Расчетные факторы и конструктивные требования

Введение

Одноэтажные каркасные промышленные здания возводят для различных отраслей промышленности. Конструктивной особенностью является их оборудование мостовыми кранами.

В курсовом проекте применяется балочное покрытие, состоящее из ребристых плит.

Одноэтажные промышленные здания относятся к каркасным. Каркас состоит из колонн (стоек), жёстко заделанных в фундаменты; стропильных ферм (ригелей покрытия), опирающихся на колонны; плит покрытия, уложенных на ригели; подкрановых балок.

Основная конструкция каркаса – поперечная рама, образованная колоннами и стропильными фермами (ригелями покрытия). В поперечном направлении пространственная жёсткость обеспечивается поперечными рамами, в продольном - продольными.

Продольная рама состоит из колонн, плит покрытия, подкрановых балок и вертикальных связей.

Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания и поперечная рама (разрез 1-1) показаны на рисунке 1.

В курсовом проекте требуется:

1) Скомпоновать одноэтажное промышленное здание с применением сборных железобетонных элементов;

2) Рассчитать и законструировать несущие элементы одноэтажного промышленного здания.

Рисунок 1 – Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания:

1 - колонны крайнего ряда; 2 - колонны среднего ряда; 3 - ребристые плиты перекрытия; 4 - стропильная ферма; 5 - мостовой кран; 6 - подкрановые балки; 7 - рельсы; 8 - стеновые панели; 9 - отдельные фундаменты

Нагрузки

Нормами /1/ установлены нормативные величины нагрузок. Расчетная нагрузка равна по величине произведению нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γ . /1; п. 1.3/

В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые).

В курсовом проекте к постоянным нагрузкам относятся вес частей сооружения, а к временным снеговая нагрузка и нагрузка от мостовых кранов.

На коэффициент надёжности по ответственности γn следует умножать расчётные значения нагрузок.

В общем виде:

– расчетная постоянная нагрузка;

– расчётная временная нагрузка,

где – постоянная нормативная нагрузка;

n – временная нормативная нагрузка;

– коэффициент надёжности по нагрузке /1; п. 2.2, 4.8, 5.7/;

= 1 – коэффициент надёжности по ответственности.

В зависимости от характера нагрузок и их изменчивости в курсовом проекте коэффициент надёжности по нагрузке для веса строительных конструкций принят по /1; таблица 1/:

= 1,1 – для железобетонных конструкций;

= 1,3 – изоляционные, выравнивающие, отделочные слои;

= 1,1 – для деревянных конструкций.

Снеговая нагрузка

Полное расчётное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле /1; п. 5.1/

,

где Sg = 0,8 кПа – расчётное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли для первого района постройки;

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Здание в курсовом проекте двухпролётное со сводчатым очертанием покрытия. /1; приложение 3, схема 6/

Условно считаем, что отношение . Для этого случая схема снеговой нагрузки показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема снеговой нагрузки

Для этой схемы снеговой нагрузки μ = 1.

Длительная снеговая нагрузка с пониженным нормативным значением определяется умножением полного расчётного значения на коэффициент

0,5. /1; п. 1.7/

Нормативное значение снеговой нагрузки следует определять умножением расчетного значения на 0,7. /1 п. 5.7/

Расчетные факторы и конструктивные требования

Бетон

В курсовом проекте принимается тяжёлый бетон. Плотность бетона ρ = 2300 кг/м . Бетон автоклавного твердения.

Нормативные и расчётные сопротивления бетона В20 с учётом статистической изменчивости:

1) Нормативные сопротивления бетона:

а) сжатие осевое Rbn = 15 МПа; /2; таблица 12/

б) растяжение осевое Rbtn = 1,4 МПа; /2; таблица 12/

2) Расчетные сопротивления:

а) сжатие осевое Rb = 11,5 МПа; /2; таблица 13/

б) растяжение осевое Rbt = 0,9 МПа. /2; таблица 13/

Коэффициент условия работы бетона в курсовом проекте: /2; табл. 15/

Учитываем, что

и ,

где γ и γ - соответственно коэффициенты надёжности по бетону при сжатии и растяжении.

Расчетные сопротивления приняты в курсовом проекте с учётом /2; п. 2.13/:

МПа

МПа

Начальный модуль упругости бетона принят с учётом условий твердения для класса B20 /2; таблица 18/:

Eb = МПа

Арматура

Нормативное сопротивление арматуры класса А-IV: /2; таблица 19/

Rsn = 590 МПа

Расчётное сопротивление арматуры класса А-IV: /2; таблица 22/

RS = 510 МПа.

Коэффициент условий работы арматуры: /2; таблица 29/

Модуль упругости арматуры класса А-IV: /2; таблица 29/

МПа

Расчётные сопротивления арматуры класса Вр-I.

Таблица 2.1 – Расчетные сопротивления проволочной арматуры класса Вр-I

Диаметр арматуры, мм	Расчётные сопротивления
растяжению продольной RS, МПа	растяжению поперечной Rsw, МПа	сжатию Rsс, МПа

Модуль упругости арматуры класса Вр-I: /2; таблица 29/

МПа

В курсовом проекте в расчетах возможно применение поперечной арматуры класса А-III диаметров 6-8 мм.

Расчетное сопротивление арматуры класса А-III: /2; таблица 22/

RS = 355 МПа;

Rsw = 285 МПа;

Rsс = 355 МПа

В сварных каркасах для хомутов из арматуры класса А-III, диаметр которой меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение Rsw принимаем равными 255 МПа

Конструктивные требования

На рисунке 2.1 показаны толщины защитных слоев бетона и минимальные расстояния между стержнями сетки С1 и каркаса Кр1, расположенных в ребристой плите покрытия. /2; п. 5.4, 5.5, 5.6, 5.9, 5.12а/

1 - продольные стержни каркаса Кр1; 2 - поперечные стержни каркаса; 3 - монтажный стержень (верхний продольный)

1 – рабочая арматура каркаса;

1+2+3 = плоский каркас

а1 ≥ d,

а1 ≥ 20; /2; п. 5.5/

а1 ≥ D,

а1 ≥ 20; /2; п. 5.5/

а3 ≥ d1,

а3 ≥ 10; /2; п. 5.5/

b ≥ dw,

b ≥ 15; /2; п. 5.6/

а2 ≥ D,

а2 ≥ 25 /2; п. 5.12/

Рисунок 2.1 – Расположение сетки С1 и каркаса Кр1 в ребристой плите покрытия

На рисунке 2.2 показано размещение арматуры по дине изделия. Под длиной изделия понимают длину, ширину и высоту плиты. /2; п. 5.9/

Рисунок 2.2 – Размещение арматуры по длине изделия

К трещиностойкости плиты предъявляется требования третьей категории. /2; п. 1.16/

По /2; табл. 2/ для арматуры класса А-IV допускается:

асrс1 = 0,4 мм – непродолжительная ширина раскрытия трещин;

асrс2 = 0,3 мм – продолжительная ширина раскрытия трещин

Предельно допустимый прогиб определяется по /2; табл. 4/, где L равно шагу:

см