Многоэтажное производственное здание

Содержание. 1 Исходные данные 6 2 Компоновка здания из сборных железобетонных конструкций. Составление монтажного плана перекрытия 7 3 Расчет ребристой панели 9 3.1 Назначение характеристик прочности бетона и арматуры, определение высоты панели. 9 3.2 Расчет продольного ребра панели по нормальным сечениям 11 3.3 Расчет полки панели на местный изгиб 14 3.4 Расчет продольного ребра панели по наклонным сечениям 16 4 Расчет неразрезного ригеля 20 4.1 Задание на проектирование 20 4.2 Сбор нагрузок на ригель 20 4.3 Определение расчетных усилий 21 4.4 Определение размеров поперечного сечения ригеля 22 4.5 Расчет прочности нормальных сечений 23 4.6 Расчет ригеля на действие поперечных сил 23 4.6.1 Подбор поперечной арматуры 23 4.6.2 Расчет прочности по полосе между наклонными сечениями 23 4.6.3 Расчет прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению 24 4.6.4 Расчет прочности на действие момента по наклонному сечению 27 5 Расчет колонны 28 5.1 Задание на проектирование 28 5.2 Сбор нагрузок, расчетная схема, определение усилий 28 5.3. Подбор сечений. 29 6 Расчет рабочей площадки производственного здания 33 6.1 Компоновка здания из стальных конструкций 33 6.2 Расчет балки настила 34 6.2.1 Сбор нагрузок 34 6.2.2 Подбор сечения 35 6.3 Расчет главной балки 36 6.3.1 Сбор нагрузок 36 6.3.2 Подбор сечения 38 6.4 Расчет колонны первого этажа 39 6.4.1 Сбор нагрузок 39 Список литературы 41   Содержание

В местах стыкования рабочей арматуры внахлёстку, без сварки, шаг поперечных стержней должен составлять не более 10d. Если насыщение сечения колонны продольной арматурой составляет свыше 3%, то поперечные стержни устанавливают на расстоянии не более 10d и не более 380 мм.В условиях курсового проекта поперечная арматура не требовалась по расчёту, поэтому принимаем её из стали класса A-I. Диаметр стержней – 10 мм.Так как насыщение сечения продольной арматурой составляет 24,63/2500*100% = 0,99%, что меньше 3%, то шаг поперечных стержней должен быть не более 20d=20*2,8= 56 см, не более 2b=2*50,0=80,0 см и не более 50,0 см.Принимаем шаг поперечных стержней равным 25,0 см.Рис. 9. К армированию стыка колонны с колонной:а – концы стыкуемых колонн;б – схема их армирования6 Расчет рабочей площадки производственного здания6.1 Компоновка здания из стальных конструкцийВо второй части курсового проекта необходимо запроектировать основные несущие конструкции стального каркаса (стальные главные балки, балки настила и колонны).В курсовом проекте конструкция перекрытия состоит из балочной клетки, которая поддерживается колоннами, опирающимися на отдельно стоящие фундаменты.Балочная клетка представляет собой систему несущих балок, расположенных по взаимно перпендикулярным направлениям. В балочной клетке преимущественно применяются разрезные балки.В общем случае балочная клетка состоит из настила, балок настила и главных балок.Рабочий настил в балочных клетках может проектироваться из стальных листов или железобетонных – из сборных панелей или монолитной плиты. Принимаем к расчету настил из монолитной железобетонной плиты и поперечное расположение главных балок Б-1 в соответствии с рекомендациями МУ.Принимаем шаг балокнастилаа = 1,2 м. Соответствующая толщина монолитной плиты перекрытия составит 50 мм.Монтажная схема балочной клетки представлена на Рис. 1.Рис. 10. Монтажная схема балочной клетки.6.2 Расчет балки настила6.2.1 Сбор нагрузокРис. 11. Расчетная схема балки настила.Расчетная схема балок настила Б2 представлена на Рис. 11. На балку действует равномерно распределенная нагрузка, собираемая с шага балок настила, принятого равным а = 1,2 м.Расчетное значение нагрузки qБ2 определяется по формуле:гдеа = 1,2 – шаг балок настила.Сбор нагрузок представлен в таблице (Таблица 2).