Расчет и проектирование железобетонных элементов каркаса одноэтажного промышленного здания

6_ferma_a.dwg

Железобетонные конструкции.
Жб каркас одноэтожно- го производственного здания.
Обозначение элемента.
Наименование элемента.
Предварительно напрягаемая арматура.
ø12 S1200 ГОСТ 10884-94 L=25300 мм.
ø6 S240 ГОСТ 5781-82 L=170мм.
ø12 S1200 ГОСТ 5781-82 L=4070мм.
ø6 S400 ГОСТ 5781-82 L=170мм.
ø28 S400 ГОСТ 5781-82 L=2970 мм.
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=240мм.
ø12 S1200 ГОСТ 5781-82 L=2970мм.
ø8 S400 ГОСТ 5781-82 L=840мм.
ø8 S400 ГОСТ 5781-82 L=550мм.
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=470мм.
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=1340мм.
- b=12мм.ГОСТ 103-76 L=250х200мм.
ø12 S400 ГОСТ 5781-82 L=160мм.
- b=12мм.ГОСТ 103-76 L=280х200мм.
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=500мм.
ø8 S400 ГОСТ 5781-82 L=420мм.
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=420мм.

1_komponovka_1pr_ferma_a.dwg

Железобетонные конструкции.
Жб каркас одноэтожно- го производственного здания.
План на отметке 0.000 (M200)
Цем.песчаная стяжка - 20мм.
Мин.-ватные плиты - 150мм.
Пароизоляция - пергамин.

3_raschet.doc

СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ
Статический расчет поперечной рамы выполняем с помощью программного комплекса «RADUGA 2.0.7».
Для выявления наибольших возможных усилий в сечениях колонн поперечную раму рассчитывают сначала на действие снеговой и крановой нагрузок что позволяет использовать некоторые из этих данных при расчете рамы на действие постоянной нагрузки.
Размеры расчетной схемы назначаются следующим образом:
Пролет для подкрановой части – 10 – 04*2 = 92 м (04 м – расстояние от разбивочной оси до середины подкрановой части колонны)
Пролет для надкрановой части – 10 – 005*2 = 98 м (005 м – расстояние от разбивочной оси до середины надкрановой части колонны)
Высота от верха обреза фундамента до низа подкрановой балки 75 + 015 = 765м (015 м – расстояние от верхней отметки пола до верха обреза фундамента)
Расстояние от разбивочной оси до центра подкрановой балки – 035 м
Узел 5 – расстояние от разбивочной оси до центра тяжести стеновой панели;
Узел 7 – находится вычислением эксцентриситета приложения нагрузки :
0 – центр тяжести надкрановой части колонны;
0 – расстояние от разбивочной оси до внутренней грани надкрановой части колонны;
– монтажный зазор от разбивочной оси до торца стропильной конструкции.
Рисунок 3.1. Нумерация узлов и элементов расчётной схемы
Рисунок 3.2. Расчетная схема поперечной рамы с нумерацией узлов и элементов
Расчёт на постоянную нагрузку
Расчет на постоянную нагрузку осуществляем путем нагружения расчетной схемы нагрузками от собственного веса несущих элементов (стропильной фермы колонн) а также от навесных стеновых панелей веса подкрановой балки и крановых путей.
Рисунок 3.3. Расчетная схема поперечной рамы с нумерацией узлов и элементов
Рисунок 3.4. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия постоянной нагрузки (экспорт из радуги)
Расчёт на снеговую нагрузку
При расчете поперечной рамы снеговую нагрузку принимают равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для расчета в программном комплексе «Raduga» снеговая нагрузка суммируется и прикладывается в крайних узлах.
Рисунок 3.5. Схема действия нагрузки от снега
Рисунок 3.6. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия снеговой нагрузки (экспорт из радуги)
Расчёт на действие нагрузки от давления крана ( по оси А)
При работе мостовых кранов поперечная рама здания воспринимает как вертикальные так и горизонтальные крановые нагрузки. Схема приложения вертикальной нагрузки приведена на рис.3.7. и рис.3.9. Горизонтальная нагрузка показана на рис.3.11. и 3.13.
Рисунок 3.7. Схема действия нагрузки от давления крана ( по оси А)
Рисунок 3.8. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия давления крана по оси А пролёта АБ (экспорт из радуги)
Расчёт на действие нагрузки от давления крана ( по оси Б)
Рисунок 3.9. Схема действия нагрузки от давления крана ( по оси Б)
Рисунок 3.10. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия давления крана по оси Б пролёта АБ (экспорт из радуги)
Расчёт на действие горизонтальной крановой нагрузки (по оси А)
Рисунок 3.11. Горизонтальное давление от двух сближенных кранов по оси А
Рисунок 3.12. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия горизонтального давления крана по оси А (экспорт из радуги)
Расчёт на действие горизонтальной крановой нагрузки (по оси Б)
Рисунок 3.13. Горизонтальное давление от двух сближенных кранов по оси Б
Рисунок 3.14. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия горизонтального давления крана по оси Б (экспорт из радуги)
Расчёт на действие ветровой нагрузки (слева)
Рисунок 3.15. Давление от ветровой нагрузки слева
Рисунок 3.16. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия давления ветра слева (экспорт из радуги)
Расчёт на действие ветровой нагрузки (справа)
Рисунок 3.17. Давление от ветровой нагрузки справа
Рисунок 3.18. Эпюра M (кН·м) и эпюра N (кН) от действия давления ветра справа (экспорт из радуги)
Таблица 3.1 Расчетные усилия в сечениях стойки по оси А от каждого вида загружения
Переменные (временные) нагрузки
Для основной расчетной комбинации (таблица А.4 приложения А СНБ 5.03.01-02) получаем:
Таблица 3.2 Расчетные комбинации усилий для каждого сечения крайней колонны
-35923-37908+124097+147384·06 = 138696 кН·м
4479+55314+0+0·06 = 1187619 кН
-35923-4508·07+109232-89806-06·155424 = -112907 кН·м
4479+1128·07+13274+0+0·06 = 846179 кН
-35923-4508·07-37908+124097+06·147384 = 135541 кН·м
4479+1128·07+55314+0+0·06 = 1266579 кН
925-138417-1755+06·30139 = -52164 кН·м
5378+55314+0+0·06 = 1108518 кН
925+14059·07+8722-3183-06·25758 = 41204 кН·м
5378+1128·07+13274+0+06·0 = 767078 кН
925+14059·07-138417-1755+06·30139 = -42322 кН·м
5378+1128·07+55314+0+06·0 = 1187478 кН
-70545-22388·07+38759-21231+06·18602 = -57527 кН·м
8019+1128·07+0+0+06·0 = 326979 кН
-70545+38759-21231-14695·06 = -61834 кН·м
8019+0+0+06·0 = 248019 кН
-70545-22388·07+3876-22318+06·18602 = -58613 кН·м
-29723-15228·07 = -40383 кН·м
017+1128·07 = 29913 кН

6_ferma.dwg

МН3-10х160 ГОСТ103-76* L=280
МН2-6х150 ГОСТ103-76* L=280
МН1-6х100 ГОСТ103-76* L=280
К-7 15 ТУ 14-4-22-71 L=18600
К-7 15 ТУ 14-4-22-71 L=23760
Предварительно напрягаемая арм.
Спецификация на 1 элемент перекрытия

