Проектирование промышленного здания
Объемно-планировочное и конструктивное решение промышленного здания. Несущие конструкции здания. Расчет и конструирование плиты. Усилия в элементах поперечной рамы каркаса. Армирование колонны и фундамента. Определение напряжений под подошвой фундамента.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.08.2013 |
| Размер файла | 1,8 M |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГОУ Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Инженерно-строительный факультет
Кафедра "Гражданское строительство и прикладная экология"
Отделение "Энергетические и промышленно-гражданские сооружения"
Курсовой проект
по дисциплине "Железобетонные конструкции"
Выполнил: студент группы 4015/22 Д.В. Васкецов
Проверил: ассистент кафедры "ГСиПЭ" В.И. Васин
2012
Содержание
- 1. Объёмно-планировочное и конструктивное решение здания
- 2. Несущие конструкции здания
- 3. Расчёт плиты
- 3.1 Конструирование ребристой плиты покрытия
- 3.2 Сбор нагрузок и статический расчёт плитной части
- 3.3 Армирование плитной части
- 3.4 Расчет усилий и армирование поперечной диафрагмы
- 3.4.1 Подбор поперечной арматуры диафрагмы
- 3.4.2 Подбор поперечной арматуры диафрагмы
- 3.5 Расчет усилий и подбор арматуры в продольных ребрах
- 3.6 Схема армирования продольных ребер
- 3.7 Расчет трещиностойкости продольных ребер
- 3.7.1 Расчет продольных ребер по образованию трещин
- 3.7.2 Расчет продольных ребер по раскрытию трещин
- 4. Расчёт усилий в элементах поперечной рамы каркаса
- 5. Армирование колонны
- 5.1 Назначение поперечных сечений колонны
- 5.2 Подбор арматуры в расчетных сечениях
- 5.3 Конструирование арматуры
- 6. Конструирование и расчёт фундамента
- 6.1 Конструирование фундамента
- 6.2 Определение напряжений под подошвой фундамента
- 6.3 Расчет фундамента на продавливание
- 6.4 Армирование фундамента
- Литература
1. Объёмно-планировочное и конструктивное решение здания
Каркас промышленного здания имеет прямоугольную форму в плане. Плановые размеры приведены в начальных условиях для проектирования и составляют: пролет - 33м, шаг колонн - 6м, длина здания - 132м и высота колонны 13м. Тип фермы - фермас параллельными поясами. Для поддержания стенового ограждения и частичного восприятия ветровой нагрузки, с торцов здания установлены фахверковые стойки.
Высотная компоновка определяется, прежде всего, габаритами и размещением основного технологического оборудования, условиями его эксплуатации и монтажа, а также выбором отметки пола по отношению к планировочной отметке.
Размеры в плане:
пролёт здания - L=33 м
общая длина здания - Lзд= 132 м
шаг колонн - Bк=6 м
привязка колонн к осям здания - a=200 мм
привязка подкрановой балки к осям здания - л=750 мм
Размеры по высоте:
отметка головки рельса - отм. ГР=8,27 м
отметка подкрановой консоли - отм. ПК=6,60 м
отметка верха колонн - отм. ВК= 13 м
отметка чистого пола - отм. ЧП= 0,00 м
здание фундамент каркас плита
Рис.1 Объемно-планировочное и конструктивное решение здания
2. Несущие конструкции здания
колонны: железобетонные, с подкрановой консолью, стаканного типа;
фермы: унифицированная с параллельными поясам - выполненная из стали С345;
подкрановые балки: железобетонные, таврового сечения;
плиты покрытия: ребристые железобетонные.
Нв=6,4 м
Нн=7,6м
Плита покрытия: впанЧ hплиты = 3Ч6 м
Подкрановая балка: Lпб=Bк = 6 м, тавровое сечение
3. Расчёт плиты
3.1 Конструирование ребристой плиты покрытия
Ребристая панель с рёбрами вниз представляет собой коробчатый элемент, состоящий из двух продольных рёбер, связанных между собой монолитной плитой, которая усилена рядом поперечных рёбер - диафрагмы (рис.2). Принимаем
; ;
Принимаем . Ширину диафрагмы принимаем из конструктивных соображений: по низу6 см, по верху 8 см. Высота продольных рёбер назначается:
=
Ширина продольных рёбер
;
Принимаем:
Рис. 2 Схема ребристой панели с рёбрами вниз. 1 - плита панели 2-диафрагмы 3-продольное ребро
3.2 Сбор нагрузок и статический расчёт плитной части
Установим действие постоянных и временных нагрузок, действующих на панель. Постоянная нагрузка включает в себя собственный вес панели и вес пола.