Таблица 2. Сбор нагрузок на балку настила, кН/м2Наименование нагрузкиНормативное значениеРасчетное значениеПостоянная (вес пола)1,151,151,32Постоянная (вес настила)1,251,11,38Постоянная (вес балок настила)0,151,050,16Временная полная8,11,29,7Итого8,25–12,56Расчетное значение нагрузки qБ2: = 12,56*1,2 = 15,07 кН/м.6.2.2 Подбор сеченияРасчетный пролет балок настила l02 можно принять равным величине L, расстоянию между осями главных балок Б1.Расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления при упругой стадии работы материала равны соответственно:= 15,07*6,9^2/8 = 89,69 кН*м; = 89,69*10^2/0,1/240/1 = 373,7 см3,где Ry= 240 Мпа – расчетное сопротивление стали, МПа; – коэффициент условий работы конструкции, определяется по табл. 6* СНиП и для данного случая равен 1.Предпочтительны нормальные двутавры типа Б по ГОСТ 26020-83.Принимаем по сортаменту двутавр№30Б1, = 427,0 см3, = 6328см4, вес погонного метра балки 32,9кг/м.Проверку касательных напряжений в прокатных балках при отсутствии ослабления сечений, как правило, не производят из-за относительно большой толщины стенок прокатных балок, т.е. прочность по t обеспечивается по условию проката.Проверка предельного состояния второй группы прокатных балок (проверка жесткости) проводится путем сравнения относительного прогиба от нормативной нагрузки с допустимым по нормам [2]: = 5/384*15,07*6,9^3/(2,05*10^8)/(6,328*10^(-5)) = 0,0050>0,0048При пролете l = 3 м допустимый прогиб равен 1/150, при l = 6 м – 1/200, при l = 12 м — 1/250, для промежуточных значений допустимый прогиб определяется линейной интерполяцией.Для нашего пролета L = 6,9 значение допустимого прогиба составит 1/208 = 0,0048.Если условие жесткости не выполняется, то необходимо увеличить сечение балки и выполнить проверку снова. Условие жесткости не выполняется, берем двутавр№ 30Б2, = 487,8см3, = 7293см4, вес погонного метра балки 36,6кг/м: = 5/384*15,07*6,9^3/(2,05*10^8)/(7,293*10^(-5)) = 0,0043>0,0048.Условие выполняется, принимаем окончательно двутавр №30Б2.6.3 Расчет главной балки6.3.1 Сбор нагрузокНа главную балку действует сосредоточенная нагрузка от балокнастила. Для упрощения расчета допускается рассчитывать главную балку от условной равномерно распределенной нагрузки. Расчетная схема главных балок представлена на Рис. 12.Рис. 12. Расчетная схема главной балки.На балку действует условная равномерно распределенная нагрузка, собираемая с шага главных балок L.Для определения нагрузки, действующей на главные балки, лучше всего выполнить сбор нагрузки в табличной форме (Таблица 3).Таблица 3. Сбора нагрузок на главную балкуНаименование нагрузкиНормативное значениеРасчетное значениеПостоянная (вес пола)1,151,151,32Постоянная (вес настила)1,251,11,38Постоянная (вес балок настила)0,3051,050,32Постоянная (вес главных балок)0,31,050,32Временная полная8,11,29,7Итого11,105–13,04Расчетное значение нагрузки qБ1: = 13,04*6,9 = 89,98 кН/м.Расчетное значение нагрузки qБ1 определяется по формуле:,где L= 6,9 м – шаг главных балок.В связи с тем, что минимально допустимая величина высоты сечения колонны равняется 200 мм, то с некоторым запасом расчетную длину главных балок l01можно принять равной величине:l01= В-200 мм = 7200-200 = 7000 мм,гдеВ– расстояние между колоннами в осях.6.3.2 Подбор сеченияРасчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления при упругой стадии работы материала равны соответственно:= 89,98*7,0^2/8 = 551,13 кН*м; = 551,13*10^2/0,1/240/1 = 2292,3 см3.Принимаем по сортаменту двутавр№55Б2, = 2296,0 см3, = 62790 см4, вес погонного метра балки 97,9 кг/м.Проверка предельного состояния второй группы прокатных балок (проверка жесткости) проводится путем сравнения относительного прогиба от нормативной нагрузки с допустимым по нормам [2]: = 5/384*89,98*7,0^3/(2,05*10^8)/(6,279*10^(-4)) = 0,0031<0,0048/Поскольку проверка жесткости выполняется, сохраняем принятое сечение.