота от отметки 0.000 м до низа стропильной конструкции - 5.0 м.

Покрытие совмещенное по сборным ребристым плитам 3 x 6 м.

Кровля - плоско-совмещенная с покрытием рубероидным ковром.

Ограждающие конструкции - стеновые панели из легкого бетона

Рисунок 1.1 - План здания

Рисунок 1.2 - Разрез здания

2. Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок

2.1 Определение сейсмичности строительной площадки

Согласно СНиП II-7-81* (Строительство в сейсмических районах) в разделе Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-97” (Список населенных пунктов) по карте ОСР-97-В-5% сейсмичность района г. Красножар составляет 9 баллов (Карта В - массовое строительство. Решение о выборе карты при проектировании конкретного объекта принимается заказчиком по представлению генерального проектировщика, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах).

Определение сейсмичности площадки строительства производим на основании сейсмического микрорайонирования для II категории грунта по сейсмическим свойствам, грунтами которой являются: скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к I категории; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателем консистенции IL 0,5 при коэффициенте пористости е < 0,9 для глин и суглинков и е < 0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые или сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I

Сейсмичность площадки строительства при наличии грунтов II категории равна сейсмичности района и составляет 9 баллов.

Согласно выше перечисленному значения коэффициента динамичности i в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Тi здания или сооружения по i-му тону при определении сейсмических нагрузок следует принимать по формулам (1) .

2.2 Сбор нагрузок

Сбор нагрузок производим на 1 м2 покрытия здания и перекрытия.

Вес фермы учитывается при определении ярусной нагрузки на стр.9.

Конструктивное решение пола принимаем одинаковым для всех этажей.

Сбор нагрузок производим в табличной форме и представлен в таблице 2.1

Таблица 2.1 Нагрузка на 1м2 покрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, Н/м2

Коэффициент надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка, Н/м2

Постоянная:

Собственный вес ребристой плиты 3x6 м

2000

1,1

2200

Пароизоляция 1 слой пергамина

50

1,3

65

Утеплитель - керамзитобетон д=80мм (с=800кг/м3)

640

1,3

832

Цементно-песчаная стяжка д=20мм

300

1,3

390

4 слоя рубероида на мастике

200

1,3

260

слой гравия д=10мм

300

1,3

390

Итого

3490

4137

Временная

Снеговая

630

900

3. Определение периода собственных колебаний и форм колебаний

Для грунтов II категорий по сейсмическим свойствам:

при Тi 0,1 с i = 1 + 1,5Тi

при 0,1 с Тi 0,4 с i = 2,5 (1)

приТi 0,4 с i = 2,5 (0,4/ Тi) 0,5

Во всех случаях значения i должны приниматься не менее 0,8.

Расчетную схему здания представляем в виде вертикального консольного стержня с сосредоточенной горизонтальной нагрузкой, приложенной к его верху.

Рисунок 1.1 - Расчетная схема здания

Для расчета принимаем одну раму и сбор нагрузок осуществляем для грузовой площади с шириной 6 м. Определим ярусные нагрузки на уровне покрытия, затем произведем их суммирование. От веса покрытия без учета фермы (с учетом коэффициентов сочетаний: 0,9; 0,8 и 0,5):

где 9 м - ширина здания, 6 м - шаг колонн;

от веса фермы (масса фермы сегментной безраскосной длиной 9м принята равной 4т в соответствии с [1]):

от веса наружных стеновых панелей для всей высоты этажа:

;

от веса колонн длиной, равной половине высоты этажа:

;

Итого G =969,68кН. Для определения периода собственных колебаний и форм колебаний необходимо вычислить жесткость конструкций. Для конструкций зданий в данном районе применён легкий бетон класса В30 с использованием мелкого плотного заполнителя с начальным модулем упругости Еb=32500МПа. Приняты колонны сечением 400х400мм, тогда

Для панелей наружных стен

Перемещение колонны и двух наружных стен от единичной силы

Соответствующая жесткость

.

Период собственных колебаний здания определяется по формуле

сек,

где g - ускорение свободного падения.

Так как T<0,1c то коэффициент = 1 + 1,5•0,02=1,03

При расчете зданий и сооружений (кроме гидротехнических сооружений) длиной или шириной более 30 м помимо сейсмической нагрузки необходимо учитывать крутящий момент относительно вертикальной оси здания или сооружения, проходящей через его центр жесткости. Значение расчетного эксцентриситета между центрами жесткостей и масс зданий или сооружений в рассматриваемом уровне следует принимать не менее 0,1 В, где В - размер здания или сооружения в плане в направлении, перпендикулярном действию силы Sik. При длине здания 48 м эксцентриситет эксцентриситет e0=0,1x48=4,8м. Крутящий момент от воздействия всей сейсмической нагрузки Tik=4,8УSik должен восприниматься колоннами каркаса в виде дополнительных поперечных сил ДQik=Tik/l=0,96УSik=ДSik. Можно вычислить значение коэффициента, учитывающего влияния случайного крутящего момента:

Согласно [10] расчетная сейсмическая нагрузка Sik в выбранном направлении, приложенная к точке k и соответствующая i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений, определяется по формуле

Sik = чTK1 S0ik,

где К1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по табл.3 [10] ; для зданий и сооружений, в конструкциях которых могут быть допущены остаточные деформации и повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию, при обеспечении безопасности людей и сохранности оборудования, возводимых из железобетонных крупнопанельных или монолитных конструкций К1=0,22.

S0ik - значение сейсмической нагрузки для i-го тона собственных колебаний здания или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

Soik = Qk AiKwnik,

где Qk - вес здания или сооружения, отнесенный к точке k, определяемый с учетом расчетных нагрузок на конструкции;

А - коэффициент равный 0,1 для расчетной сейсмичности 7 баллов;

i - коэффициент динамичности, соответствующий i-му тону собственных колебаний зданий или сооружений;

Кw - коэффициент равный 1,3 для каркасных зданий, стеновое заполнение которых не влияет на их деформативность.

С учетом коэффициентов получаем

Sok = 969,68•0,1•1,03•1,3•1=129,84кН.

Sk = чTK1 S0k= 1,96•128,06•0,22=55,22 кН.

4. Усилия в сечениях элементов рамы от сейсмической нагрузки

Так как расчетные сейсмические нагрузки по п.2.3 [10] принимаются, действующими в горизонтальном направлении, вертикальная составляющая сейсмических сил не учитывается. Так же не учитывают по п.2.4 [10] вертикальную сейсмическую нагрузку для рам пролетом менее 24 м.

Рассчитываем наиболее напряженную колонны первого этажа Поперечные силы в сечениях колонн рамы:

кН

Так как ригель опирается на колонны шарнирно, изгибающие моменты в сечениях колонн рамы:

кН•м кН•м

5. Проверка прочности колонн с учетом сейсмических нагрузок

5.1 Подбор площади сечения арматуры колонн

Продольная сила в сечении средней колонны первого этажа (кН) при особом сочетании нагрузок:

от веса совмещенной кровли: 4137•24•6•0,9 = 536,16кН;

от веса снегового покрова: 0,5•0,9•24•6•0,9 =58,32 кН;

от веса колонны:

от веса стеновых панелей: ;

от веса фермы 100/2=50 кН;

Итого:

N=536,16+58,32+106,18+132,72+50=883,38 кН (в том числе длительная Nl=825,06 кН).

Принята нулевая привязка колонн продольного ряда, поэтому опирание фермы на колонну осуществляется по всей ширине и момента от покрытия в колоннах не возникает

Поперечная сила

Подбираем площадь сечения арматуры колонны

Бетон: класса В30 с17 МПа; 1,15 МПа; 32500 МПа

Арматура:

класса А400 с 355 МПа; МПа;

Сечение колонны 400х400 мм с 5 м и см4. Для продольной арматуры принимаем а = а' = 40 мм, тогда рабочая высота сечения h0 = h - a = 400 - 40 = 360 мм

Усилия М=138,05 кН•м; Ml=0 кН•м; Q=27,61 кН; N1=883,38 кН; N1l=825,06 кН.

Эксцентриситет продольной силы:

Относительный эксцентриситет:

.

должен быть не менее

Также учитываем особые коэффициенты условий работы при расчете на прочность нормальных сечений элементов из тяжелого бетона с арматурой класса А400

Влияние длительности действия нагрузки на прогиб при эксцентриситете ее действия :

Характеристика сжатой зоны бетона

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

Выражение для критической силы имеет вид:

(6.3)

где . В первом приближении задаемся , тогда (As+As') =0,005•40•40=8см2

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба на значение эксцентриситета продольной силы:

(6.6)

Расстояние от направления действия силы до центра тяжести сечения наименее сжатой арматуры

Высота относительная сжатой зоны

(6.7)

Толщина сжатой зоны бетона . В случае

(6.9)

Принимаем 2Ш25 АIII c As=9,82 см2.