Временная - снеговую нагрузку.
Рис. 3. Конструкция покрытия.
Нагрузки от веса покрытия собраны в Таблице 1.
Для фермы с пролетом l=33м
Таблица 1. Нормативная и расчетная нагрузка от веса покрытия.
|
Вид нагрузки |
Нормативная gн, кг/м2 |
Коэффициент надежности гf |
Расчетная g, кг/м2 |
|
|
Постоянная нагрузка |
||||
|
Техноэласт ЭКП |
5,2 |
1,3 |
6,76 |
|
|
Унифлекс ВЕНТ ЭПВ |
4,0 |
1,3 |
5,2 |
|
|
Ц-п стяжка фиброарм. t=50мм |
100 |
1,3 |
130 |
|
|
Керамзит фр.10-20 (взята макс. толщ. по разуклонке t=250мм) |
62 |
1,3 |
80,6 |
|
|
Пенополистирол t=100мм |
4,5 |
1,2 |
5,4 |
|
|
Бикроэласт ТПП (Пароизоляция) |
5 |
1,3 |
6,5 |
|
|
Ж/Б плиты 3х6 м |
240 |
1,1 |
264 |
|
|
Временная нагрузка |
||||
|
Снеговая нагрузка по 1 району |
56 |
1,4 |
78,4 |
|
|
У (постоянная+временная) |
476 |
576,8 |
Плита ребристой панели в статическом отношении представляет собой однорядную многопролетную плиту, работающую в двух направлениях, упруго-защемленную на продольных ребрах и диафрагмах.
Опорные моменты, передающиеся от плиты на продольные ребра к торцевым диафрагмам, вызывают в них поворот. В виду возможного поворота продольных ребер и торцевых диафрагм, можно допустить, что вдоль этих ребер плита оперта шарнирно.
Рис. 4. Расчетные схемы
Таким образом, торцевые участки панели можно рассматривать как плиту, шарнирно опертую по трем сторонам и жестко заделанную по четвертой (Случай А), а среднюю часть, как плиту, жестко заделанную по двум сторонам и шарнирно опертую по двум сторонам (Случай Б).
Статический расчёт.
Подсчитаем наибольшие значения пролётных изгибающих моментов в торцевой плите: (берем торцевой участок 2х3)
(вычитаем ребра)
(вычитаем ребра)
где: , - табличные коэффициенты, зависящие от отношения (таблица 2 случай а);
Подсчитаем опорный момент:
, где
значение суммарной расчетной нагрузки умноженный на коэффициент (таблица 2 случай а);
Подсчитаем наибольшие значения пролётных изгибающих моментов в средней плите:
где: , - табличные коэффициенты, зависящие от отношения (таблица 2 случай б);
Подсчитаем опорный момент:
, где
значение суммарной расчетной нагрузки умноженный на коэффициент (таблица 2 случай б);
Рис. 5. Результирующие эпюры моментов
3.3 Армирование плитной части
Для изготовления плиты покрытия приняты следующие материалы:
бетон класса В25:
арматура класса Вр-I:
- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;
- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению (по первой группе предельных состояний);
- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению (по второй группе предельных состояний);
- начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;
- расчетное сопротивление арматуры растяжению;
- модуль упругости арматуры;
Назначим процент армирования , тогда:
Принимаем
Для каждого расчетного сечения находим параметр и соответствующей ему коэффициент :
Далее определяем площадь поперечного сечения рабочей арматуры:
Торец:
Подбор арматуры по торцам:
Средний пролет:
Подбор арматуры по среднему пролету:
Таблица 2. Расчет арматуры
|
Участок пл. |
№ |
Mi, кгс·м |
Ao |
h |
Кол-во стержней,? |
м, % |
||||
|
Торцевой |
1 |
99,00 |
0,015 |
0,990 |
0,36 |
5?3 |
0,42 |
6,46 |
||
|
2 |
48,06 |
0,0076 |
0,96 |
0,18 |
5?3 |
0,35 |
5,38 |
|||
|
3 |
233,00 |
0,037 |
0,98 |
0,87 |
5?5 |
0,98 |
15,07 |
|||
|
Средний |
1 |
70,08 |
0,011 |
0,995 |
0,25 |
5?3 |
0,35 |
5,38 |
||
|
2 |
28,11 |
0,004 |
0,995 |
0,111 |
5?3 |
0,35 |
5,38 |
|||
|
3 |
155,39 |
0,025 |
0,985 |
0,57 |
5?4 |
0,76 |
11,69 |
3.4 Расчет усилий и армирование поперечной диафрагмы
3.4.1 Подбор поперечной арматуры диафрагмы
Поперечные ребра диафрагмы рассматриваются как однопролетные свободно опертые балки. Нагрузки на них передаются от плиты по закону трапеции так как а'<bп).