4_kolonna.doc

4РАСЧЁТ СЕЧЕНИЙ КОЛОННЫ
1Исходные данные для проектирования
По таблице 5.2 СНБ 5.03.01-02 минимальный класс бетона по прочности на сжатие по условиям эксплуатации ХС 2 (по заданию): .
Определим расчетные характеристики для бетона :
– нормативное (характеристическое) сопротивление бетона осевому сжатию;
– гарантированная прочность бетона;
– средняя прочность бетона на осевое сжатие;
– средняя прочность бетона на осевое растяжение;
– нормативное сопротивление бетона осевому растяжению соответствующее 5% квантилю статистического распределения прочности;
– расчетное сопротивление бетона сжатию 1 п.6.1.2.11;
– частный коэффициент безопасности по бетону;
– расчетное сопротивление бетона растяжению 1 п.6.1.2.11;
– модуль упругости бетона (для П1 П2) 1 таблица 6.2;
– коэффициент модуля упругости для бетонов подвергнутых тепловой обработке 1 таблица 6.2 примечания п.2;
Для армирования колонны принимаем арматуру класса .
Характеристики ненапрягаемой арматуры согласно 1 таблица 6.5:
– нормативное сопротивление ненапрягаемой арматуры;
– расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры;
– модуль упругости арматуры 1 п.6.2.1.4.
Поперечное армирование выполняем вязаными каркасами арматуры .
Определим расчетные характеристики для арматуры :
– нормативное сопротивление арматуры растяжению;
– расчетное сопротивление арматуры растяжению;
по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02.
Высота надкрановой части колонны: подкрановой части: .
2Расчет надкрановой части колонны.
Поперечное сечение надкрановой части колонны:
высота надкрановой части клонны .
Для расчета используем усилия полученные в программе RADUGA 2.0.7. и сведенные в таблицу 4.1.
Так как в расчетные усилия заложена крановая нагрузка расчетную длину колонны определяем по формуле ( – по таблице 6.14 3):
Рис. 4.1. К расчету верхней части колонны.
Таблица 4.1 Расчетные комбинации усилий для сечения II.
Расчетные комбинации усилий
Усилия от постоянной нагрузки:
Колонна относится к гибким элементам для которых при расчете необходимо учитывать влияние прогиба на величину расчетного статического эксцентриситета определяемого по формуле:
Случайный эксцентриситет составляет:
– расстояние между точками закрепления колонны (опорными столиками панелей);
– для монолитных конструкций стен оболочек.
Тогда полный эксцентриситет равен:
Так как гибкость то необходимо учитывать влияние продольного изгиба колонны на эксцентриситет.
Критическую силу определяем по формуле:
Условие выполняется поэтому принимаем: .
– для тяжёлых бетонов;
так как условие не выполняется то принимаем
Принимая в первом приближении суммарный коэффициент армирования и толщину защитного слоя определяем момент инерции арматуры:
Момент инерции бетонного сечения относительно его центра тяжести составит:
Тогда критическая сила составит:
Коэффициент учитывающий влияние прогиба на величину эксцентриситета:
Полный эксцентриситет с учетом влияния гибкости составит:
При условии что высота сжатой зоны:
Относительная высота сжатой зоны:
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
– характеристика сжатой зоны бетона определяемая:
– предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения принимаемое
Так как имеем случай больших эксцентриситетов.
Определяем требуемую площадь арматуры при симметричном армировании:
Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:
Принимаем площадью . Определяем процент армирования:
Условие выполняется арматура подобрана правильно.
Рис. 4.2. Поперечное сечение верхней части колонны.
Определим шаг поперечных стержней который равен тогда:
Принимаем в качестве поперечной арматуры стержни
3Расчет подкрановой части колонны
высота подкрановой части колонны:
расстояние между осями ветвей:
количество панелей: ;
Рис. 4.3. К расчету подкрановой части колонны
Таблица 4.2 Расчетные комбинации усилий для сечения IV.
Расчетную длину колонны определяем по формуле так как в расчетные усилия заложена крановая нагрузка ( – по таблице 6.14 3):
Определяем приведенный радиус инерции:
Так как гибкость необходимо учесть влияние продольного изгиба колонны на эксцентриситет.
Условие не выполняется поэтому принимаем: .
Принимая в первом приближении суммарный коэффициент армирования момент инерции арматуры составит:
Определим расчетные усилия в ветвях:
Рис. 4.4. К определению усилий в ветвях подкрановой части колонны
Момент возникающий в сжатой ветви:
Эксцентриситет ветви составит:
Эксцентриситет от центра тяжести арматуры до точки приложения силы составит:
– расстояние от края сжатого бетона до центра тяжести растянутой арматуры.
Для симметрично армированного элемента определяем:
– рабочая высота сечения.
– предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения принимаемое .
Так как имеем случай больших эксцентриситетов.
Армирование ветвей принимаем симметричным. Вычисляем требуемую площадь арматуры:
Площадь арматуры назначают по конструктивным соображениям:
В соответствии с требованиями 1 принимаем площадью .
Рис. 4.5. Сечение подкрановой части колонны
Коэффициент армирования:
что больше принятого (по таблице 11.1 СНБ 5.03.01-02).
4Расчёт промежуточной распорки
Момент возникающий в промежуточной распорке:
Требуемая площадь арматуры при симметричном армировании составит:
– рабочая высота сечения распорки.
Проверяем условие необходимости установки поперечной арматуры по расчету:
– для тяжелых бетонов;
– коэффициент учитывающий влияние полок в сжатой зоне бетона;
– коэффициент учитывающий влияние продольной силы;
– расчетное сопротивление бетона на растяжение.
Так как условие не выполняется то поперечную арматуру принимаем конструктивно.
Принимаем () с шагом 150 мм. Верхнию (подкрановую) распорку армируем в соответствии с конструктивными требованиями.

1_komponovka_2pr_balka2v.dwg

Цементный раствор М50
Герметезирующая мастика
-а слоя "кровляэласта
цем.-песчан. стяжка М100 40мм.
пароизоляция оклеечная 1 слой
ж.б. плита покрытия 300мм.
утеплитель пенополистирол 120мм.
План на отметке 0.000

0_vvedenie.doc

В разрабатываемом курсовом проекте рассчитывается железобетонный каркас одноэтажного трехпролетного производственного здания согласно основным принципам расчета конструирования и компоновки железобетонных конструкций.
Сбор нагрузок осуществляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" а расчет конструкций - в соответствии с СНБ 5.03.01-02 "Бетонные и железобетонные конструкции". Характеристики кранов принимаем по ГОСТ 25711-83.