Для обеспечения прочности стенки главных балок необходимо выполнить проверку местных напряжений для стенки в местах приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу по формуле:= 103,98/1,0/25,1/24/1 = 0,1726<1,где F – величина сосредоточенной силы от опорной реакции балок настила, которая равняется F = qБ2l02 = 15,07*6,9 =103,98;t= 10,0мм– толщина стенки главной балки; = 22+2*1,55 = 25,1 см;где b = 220 мм– ширина полки балок настила;tf = 15,5 мм– толщина полки главной балки.Проверка выполняется, расчет закончен.6.4 Расчет колонны первого этажа6.4.1 Сбор нагрузокКолонны воспринимают только вертикальные нагрузки. Вертикальная сила Nна колонну действует центрально.Расчет на устойчивость центрально-сжатой колонны следует выполнять по формулегде N— продольная сила, действующая на колонну;Ry— –расчетное сопротивление стали;А– площадь сечения колонны;ус– коэффициент условий работы конструкции, определяется потабл. 6* [2], в данном случае равен 1,f–коэффициент продольного изгиба, определяемый по таблицам прил. Г МУ в зависимости от расчетного сопротивления применяемой стали и гибкости колонны .Высоту колонны принимаем равной высоте этажа: НК = 6,0 м.Таблица 4. Сбор нагрузок на колонну, кН/м2Наименование нагрузкиОбозначениеНормативное значениеРасчетное значениеПостоянная (вес пола)1,151,151,32Постоянная (вес настила)1,251,11,38Постоянная (вес балок настила)0,3051,050,32Постоянная (вес главных балок)0,1421,050,32Временная полная8,11,29,7Постоянная (вес кровли, принимается равным весу пола)1,151,151,32Временная снеговая нагрузка для г. Новосибирска1,681,42,35Продольная сила, действующая на колонну первого этажа, определяется по формуле:N = ((1,32+1,38+0,32+0,32+9,7)*(6-1)+(1,38+0,32+0,32+1,32+2,35))*6,9*7,2;N = 3521,82кН.где = 6 – количество этажей здания (определено заданием);В, L – размер сетки колонн, м.Значения нагрузки q1-q7 на колонну представлены в таблице (Таблица 4).Первоначальное значение коэффициента определим, задавшись начальной гибкостью колонны: для продольной силы 2500-4000 кН принимаем гибкость равной 60, тогда = 0,805.Требуемую площадь сечения колонны определим по формуле: = 3521,82/0,805/24/1 = 182,3 см2.Принимаем по сортаменту двутавр №35К3:А = 184,1 см2, ix = 15,28 см; iy = 8,81 см.Для принятого сечения определяем минимальную гибкость и коэффициент продольного изгиба: = 420/15,28 = 27,5; = 420/8,81 = 47,7 = 27,5; = 0,931.где , – расчетная длина колонны соответственно по оси х; y;исходя из условий работы колонны (в курсовом проекте =) определяется по формуле: = 0,7*6,0 = 4,2м.Проверяем выполнение условия прочности: = 3521,82/0,931/184,1 = 20,5 кН/см2< = 24 кН/см2.Проверка выполняется, расчет закончен.Список литературыСНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., «ГУП НИИЖБ» Госстрой России, 2004СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Минстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2009СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М., «ГУП НИИЖБ» Госстроя России, 2004Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ – М.:ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции (общий курс). М.:СИ, 1991Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. В 2х кн. Кн.1. Под ред. А.А.Уманского. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1972.Железобетонные конструкции: учебное пособие к курсовому проекту №1 / Сост.: В.И. Елисеев, А.А. Веселов, А.В. Сконников. – СПб.: СПбГАСУ, 1992, 80 с.Мандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.Кудишин Ю. И., Беленя Е. И., Игнатьева В. С. и др. Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб.заведений/Под общ. редакцией Ю. И. Кудишина – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 688 с.Горев В. В., Уваров Б. Ю., Филиппов В. В. и др. Металлические конструкции.В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строит. вузов/Под ред. В. В. Горева. – М.: Высш. шк., 1997. – 527 с.СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 96 с.СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций.ГОСТ 26020-83. Двутаврыстальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент.