Реконструкция магазина по улице Горького

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Архитектурно-строительный раздел
• 1.1 Архитектурно-планировочное решение
• 1.2 Конструктивное решение
• 1.3 Внутренние отделочные работы
• 1.4 Наружные отделочные работы
• 1.5 Описание генерального плана благоустройства территории
• 1.6 Инженерное оборудование
• 1.6.1 Водоснабжение
• 1.6.2 Пожаротушение
• 1.6.3 Бытовая канализация
• 1.6.4 Дренаж
• 1.6.5 Отопление
• 1.6.6 Вентиляция
• 1.6.7 Силовое электрооборудование
• 1.6.8 Электроосвещение
• 1.6.9 Наружное освещение
• 1.6.10 Телефонизация
• 1.6.11 Радиофикация
• 1.7 Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций
• 1.7.1 Теплотехнический расчет наружной стены 2 этажа
• 1.7.2 Теплотехнический расчет наружной стены с облицовкой фасадной системой "Краспан"
• 1.7.3 Теплотехнический расчет покрытия
• 2. Расчетно-конструктивный раздел
• 2.1 Статический расчет металлической рамы в осях Д-Ж
• 2.1.1 Сбор нагрузок на раму
• 2.1.2 Статический расчет рамы
• 2.2 Расчет базы колонны
• 2.3 Расчет оголовка колонны
• 2.4 Расчет опорного узла балки настила
• 3. Технологический раздел
• 3.1 Область применения
• 3.2 Анализ условий строительства
• 3.3 Техника безопасности и методы выполнения основных строительно-монтажных работ
• 3.4 Подготовительный период
• 3.5 Земляные работы
• 3.6 Устройство фундаментов
• 3.7 Монтаж каркаса здания
• 3.8 Отделочные работы
• 3.9 Перечень актов на скрытые работы
• 3.10 Сводная ведомость подсчета объемов работ
• 3.11 Калькуляция трудозатрат и потребного количества машино-смен
• 3.12 Состав работ и комплексная бригада
• 3.13 Подбор крана
• 3.14 Организация и технология строительного процесса
• 4. Организационный раздел
• 4.1 Общие данные
• 4.2 Характеристика условий строительства
• 4.3 Освоенность территории
• 4.4 Методы выполнения основных строительно-монтажных работ
• 4.4.1 Подготовительный период
• 4.4.2 Основной период строительства
• 4.5 Перечень актов на скрытые работы
• 4.6 Подбор крана
• 4.7 Описание стройгенплана объекта
• 4.8 Расчет численности персонала строительства
• 4.9 Расчет потребности во временных зданиях и сооружениях
• 4.10 Расчет потребности в ресурсах
• 4.10.1 Расчет потребности в электроэнергии
• 4.10.2 Расчет потребности в тепле
• 4.10.3 Расчет потребности в сжатом воздухе
• 4.10.4 Расчет потребности в воде
• 4.10.5 Расчет потребности в транспортных средствах
• 4.10.6 Расчет площадей складирования материала
• 4.11 Технико-экономические показатели
• 5. Безопасность и экологичность проекта
• 5.1 Проектирование мер безопасности при выполнении монтажных работ
• 5.2 Мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1. Экспликация помещений
• Приложение 2. Спецификация заполнения проемов
• Приложение 3. Ведомость перемычек
• Приложение 4. Экспликация полов
• Приложение 5. Калькуляция трудозатрат и стоимости затрат труда

Введение

Темой выбранной мною выпускной квалификационной работы является "Реконструкция магазина по ул. Горького".

Графическая часть проекта, оформление пояснительной записки, расчеты выполнены на ПК с использованием систем АutoCAD, Word, Excel, различных программ и других технических средств, позволяющих автоматизировать подобного рода проектные работы.

Реконструкция общественных зданий является важной частью повышения уровня комфортности. Поскольку большая часть здания претерпела незначительный физический износ, поэтому может быть пригодной для реконструкции.

Рабочий проект реконструкции здания магазина "Одежда - обувь" разработан в соответствии с договором и заданием на проектирование.

Территория, на которой размещено реконструируемое здание, расположена в заречной части г. Вологда. С северо-восточной стороны граница участка проходит по ул. Горького, с юго-восточной примыкает к существующим участкам жилой застройки и озеленения по ул. Самойло.

Проектом предусмотрен удобный доступ маломобильных групп населения по участку к зданию. На путях движения имеются пандусы с понижением бордюрного камня до уровня проезда. Ширина тротуаров принята 1,5 м. Пандус, крыльца и лестницы имеют ограждения с перилами.

Проектом предусмотрены мероприятия для свободного передвижения маломобильных групп населения внутри здания (пороги не более 0,025 м и др.). Для остекления дверей используется армированное стекло. Для передвижения инвалидных колясок по лестницам применяются металлические направляющие.

В проектировании и строительстве общественного здания были учтены нормативные документы, существующие типовые решения. Здание возводится из недорогих и не являющихся дефицитными материалов и конструкций, поэтому стоимость проекта оптимальна. Все принятые конструкции не имеют сложности в изготовлении, в процессе монтажа и, тем самым, не ведут к удорожанию проекта в целом.

Основные климатические характеристики района в соответствии с данными и [2] следующие:

- климатический район IIВ;

- температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки - 32°С;

- продолжительность отопительного периода - 231 день;

- нормативное значение ветрового давления - 0,23 кПа;

- расчетная снеговая нагрузка - 2,4 кПа.

Для данного здания принят коэффициент надежности по назначению _n=1, поэтому в дальнейших расчетах его не учитываем.

1. Архитектурно-строительный раздел

1.1 Архитектурно-планировочное решение

Архитектурно-планировочные решения приняты в соответствии с требованиями строительных норм и правил.

Реконструкция магазина по ул. Горького в г. Вологде предусматривает надстройку второго этажа над существующим зданием и пристройку высотой в 2 этажа со стороны главного фасада. Пристроенная часть 1 этажа является расширением торгового зала магазина, также в ней расположены лестничная клетка и входной узел. На 2 этаже здания размещены торгово-выставочный зал, конторские помещения, кабинет директора, помещения для курения, коридор и санузлы. В здании имеется подвальный этаж, в котором находятся торговый зал хозтоваров, складские и подсобные помещения, санузлы. Высота помещения в подвальном этаже принята 3,0 м, на 1 и 2 этажах - 3,2 м.

Общая площадь здания - 1864мІ, площадь застройки - 670 мІ, строительный объем - 8303 мі.

Объемно-планировочным решением предусмотрено максимальное объединение санузлов в блоки с целью уменьшения протяженности внутренних инженерных сетей, в частности водопровода и канализации.

Здание главным фасадом ориентировано на северо-восток. Теплозащита выполнена с учетом требований [1]. Утепление существующих наружных стен выполнено с применением минераловатного утеплителя с последующей облицовкой навесной системой "Краспан". Наружные стены надстраиваемого этажа и пристроенной части выполнены из "сэндвич" панелей.

1.2 Конструктивное решение

Класс ответственности здания - II.

Принятые в проекте конструктивные решения отражены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Конструктивные решения

Наименование конструктивного элемента	Принятое решение
1	2
1. Фундаменты	Ленточные из сборных бетонных блоков по ГОСТ 13579 - 78.
2. Стены подвального этажа	Из сборных блоков по ГОСТ 13579-85*
3. Стены: - наружные 1 этажа существующего здания - наружные надстройки и пристройки - внутренние	Кирпичная кладка, состоящая из: - из керамического кирпича марки КР-р-по 250х 120х 65/1НФ/75/2,0/25/ГОСТ 530-2012, д=510 мм; - минераловатного утеплителя д=100 мм; - наружной облицовки навесной системы "Краспан" - из "сэндвич" панелей, состоящиз из двух слоев профлиста д=0,5 мм и минераловатного утеплителя д=140 мм между ними из керамического кирпича марки КР-р-по 250х 120х 65/1НФ/75/2,0/25/ГОСТ 530-2012, д=380 мм
4. Перегородки	Кирпичные из керамического кирпича д=120 мм.
5. Перемычки	Железобетонные по с.1.038.1-1, в.1 - 5.
6. Лестницы	Сборные железобетонные ступени по ГОСТ 8717.0-84 по металлическим косоурам.
7. Перекрытия	Сборные железобетонные многопустотные по серии 1.14.1.1 над существующим зданием и монолитное ж/б по профлисту и металлическим балкам над пристройкой и надстройкой
8. Крыша	Плоская совмещенная
9. Кровля	Линокром (2 слоя) по ТУ 5774-002-13157915-98
10. Утеплитель	Пеноплекс толщиной 140 мм
11. Окна	ПВХ по ГОСТ 16289-86
12. Двери внутренние	По ГОСТ 6629-88* глухие и остекленные
13. Двери наружные входные	По ГОСТ 24698-81

1.3 Внутренние отделочные работы

Потолки - побелка, обшивка гипсокартонными листами, в торговых залах устраивается подвесной потолок Стены оштукатуриваются или обшиваются гипсокартонными листами, в санузлах - облицовка керамической плиткой. Полы в торговых залах и подсобных помещениях - керамогранит, в санузлах - керамическая плитка, в лестничных клетках - бетонные. Для звукоизоляции междуэтажных перекрытий используются пенополистирольные плиты "Пеноплекс 35".

1.4 Наружные отделочные работы

Существующие наружные стены 1 этажа здания утепляются с последующей облицовкой навесной системой "Краспан". Наружные стены надстроенной и пристроенной частей выполняются из "сэндвич" панелей.

Цоколь облицовывается керамогранитом по бетонным блокам.

1.5 Описание генерального плана благоустройства территории

Реконструируемое здание располагается на ул. Горького в г. Вологда в районе Заречья, который имеет хорошие транспортные связи с близлежащими районами.

Здание главным фасадом обращено на северо-восток.

Комплекс мероприятий по благоустройству территории реконструируемого здания направлен на создание комфортных условий для работников и посетителей магазина, отвечающих утвержденным нормативам и включает в себя следующие виды работ:

- устройство асфальтобетонного покрытия проездов;

- понижение бортового камня до 5 см в местах, предусмотренных для съезда инвалидов и маломобильных групп населения;

- устройство отмостки вокруг здания;

- сохранение существующих зеленых насаждений;

- дополнительное озеленение территории комплекса посадками деревьев и кустарников;

- устройство газонного покрытия, цветников;

- устройство необходимых площадок внешнего благоустройства различного назначения: площадка для отдыха персонала, автостоянки на 10 и 17 машиномест; площадка для мусороконтейнеров;

- оборудование площадок и прогулочных дорожек малыми архитектурными формами.

Вертикальная планировка участка выполнена с учетом организации нормального отвода поверхностных вод от здания в пониженные места естественного рельефа и ливневую канализацию.

Таблица 1.2 - Технико-экономические показатели по генплану

Наименование	Ед. измерения	Количество
1	2	3
Площадь озеленения	мІ	1572
Площадь тротуаров и проездов	мІ	1098
Площадь участка	мІ	3340
Площадь застройки	мІ	670

1.6 Инженерное оборудование

1.6.1 Водоснабжение

Хозяйственно-питьевой водопровод запроектирован для хоз-питьевых нужд здания.

Источником хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения является наружная сеть коммунального хозяйственно-питьевого водопровода с гарантированным напором 20 м.в.ст.

Подача холодной воды в здание осуществляется по одному вводу Ш50 мм.

На вводе хозяйственно-питьевого водопровода в здание в помещении водомерного узла предусматривается установка водомера.

Система внутреннего хозяйственно-питьевого водопровода тупиковая. Трубопроводы запроектированы из полипропиленовых труб.

1.6.2 Пожаротушение

Система внутреннего противопожарного водопровода тупиковая. Трубопроводы запроектированы из оцинкованных водогазопроводных труб.

Наружное пожаротушение обеспечивается из 2-х пожарных гидрантов, установленных на сети коммунального водопровода.

1.6.3 Бытовая канализация

Проектом предусматривается устройство внутренних сетей хозяйственно-бытовой канализации. Бытовые стоки от приборов, установленных в помещениях, по самотечным выпускам Ш110 мм направляются во внутриплощадочную сеть хозяйственно-бытовой канализации.

Трубопроводы внутренних сетей канализации предусматриваются из полипропиленовых труб Ш110-50.

1.6.4 Дренаж

На основании инженерно-геологических изысканий и действующих инструкций по проектированию дренажей подвальных помещений, для понижения уровня грунтовых вод с целью защиты подвальных помещений от затопления проектом предусматривается устройство дренажа.

Дренаж проектируется из асбестоцементных напорных труб диаметром 150 мм с отверстиями 5ч10 мм, просверленными в шахматном порядке.

Смотровые колодцы приняты из сборных железобетонных конструкций по типовому проекту 902-09-22.84 альбом 2.