Закон передачи нагрузки устанавливается путем проведения биссектрис углов между продольными и поперечными ребрами. Величина расчетного пролета принимается равной расстоянию между осями продольных ребер.
Рис. 6. Схема загрузки диафрагмы: а - грузовая площадь, б - расчетная схема
Находим вес 1п. м. диафрагмы:
где - средняя ширина сечения диафрагмы
- объемный вес тяжелого бетона;
;
- коэффициент перегрузки;
(0,15-0,08) ·0,07·1,1·2400=12,94 кгс/м
Наибольшее значение треугольной нагрузки q0, передаваемой от плиты, включая вес плиты, вес утеплителей, пароизоляции и вес снега найдем по формуле:
где,
и - соответственно временная и постоянная расчетные нагрузки, приходящиеся на 1мІ плиты покрытия;
576,8·3=1730,4 кгс/мп
Наибольший изгибающий момент в пролете и поперечная сила на опорах при треугольном законе передачи нагрузки определяются по формулам:
где, - расчетный пролет диафрагмы.
Вследствие монолитного сопряжения элементов панели друг с другом в работу сечения диафрагм включается некоторый участок плиты, т.е. диафрагмы имеют вид тавра (рис.7).
Рис. 7.
Ширина полки этого тавра принимается равной примерно 1/3 пролета диафрагмы:
Далее устанавливаем положение нейтральной оси. Если изгибающий момент от расчетных нагрузок оказывается меньше момента внутренних сил, воспринимаемых сжатой полкой таврового сечения, относительно центра тяжести растянутой арматуры или равен ему, то нейтральная ось проходит в полке, т. еесли нет то нейтральная ось проходит в ребре.
где,
=15-1,5=13,5см.
Условие выполняется, следовательно, можно утверждать, что нейтральная ось сечения плиты проходит в полке. Расчет требуемой арматуры производится аналогично прямоугольному сечению.
Принимаем 1Ш18-А-400;
3.4.2 Подбор поперечной арматуры диафрагмы
Поперечная арматура в диафрагме ставится для обеспечения прочности по наклонным сечениям.
Расчет прочности изгибаемых элементов по бетонной полосе между наклонными сечениями имеет цель предотвращение разрушение элемента от действия сжимающих усилий вдоль полосы и производится из условия:
где,
- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению (по первой группе предельных состояний);
- средняя ширина сечения диафрагмы.
Условие выполняется.
Конструктивно принимаем хомуты Ш6-A-400 с шагом 100мм.
Диафрагму армируем одним плоским сварным каркасом, который состоит из одного рабочего стержня продольной арматуры Ш18-А400, поперечных стержней - хомутов Ш6-А-400 с шагом на приопорном участке, равным l/4, S=100 мм; в пролёте S - 200 мм и конструктивного стержня, диаметр которого назначается из конструктивных соображений:
3.5 Расчет усилий и подбор арматуры в продольных ребрах
Рис. 8. Схема загружения продольного ребра
Продольные ребра рассматриваются, как свободно опертые балки. Нагрузки на них передается непосредственно от плиты по закону треугольника. Практически нагрузку принимают равномерно распределенной:
где,
g и р - временная и постоянная расчетные нагрузки на 1м2 (см. Таблицу сбор нагрузок);
- собственный вес 1п. м. ребра.
где - высота продольного ребра;
- средняя ширина ребра
;
- объемный вес тяжелого бетона ;
- коэффициент надежности по нагрузке.
Наибольший изгибающий момент в середине пролета:
Наибольшая поперечная сила на опорах:
где, - расчетный пролет ребра принимается равным, расстоянию между осями диафрагм:
При расчете арматуры в ребре необходимо учесть работу плит, часть которой попадает в сжатую зону. Поэтому профиль сечения ребра представляет собой полутавр с шириной полки:
Рис. 9. Профиль сечения ребра
Расчетный профиль будет зависеть от положения нейтральной оси, которое устанавливается проверкой условия:
где,
Условие выполняется, и площадь поперечной арматуры подбирается как для прямоугольного сечения шириной :
Принимаем верхний стержень Ш10-А-400, , нижний - Ш16-А-400, .
3.6 Схема армирования продольных ребер
Для экономии металла рекомендуется предусмотреть обрыв стержней. Обрыв стержней назначается в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Для этого на арматурном чертеже ребра строится так называемая эпюра материалов, представляющая собой эпюру моментов , которые может воспринять ребро имеющимся в сечении количеством арматуры. Для построения эпюры материалов воспользуемся формулой:
где - табличный коэффициент, определяемый по фактическому проценту армирования
Рис. 10. Эпюра материалов при армировании сварными каркасами.
При построении эпюры материалов считают, что обрываемый стержень необходимо завести за точку теоретического обрыва, где он уже не нужен по расчету, для бетона B25 длина анкеровки w:
Продольное ребро армируем одним плоским сварным каркасом, который состоит из двух рабочих стержней продольной арматуры Ш10-А400 и Ш16-А400, поперечных стержней - хомутов Ш6-А-400 с шагом S=100 мм и конструктивного стержня, диаметр которого назначается из конструктивных соображений:
3.7 Расчет трещиностойкости продольных ребер
3.7.1 Расчет продольных ребер по образованию трещин
Расчет железобетонных элементов по трещинообразованию выполняют на действие нормативных нагрузок.
где и временная и постоянная нормативные нагрузки на 1м2 (см. Таблицу сбор нагрузок);
где - высота продольного ребра;
- средняя ширина ребра ;
- объемный вес тяжелого бетона ;
- коэффициент надежности по нагрузке.
Расчет железобетонных элементов по образованию нормальных трещин производится из условия:
Условие не выполняется, трещины образуются.
где: Мrмомент внешних сил;
Мcrc - момент, воспринимаемый сечением, определяемый по формуле:
,
где: - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению (по второй группе предельных состояний);
Wplупруго пластический момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона;
где Wredмомент сопротивления для растянутой грани приведенного сечения, определяемый по правилам сопротивления упругих материалов.
- коэффициент для прямоугольных сечений принимается равным 1,75.
где - приведенный момент инерции относительно оси х-х, проходящей через центр тяжести сечения;
- расстояние от максимально удаленной грани сечения до центра тяжести сечения.
Рис. 11
Положение оси х-х определяется по формуле:
где - площадь приведенного сечения:
где - площадь полки приведенного сечения;
- площадь ребра приведенного сечения;
- площадь рабочей арматуры;
- площадь конструктивной арматуры;
- коэффициент привидения бетона к арматуре
где - расстояния от нижней грани сечения (оси 0-0) до центра тяжести приведенных сечений;
;
где: - момент инерции полки; - момент инерции ребра;
- расстояния от центров тяжести приведенных сечений до оси х-х проходящей через центр тяжести всего сечения;
Напряжения, возникающие в растянутой зоне: - условие прочности не выполняется, поэтому необходимо выполнить расчет ребра по раскрытию трещин.
3.7.2 Расчет продольных ребер по раскрытию трещин
Сущность расчета по раскрытию трещин нормальных и наклонных к продольной оси, заключается в определении ширины раскрытия трещин на уровне растянутой арматуры (аcrc) и сравнивают ее с предельной шириной раскрытия [аlim].
Если это условие выполняется, то конструкция удовлетворяет требованиям по ширине раскрытия трещины.
Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, acrc, мм, следует определять по формуле:
где:
коэффициент, принимаемый равным 1 для изгибаемых элементов;
- коэффициент, принимаемый равным:
при стержневой арматуре периодического профиля 1,0
при стержневой арматуре гладкой 1,3
при проволочной арматуре периодического профиля и канатах 1,2
при гладкой арматуре 1,4
l - коэффициент, принимаемый равным для продолжительного действия постоянных и
длительных нагрузок для конструкций из тяжелого бетона естественной влажности;
,
где коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона (при рабочей высоте ho и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02.
d - диаметр растянутой арматуры, мм.
Условие выполняется
4. Расчёт усилий в элементах поперечной рамы каркаса
На поперечную раму каркасного здания действуют ветровая, снеговая, крановая и постоянная нагрузки. Сбор нагрузок и расчет внутренних усилий от их действия произведен с помощью программного комплекса SCAD в курсовом проекте "Металлические каркасные здания”.
По результатам расчета построены огибающие эпюр для расчета колонны по ряду А на I-е сочетания нагрузок самой невыгодной комбинации загружения внутри сочетания.
Рис. 12. Огибающие эпюры моментов
5. Армирование колонны
5.1 Назначение поперечных сечений колонны
Назначаем высоты сечений из расчета:
Принимаем
Принимаем
где,
Величина b=0,5·hн =0,5·0,8=0,4м. Примем b=40см.
Вычисляем полезные высоты сечений колонны:
- защитный слой бетона колонн;
5.2 Подбор арматуры в расчетных сечениях
При проектировании колонны используются следующие материалы:
бетон класса В25:
арматура класса А-400:
СЕЧЕНИЕ 1-1
При подборе арматуры используем следующий прием:
Так как:
подбор арматуры начинаем по II-ой комбинации усилий
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
где,
- ширина сечения колонны;
- высота сечения колонны;
- расчетная длинна участка колонны;
- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, = 1,3;
- коэффициент армирования, = 0,01;
n - коэффициент привидения
;
- коэффициент, принимаемый равным, но не менее
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
СЕЧЕНИЕ 2-2
При подборе арматуры используем следующий прием:
,
Так как:
подбор арматуры начинаем со II-ой комбинации усилий
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
Принимаем конструктивное армирование
СЕЧЕНИЕ 3-3
При подборе арматуры используем следующий прием:
Так как:
подбор арматуры начинаем со II-ой комбинации усилий
II комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
I комбинация
1) Определяем начальный и случайные эксцентриситеты:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай больших эксцентриситетов.
3) Определяем количество сжатой арматуры:
Принимаем конструктивное армирование
4) Определяем действительную высоту сжатой зоны с учетом арматуры в сжатой зоне:
Так как и
Высота сжатой зоны определяется из условия о= оR:
СЕЧЕНИЕ 4-4
1) Определяем значения случайных эксцентриситетов:
2) Определим значение Nкр, для прямоугольных сечений:
- случай малых эксцентриситетов
3) Проверяем достаточность бетонного сечения:
Условие выполняется, арматура не требуется. Ставим конструктивно.
5.3 Конструирование арматуры
После определения необходимой площади арматуры во всех расчетных сечениях колонны пользуясь сортаментом, подбираем стержни продольной арматуры по внешней и внутренней (по отношению к сооружению) сторонам колонны.
При этом необходимо построить эпюру материалов колонны для определения точек теоретического обрыва (ТТО) стержней (см. рис П.2 и П.3).
Результаты расчета арматуры представлены в таблице 3.
