Одноэтажное каркасное здание

Министерство  образования республики Беларусь

УО ”Полоцкий государственный университет” 
 

Инженерно-строительный факультет 

Кафедра « Архитектура»

Кафедра « Строительные конструкции» 
 
 

          

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по  дисциплине «Архитектура и строительные конструкции» 

Тема  работы: «Одноэтажное каркасное здание»

           
 

Исполнитель: студент 3 курса группы 06 ТВз

         Рудов Александр Алексеевич 

Руководители  курсового проекта:  Давидович  А.С.

                                                            Хаткевич А.М        

                             
 
 
 

Новополоцк 2009

Министерство  образования республики Беларусь

УО ”Полоцкий  государственный университет” 
 

Инженерно-строительный факультет 

Кафедра строительных конструкций 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту 

по  дисциплине «Архитектура и строительные конструкции» 

 

Тема  работы: «Одноэтажное каркасноеное здание» 
 
 
 

Исполнитель:        студент 3 курса группы  06ТВз     

                                                            Рудов А.А.  

Руководитель:                            Хаткевич А.М.  

                                                          

Новополоцк 2009

Содержание

1 Архитектурная часть 5

1. Объёмно-планировочное решение 5
2. Конструктивное решение 5
3. Технико-экономические показатели 6
4. Планировочные коэффициенты 6

2 Расчётно-конструктивная часть 7

2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия 7

1. Геометрический расчёт 7
2. Определение нагрузок 8
3. Расчёт продольного ребра по прочности 9

2.2 Расчёт фундамента 11

Список использованной литературы 13 

 

1 Архитектурная часть

1.1 Объёмно-планировочное  решение

Место строительства: г. Полоцк.

Размеры здания:

Длина: L= 72.6 м;

Высота: Н= 15.7м;

Ширина: В= 30.6м.

Здание однопролётное (пролёт — 30м).

Шаг колонн: 12м.

Наружные  стены: панельные двухслойные (толщина 0.3м).

Здание оборудовано  мостовым краном, грузоподъёмностью Q = 30т.

1.2 Конструктивное  решение

 
     В качестве конструктивной основы здания принимаем сборный железобетонный каркас с применением унифицированных  элементов и изделий заводского изготовления, см. Таблицу 1.

     Выбор конструктивных элементов и изделий  осуществляем исходя из объёмно-планировочных  параметров, вида и грузоподъемности кранового оборудования, климатологических  характеристик района строительства [1].

     В пролёте, оборудованным краном грузоподъемностью 30т, устанавливаются колонны серии КЭ-01-52 [2].

     Железобетонные  подкрановые балки принимаем  двутаврового сечения (т.к. шаг колонн 6м), высота сечения 1000мм [3].

     В качестве несущих конструкций покрытия используем стропильные фермы (пролёт 24м). Плиты покрытия, принимаем размером 3x12м.

Фундамент сборный  стаканного типа ФГ42.

Стены — самонесущие  панели 300мм. 

 
 
 
5

 

Окончание Таблицы 1

1.3 Технико-экономические  показатели

     Пз  — площадь застройки (площадь  по наружной поверхности здания на уровне цоколя):

Пз = 72.6x30.6 = 2221.56м².

     Пк  — конструктивная площадь (площадь, занимаемая конструкциями: колоннами, стенами, перегородками):

Пк = 0.5x1x26+0.3x0.3x12+0.3x72.6x2+0.3x30.6x2 = 76.0м².

Пп — полезная площадь:

Пп = Пз - Пк = 2221.56 - 76.0 = 2145.56м².

Пр — рабочая  площадь (площадь, в которой работают краны):

Пр = 28.5x72 = 2052м².

     Устр    —    строительный    объём    (равен    произведению    площади поперечного сечения  здания на длину здания):

Устр = 72.6x30.6x15.7 = 34878.5м³.

 
1.4 Планировочные коэффициенты 

К, =

к, = 

Пр  ₌^052_ _{= ()}_₉₅₆

Пп    2145.56 
Пр 16

= 0.034,

Пз     2221.56 Уест     34878.5

16.26.

Пп      2145.56 

6

 

     2 Расчётно-конструктивная часть 2.1 Расчёт продольного ребра плиты  покрытия

     Требуется: произвести расчёт продольного ребра  ребристой плиты покрытия по предельному  состоянию 1-ой группы; определить площадь сечения продольной арматуры; сконструировать каркас продольного ребра (поперечные стержни подобрать из условия технологии сварки).

Исходные  данные (из задания  на курсовую работу):

Армирование продольных рёбер: ненапрягаемая арматура класса 8400.

Применяемый бетон: С20/25.

     Здание  возводится в г. Могилёв. Согласно Рисунку 1.1 [4] — II Б снеговой район (по таблице 2.4 [4] 8о — 1.2кПа).

Класс по условию эксплуатации: ХСЗ.

Расчётные данные:

Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):

Ус ~ 15\

/_ск = 20МПа;

Д_сиЬе = 25МПа;

/с*=—  = — = П.ЗЗМПа. Ус     1-5

Для арматуры 8400 (по таблице 1.2 [4]):

/_уа = 365МПа (06.0 — 40.0мм);

Е₅ = 200000МПа.

Номинальные    размеры    плиты    покрытия    в    плане    (по    данным

Архитектурной части) — 3 х 6м.

2.1.1 Геометрический  расчёт

     На  основе размеров типовых панелей  задаёмся размерами плиты покрытия. Сечение изгибаемых однопролётных  панелей рассчитываем как для  тавровых сечений, т.к. ребристая плита  имеет сложное сечение, то в расчётах мы принимаем эквивалентное тавровое сечение, которое получаем суммированием средних толщин всех рёбер и принятием ширины и толщины полки по её конструктивному габариту, см. Рисунки 1 и 2.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7

 

Рисунок 1 —  Поперечное сечение ребристой плиты  покрытия. 
 
 
 

Рисунок 2 —  Расчётная схема поперечного сечения ребристой плиты. 
 
 
 
 
 
 

2.1.2 Определение  нагрузок

На плиту покрытия действуют постоянная нагрузка (от собственного веса плиты и веса кровли (рулонной — по заданию)) и временная (от снега). Состав кровли принимаем согласно данных Архитектурной части. Сбор нагрузок на плиту покрытия выполним в форме Таблицы 2.

Таблица 2 — Сбор нагрузок на плиту покрытия 

 
 
 
 
8

 

Окончание Таблицы 2 

     ПРИМЕЧАЕИЕ:    коэффициент   надежности    «//»    определяется    в соответствии с табл. 2.7 [4].

2.1.3 Расчёт  продольного ребра по прочности

     Крупнопанельную плиту рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку П-образного  поперечного сечения, которое приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне. При опирании панели на стропильную    конструкцию    (ферму)    поверху    расчётный    пролёт    /,_#

определяем  по  формуле:   /_е# = /-(6/2) = 6.0-°-^/ = 5.85ж,  где Ь — ширина

поперечного сечения  несущей стропильной конструкции (фермы ФС 30).

 
 
9

 

Расчётная схема панели — балка с расчётным пролётом 1~ = 5.85м и

равномерно распределённой нагрузкой.

Максимальный  изгибающий момент:

    В-(8 + яЪ-1#     3-4.219-5.85^2 
5 8 8

где В —- номинальная ширина панели, В = 3.0м;

(§⁺Ч)а— полная расчётная нагрузка, см. Таблицу 2.

     Согласно  п.7.1.2.7 СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции», вводимая в расчёт ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать 1/6 пролёта элемента (6.0/6 = 1000мм) и не более половины расстояния в свету между продольными ребрами ((2980 - 2*100)/2 = 1390мм). Получаем тавровое сечение со следующими размерами, см. Рисунок 2.

     Для установления расчетного случая таврового  сечения определяем, где проходит граница сжатой зоны. Предварительно проверяем условие, считая, что граница  проходит в полке (Х_е// =И'_/),т.е. должно соблюдаться

неравенство —  М_ва < М_ш.

^мм = /«/« ^ •&/•(<*—-) = 13.33-0.85-25-2980-(270-— ) = 217.362к#*л*.

Таким     образом,    условие     М_ы < М_т соблюдается,     следовательно,

нейтральная ось  проходит в пределах полки, т.е. х_е#<к_/.

Вычисляем коэффициент а_т как для элемента прямоугольного сечения

М* 54.144*10⁶

шириной: а_п= -, - =  = 0.022

/_с,-а-Ь_гс1²     13.33-0.85-2980-270²

По таблице 3.6  [4]  находим   т]\   а_т— 0.022   =>   т]= 0.979 (методом

интерполяции).

Требуемая площадь  продольной арматуры (8400, / _уЛ = 365МПа по

,     . М_$й 54.144 *10⁶        . „     ₂

заданию): А_К, = — = = 5.6\см

1_уЛ-П-Л    365-0.979-270

Количество  арматурных стержней п = 2, по таблице 1.3 [4] принимаем

■у -\

2020 А₈₁= 6.28см, что больше требуемой А_и— 5.61см. Арматуру располагаем по одному стержню в каждом ребре.

     Поперечную  арматуру принимаем из условий технологии сварки по таблице 3.7 [4]. При продольной арматуре 020 8400 принимаем поперечную арматуру 05 8240 (класс поперечной арматуры по заданию). Шаг поперечных стержней устанавливаем в соответствии с требованиями п.3.3.2. [4]:

- на приопорных  участках (длиной 0.257 = 0.25-6000 = 1500мм):

л¹, < — = = 150лш => л*. = 150лш:

¹     2       2 '

3 3

- в средней  части элемента: з₂ < — •/» = — • 300 = 225лш => з₂ ⁼ 200мм.

10

-2

 

2.2 Расчёт  фундамента

     Определить  площадь подошвы фундамента под  колонну. Рассчитать необходимое сечение  продольной арматуры в подошве фундамента в продольном и поперечном сечениях и разработать рабочий чертёж фундамента.

Расчётные данные:

Для бетона С20/25 (по таблице 1.1 [4]):

Ус = 15;

/_ск = 20МПа;

Д_сиЬе = 25МПа; 

20

А

ск

_Л

ы

= В.ЗЗМПа.

Ус     1.5

Для арматуры 8240 (по таблице 1.2 [4]): /_ус1 = 218МПа (05.5 — 40.0мм); Е_я - 200000МПа. Сбор нагрузок на фундамент выполним в форме Таблицы 3. 

Таблица 3 — Сбор нагрузок на фундамент

 

Требуемая площадь  фундамента:

(0 + О)_к

207000

А,ш

= 0.67лг'

я„ - у_т/ ■ я,

0.36 • 10⁶-(20-2.55)-10³

     где Я₀-- условное расчетное сопротивление основания К₀ - О.ЗбМПа (по заданию);

у_т/ — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его

уступах, у_т/ =20 кН/м ;

Н] — глубина заложения фундамента, Н)^2.55м.

11

 

     Согласно  номенклатуре фундаментов типа ФГ, см. Таблицу 1, принимаем фундамент с размерами подошвы 3.6x3.0м. Площадь подошвы принятого фундамента: А_/ = 3.6 • 3.0 = 10.8ж².

На Рисунке 3 показана геометрия стакана с  большей стороны.

1000

Рисунок 3 —  Геометрические размеры принятого фундамента.

     Н1 = 300мм — высота 1-ой ступени, см. Рисунок 3. Толщину защитного слоя бетона принимаем 80мм, т.к. под фундаментом нет подготовки (в соответствии с Архитектурной частью и согласно требованиям п.3.2 [4]). Рабочая высота первой ступени фундамента: 3,1 = 300 - 80 =220мм.

     Если  условно принять распределение  реактивного давления грунта на подошву  фундамента от нагрузок равномерным, то полное давление на грунт: 

(в  + 0)_а     278.442

/*-

А<

10.8

= 25.ШкН 1м'

М_$ах = 0.125-/_5/-(а-а₁)²-6 = 0.125-25.782-(3.6-3.0)²-3.0 = 3.481кЯм; М„,₂ = 0.125-/^ •(&-^²-а = 0.125-25.782-(3.0-2.4)²-3.6 = 4.177тс#л*; 

м..

4177

ш

При  подсчете  арматуры для фундамента за расчетный  принимаем изгибающий момент М^₂, как для консоли с защемленным концом. Требуемое количество арматуры в одном направлении:

_л.=-

= 0.097сл^

0.9-г/,-/^     0.9-220-218

     По  таблице 1.3 [4] принимаем 1503 8240 с шагом 250мм (по длинной стороне). В другом направлении (по короткой стороне) принимаем 2003 8240 с шагом 150мм.

 
 
 
12

 

Список использованной литературы

1. Зайцев Ю.В., Хохлова Л.П., Шубин Л.Ф. Основы архитектуры и строительные конструкции: Учебник для вузов/ под ред. Ю.В. Зайцева. — М.: Высш. шк, 1989. — 391 с.
2. Шерешевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений: Учебное пособие для студентов строительных специальностей вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Стройиздат, ленингр. отд-ние, 1979, — 168 с.
3. Справочник проектировщика. Под ред. Г.И. Бердичевского. — М. Стройиздат, 1974.
4. Волик А. Р. Методические указания к выполнению расчетов строительных конструкций в контрольной работе по дисциплине «Архитектура и строительные конструкции». - Новополоцк, ПТУ, 2006. - 30с.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13