Сброс дренажных вод предусматривается в проектируемую сеть дождевой канализации диаметром 300 мм с подключением в существующем колодце.

1.6.5 Отопление

Температура теплоносителя в системе отопления принята 95-70⁰ С. Система отопления запроектирована двухтрубная с нижней разводкой. В качестве нагревательных приборов приняты чугунные радиаторы МС-140-108. Воздухоудаление из системы отопления осуществляется через воздушные краны, установленные в верхних точках, опорожнение производится спускными кранами в узле управления.

1.6.6 Вентиляция

Для обеспечения установленных нормативными документами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением.

1.6.7 Силовое электрооборудование

Силовыми токоприемниками является технологическое и санитарно-техническое оборудование. В качестве распределительных щитов приняты щиты модульного исполнения.

Щиты устанавливаются открыто на стене и встроенные, на высоте 2 м от пола (верх щита), пусковая аппаратура - 1,6 м.

Система заземления здания принята TN-C-S.

На вводе в здание предусмотрено повторное заземление нулевого проводника.

1.6.8 Электроосвещение

Освещение магазина принято следующих видов: рабочее, аварийное, эвакуационное и ремонтное. Рабочее освещение предусмотрено во всех помещениях здания. Эвакуационное освещение предусматривается коридорах, лестничных клетках и на выходах из здания. В светильниках эвакуационного освещения устанавливается блок аварийного питания. В обычном режиме светильники работают от сети 220В, при отключении питания автоматически включаются в работу аккумуляторы, которые обеспечивают работу в течении 3 часов. На путях эвакуации людей из здания устанавливаются специальные светильники с надписью "Выход", снабженные также блоками аварийного питания.

Ремонтное освещение напряжением 36В выполняется в венткамере и водомерном узле.

1.6.9 Наружное освещение

Наружное освещение предусмотрено консольным светильником типа ЖКУ 16, с натриевыми лампами ДНАТ-250, установленными на железобетонных опорах.

1.6.10 Телефонизация

Для телефонизации здания магазина проектом предусмотрено строительство телефонной канализации из асбестоцементных труб Ф 100 мм от здания до существующей телефонной канализации, проложенной по ул. Горького.

Внутренние сети телефонизации предусматриваются от вводной муфты в подвальном этаже до распределительных коробок на этажах, устанавливаемых в отсеках слаботочных сетей этажных щитков.

1.6.11 Радиофикация

Радиофикация предусматривается от городской радиотрансляционной сети. Кабель радиофикации прокладывается от соединительной муфты, устанавливаемой на существующем кабеле в существующем коммуникационном тоннеле и в проектируемой канализации до абонентского трансформатора в подвале жилого дома.

1.7 Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций

1.7.1 Теплотехнический расчет наружной стены 2 этажа

Исходные данные:

- торговый центр

Параметры воздуха:

- внутренняя температура t_int = +18 С;

- относительная влажность - 55%;

- расчетная зимняя температура t_ext = -32 С.

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче:

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче:

, (1.1)

где t_н - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности _в ограждающей конструкции, °С, принимаемый по таблице 5 [1];

_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(мІ·°С), принимаемый по таблице 4 [1];

t_в - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз. 2 таблицы 2 [1] - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по +18 (в интервале 16-21°С)

t_н - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [2].



Рисунок 1 - Конструкция наружной стены 2 этажа

(мІ·С/Вт), (1.2)

Градусо-сутки отопительного периода ГСОП определяются:

ГСОП=(t_{в -} t_от)· z_от, (1.3)

где t_от, z_{от -} средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С,

t_в - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С.

ГСОП = (18-(-4))·228=5016 °С·сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены по таблице 3 [1]:

R_req= а Ч D_d+ b = 0,0003Ч5016+1,2= 2,71 (мІЧєС)/Вт

Для расчета принимаем наибольшее значение R_req=2,71(мІ·С/Вт)

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции R_o, мІС/Вт следует определять по формуле:

, (1.4)

где _в- то же, что в формуле 1.1;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, мІС/Вт

_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(мС), принимаемый по таблице 6 [1].

R_к = R₁ + R₂ + ... + R_n, (1.5)

где R₁, R₂, ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, мІ С/Вт, определяемые по формуле:

, (1.6)

где - толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(мС), принимаемый по приложению Т [1].

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

1 слой - профилированный тонколистовой оцинкованный лист д=0,5 мм, ?=58 Вт/мС,

(мІС/Вт)

2 слой - утеплитель минераловатный д=140 мм, ?=0,045 Вт/мС,

(мІС/Вт)

3 слой - профилированный тонколистовой оцинкованный лист д=0,5 мм, ?=58 Вт/мС,

(мІС/Вт)

мІС/Вт

Сравниваем нормативное и расчетное значения сопротивления теплопередаче:

3,26 мІС/Вт > 2,71 мІС/В - условие выполняется, следовательно, толщина утеплителя подобрана верно.

1.7.2 Теплотехнический расчет наружной стены с облицовкой фасадной системой "Краспан"

Исходные данные:

- торговый центр

Параметры воздуха

- внутренняя температура t_int =+18 С

- относительная влажность 55%

- расчетная зимняя температура t_ext =-32 С

Рисунок 2 - Конструкция наружной стены

Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = (18-(-4))·228=5016 °С·сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены по табл. 3 [1]:

R_req= а Ч D_d+ b = 0,0003Ч5016+1,2= 2,71 (мІЧєС)/Вт

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

1 слой - керамический пористый кирпич д =510 мм ?=0,2 Вт/мС,

(мІС/Вт)

2 слой - утеплитель минераловатный д=100 мм, ?=0,045 Вт/мС,

(мІС/Вт)

3 слой - фасадная панель фирмы "Краспан" д=8 мм, ?=58 Вт/мС,

(мІС/Вт)

(мІС/Вт)

Сравниваем нормативное и расчетное значения сопротивления теплопередаче:

6,64 мІС/Вт > 2,71 мІС/В - условие выполняется, следовательно, толщина утеплителя подобрана верно.

1.7.3 Теплотехнический расчет покрытия

Исходные данные:

- торговый центр

Параметры воздуха

- внутренняя температура t_int =+18 С;

- относительная влажность 55%;

- расчетная зимняя температура t_ext =-32 С.

Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = (18-(-4))·228=5016 °С·сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены по табл. 3 [1]:

R_req= а Ч D_d+ b = 0,0004Ч5016+1,6= 3,61 (мІЧєС)/Вт

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

1 слой - листы гипсокартона д=14 мм, ?=0,84 Вт/мС,

(мІС/Вт)

2 слой - профлист д=0,9 мм, ?=58 Вт/мС,

(мІС/Вт)

3 слой - утеплитель "Пеноплекс" д= 140 мм, ?=0,038 Вт/мС,

(мІС/Вт)

4 слой - керамзитовый гравий д=30мм, ?=0,18 Вт/мС,

(мІС/Вт)

5 слой - цементно-песчаная стяжка д=30мм, ?=0,58 Вт/мС,

(мІС/Вт)



Рисунок 3 - Конструкция покрытия

(мІС/Вт)

Сравниваем нормативное и расчетное значения сопротивления теплопередаче:

4,07 мІС/Вт > 3,61 мІС/В - условие выполняется, следовательно, толщина утеплителя подобрана верно.

2. Расчетно-конструктивный раздел

2.1 Статический расчет металлической рамы в осях Д-Ж

2.1.1 Сбор нагрузок на раму

Сбор нагрузки от покрытия и перекрытий выполняем в табличной форме.

Таблица 2.1 - Сбор нагрузок от покрытия кН/мІ

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. Кровля:
- Линокром 2слоя	0,16	1,1	0,18
- Стяжка из ц/п р-ра д=30мм, го=1800кг/мі 1800х 0,03	0,54	1,1	0,59
- Керамзитовый гравий д=30мм, го=800кг/мі 800х 0,03	0,24	1,2	0,29
- Утеплитель Пеноплекс д=140мм, го=150кг/мі 150х 0,14	0,21	1,2	0,25
- Профлист Н 75-750-0,9	0,12	1,05	0,13
2. Собственный вес балки, условно примем балку из широкополочного двутавра 26Ш 1 m=43 кг/м 43/1,1	0,39	1,05	0,41
Итого:	1,66		1,85

Таблица 2.2 - Сбор нагрузок от перекрытия кН/мІ

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. Пол:
Керамогранитная плитка д=8мм, го=2800кг/мі 2800х 0,008	0,22	1,2	0,27
Плиточный клей д=5мм, го=2200кг/мі 2200х 0,005	0,11	1,1	0,12
Стяжка из ц/п р-ра д=30мм, го=1800кг/мі 1800х 0,03	0,54	1,1	0,59
Звукоизоляция Пеноплекс д=20мм, го=150кг/мі 150х 0,02	0,03	1,1	0,03
2. Монолитное перекрытие:
Бетон класса В 15, Vприв.=0,029м, го=2400кг/мі 2400Ч0,029	0,70	1,1	0,77
Бетон класса В 15 д=45мм, го=2400кг/мі 2400х 0,045	1,08	1,1	1,19
- Профлист Н 75-750-0,9	0,12	1,05	0,13
2. Собственный вес балки, условно примем балку из широкополочного двутавра 26Ш 1 m=43 кг/м 43/1,1	0,39	1,05	0,41
Итого:	3,19		3,51

Таблица 2.3 - Сбор нагрузок от стеновых панелей кН/мІ

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. Стена из сэндвич панелей
m=12,44 кг/мІ 12,44х 4	0,48	1,1	0,53
Итого:	0,48		0,53

Постоянная нагрузка от веса колонн

В зданиях без мостовых кранов колонны имеют, как правило, постоянное сечение по длине. В данном случае колонна представляет собой двутавр из прокатного профиля.

Собственный вес колонны принимается из опыта проектирования q_к^н = 150 - 250кг/м, для пролета 6 м q_к^н=150кг/м.

Расчетная линейная нагрузка от собственного веса колонны:

(2.1)

где _f = 1,2 коэффициент надежности по нагрузке;

Временные нагрузки.

Ветровая нагрузка:

ветровой район - I;

нормативное значение ветрового давления - 0,023 Т/мІ

Тип местности: A - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра.

Тип сооружения: вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности.

Параметры:

поверхность - наветренная;

шаг сканирования - 2 м;

коэффициент надежности по нагрузке г_f =1,4;

высота здания H=8 м.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема рамы

Таблица 2.4 - Результаты расчета ветровой нагрузки с наветренной стороны

Высота (м)	Нормативное значение (Т/мІ)	Расчетное значение (Т/мІ)
1	2	3
0	0,014	0,019
2	0,014	0,019
4	0,014	0,019
6	0,015	0,021
8	0,017	0,023

Рисунок 2.2 - Диаграмма результатов ветровой нагрузки с наветренной стороны

Параметры:

поверхность - подветренная поверхность;

шаг сканирования - 2 м;

коэффициент надежности по нагрузке г_f =1,4;

высота здания H =8 м.

Рисунок 2.3 - Диаграмма результатов ветровой нагрузки с подветренной стороны

Таблица 2.5 - Результаты расчета ветровой нагрузки с подветренной стороны

Высота (м)	Нормативное значение (Т/мІ)	Расчетное значение (Т/мІ)
1	2	3
0	-0,01	-0,014
2	-0,01	-0,014
4	-0,01	-0,014
6	-0,011	-0,015
8	-0,012	-0,017

Таблица 2.6 - Снеговая нагрузка, кН/м

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. Снеговая S=SqЧµ, Sq=240 кгс/мІ	1,71	1,4	2,40

Таблица 2.7 - От веса людей для ремонта кровли, кН/м

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. От веса людей для ремонта кровли 50 кгс/мІ	0,50	1,3	0,65

Таблица 2.8 - На междуэтажное перекрытие, кН/м

Вид нагрузок	gn	гf	gр
1	2	3	4
1. На междуэтажное перекрытие 400 кН/мІ	4	1,2	4,8

2.1.2 Статический расчет рамы

Исходные данные для расчета рамы занесем в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 - Исходные данные

Управление
Тип	Наименование	Данные
1	2	3
1	Шифр задачи	Статический расчет рамы
2	Признак системы	2
39	Имена загружений	1 постоянная нагрузка
		2 ветровая
		3 снеговая нагрузка
		4 временная нагрузка
33	Единицы измерения	Линейные единицы измерения: м Единицы измерения размеров сечения: мм Единицы измерения сил: кН Единицы измерения температуры: C



Рисунок 2.4 - Расчетная схема

Таблица 2.10 - Элементы рамы

Номер элемента	Тип элемента	Тип жесткости	Узлы
1	2	3	4
1	2	1	1; 3
2	2	1	3; 5
3	2	1	2; 4
4	2	1	4; 6
5	2	2	3; 4
6	2	2	5; 6

Таблица 2.11 - Координаты и связи, м

Номер узла	Координаты	Связи
	X	Z	X	Z	Uy
1	2	3	4	5	6
1	0	0	#	#	#
2	6	0	#	#	#
3	0	3,5
4	6	3,5
5	0	7
6	0	7

Типы загружений представлены на рисунках 2.5 - 2.8.

Рисунок 2.5 - Загружение постоянной нагрузкой

Кратковременные нагрузки:



Рисунок 2.6 - Загружение ветровой нагрузкой

Рисунок 2.7 - Загружение снеговой нагрузкой

Рисунок 2.8 - Загружение временной нагрузкой

Таблица 2.12 - Комбинации загружений

Номер	Формула
1	2
1	(L1)х 1+(L2)х 1+(L3)х 1+(L4)х 1

Таблица 2.13 - Виды загружений

Номер	Наименование
1	2
1	1 постоянная нагрузка
2	2 ветровая
3	3 снеговая нагрузка
4	4 временная нагрузка

Результаты расчета занесем в таблицы.

Перемещения элементов расчетной схемы представлены в таблице 2.14.

Таблица 2.14 - Перемещения узлов расчетной схемы

Номер узла	Номер загружения	Значения, мм
		X	Z	Uy
1	2	3	4	5
3	1	0,317	-0,243	1,273
3	2	-19,578	-0,081	-6,367
3	3	-0,087	-0,122	-0,443
3	4	0,019	-0,278	1,836
4	1	-0,317	-0,243	-1,273
4	2	-21,661	0,081	-8,176
4	3	0,087	-0,122	0,443
4	4	-0,019	-0,278	-1,836
5	1	0,209	-0,322	-0,28
5	2	-44,109	-0,113	-7,823
5	3	0,068	-0,245	1,918
5	4	0,071	-0,311	-0,362
6	1	-0,209	-0,322	0,28
6	2	-44,981	0,113	-1,763
6	3	-0,068	-0,245	-1,918
6	4	-0,071	-0,311	0,362

Таблица 2.15 - Максимальные и минимальные значения перемещения узлов расчетной схемы

Наименование	Максимальные значения	Минимальные значения
	Значение, мм	Номер узла	Номер загружения	Значение, мм	Номер узла	Номер загружения
1	2	3	4	5	6	7
X	0,317	3	1	-44,981	6	2
Z	0,113	6	2	-0,322	6	1
Uy	1,918	5	3	-8,176	4	2

Таблица 2.16 - Перемещения при комбинации загружений

Номер узла	Номер загружения	Значения, мм
		X	Z	Uy
1	2	3	4	5
3	1	-19,329	-0,724	-3,701
4	1	-21,91	-0,563	-10,843
5	1	-43,761	-0,991	-6,547
6	1	-45,329	-0,765	-3,039

Таблица 2.17 - Максимальные и минимальные значения перемещения при комбинации загружений

Наименование	Максимальные значения	Минимальные значения
	Значение, мм	Номер узла	Номер загружения	Значение, мм	Номер узла	Номер загружения
1	2	3	4	5	6	7
X	-19,329	3	1	-45,329	6	1
Z	-0,563	4	1	-0,991	5	1
Uy	-3,039	6	1	-10,843	4	1

Рисунок 2.9 - Схема деформации элементов рамы от комбинации нагрузок

Усилия элементов расчетной схемы представлены в таблице 2.18

Таблица 2.18 - Усилия и напряжения расчетной схемы

Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значения, кНм
			N	M	Q
1	2	3	4	5	6
1	1	1	-16,06	1,35	-4,05
1	1	2	-5,33	-14,32	-5,84
1	1	3	-8,07	0,82	-0,75
1	1	4	-18,35	-4,03	3,47
1	2	1	-16,06	-0,37	2,07
1	2	2	-5,33	-1,42	9,15
1	2	3	-8,07	-0,49	-0,75
1	2	4	-18,35	2,03	3,47
1	3	1	-16,06	8,61	8,19
1	3	2	-5,33	17,7	24,13
1	3	3	-8,07	-1,8	-0,75
1	3	4	-18,35	8,1	3,47
2	1	1	-5,23	-1,65	-4,12
2	1	2	-2,11	8,45	-16,28
2	1	3	-8,07	-1,99	2,63
2	1	4	-2,2	-7,23	2,74
2	2	1	-5,23	-3,5	2
2	2	2	-2,11	-6,45	-0,49
2	2	3	-8,07	2,61	2,63
2	2	4	-2,2	-2,43	2,74
2	3	1	-5,23	5,35	8,12
2	3	2	-2,11	7,68	16,91
2	3	3	-8,07	7,22	2,63
2	3	4	-2,2	2,36	2,74
3	1	1	-16,06	-1,35	4,05
3	1	2	5,33	-34,87	28,31
3	1	3	-8,07	-0,82	0,75
3	1	4	-18,35	4,03	-3,47
3	2	1	-16,06	0, 37	-2,07
3	2	2	5,33	-3,12	7,98
3	2	3	-8,07	0, 49	0,75
3	2	4	-18,35	-2,03	-3,47
3	3	1	-16,06	-8,61	-8,19
3	3	2	5,33	-6,96	-12,36
3	3	3	-8,07	1,8	0,75
3	3	4	-18,05	-8,1	-3,47
4	1	1	-5,23	1,65	4,12
4	1	2	2,11	-17,01	28,05
4	1	3	-8,07	1,99	-2,63
4	1	4	-2,2	7,23	-2,74
4	2	1	-5023	3,5	-2
4	2	2	2,11	1,,66	6,64
4	2	3	-8,07	-2,61	-2,63
4	2	4	-2,2	2,43	-2,74
4	3	1	-5,23	-5,35	-8,12
4	3	2	2,11	4,99	-16,91
4	3	3	-8,07	-7,22	-2,63
4	3	4	-2,2	-2,36	-2,74
5	1	1	-12,31	-10,26	10,83
5	1	2	-40,41	-9,25	3,22
5	1	3	3,38	-0,2	-3,961e-016
5	1	4	-0,72	-15,33	16,15
5	2	1	-12,31	5,98	2,716e-015
5	2	2	-40,41	0,4	3,22
5	2	3	3,38	-0,2	-3,961e-016
5	2	4	-0,72	8,89	-9,054e-016
5	3	1	-12,31	-10,26	-10,83
5	3	2	-40,41	10,05	3,22
5	3	3	3,38	-0,2	-3,961e-016
5	3	4	-0,72	-15,33	-16,15
6	1	1	-8,12	-5,35	5,23
6	1	2	-16,91	-7,68	2,11
6	1	3	-2,63	-7,22	8,07
6	1	4	-2,74	-2,36	2,2
6	2	1	-8,12	2,49	-1,811e-015
6	2	2	-16,91	-1,35	2,11
6	2	3	-2,63	4,89	-4,527e-016
6	2	4	-2,74	0,94	-5,659e-016
6	3	1	-8,12	-5,35	-5,23
6	3	2	-16,91	4,99	2,11
6	3	3	-2,63	-7,22	-8,07
6	3	4	-2,74	-2,36	-2,2

Таблица 2.19 - Максимальные и минимальные значения усилий и напряжений

Наименование	Максимальные значения	Минимальные значения
	Значение, кНм	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значение, кНм	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
N	5,33	3	1	2	-40,41	5	1	2
M	17,7	1	3	2	-34,87	3	1	2
Q	28,31	3	1	2	-16,91	4	3	2

Таблица 2.20 - Усилия и напряжения при комбинации загружений

Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значения, кНм
			N	M	Q
1	2	3	4	5	6
1	1	1	-47,81	-16,18	-7,16
1	2	1	-47,81	-10,25	13,94
1	3	1	-47,81	32,61	35,04
2	1	1	-17,62	-2,43	-15,02
2	2	1	-17,62	-9,78	6,89
2	3	1	-17,62	22,62	3,04
3	1	1	-37,15	-33,01	2,964
3	2	1	-37,15	-4,29	3,18
3	3	1	-37,15	-21,87	-23,27
4	1	1	-13,39	-6,13	26,79
4	2	1	-13,39	16,98	-0,73
4	3	1	-1,339	-9,95	-30,4
5	1	1	-50,06	-350,4	30,19
5	2	1	-50,06	15,07	3,22
5	3	1	-50,06	-15,74	-23,76
6	1	1	-30,4	-22,62	17,62
6	2	1	-30,4	6,97	2,11
6	3	1	-30,4	-9,95	-13,39

Таблица 2.21 - Максимальные и минимальные значения усилий и напряжений при комбинации загружений

Наименование	Максимальные значения	Минимальные значения
	Значение, кНм	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.	Значение, кНм	Номер эл-та	Номер сечен.	Номер загруж.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
N	-13,39	4	1	1	-50,06	5	1	1
M	32,61	1	3	1	-35,04	5	1	1
Q	35,04	1	3	1	-30,4	4	3	1



Рисунок 2.10 - Эпюра моментов от действия комбинации нагрузок

Рисунок 2.11 - Эпюра поперечных сил от действия комбинации нагрузок



Рисунок 2.12 - Эпюра продольных сил от действия комбинации нагрузок

Подбор и проверка сечений рамы:

Сечение стержней 1,2,3,4.

Определим требуемую площадь сечения

, (2.2)

где R_у- расчетное сопротивление стали по пределу текучести (С 245); R_у = 240 мПа,

г_n - коэффициент надежности по ответственности, г_n = 1;

г_с - коэффициент условий работы, г_с =1;

ц_е - коэффициент определяемый в зависимости от условной гибкости стержня и приведенного относительного эксцентриситета m_ef .

, (2.3)

где i_x - момент инерции стержня.

Условно задаем характеристики для определения сечения стержней:

i_x = 0.129 м,

А=0,0108 мІ,

W_x=0.001223 мі,

I_x=0.001811 м ⁴,

Е - модуль упругости стали, Е = 2,1Ч 10⁵ МПа,

l_efx - расчетная длина стержня, l_efx=3,5 м.

Определим относительный эксцентриситет m_ef по формуле (2.4)

m_ef = з·m, (2.4)

где з - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по таблице Д.2 [5];

m - относительный эксцентриситет, определяемый по формуле (2.5)

_, (2.5)

где е - эксцентриситет;

W_c - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна.

При вычислении эксцентриситета е = M/N значения М и N следует принимать согласно требованиям п. 9.2.3 [5].

Теперь определим коэффициент з по таблице Д.2 [5];

m_ef1 = 1,4х 6=8,4м

m_ef2 = 1,4х 11,3=15,82м

m_ef3 = 1,4х 11,2=15,82м

m_ef4 = 1,4х 7,86=11,00м

ц_{е 1} = 0,16

ц_{е 2} = 0,089

ц_{е 3} = 0,089

ц_{е 3} = 0,125

Требуемая площадь:

По сортаменту принимаем колонный двутавр 30К 1.

По сортаменту принимаем колонный двутавр 23К 2.

По сортаменту принимаем колонный двутавр 23К 2.

По сортаменту принимаем колонный двутавр 30К 1.

Так как сечение стержней колонны получилось разное, по конструктивным соображения примем наибольшее сечение 30К 1 и проверим его.

Характеристики принятого сечения:

А = 108 смІ, h = 296 мм,

b = 300 мм, s = 9 мм,

t = 13,5 мм, i_x = 129,5 мм,

i_у = 75 мм, W_х = 1223 смі

Найдем значение , с принятыми параметрами

ц_{е 1} = 0,155

ц_{е 2} = 0,0868

ц_{е 3} = 0,0868

ц_{е 3} = 0,122

Проверка принятого сечения.

Гибкости сжатых элементов не должны превышать значений, приведенных в таблице 32 [5].

В нашем случае [л] = 180 - 60хб,

где б - - коэффициент, определяемый по формуле (2.6)

(2.6)

[л₁] = 180 - 60х 0,12=172,8

[л₂] = 180 - 60х 0,08=175,2

[л₃] = 180 - 60х 0,06=176,4

[л₄] = 180 - 60х 0,12=172,8

Сравним предельное значение прогиба с полученным:

(2.7)

, условие выполняется, прогиб обеспечен

, условие выполняется, прогиб обеспечен

, условие выполняется, прогиб обеспечен

, условие выполняется, прогиб обеспечен

Проверка устойчивости внецентренно-сжатых колонн выполняют при приведенном относительном эксцентриситете m_ef < 20.

Проверка устойчивости принятого сечения

, (2.8)

- условие выполняется, устойчивость обеспечена, следовательно, сечение принято верно.

- условие выполняется, устойчивость обеспечена, следовательно, сечение принято верно.

- условие выполняется, устойчивость обеспечена, следовательно, сечение принято верно.

- условие выполняется, устойчивость обеспечена, следовательно, сечение принято верно.

Окончательно принимаем колонны сечение 30К 1.

Подбор сечения балки

Из условия прочности находим требуемый момент сопротивления:

, (2.9)

где R_y - расчетное сопротивление стали, берем по таблице В.5 [5], R_y=2,1х 10⁵кН/мІ

г_с - коэффициент условия работы, берем по таблице 1 [5], г_с=1,1

По полученному моменту сопротивления подбираем широкополочный двутавр 20Ш 1 со следующими характеристиками: , .

По полученному моменту сопротивления подбираем широкополочный двутавр 20Ш 1, со следующими характеристиками: ,.

Проверим подобранное сечение по первому предельному состоянию (проверка прочности сечения)

(2.10)

- условие выполняется. Следовательно, сечение подобранно верно.

- условие выполняется. Следовательно, сечение подобранно верно.

Так как у нас балка из прокатного профиля, и на нее воздействует только равномерно распределенная нагрузка, а сосредоточенной нагрузки нет, то расчет по прочности касательных напряжений не выполняется.

Выполним расчет по второму предельному состоянию (расчет по деформациям).

При расчете по деформациям выполняется проверка прогиба.

, (2.11)

где q_нор - нормативная равномерно распределенная нагрузка, q_{нор 1}=8,82 кН/мІ,

q_{нор 2}=4,47 кН/мІ

l - длина ригеля, l=6 м,

E - модуль упругости стали, E=2,06х 10⁸ кН/мІ,

I_x - момент инерции,.

Предельный прогиб f_u определяется по таблице Е.1 [6].

(2.12)

- условие выполняется. Следовательно, сечение подобранно верно.

- условие выполняется. Следовательно, сечение подобранно верно.

По конструктивным соображениям окончательно подберем двутавр 30Ш 2.

2.2 Расчет базы колонны

здание теплотехнический калькуляция трудозатраты

В расчетной схеме рамы принято жесткое закрепление колонны в фундаменте. Вид жесткой базы представлен на рисунке 2.13.

Комбинация расчетных усилий принята по максимальному приведенному усилию в сечении: M = 32,61 кН·м и N = -47,81 кН.

Рисунок 2.13 Жесткая база колонны

Определение размеров опорной плиты в плане

1. Ширина опорной плиты:

B_pl = b_f + 2· (t_tr+c), м, (2.13)

где t_tr - толщина траверсы базы колонны, принимаем t_tr = 10мм (8ч12)мм);

с - размеры консольных свесов, принимаем c = 50 мм (40ч120)мм.

B_pl = 300 + 2·(10+50) = 420 мм

Соответствует ширине листа универсальной листовой стали.

2. Длина опорной плиты:

L_pl = N/(2·B_pl·R_b,loc) + , м, (2.14)

где R_b,loc расчетное сопротивление бетона смятию;

R_b,loc=R_b·ц_b, МПа, (2.15)

где ц_b = 1,2.

R_b,loc = 8,5·1,2=10,2 МПа,

R_b=8,5 МПа - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию.

L_pl=47,81/(2·0,42·10200)+ = =0,220м =220мм

Расчетная длина плиты получилась меньше чем высота сечения колонны, поэтому принимаем длину опорной плиты исходя из конструктивных требований:

L_pl = h +2·c₁, мм, (2.16)

L_pl = 296 +2·32=360 мм.

Принимаем размер L_pl кратным 10 мм.

Определение толщины опорной плиты из условия прочности на изгиб

1. Краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой:

у_max = N /(B_pl · L_pl) + 6M/(B_pl ·L_pl²), МПа, (2.17)

у_min= N /(B_pl · L_pl) - 6M/(B_pl ·L_pl²), МПа, (2.18)

у_max = 47,81/(42·36) + 6·32,61·10²/(42·36²) = 0,391кН/смІ = 3,91 МПа (сжатие)

у_min = 47,81/(42·36) - 6·32,61·10²/(42·36²) = -0,328кН/смІ= -3,28Па (растяжение)

c₀ = (у_max·L_pl) / (у_max+у_min) = (3,91·0,36)/(3,91+3,28) = 0,196 м

2. Изгибающие моменты в опорной плите

Участок I, опертый на 4 канта:

Моменты в направлении короткой и длинной сторон соответственно:

M_а = б₁·у₁·a², кН·м, (2.19)

M_а = 0,096·3000·0,1455² = 6.1 кН·м

(а/ b=269/145,5=1,84 < 2)

б₁=0.096

M_в = б₂·у₁· a²= 0,048·3000·0,1455² = 3.05 кН·м

Таблица 2.22 - Коэффициенты б₁, б₂, б₃ для расчета на изгиб прямоугольных плит, опертых по четырем и трем сторонам

Плиты	При b/а
	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	> 2
Опертые по четырем сторонам	б1	0,048	0,055	0,063	0,069	0,075	0,081	0,086	0,091	0,094	0,098	0,100	0,125
	б 2	0,048	0,049	0,050	0,050	0,050	0,050	0,049	0,048	0,048	0,047	0,046	0,037
Опертые по трем сторонам	б3	При a1/d1
		0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	2,0	> 2
		0,060	0,074	0,088	0,097	0,107	0,112	0,120	0,126	0,132	0,133
Обозначения, принятые в таблице 7: b - длинная сторона участка; а - короткая сторона участка; d1 - длина свободной стороны; a1 - длина стороны, перпендикулярной к свободной.

Участок II, опертый на 3 канта

M_II = б₃·у₂· d₁^2, кН·м, (2.20)

M_II = 0,060·3910· 0,3² =21.11 кН·м

(а ₁/ d₁ = 32/300 = 0,11?0,5)

Участок III (консольный)

M_III = у_max·c²/2 = 3910·0,05²/2 = 4.89 кН·м

3. Толщина опорной плиты

t_pl =, м, (2.21)

t_pl == 0,023 м

где M_max - максимальный момент из M_I, M_II, M_III.

Принимаем t_pl =25 мм.

Принимаем опорную плиту размерами 0,42· 0,36· 0,025 м.

Расчет траверсы

Определяем необходимую длину швов, приваривающих траверсы к полкам колонны. Принимаем ручную сварку, тип электрода Э 42* (табл. Г.1[1]), R_wf = 180 МПа (табл. Г.2[1]), МПа (R_un = 360 МПа). , (табл. 39[1]),

R_wf · в_f =180·0,7 =126 МПа ? R_wz · в_z =162·1,0 =162 МПа, поэтому расчет ведем по металлу шва.

k_{f min} = 4мм (табл. 38[1]), k_{f max} = 1,2·t _min =1,2·10 = 12мм

Принимаем k_f = 7мм.

Требуемая длина шва:

l _wf = V_тр/((R_wf · в_f · k_f) +10мм, см, (2.22)

V_тр= (у_max· L_пл · B_пл) /4, кН, (2.23)

V_тр= (3910·36·42) · 10^-4/4=147,8 кН

l _wf = 147,8/(12,6·0,7·0,7)+1=24,9см

Назначаем высоту траверсы кратной 10мм h_tr = 250мм

Изгибающий момент в траверсе определяем как в консоли вылетом с ₁ по формуле:

M_тр= (q _тр,max· с ₁²)/2, кH·м, (2.24)

M_тр= (803,5 · 0,032²) /2= 0,411 кH·м

q _тр,max = у_max· d _тр, кH/м, (2.25)

где d _тр - ширина грузовой площади траверсы.

q _тр,max = 3910·(14,55+1,0+5,0) · 10^-2 = 803,5 кH/м,

Проверим прочность траверсы по нормальным напряжениям:

у =6·M_tr / (t_tr·h_tr²) ? R_y·г_c, МПа, (2.26)

у = 6· 0,000411/(0,01· 0,25²) = 3,95 МПа ? R_y·г_c = 240МПа

Прочность траверсы по нормальным напряжениям обеспечена.

Прочность траверсы по касательным напряжениям:

ф =1,5· V_тр / A_тр ? R_s · г_c, МПа, (2.27)

ф = (1,5· 0,1478)/ 0,0025 = 88,7 МПа ? R_s · г_c = 0,58·240 = 139,2 МПа

A_тр = t_тр · h_тр= 0,01·0,25 = 0,0025 мІ

Прочность траверсы по касательным напряжениям обеспечена.

Окончательно принимаем высоту траверсы h_tr = 0,25 м.

Расчет анкерных болтов

Расчетные усилия в анкерных болтах:

N = 47,81 кН, М = 32,61 кН·м

Найдём краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой.

у_max = 47,81/(42·36) + 6·32,61·10²/(42·36²) = 0,391кН/смІ = 3,91 МПа (сжатие)

у_min = 47,81/(42·36) - 6·32,61·10²/(42·36²) = -0,328кН/смІ= -3,28Па (растяжение)

c₀ = (у_max·L_pl) / (у_max+у_min) = (3,91·0,36)/(3,91+3,28) = 0,196 м



Рисунок 2.14 Эпюра нормальных напряжений для расчета анкерных болтов

- Усилия в анкерных болтах в растянутой зоне:

z₀ = (M - N · a)/y = (32,61 - 47,81·0,114) / 0,334= 81,32 кH

где a расстояние от оси колонны до центра тяжести сжатой зоны эпюры у a = 114 мм;

y расстояние от оси растянутых анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры у, y = 334 мм.

Требуемая площадь сечения болтов:

По таблице Г.4 [5] принимаем для анкерных болтов марку стали Ст 3пс 2.

Требуемая суммарная площадь сечения анкерных болтов:

УA_{bn треб} = z_a / R_ba = 81,32 / (200·10³) = 0,00041·10^-4 мІ = 4,1 смІ

где R_ba расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов для номинальных диаметров болтов 12, 16, 20 мм по таблице Г.6 [5], R_ba =200 МПа.

По требуемой площади сечения болтов принимаем 2 анкерных болта диаметром d=20мм с УA_bn = 2,45 · 2 = 4,9 смІ ?УA_{bn треб} 4,1 смІ (по табл. Г.9 [5]).

2.3 Расчет оголовка колонны

При опирании главной балки на колонну сверху оголовок состоит из опорной плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Назначение размеров опорной плиты

Размеры опорной плиты и принимают на (2050)мм больше размеров сечения колонны. Толщина опорной плиты .

Определение размеров опорного ребра

Длина ребер определяется из расчета длин швов, необходимых для передачи расчетного усилия на стержень колонны

- по металлу шва

,

но не более , мм, (2.28)

- по металлу границы сплавления

,

но не более , мм, (2.29)

Давление главных балок передается через опорную плиту на сварные швы по контуру ее приварки. Общий контур колонны 2*(300+269+291)=1720мм=1,72м, что значительно больше требуемого.

Примем конструктивно .

Толщина опорного ребра

, м, (2.30)

где - опорное сопротивление стали смятию, вычисляемое по формуле =360МПа.

Принимаем .



Рисунок 2.15 - Опирание главных балки на колонну сверху

2.4 Расчет опорного узла балки настила

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом в таком соединении, следует определить по формулам:

на срез:

N_bs = R_bs •_b •A_b • n_s, (2.31)

на смятие:

N_bp = R_bp • _b • d •t_min, (2.32)

где R_bs, R_{bp -} расчетные сопротивления болтов срезу и смятию, равные 330 МПа и 475 МПа соответственно.

_{b -} коэффициент условий работы соединения, в курсовом проекте _b принимается равным единице _b =1,0 при работе на срез и _b =1,1 при работе на смятие.

А_b = расчетная площадь сечения болта, равная 0,523 смІ;

n_{s -} число расчетных срезов одного болта, принимаем =1;

d - наружный диаметр болта, равный 10 мм.

t_min - наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении - min из t_s = 4,9 мм и t_уг= 10 мм.

кН

кН

Количество болтов в соединении:

n (Q_{max БН}) / (_c • N_min), (2.33)

где N_{min -} меньшее из значений N_bs и N_bp.

Расстояние между центрами болтов "а" и от края элемента "а*" или "b*" принято кратным 5мм.

Q_{max БН} =47,81/2=23,91кН

Принимаем 2 болта.

Прочность накладки на срез проверяется по формуле:

= (Q_{max БН}) / A_н ? R_s =0,58• R_y, МПа, (2.34)

где А_н - площадь сечения накладки нетто, равная

А_н = l_н • t_{н -} n • d_отв • t_н, смІ, (2.35)

где t_{н -} толщина накладки,

l_{н -} длина накладки.

l_н(мах)= (4+8+4)*d_отв=16*10=160 мм => принимаем 80 мм

А_н = 8•1 -2•1•1=6 смІ

= 23,91/6•10^-4= 39,85 МПа<240*0,58=139.2 МПа

Сварные швы проверяются на совместное действие усилия Q_maxБН и изгибающего момента М = Q_maxБН • е:

(2.36)

, (2.37)

где l_w - расчетная длина шва,

е - эксцентриситет приложения силы Q_maxБН,

k_f - катет шва, принимаемый k_fmin k_f 1.2 • t_min

l_w = (0,08-0,01)*3=0,21 м