Таблица 3
|
№ сечения |
№ комбинации усилий |
расч смІ |
фактич смІ |
Кол-во стержней |
|
|
1-1 |
I |
16 |
18,85 |
6ш20 |
|
|
II |
8,2 |
10,18 |
4ш18 |
||
|
2-2 |
I |
6,08 |
6,28 |
2ш20 |
|
|
II |
6,08 |
6,28 |
2ш20 |
||
|
3-3 |
I |
3,68 |
5,09 |
2ш18 |
|
|
II |
3,68 |
5,09 |
2ш18 |
||
|
4-4 |
I |
3,68 |
5,09 |
2ш18 |
|
|
II |
3,68 |
5,09 |
2ш18 |
Поперечная арматура в колоннах обычно по расчёту не требуется её расстановку, осуществляем, в соответствии с конструктивными требованиями норм, а именно:
Диаметр хомутов принимаем
где - максимальный диаметр продольной арматуры.
Шаг хомутов
где - минимальный диаметр продольной арматуры.
6. Конструирование и расчёт фундамента
6.1 Конструирование фундамента
При проектировании фундамента используются следующие материалы:
Бетон класса: В15
Арматура класса: - А-400
При расчете и конструировании фундамента рассматривается сечение 1-1.
В проекте рассмотрена конструкция отдельно стоящего фундамента с заделкой колонны посредством зуба. На него помимо вертикальной силы, действуют момент и горизонтальная сила, передаваемая от стоек в месте их сопряжения с фундаментом.
Рассчитанные нагрузки, действующие на колонну, приняты с коэффициентом запаса. Для нахождения их нормативного значения воспользуемся следующими формулами:
где, - осредненный коэффициент перегрузки;
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
где,
- осредненный объемный вес бетонно-грунтового массива
- расчетное сопротивление грунта
- глубина заложения фундамента
Размеры фундамента определяются из соотношения сторон:
=4,2 м; =3 м;
Высота фундамента стаканного типа может быть назначена из конструктивных условий, обеспечивающих достаточность заделки в фундаменте, прочность днища стакана на продавливание при монтаже, а так же из условия возможности выверки колонны при установке.
Рис. 6.1.
Принимаем высоту фундамента
Принимаем трехступенчатый железобетонный фундамент со следующими высотами ступеней:
Определяем размеры ступеней фундамента:
Рис. 6.2.
Для определения размеров ступеней используется следующий примем:
Тогда:
где,
- ширина сечения колонны;
- длинна сечения колонны;
Окончательно принимаем:
6.2 Определение напряжений под подошвой фундамента
Определяем краевые напряжения в грунте под подошвой фундамента для двух расчетных комбинаций усилий в сечении 1-1. Для этого приведем усилия по низу колонны к обрезу фундамента.
Рис. 6.3.
Определяем вертикальную нормативную силу , действующую на подошву фундамента и момент всех сил действующих на фундамент, относительно центра тяжести его подошвы
Считаем максимальное и минимальное напряжение под подошвой фундамента:
где,
- момент сопротивления подошвы фундамента;
Тогда:
Проверка прочности грунта выполняется.
6.3 Расчет фундамента на продавливание
Расчет на продавливание производится для сечения по грани пирамиды, параллельной меньшей стороне подошвы фундамента и начинающейся у третьего уступа. Минимальную высоту фундамента проверяют исходя из условия:
где,
расчетное сопротивление бетона осевому растяжению (по второй группе предельных состояний);
- рабочая высота фундамента
= Н - а,
= 105 см - 3,5см = 102см= 1,02м
среднее арифметическое нижней и верхней сторон пирамиды продавливания;
где,
- ширина сечения колонны
F - расчетная продавливающая сила, определяемая по зависимости:
где,
наибольшее краевое напряжение в грунте от расчетных нагрузок без учета веса фундамента и грунта на его свесах;
Рис. 6.3.
Проверка прочности фундамента на продавливание выполняется.
6.4 Армирование фундамента
Площадь сечения арматуры, укладываемой по подошве фундамента, определяют расчетом нормальных сечений 1-1, 2-2, 3-3 и 4-4 (рис.6.4), на действие изгибающих моментов в сечениях, вызываемых реактивным давлением грунта от расчетных усилий. Нагрузки от собственного веса грунта на его уступах не учитываются, так как расчет реакции грунта велся без учета этих нагрузок.
Рис. 6.4.
Изгибающие моменты в указанных сечениях определяют по схеме консольной балки. Изгибающие моменты в сечениях 1-1, 2-2 вычисляются от давления грунта при и в сечении 3-3 от давления и , в сечении 4-4 от давления, соответствующего комбинации и , при которой получается наибольшее значение и ) /2.
Необходимая площадь арматуры определяется из условия:
где,
- высота ступени фундамента;
= 3,5 см - защитный слой.
Параллельно длинной стороне фундамента принимаем 18Ш18 АIII, в направлении меньшей стороны принимаем 12Ш16 AIII,
Литература
1. Лекции по дисциплине "Железобетонные конструкции"
2. Шерешевский И.О. "Конструирование промышленных зданий и сооружений" Л.: Стройиздат, 1979
3. Трепененков Р.И. Альбом чертежей, конструкций и деталей промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1980
4. Ю.И. Кононов. Сборной ребристое перекрытие. Методические указания. ЛПИ. Л.: Стройиздат, 1982
5. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: Минстрой России, 1996
6. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Минстрой России, 1991
7. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)
8. Г.Г. Виноградов. Конструирование железобетонных элементов промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1981
9. Курсовой проект "Металлические каркасные здания"
10. Ю.И. Кононов. Монолитное железобетонное рёбристое перекрытие с балочными плитами. Методические указания. СПбГПУ. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003
11. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей рабочих чертежей. М.: Минстрой России, 1993
12. Правила оформления студенческих выпускных работ и отчётов. Сост.: Г.П. Голованов, К.К. Гомоюнов, В.А. Дьяченко и др.: Под ред.В. В. Глухова. Спб.: Изд-во СПбГПУ, 2002
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Компоновка конструктивной схемы одноэтажного каркасного промышленного здания из сборного железобетона. Сбор нагрузок на раму здания. Расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование колонны. Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента.
курсовая работа [895,6 K], добавлен 23.11.2016Выбор несущих конструкций каркаса промышленного здания, компоновка поперечной рамы. Статический расчет рамы, колонны, ребристой плиты покрытия. Определение расчетных величин усилий от нагрузки мостового крана. Комбинация нагрузок для надкрановой части.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.10.2015Элементы конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием. Компоновка поперечной рамы и ее геометрические размеры и статический расчет. Проектирование плоской балки двутаврового сечения, конструирование колонны и нагруженного фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.01.2010Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.
курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010Общая компоновка здания, ее обоснование и расчет главных параметров. Определение параметров поперечной рамы. Конструирование крайней колонны. Стропильные конструкции покрытия и требования к ним. Методика разработки фундамента под крайнюю колонну.
курсовая работа [514,3 K], добавлен 24.02.2015Проект несущих конструкций одноэтажного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы каркаса здания, определение нагрузок от мостовых кранов. Статический расчет поперечной рамы, подкрановой балки. Расчет и конструирование колонны и стропильной фермы.
курсовая работа [1018,6 K], добавлен 16.09.2017Разработка конструктивной схемы здания. Расчет и конструирование сборной панели перекрытия. Определение усилий в элементах поперечной рамы здания. Конструирование сборного неразрезного ригеля, колонны первого этажа и фундамента под нее, перекрытия.
курсовая работа [478,7 K], добавлен 28.07.2015Компоновочная и расчетная схема каркаса одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне, сбор по загружениям. Определение усилий в крайней колонне и комбинация усилий в ее сечениях. Расчет и конструирование отдельно стоящего фундамента и плиты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 10.01.2011Объемно-планировочное решение промышленного здания. Определение глубины заложения фундаментов. Спецификация железобетонных изделий. Стальные подкрановые балки. Система связей железобетонного каркаса. Железобетонные ребристые плиты покрытия здания.
курсовая работа [840,1 K], добавлен 18.07.2011Генеральный план и объемно-планировочное решение проектируемого промышленного здания. Организация фундамента, стропильные конструкции, балки перекрытия, стеновые панели объекта. Спецификации сборных железобетонных элементов и элементов заполнения проемов.
курсовая работа [393,1 K], добавлен 24.01.2016