5.2 Проверка прочности сечений, наклонных к продольной оси колонн

При поперечной силе и при продольной силе . Коэффициент, учитывающий благоприятное влияние продольной сжимающей силы на прочность наклонного сечения: (6.10)

,

следовательно, в расчете учитывается только .

При для тяжелого бетона находим:

(6.11)

При поперечная арматура не требуется по расчету и устанавливается конструктивно. Согласно требованиям п.3.54 СНиП II-7-81 должна применяться поперечная арматура диаметром не менее 8мм. Принимаем Ш8A-III с шагом s=0,5•600=300мм<15•32=480 мм.

6. Проверка общей устойчивости здания

Рисунок 6.1 - Расчетная схема здания для проверки общей устойчивости

Общая устойчивость здания обеспечена.

7. Антисейсмические мероприятия

Жесткость здания в поперечном и поперечном направлении обеспечивается рамами (колонны, ригели)

В качестве ограждающих стеновых конструкций применяются навесные панели. Между поверхностями стен и колонн каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм. По всей длине стены в уровне верха оконных проемов должен устраиваться антисейсмические пояс, соединяющийся с каркасом здания.

Список литературы

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс, М., 1985.

2. СНКК 22-301-2000. “Строительство в сейсмических районах Краснодарского края"

3. СНКК 20-303-2002. “Нагрузки и воздействия. Ветровая и снеговая нагрузки. Краснодарский край”

4. СНиП 31-01-2003. “Здания жилые многоквартирные" Госстрой М., 1985.

5. СНиП 2.01.07-85*. “Нагрузки и воздействия" Госстрой М., 1985.

6. СНКК 23-302-2000. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по теплозащите зданий. Краснодарский край

7. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. М., 1985.

8. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., 1982.

9. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника

10. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. М., 2000.

11. Бондаренко В.М., Судницын А.И. Расчет строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции. М., 1984.

12. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции. М., 1987.


Подобные документы

  • Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок. Определение периода собственных колебаний и форм колебаний. Оценка влияния продольных сил в сечении колонн на динамические характеристики каркаса. Определение сейсмических нагрузок и усилий.

    курсовая работа [528,8 K], добавлен 21.06.2009

  • Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок. Расчет каркаса в продольном направлении. Определение сейсмических нагрузок с учетом кручения здания в плане. Расположение антисейсмических швов.

    курсовая работа [273,3 K], добавлен 28.06.2009

  • Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки. Оценка влияния продольных сил в сечении колонн на динамические характеристики каркаса. Горизонтальные нагрузки на здание, главные антисейсмические мероприятия.

    курсовая работа [912,0 K], добавлен 14.11.2014

  • Проектирование сейсмостойких сил железобетонных конструкций. Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений, подбор материалов, компоновка сечения в целях его экономичности и рациональности. Проверка прочности сечений, наклонных к продольной оси колонн.

    курсовая работа [307,6 K], добавлен 28.06.2009

  • Одноэтажное однопролетное производственное здание каркасного типа. Расчет связей, узла сопряжения главной и второстепенной балок. Сбор нагрузок на покрытие здания. Сбор нагрузок на балочную клетку рабочей площадки. Расчет конструкций рабочей площадки.

    курсовая работа [519,4 K], добавлен 24.11.2010

  • Проект производственной площадки, состоящей из металлических несущих конструкций. Сбор нагрузок; расчет, подбор и проверка сечения главной и второстепенной балок. Определение расчетной длины подкрановой и надкрановой части сжато-изогнутых колонн.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 17.12.2014

  • Компоновка поперечной рамы двухпролетного с открытыми тоннелями здания. Геометрия и размеры колонн, определение усилий от нагрузок на них. Проектирование стропильной безраскосной фермы покрытия. Расчет прочности двухветвевой колонны и фундамента под нее.

    курсовая работа [5,0 M], добавлен 16.07.2011

  • Компоновка пятиэтажного здания из сборных железобетонных конструкций. Составление монтажного плана перекрытия. Назначение характеристик прочности бетона и арматуры, определение высоты панели. Расчет колонны, сбор нагрузок. Определение размеров фундамента.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 06.01.2017

  • Определение размеров несущих конструкций. Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания несущих конструкций. Конструктивное решение крыши и стен. Разработка системы связей продольного и торцевого фахверка. Расчет плиты покрытия.

    курсовая работа [278,4 K], добавлен 24.12.2013

  • Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы. Сбор нагрузок. Определение требуемой площади фундамента. Проектирование сегментно-раскосной фермы и нижнего пояса по прочности. Расчет растянутого и сжатого раскоса, арматуры по подошве фундамента.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.