6_ferma.doc

6. Расчёт предварительнонапряженной стропильной фермы
1. Исходные данные для проектирования
Номинальный пролет - ;
Проектируемое здание относится ко II классу по степени ответственности. По СНиП 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия “ коэффициент надежности по назначению .
По таблице 5.2 СНБ 5.03.01-02 принимаем класс ответственности по условиям эксплуатации фундамента ХД3. Минимальный класс бетона .
В соответствии с пунктом 6.1.2.3 СНБ 5.03.01-02 принимаем минимальный класс бетона .
Принимаем марку смеси по удобоукладываемости - П1.
Средняя прочность бетона в момент передачи усилия предварительного обжатия на бетон (передаточная прочность) определяется как .
Прочность бетона в момент передачи усилия обжатия на бетон контролируется испытаниями контрольных кубов.
В качестве напрягаемой арматуры принимаем арматуру S400 по ГОСТ 13840 Монтажную арматуру принимаем класса S240. Напрягаемая арматура нижнего пояса и растянутых раскосов – К7.
Определим расчетные характеристики для бетона :
- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие ;
-гарантированная прочность бетона на осевое сжатие ;
-передаточная прочность ;
- расчетное сопротивление бетона сжатию для первой группы предельных состояний составит ;
- расчетное сопротивление бетона на растяжение для первой группы предельных состояний ;
Модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 СНБ 5.03.01-02. В зависимости от марки смеси по удобоукладываемости он составит .
Определим расчетные характиристики для напрягаемой арматуры S1400:
- нормативное сопротивление напрягаемой арматуры ;
- расчетное сопротивление напрягаемой арматуры по таблице 9.1.4 СНБ 5.03.01-02 составит ;
Определим расчетные характиристики для ненапрягаемой арматуры S240:
- нормативное сопротивление арматуры растяжению;
- расчетное сопротивление арматуры растяжению;
- по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02.
2. Определение нагрузок
Постоянные нагрузки включают: вес кровли теплоизоляционного ковра вес железобетонных плит покрытия и собственный вес фермы.
К временным нагрузкам относится вес снегового покрова.
Растояние между узлами по верхнему поясу составляет 325м. Плиты покрытия имеют ширину 325м что обеспечивает передачу нагрузки от ребер плиты в узлы верхнего пояса и исключает влияние местного изгиба. Вес фермы 120кН учитываем в виде сосредоточенных грузов прикладываемых к узлам верхнего пояса. Расчет нагрузок приведен в таблице 4.
Нагрузки на покрытие Таблица 4
Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 325х77м
Пароизоляция оклеечная
Утеплитель пенополистирол толщиной 120мм.
цементно-песчаная стяжка толщиной 2см
Два слоя изолирующего материала "кровляэласта
Узловые расчетные нагрузки по верхнему поясу фермы кН :
- кратковременная снеговая
Узловые нормативные нагрузки соответственно кН :
Определение усилий в элементах фермы.
Обозначение стержня по расчетной схеме
Усилия кН в элементах при загружении силами F=1 всего пролета
Железобетонная ферма с жесткими узлами представляет собой статически неопределимую систему . На основании опыта проектирования и эксплуатации установлено что продольные усилия в элементах пояса и решетки фермы слабо зависят от жесткости узлов. Поэтому продольные усилия в фермах определим построив диаграмму усилий считая расчетную схему с шарнирными соединениями в узлах. Усилия от нагрузок получают умножением единичных усилий на значения узловых нагрузок.
Результаты расчета сведены в таблицу 5.
От постоянной нагрузки
От постоянной и полной снеговой нагрузок
Усилия в элемнтах фермы
Расчет сечений элементов фермы
Верхний сжатый пояс:
Расчет верхнего пояса ведем по нибольшему усилию (элемент В4) N=822.48кН в том числе кН
Ширину верхнего пояса принимаем из условия опирания плит покрытия пролетом 81м
0мм. Определяем ориентировочно требуемую площадь сечения верхнего сжатого пояса:
Назначаем размеры сечения верхнего пояса bXh=24X20см с А=480
принимаем см при см см
где см-расстояние между узлами фермы.
Наибольшая гибкость сечения равна
Критическую силу определяют по формуле:
Условие выполняется принимаем .
где - для тяжелых бетонов.
Принимая в первом приближении суммарный коэффициент армирования момент инерции арматуры составит:
Момент инерции бетонного сечения относительно его центра тяжести составит
Тогда критическая сила составит:
Коэффициент учитывающий влияние прогиба на величину эксцентриситета:
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона
Для симметрично армированного элемента определяем:
В расчетном случае армирование принимают симметричное. Вычисляют :
Принимаем 422 S400 () .
Нижний растянутый пояс
Расчет прочности выполняют на расчетное усилие для панели Н2. Имеются данные : нормативное значения усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок расчетное значение от постоянной и снеговой нагрузок . Определим площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:
принимаем 10 канатов диаметром 12 сечение нижнего пояса 28Х24 . Напрягаемая арматура окаймлена хомутами . Продольная арматура каркасов из стали класса S400 (c ). Суммарный процент армирования :
Приведенная площадь сечения
Расчет нижнего пояса на трещиностойкость
Элемент относится к 3-й категории. Принимаем механический способ натяжения арматуры. Значение предварительного напряжения в арматуре при назначают из условия :
Определим потери предварительного напряжения в арматуре при
-от релаксации напряжения в арматуре
- от разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств (при )
- от деформации анкеров
- от быстро натекающей ползучести бетона при
Первые потери составляют : МПа
- от усадки бетона МПа
-от ползучести бетона при
Вторые потери составляют : МПа
Полные потери составляют : МПа
Расчетный разброс напряжений при механическом способе натяжения принимают равным:
Усилие воспринимаемое сечением при образовании трещин
где коэффициент трещиностойкости. Так как кН необходим расчет по раскрытию трещин.
Приращение напряжений в растянутой зоне от полной нагрузки
где Приращение напряжения в растянутой арматуре от постоянной нагрузки
следовательно трещины от действия постоянной нагрузки не возникают.
Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки
коэффициент принимаемый для растянутых элементов 12
Расчет растянутого раскоса Р2
Нормативное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок : кН
Расчетное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок N=42606кН
Напрягаемая арматура раскоса 512 S1400
Натяжение выполняется на упоры способ натяжения механический. Необходимая площадь сечения арматуры из условия прочности сечения
Принятой площади сечения арматуры достаточно. Назначаем сечение раскоса 28Х16

1_komponovka.doc

1.КОМПОНОВКА КАРКАСА ЗДАНИЯ
1 Разработка исходной схемы поперечных рам связей и фахверка
Исходные данные для проектирования
Шаг крайних колонн: 94 м;
Отметка оголовка подкранового рельса: 89 м;
Нормативное значение снеговой нагрузки: 16 кПа;
Нормативное значение ветровой нагрузки: 029 кПа;
Сопротивление грунта: 035 МПа;
Элемент покрытия для расчета: балка;
Класс по условиям эксплуатации: ХС 2;
Предусмотрен мостовой кран грузоподъемностью 20 т.
Основными элементами несущего железобетонного каркаса промышленного здания воспринимающего все нагрузки являются плоские поперечные рамы образованные колоннами и несущими стропильными конструкциями. В продольном направлении элементами каркаса являются: подкрановые балки ригели стенового ограждения плиты покрытия.
Система конструктивных элементов служащая для поддержания стенового ограждения и восприятия ветровой нагрузки называется фахверком. При самонесущих стенах а также с длинами панелей равными шагу колонн необходимости в конструкции фахверка нет.
Принимаем торцевой фахверк сечением с нулевой привязкой к поперечной оси.
Важными элементами каркаса промышленного здания являются связи. Надлежащая компоновка связей обеспечивает совместную работу конструкций каркаса что имеет большое значение для повышения жесткости сооружения и экономии материала. Связи предназначенные для восприятия определенных силовых воздействий должны обеспечивать последовательное доведение усилий от места приложения нагрузки до фундамента здания.
Система связей между колоннами обеспечивает геометрическую неизменяемость каркаса в продольном направлении и устойчивость из плоскости поперечных рам. Вертикальные связи ставят в середине цеха по осям 3-4 11-12 между колоннами.
Связи по покрытию устраивают для обеспечения пространственной жесткости каркаса устойчивость покрытия в целом и отдельных его частей. В проектируемом здании устраиваем крестовые связи по покрытию.
2 Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха
В качестве основной несущей конструкции покрытия выбираем предварительно напряженную железобетонную балку пролетом . Плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые размером Подкрановые балки – железобетонные предварительно напряженные высотой . Наружные стены панельные навесные опирающиеся на опорные столики колонн. Стеновые панели и остекление ниже отметки чистого пола опираются на фундаментные балки и посредсвом их предают нагрузку на фундамент. Колонны проектируем сквозными прямоугольного сечения ступенчатыми.
Отметка кранового рельса . Высота подкранового рельса .
Высота от верха подкрановой консоли до низа стропильной конструкции диктуется высотой мостового крана:
м – минимальный допустимый зазор по технике безопасности (примем 04 из условия кратности модулю 06);
– высота мостового крана (по ГОСТ 25711-83);
– высота подкрановой балки принимаемая в зависимости от шага колонн (при шаге колонн 6 м при шаге 12 м при промежуточном значении – интерполируем);
- высота подкранового рельса (принимаем 150 мм).
Высота цеха от уровня пола до низа стропильных конструкций:
– заданная по условиям технологии отметка оголовка подкранового рельса.
Длина нижней части колонны учитывает глубину заделки колонны в стакан фундамента:
– глубина заделки колонны в стакан фундамента назначается:
сплошные колонны – 900 мм;
двухветвевые – минимум 1200 мм;
– колонны крайних рядов имеют длинну от обреза фундамента до подкрановой консоли:
Полная длина колонны:
Так как высота колонны грузоподъёмность шаг колонн 94 м то привязку крайней грани колонны к разбивочной оси принимаем 250 мм сечение колонны принимаем сквозное.
Сечение надкрановой части колонны принимаем:
– для колонны крайнего ряда.
Сечение нижней части колонны принимаем:
Высоту сечения ветви принимаем .
Рис. 1. Схема поперечной рамы:

5_fund.dwg

План на отметке 0.000
Одноэтажное промышленное здание
Курсовой проект по курсу "Железобетонные конструкции
Железобетонные изделия
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=1900
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=2700
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=1800
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=1000
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=2310
Спецификация на 1 элемент

1_komponovka_2pr_ferma.dwg

Герметезирующая мастика
Цементный раствор М50
утеплитель пенополистирол 120мм.
ж.б. плита покрытия 300мм.
пароизоляция оклеечная 1 слой
цем.-песчан. стяжка М100 40мм.
-а слоя "кровляэласта
План на отметке 0.000

4_kolonna_sp.dwg

Одноэтажное промышленное здание
Опалубочный чертеж фермы
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=1166
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=1014
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=856
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=560
Ф10 S400 ГОСТ 5781 l=1050
Ф22 S400 ГОСТ 5781 l=430
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=8910
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=580
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=1290
Ф10 S400 ГОСТ 5781 l=860
Железобетонные изделия
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=995
Ф6 S400 ГОСТ 5781 l=380
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=890
сборочные единицы детали
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=4000
полоса8*500 ГОСТ103-76* l=800
полоса8*500 ГОСТ103-76* l=600
полоса8*150 ГОСТ103-76* l=400
полоса8*240 ГОСТ 103-76* l=600
полоса8*400 ГОСТ103-76* l=650
полоса10*400 ГОСТ103-76* l=400
полоса 8*180 ГОСТ 103-76* l=600
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=5800
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=600
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=520
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=1720
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=2520
Ф16 S400 ГОСТ 5781 l=3720
Установка диагональных стержней-связей

5_fund.doc

5РАСЧЁТ ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА
1Исходные данные для проектирования
Таблица 5.1 Нагрузки на фундамент от левой колонны
Усилия от собственного веса стены
Усилия на уровне подошвы
Расчетные усилия при
По таблице 5.2 СНБ 5.03.01-02 принимаем класс ответственности по условиям эксплуатации фундамента ХC 2. Принимаем бетон класса .
Определим расчетные характеристики для бетона :
– нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;
– гарантированная прочность бетона;
– средняя прочность бетона на осевое сжатие;
– средняя прочность бетона на осевое растяжение;
– нормативное сопротивление бетона осевому растяжению соответствующее 5% квантилю статистического распределения прочности;
– расчетное сопротивление бетона сжатию 1 п.6.1.2.11;
– частный коэффициент безопасности по бетону;
– расчетное сопротивление бетона растяжению 1 п.6.1.2.11;
Для армирования фундамента принимаем продольную арматуру класса .
Характеристики ненапрягаемой арматуры согласно 1 таблица 6.5:
– нормативное сопротивление ненапрягаемой арматуры;
– расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры;
– модуль упругости арматуры 1 п.6.2.1.4.
Косвенное армирование выполняем из арматуры
Определим расчетные характеристики для арматуры :
– нормативное сопротивление арматуры растяжению;
– расчетное сопротивление арматуры растяжению;
по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02 для сварных каркасов.
сечение нижней части колонны :
армирование колонны: ();
расчетное сопротивление грунта: ;
минимальная глубина заложения фундамента: .
средний вес тела фундамента и грунта на его ступенях: .
верх фундамента на отметке: .
Расчет деформации грунтов не производим и фундамент проектируем монолитным.
Расчетная нагрузка от собственного веса стенового ограждения:
– нормативное значение веса стеновых панелей;
– высота стеновых панелей;
- нагрузка от собственно веса остекления;
– высота панелей остекления;
– высота фундаментной балки;
– длина фундаментной балки;
– ширина фундаментной балки;
– коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса стеновых панелей и фундаментной балки;
– коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса панелей остекления.
Эксцентриситет приложения нагрузки от собственного веса стенового ограждения:
2Определение размеров подколонника
Определяем значение расчетного эксцентриситета:
Таким образом толщина стенки стакана:
Окончательно принимаем толщину стенки стакана
Высота подколонника составит:
Определим ширину подколонника:
Глубина заделки колонны в фундамент должна быть:
- диаметр продольной рабочей арматуры колонны.
– длина анкеровки сжатой продольной рабочей арматуры колонны в сжатом бетоне.
Согласно пункту 11.2.32 СНБ 5.03.01-02:
– коэффициенты принимаемые по табл. 11.6 СНБ 5.03.01-02 для сжатой арматуры в сжатом бетоне;
– базовая длина анкеровки сжатых стержней;
– площадь арматуры требуемая по расчету;
– фактическая площадь арматуры;
– минимальная длина зоны анкеровки.
Согласно пункту 11.2.33 СНБ 5.03.01-02:
– коэффициент учитывающий влияние положения стержней при бетонировании;
– коэффициент учитывающий влияние диаметра стержня;
– коэффициент зависящий от профиля арматуры.
Принимаем . Тогда длина анкеровки сжатой продольной рабочей арматуры колонны в сжатом бетоне составит:
Окончательно принимаем глубину заделки колонны в фундамент так как при определении высоты колонны учитывалась высота заделки ее в стакан .
Тогда глубина стакана с учетом подливки бетона под колонну составит:
Высоту фундамента принимаем равной . Тогда глубина заложения фундамента составляет:
3Определение размеров подошвы фундамента
Требуемая площадь фундамента:
Задаемся отношением ширины подошвы фундамента к ее длине . Отсюда длина подошвы фундамента определяется как:
Принимаем длину подошвы фундамента . Тогда ширина подошвы:
Принимаем ширину подошвы фундамента и проверяем правильность подбора размеров подошвы фундамента:
– площадь фундамента с учетом принятых размеров подошвы;
– момент сопротивления.
Рис. 5.1. Основные размеры фундамента
Ширина свесов плитной части:
Принимаем одноступенчатый фундамент с условием передачи основных сжимающих усилий в пределах пирамиды продавливания. Высоту ступени примем .
4Определение сечения арматуры плитной части фундамента
Давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок составляет:
Плита фундамента работает как консольная балка:
Рис. 5.2. К определению сечения арматуры плитной части фундамента
Определяем площадь сечения арматуры:
По конструктивным соображениям принимаем арматуру площадью
Рис. 5.3. Арматурная сетка
5Расчёт подколонника
Рис. 5.4. Расчетная схема стаканной части подколонника
Определяем расчетный изгибающий момент относительно днища подколонника:
Сетки устанавливаем для предотвращения раскалывания подколонника. Определяем значение расчетного эксцентриситета:
Условие прочности для сеток имеет вид:
Откуда требуемая площадь сеток составит:
По конструктивным соображениям требуемая площадь сеток должна быть не менее от площади бетонного сечения:
Тогда требуемая площадь арматуры составит:
Окончательно принимаем сетки площадью .
Продольную арматуру подколонника рассчитываем по схеме симметрично армированного внецентренно сжатого элемента коробчатого сечения.
Определяем требуемую площадь арматуры:
Определяем статический момент половины площади бетонного сечения относительно центра тяжести нейтральной оси:
По конструктивным соображениям требуемая площадь арматуры должна быть не менее от площади бетонного сечения:
Принимаем арматуру общей площадью с шагом .
По длинной стороне арматуру назначаем конструктивно:
Принимаем арматуру общей площадью шагом .
Рис. 5.5. Схема продольного армирования подколонника

4_kolonna_2v.dwg

План на отметке 0.000
Одноэтажное промышленное здание
Курсовой проект по курсу "Железобетонные конструкции
Опалубочный чертёж КП1
Схема армирования К1
Закладные детали для К1
полоса 500х8 ГОСТ103-76 L=600
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=250
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=350
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=458
полоса 400х10 ГОСТ103-76 L=400
полоса 200х8 ГОСТ103-76 L=500
полоса 500х8 ГОСТ103-76 L=700
Железобетонные изделия
ø6 S240 СТБ 1704-2006 L=530
ø16 S400 СТБ 1704-2006 L=5050
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=5050
ø6 S240 СТБ 1704-2006 L=430
ø6 S240 СТБ 1704-2006 L=180
ø16 S400 СТБ 1704-2006 L=8875
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=1230
ø6 S240 СТБ 1704-2006 L=350
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=1250
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=900
ø12 S400 СТБ 1704-2006 L=4750
ø10 S240 СТБ 1704-2006 L=430
ø10 S240 СТБ 1704-2006 L=530
Спецификация на 1 элемент

6_balka.doc

6РАСЧЁТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОЙ БАЛКИ ПОКРЫТИЯ
1Исходные данные для проектирования
Номинальный пролет: ;
Шаг колонн и балок покрытия: ;
Проектируемое здание относится ко II классу по степени ответственности;
Коэффициент надежности по назначению: согласно 2;
По таблице 5.2 1 для класса ответственности по условиям эксплуатации фундамента минимальный класс бетона ;
Балка сборная заводского изготовления. В соответствии с 6.1.2.3 СНБ 5.03.01-02 принимаем минимальный класс бетона подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении;
Принимаем марку смеси по удобоукладываемости: ;
Натяжение арматуры осуществляется механическим способом на упоры стенда;
Средняя прочность бетона в момент передачи усилия предварительного обжатия на бетон (передаточная прочность) определяется как: ;
Прочность бетона в момент передачи усилия обжатия на бетон контролируется испытаниями контрольных кубов;
В качестве напрягаемой арматуры принимаем арматуру по ГОСТ 13840;
Ненапрягаемая арматура сварных каркасов принята класса – стержневая и класса – проволочная. Монтажную арматуру принимаем класса ;
Предельно допустимый прогиб среднего по длине балки сечения при действии постоянных и временных длительных нагрузок (с учетом выгиба от усилия предварительного обжатия) по таблице 19 приложения 10 2 составит: ;
Предельно допустимое значение ширины раскрытия нормальных и наклонных трещин по таблице 5.1 1 составит: .
Определим расчетные характеристики для бетона:
нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие: ;
гарантированная прочность бетона на осевое сжатие: ;
передаточная прочность: ;
расчетное сопротивление бетона сжатию для I-ой группы предельных состояний составит:
расчетное сопротивление бетона на растяжение для первой группы предельных состояний:
расчетное сопротивление бетона сжатию для II-ой группы предельных состояний :
расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для II-ой группы предельных состояний
Модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 1. В зависимости от марки смеси по удобоукладываемости он составит но согласно примечанию окончательно модуль упругости бетона составит:
Определим расчетные характиристики для напрягаемой арматуры S1400:
нормативное сопротивление напрягаемой арматуры: ;
расчетное сопротивление напрягаемой арматуры по таблице 9.1.4 1 составит:
Определим расчетные характиристики для ненапрягаемой арматуры S240:
нормативное сопротивление арматуры растяжению: ;
расчетное сопротивление арматуры растяжению: ;
2Определение нагрузок
Постоянные нагрузки включают: вес кровли теплоизоляционного ковра вес железобетонных плит покрытия и собственный вес балки покрытия.
К временным нагрузкам относится вес снегового покрова.
Согласно пункту 1.7 2 к длительно действующим нагрузкам относится снеговая нагрузка с пониженным нормативным значением определяемым путем умножения полного нормативного значения на коэффициент (в данном случае по интерполяции – 058):
– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли принимаемое в зависимости от района строительства;
– коэффициент перехода от скатной кровли к горизонтальной поверхности. Для расчета балки принимается так как ;
Таким образом кратковременная нагрузка составит: ;
Нормативная нагрузка от собственного веса балки:
Частный коэффициент безопасности для собственного веса конструкций заводского изготовления: . Тогда расчетная нагрузка составит:
Расчетные нагрузки на 1 м.п. длины балки определяем без учета снеговых мешков (т.к. здание без зенитного фонаря). Нагрузку на балку условно считаем равномерно распределенной по длине т.к. количество сосредоточенных усилий в местах опирания плит покрытия более пяти.
Таблица 6.1 Нагрузки на 1 м2 покрытия
В т.ч. кратковременная:
Расчетные нагрузки на балку определяем с учетом коэффициента надежности по назначению здания .
Значения расчетных нагрузок на балку при :
расчетная нагрузка на балку от собственного веса конструкций:
снеговая временная нагрузка:
в том числе кратковременная:
3Определение усилий в сечениях балки
Расчетный пролет принимаем равным расстоянию между анкерными болтами:
Схема балки показана на рис 6.3. В качестве расчетных принимают следующие сечения:
– в месте резкого изменении ширины балки;
– на расстоянии 05 пролета от опоры (опасное сечение при изгибе);
Расстояние от опоры до опасного сечения определяем из уравнения:
Изгибающие моменты в сечениях балки:
Значения моментов заносим в таблицу 6.2.
Рис. 6.3. К расчету стропильной балки.
Таблица 6.2 Изгибающие моменты в сечениях балки
Значение моментов при нагрузках:
полных расчетных при
Поперечная сила на опоре кН:
от продолжительно действующих расчетных нагрузок при :
от полной нагрузки при :
от полной расчетной нагрузки при :
4Предварительный подбор продольной арматуры
Во многих случаях количество напрягаемой арматуры назначенное из расчета прочности нормальных сечений оказывается недостаточным чтобы обеспечить трещиностойкость конструкции если к ней предъявляют требования первой или второй категории. Поэтому при расчете таких конструкций целесообразен следующий порядок расчета.
Для элементов 2-й категории требований по трещиностойкости необходимо обеспечить выполнение 2-х допущений – отсутствие неупругих деформаций в напрягаемой арматуре от действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок.
Количество ненапрягаемой арматуры из условия что в ней не должны возникать необратимые деформации можно определять по формуле:
Для наиболее неблагоприятных условий формулы принимают вид:
Используя указанные выше зависимости подбирают напрягаемую арматуру.
Для балок воспринимающих равномерно распределённую нагрузку опасное сечение находится на расстоянии от опоры. Продольную арматуру подбирают по усилиям действующим в этом сечении. Действительное сечение балки преобразуют в эквивалентное (см. рис. 6.4).
Рис. 6.4. К расчету стропильной балки
Размеры поперечного сечения балки:
Высота балки одинакова по длине.
Геометрические характеристики бетонного сечения:
Напрягаемую арматуру располагают только в растянутой зоне.
Находим площадь напрягаемой арматуры из условия надёжного закрытия трещин при (см. табл. 6.2):
Определяем количество арматуры из условия ее упругой работы:
Принимаем . В верхней (сжатой) полке на расстоянии от верхней грани устанавливают продольную ненапрягаемую арматуру в количестве ).
5Геометрические характеристики поперечных сечений балки
Высота балки одинакова по длине поэтому геометрические характеристики для всех сечений одинаковы.
Отношение модулей упругости арматуры и бетона:
Площади поперечных сечений продольной арматуры приведенные к бетону:
Площадь приведенного сечения балки:
Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани принимая всю арматуру растянутой зоны сосредоточенной в точке на расстоянии 01 м от нижней грани:
Положение центра тяжести приведенного сечения:
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до центров тяжести нижней и верхней арматуры:
Момент инерции приведенного сечения:
Момент сопротивления приведенного сечения для нижней и верхней граней:
Расстояние от центра тяжести приведенного сечение до верхней и нижней ядровых точек:
Моменты сопротивления приведенного сечения для крайних волокон с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют по формуле:
Для нижних растянутых волокон заменив соотношение по п.6. табл.4.1. 5 при:
независимо от находим поэтому:
Для верхних растянутых волокон заменив в соотношениях п.6. табл.4.1. 5 на и наоборот при:
Таблица 6.3. Геометрические характеристики сечений балки
Вычисляемые величины
Значения величин в сечениях
6Предварительное напряжение арматуры и ee потери
Назначают величину первоначального (без учета потерь) предварительного напряжения арматуры из условия п. 9.2 1:
. – для проволочной арматуры. Допустимое отклонение предварительного напряжения при механическом способе натяжения:
Определяем потери по формулам 9.6 1 проявляющиеся до обжатия бетона.
Потери от релаксации напряжений в арматуре:
Потери от температурного перепада между упорами стенда и бетоном при определяем по формуле 9.11 1;
Потери от деформаций анкеров расположенных у натяжных устройств при и определяем по формуле 9.12 1:
Трение арматуры об огибающие устройства равны 0 из-за отсутствия последних поэтому:
Арматура натягивается на упоры стенда и потери из-за деформаций стальной форму отсутствуют т.е.:
Суммарные потери до обжатия бетона:
Предварительное напряжение арматуры с учетом потерь реализованных к моменту обжатия бетона:
Потери вызванные упругой деформацией бетона определяем по формуле 9.19 1:
Предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь (при ) составляют:
Потери в напрягаемой арматуре вызванные ползучестью усадкой а также длительной релаксацией напряжений в арматуре определяем по формуле 9.24 1:
– потери предварительного напряжения вызванные ползучестью усадкой и релаксацией напряжений на расстоянии от анкерного устройства в момент времени :
– ожидаемое значение усадки бетона к моменту времени определяемое по приложению Б либо в соответствии с указаниями подраздела 6.1 1;
– коэффициент ползучести бетона за период времени от до определяемый по приложению Б либо принимаемый в соответствии с указаниями подраздела 6.1 1;
– напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от практически постоянной комбинации нагрузок включая собственный вес;
– начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом первых потерь в момент времени );
– изменения напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении вызванные релаксацией арматурной стали. Допускается определять по таблицам 9.2 и 9.3 1 в зависимости от уровня напряжений принимая
– напряжения в арматуре вызванные натяжением (с учетом первых потерь в момент времени ) и действием практически постоянной комбинации нагрузок;
где – модуль упругости напрягаемой арматуры;
– соответственно площадь и момент инерции сечения;
– расстояние между центрами тяжести сечения и напрягаемой арматуры.
Определяем величины входящие в вышерасположенную формулу:
Величину усадки бетона определяем в соответствии с указаниями подраздела 6.1 1 по формуле 6.7:
– часть усадки бетона обусловленная испарением из него влаги;
– часть усадки бетона обусловленная процессами твердения бетона.
Величину усадки бетона следует определять по таблице 6.3 1:
– предельные значения части усадки которые допускается определять по таблице 6.3 1 при влажности и отношении ;
– функция развития усадки бетона во времени определяемая по формуле 6.9 1.
Величину части усадки бетона определяем по формуле 6.10 1:
Коэффициент ползучести бетона за период времени от до определяем в соответствии с рис 6.1 1: .
– начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом первых потерь в момент времени ):
– напряжения в арматуре вызванные натяжением (с учетом первых потерь в момент времени ) и действием практически постоянной комбинации нагрузок:
Для и первого релаксационного класса арматуры потери начального предварительного напряжения составляют согласно таблице 9.2 1
Поскольку выражение:
то принимаем его равным тогда:
Среднее значение усилия предварительного обжатия в момент времени (с учетом всех потерь) не должно быть больше чем установлено условиями:
Для сечений балки расположенных в пределах длины зоны передачи напряжений величины напряжений в арматуре необходимо умножить на коэффициент условий работы . Поскольку в данном случае величина предварительного напряжения арматуры с учётом потерь проявившихся до обжатия бетона:
Таким образом сечения и находятся в пределах зоны передачи напряжений поэтому для этих сечений:
При определении потерь принят срок нагружения балки суток после её изготовления. Если бы нагружение осуществлялось в другие сроки потери от усадки и ползучести бетона следовало бы определять с учётом коэффициента .
Таблица 6.4. Потери предварительного напряжения арматуры от усадки и ползучести бетона.
7Расчёт прочности балки в стадии эксплуатации
7.1Проверка размеров бетонного сечения
Размеры сечения проверяют из условия:
обеспечивающего прочность бетона стенки по сжатой полосе между наклонными трещинами.
т.к. поперечное армирование пока неизвестно принимают (в запас прочности) тогда по формуле:
При отсутствии нагрузок малой суммарной продолжительности по табл. 1.19. 5 принимают поэтому:
Условие выполняется:
7.2Прочность нормальных сечений
Проверяют прочность для опасного сечения расположенного на расстоянии от опоры. Установившееся предварительное напряжение арматуры определяют с учетом коэффициента точности напряжения:
– при механическом способе натяжении арматуры принимается равным .
и следовательно: принимаем
Определяют граничные значения относительной высоты сжатой зоны бетона:
Принимая в первом приближении проверяем условие:
Так как оно не соблюдается то граница сжатой зоны проходит в ребре и расчет выполняют как для элемента таврового сечения размерами: .
При высота сжатой зоны:
Поскольку прочность проверяют из условия при:
тогда задаемся что: .
Несущая способность рассматриваемого сечения:
Из неравенства следует что прочность сечения обеспечена.
Прочность других нормальных сечений не проверяют т.к. она тем более обеспечена.
7.3Прочность наклонных сечений
Рассмотрим наклонное сечение начало которого в растянутой зоне совпадает с местом резкого изменения толщины стенки.
В этом месте толщина стенки равна но по мере удаления она уменьшается и становится равной поэтому при расчете принимают (в запас прочности) .
Используя данные таблицы 6.4 определяют усилия обжатия в сечении при :
Принимаем . Проверяем условия:
Поскольку оба условия не выполняются необходимо производить расчет поперечной арматуры.
Определяем для опорного сечения. Поскольку принимаем тогда:
Подбираем поперечную арматуру. Для наклонного сечения от опоры до первого сосредоточенного груза:
то требуемая интенсивность поперечного армирования определяется по формуле:
Наибольший шаг поперечных стержней определяем по формуле:
– значение поперечной силы на рассматриваемом участке.
Принимаем тогда требуемая площадь поперечных стержней:
Принимаем с шагом 100 мм.
Выясняем на каком расстоянии от опоры шаг поперечных стержней может быть увеличен от до . При этом интенсивность поперечного армирования:
Задаем длину участка с шагом поперечных стержней равной расстоянию от опоры до первого груза: . Проверяем условие при значении равным расстоянию от опоры до второго груза при этом . Значение и определяем по формуле:
Принимаем . Поскольку:
Прочность этого наклонного сечения обеспечена.
Большое значение не рассматривается поскольку при этом поперечная сила резко уменьшается.
Таким образом окончательно принимаем: на приопорном участке длинной шаг поперечных стержней на следующем участке длинной .
Выясняем необходимость расчета прочности наклонных сечений по изгибающему моменту. Для этого по формуле определяем момент образования трещин в нормальном сечении проходящем через конец зоны передачи напряжений т.е. на расстоянии от торца балки. Геометрические характеристики этого сечения принимаем средними между сечениями и т.е.
Полные потери предварительного напряжения принимают такими же как для сечения т.е.: .
Момент от внешних нагрузок в рассматриваемом сечении:
Усилие предварительного напряжения:
Момент образования трещин:
Поскольку трещины не образуются прочность сечения по изгибающему моменту не рассчитывают.
8Расчет балки в стадии изготовления транспортирования и монтажа
Усилие в напрягаемой арматуре вводят в расчет как внешнюю нагрузку. Монтажные петли для подъема балки устанавливают в 4-х точках по длине: на расстоянии 12 м от торцов и 23 м от середины пролета (сечение ). Эти сечения принимают за расчетные в стадии изготовления и подъема балки.
Характеристики бетона для передаточной прочности:
8.1Проверка прочности нормальных сечений
Т.к. усилие предварительного обжатия в данном случае – неблагоприятный фактор принимают коэффициент точности натяжения т.е. . Следовательно по (3.169) 5:
Невыгоднейшие значения изгибающих моментов от веса конструкции растягивающих верхнюю грань возникают в местах установки монтажных петель при подъеме балки. Находят эти моменты с учетом коэффициента динамичности как для 2-х пролетной балки с 2-мя консолями при :
Рабочая высота сечения : ;
то для обоих сечений граница сжатой зоны проходит в ребре и сечения рассчитывают как прямоугольные шириной
Сначала проверяем прочность сечения :
прочность проверяют из условия:
Эксцентриситет продольной силы:
Аналогично рассчитываем сечение . Высота сжатой зоны здесь такая же как и в сечении ':
Следовательно прочность обоих сечений обеспечена.
8.2Проверка трещиностойкости нормальных сечений
Определяют момент образования верхних трещин при обжатии в опасном сечении. К трещиностойкости этой части балки предъявляют требования 3-й категории.
Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь и при составляет . Изгибающий момент в сечении от веса балки без учета коэффициента динамичности и при .
Принимаем . Следовательно: .
Момент образования трещин по (4.22) 5:
Т.о. в нормальном сечении трещины не образуются расчет по раскрытию и закрытию трещин не требуется.
9Расчет балки по образованию трещин
9.1Расчет нормальных сечений
Определяем момент образования трещин в сечении для выяснения необходимости проверки по раскрытию и закрытию трещин.
В процессе расчета прочности нормальных сечений поэтому расчет ведут при .
Усилие предварительного напряжения с учетом только первых потерь и с учетом всех потерь (см. табл. 6.4):
Т.к. усилия обжатия совпадают с центром тяжести напрягаемой арматуры т.е.:
Напряжение в крайнем сжатом волокне бетона при образовании трещин в растянутой зоне вычисляют как:
Так как: то принимаем тогда:
10 Определение прогибов балки
Прогиб балки определяем как для сплошного тела: т.к. для всех сечений.
Балка представляет собой стержень постоянного сечения поэтому прогиб в середине пролета вычисляют по формуле:
– коэффициент определяемый по табл. 4.1 5;
– кривизна элемента на левой и правой опоре в середине пролёта.
Определяем кривизну (у опоры) и (в средине пролета).
Расчет выполняют при и при .
Последовательность определения кривизны показана на примере сечения . В этом сечении момент от продолжительно действующей части нагрузки (т.е. от постоянной и длительной нагрузки). Кривизну от внешней нагрузки определяют по (4.115) 5:
Кривизну при выгибе от усилий предварительного обжатия с учетом всех потерь определяем следующим образом (по (4.116) 5):
Деформации верхних и нижних волокон вызванных усадкой и ползучестью бетона от его обжатия определяют как:
кривизну определяем по (4.117) 5:
Тогда полная кривизна будет:
Аналогичным образом определяют кривизну и в других сечениях.
Полный прогиб балки определяют с учетом образования верхних трещин при обжатии по (4.157) 5:
– для элементов с шарнирными опорами и равномерно распределенной нагрузкой.
Предельно допустимый прогиб для элементов покрытий:
Расчеты свидетельствуют о том что проектируемая балка покрытия удовлетворяет требованиям расчета по несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации. Конструирование балки выполнено в соответствии с требованиями изложенными в гл. 5 5.
Результаты вычислений приведены в табл. 6.5.
Таблица 6.5. Кривизна в сечениях балки.

1_komponovka_1pr_balka.dwg

План на отметке 0.000
Одноэтажное промышленное здание
Курсовой проект по курсу "Железобетонные конструкции
плита покрытия 300 мм
пенополистирол 200 мм
цементно-песчаная стяжка 40 мм
Лапка - 90х30; l 160
Герметизирующая прокладка
Цементный раствор М50

2_nagruzki.doc

СБОР НАГРУЗОК НА ПОПЕРЕЧНУЮ РАМУ
На поперечную раму цеха действуют постоянные нагрузки от веса ограждающих и несущих конструкций здания временные от мостовых кранов и атмосферные воздействия снега и ветра.
На здание может действовать одновременно несколько нагрузок и возможно несколько их комбинаций с учетом отсутствия некоторых из них или возможного изменения схем их приложения. Поэтому раму рассчитывают на каждую из нагрузок отдельно а затем составляют расчетную комбинацию усилий при самом невыгодном сочетании нагрузок. При этом значения нагрузок должны подсчитываться отдельно если даже они имеют одинаковые схемы распределения на конструкции но отличаются по длительности воздействия.
1Определение постоянной нагрузки от покрытия собственной массы конструкций и от стеновых ограждений
Постоянные нагрузки на ригель рамы от веса кровли стропильных конструкций и связей по покрытию принимаются обычно равномерно распределенными по длине ригеля.
Постоянные нагрузки зависят от типа покрытия которое может быть тяжелым или легким утепленным или не утепленным. В данном курсовом проекте применяются сборные железобетонный плиты покрытия толщиной 300 мм.
Рис. 2. Схема устройства покрытия
Покрытие состоит из сборных железобетонных плит опирающихся непосредственно на стропильную балку пароизоляции теплоизоляционного слоя стяжки водоизоляционного ковра. Толщина теплоизоляционного слоя может быть принята без теплотехнического расчета в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха (наименование утеплителя - пенополистирол). Принимаем толщину утеплителя .
Нагрузка от покрытия определяется суммированием отдельных элементов значения которых сведены в таблицу 1.
Таблица 2.1 Сбор нагрузок на 1 покрытия.
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка кНм2
собственный вес ребристой плиты
слой оклеечной пароизоляции на битумной мастике = 3 мм (m = 5 кгм³)
утеплитель – пенополистирол
= 200 мм r = 30 кгм³
стяжка цементно – песчаная М100
= 40 мм r = 2000 кгм3.
два слоя изолирующего материала “Кровляэласт”
Постоянная расчетная нагрузка от покрытия на крайнюю колонну составит:
Постоянная расчетная нагрузка от покрытия на крайнюю колонну c учетом коэфициента надежности составит:
- нагрузка от собственного веса стропильной балки:
– нормативная нагрузка от собственного веса балки (принимаем равной );
Эксцентриситет приложения нагрузки
Рис. 2.1 К расчету эксцентриситета
Момент в верхней части левой колонны (для статического расчёта):
(момент положительный по направлению часовой стрелки).
Определим нагрузку от собственного веса подкрановой балки и крановых путей:
– длина подкрановой балки (равна шагу колонн);
– нормативная нагрузка от собственного веса подкрановой балки;
– нормативная нагрузка от собственного веса крановых путей;
– коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса постоянно уложенных элементов и конструкций;
– коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса конструкций заводского изготовления при обеспеченной системе контроля качества.
Эксцентриситет нагрузки относительно оси подкрановой части колонны:
Принимаем керамзитобетонные стеновые панели толщиной 300 мм.
Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления передаваемая на колонну выше отметки 75 м:
– нормативное значение веса стеновых панелей;
– высота стеновых панелей;
- нагрузка от собственно веса остекления;
– высота панелей остекления.
Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления передаваемая непосредственно на фундаментную балку:
Эксцентриситет приложения нагрузки от стеновых панелей и оконных блоков:
Расчетная нагрузка от веса крайней колонны:
2Определение нагрузки от крановых воздействий
Производственные здания часто оборудуются большим числом мостовых кранов в каждом пролете. Одновременное неблагоприятное воздействие их на раму маловероятно поэтому при расчете нагрузка учитывается только от двух сближенных кранов.
Вертикальная крановая нагрузка передается на подкрановые балки в виде сосредоточенных сил и при их невыгодном положении на подкрановой балке.
Расчетное давление на колонну к которой приближена тележка определяется по формуле:
на противоположную колонну:
– коэффициент сочетаний при совместной работе двух кранов для групп режимов работы кранов 4К–6К;
– коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок;
– наибольшее вертикальное давление колес на подкрановую балку;
Для крайнего левого пролета:
Согласно ГОСТ 25711–83 принимаем следующие характеристики для крана:
Грузоподъёмность крана: ;
Максимальное давление колеса: ;
Минимальное давление колеса: ;
Вес тележки крана: .
Рис. 2.2 К определению нагрузок от крана
Давление на колонну:
Момент на консольном участке левой опоры при максимальном загружении на левой опоре:
Момент на консольном участке правой опоры при максимальном загружении левой опоры:
Горизонтальные силы поперечного торможения возникающие при торможении крановой тележки передаются на колонны через тормозные балки или фермы.
Нормативную поперечную горизонтальную силу от торможения тележки действующую поперек цеха определяют по формуле:
– коэффициент трения при торможении тележки с жестким подвесом груза;
– число тормозных колес тележки;
– общее количество колес;
– грузоподъёмность крана.
Нормативная поперечная горизонтальная сила торможения тележки составит:
Нормативная поперечная сила действующая на одно колесо:
Расчетное горизонтальное давление на колонну от двух сближенных кранов равно:
3Определение нагрузок от давления снега и ветра
Расчетная снеговая нагрузка на крайнюю колонну определяется по формуле:
– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли принимаемое в зависимости от района строительства;
– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие принимаемый в соответствии с пп. 53-56 СНиП 2.01.07-85;
– коэффициент надежности по нагрузке для снега принимаемый в зависимости от отношения нормативной нагрузки от веса покрытия к нормативному значению веса снегового покрытия согласно п. 57 СНиП 2.01.07-85.
Расчетная погонная снеговая нагрузка на ригель (балку) рамы составит:
Момент на верхнем участке колонны:
При расчете одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м и отношении высоты к пролету менее 15 размещаемых в местностях типов А и B учитывается только статическая составляющая ветровой нагрузки соответствующая установившемуся напору на здание.
– нормативное значение ветрового давления принимаемое в зависимости от района cтроительства;
– коэффициент учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания;
– аэродинамический коэффициент: - для наветренной стороны для подветренной стороны.
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки с наветренной стороны равно:
Для упрощения расчёта фактическую ветровую нагрузку заменяем эквивалентной равномерно распределенной по высоте колонны. Величину эквивалентной нагрузки находим из условия равенства изгибающих моментов в защемлённой стойке от фактической эпюры ветрового давления и от равномерно распределённой нагрузки.
Найдем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку на раму с наветренной стороны:
С подветренной стороны:
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 117 м:

6_balka1.dwg

План на отметке 0.000
Балка стропильная БС 1
ведомость расхода стали
Одноэтажное промышленное здание
Курсовой проект по курсу "Железобетонные конструкции
Ведомость расхода стали на один элемент
Напрягаемая арматура
Балка стропильная БС-1
ø15 S1400 СТБ 1706-2006 L=9960
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=780
ø8 S400 СТБ 1704-2006L=2400
ø8 S400 СТБ 1704-2006 L=5160
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=720
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=560
ø16 S400 СТБ 1704-2006 L=4910
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=1000
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=820
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=2600
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=1380
ø6 S400 СТБ 1704-2006 L=420
ø8 S400 СТБ 1704-2006 L=170
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=240
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=180
- 270x10 ГОСТ 14098-91 L=300
ø20 S400 ГОСТ 5781-82* L=740
- 100x6 ГОСТ 14098-91 L=200
ø10 S400 СТБ 1704-2006 L=140
- 200x6 ГОСТ 14098-91 L=200
ø10 S400 СТБ 1704-2006L=140
oM57x3.0 ГОСТ 14098-91 L=100
ø20 S400 СТБ 1704-2006 L=540

lit.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
СНБ 5.03.01 –02. Бетонные и железобетонные конструкции. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь Минск 2002 г.
СНиП 2.01.07 – 86. Нагрузки и воздействия. Госстрой ССС – М.:ЦИТП Госстроя СССР 1986г. – 36с.
Железобетонные конструкции. Основы теории расчета и конструирования. Учебное пособие для студентов строительных специальностей под редакцией проф. Пецольд Т.М. проф. Тур В.В. – Брест БНТУ 2003г.-380с. с илл.
Байков В.Н. Сигалов Э.Г. Железобетонные конструкции: общий курс 5-еизд.– М.; Стройиздат 1991г.–36с.
Проектирование железобетонных конструкций: справочное пособие. А.В. Голышев В.Я. Бычинский и др.: под ред. А.В. Голышева – К.; Будавальник 1985г. –842с.
Программный комплекс «Радуга – БЕТА»

6_balka_dv.dwg

ø10S400 ГОСТ 5781-82 L=630
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=440
ø10 S400 ГОСТ 5781-82 L=1.180
ø6 S400 ГОСТ 5781-82 L=240
ø6 S400 ГОСТ 5781-82 L=340
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=100
ø6 S400 ГОСТ 5781-82 L=680
ø10S400 ГОСТ 5781-82 L=8450
ø10S400 ГОСТ 5781-82 L=2250
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=4810
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=4800
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=1190
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=3430
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=3420
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=2400
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=2110
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=2100
ø14 S400 ГОСТ 5781-82 L=3030
Двускатная балка БМ1-шт.1
Спецификация на 1 элемент
Напрягаемая арматура класса
Ведомость расхода стали на один элемент
x150 ГОСТ 103-76* L=200
x100 ГОСТ 103-76* L=200
ø14 К19 ГОСТ 5781-82 L=19890
ø10S400 ГОСТ 5781-82 L=1540