Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
Министерство образования и науки Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
Проектирование одноэтажного каркасного промышленного здания с мостовым краном
Методические указания
К курсовой работе
Составители Ю.С. Вильгельм, В.Н. Власов, Д.Г. Кузнецов,
К.Н. Сухина
Волгоград
ВолгГТУ
2019
| УДК 624.012.35.04(076.05) ББК 38.536.2 я 73 П791 |
| П791 | Проектирование одноэтажного каркасного промышленного здания с мостовым краном : методические указания к курсовому проекту / М-во образования и науки Рос. Федерации, Волгогр. гос. техн.. ун-т ; сост. Ю. С. Вильгельм, В.Н. Власов, Д.Г. Кузнецов, К. Н. Сухина. — Волгоград : ВолгГТУ, 2019. — 00 с. Содержатся краткие теоретические сведения по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» и требования к оформлению курсового проекта №2. Для студентов направления «Строительство» всех форм обучения. |
УДК 624.012.35.04(076.5)
ББК 38.536.2 я 73
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Волгоградский государственный технический университет»
«Институт архитектуры и строительства»
Факультет строительства и жилищно-коммунального хозяйства
Кафедра строительных конструкций, оснований и надежности сооружений
|
|
|
ПОСОБИЕ И CПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ II
ПО ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ
Волгоград, 2019
Содержание
Введение
Проектирование основных элементов (колонн, ферм, балок покрытия, фундаментов) одноэтажных промышленных зданий входит в объем 2-го курсового проекта по железобетонным конструкциям для специальности СУЗ и ПГС.
Данный курсовой проект позволяет закрепить теорию и практику расчета и проектирования железобетонных элементов, работающих на «центральное» и внецентренное сжатие, центральное растяжение, узлов ферм и фундаментов под колонны работающих на изгиб. Отдельно рассчитываются консоли колонн.
Постановка задачи:
Исходные данные для расчета и конструирования
Рассчитать ферму и крайнюю колонну двухпролетного, одноэтажного промышленного здания, длинной в 1 температурный отсек в городе Волгограде вручную, а также проверить результаты расчета с помощью программного комплекса ЛИРА-САПР.
Исходные данные:
Таблица 1.
| Пролет, м | 18 |
| Продольный шаг колонн, м | 6 |
| Отметка головка подкранового рельса, м | 8,6 |
| Грузоподъемность крана, кН | 300 |
| Несущая стропильная конструкция | Ферма, крайняя колонна |
| Число пролетов | 2 |
| Район строительства | Волгоград |
|
|
|
Порядок расчета:
1)Определение генеральных размеров поперечной рамы цеха
2)Подбор фермы и крана
3)Сбор нагрузок
4)Проектирование и статический расчет рамы в программном комплексе ЛИРА-САПР
5). Расчет железобетонной сегментной фермы.
5.1 Задание на проектирование
5.2 Расчет нижнего пояса.
5.3 Расчет верхнего пояса
5.4 Расчет элементов решетки.
5.5 Расчет и конструирование узлов фермы.
5.5.1. Расчет поперечной арматуры в опорном узле.
5.5.2. Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле.
6) Расчет и конструирование колонны среднего ряда
6.1 Исходные данные.
6.2 Расчет арматуры в подкрановой части колонны
6.3 Расчет арматуры в надкрановой части колонны
6.4 Расчет консоли колонны.
6.5 Расчет анкеровки арматуры.
7. Расчет сборного железобетонного фундамента
1 Определение генеральных размеров
поперечной рамы цеха.
Компоновку поперечной рамы начинают с установления основных габаритных размеров элементов конструкций в плоскости рамы.
Вертикальные габариты здания зависят от технологических условий производства и определяются расстоянием от уровня пола до головки кранового рельса и расстоянием от головки кранового рельса до низа конструкций покрытия.
|
|
|
Расстояние от разбивочной оси ряда до оси подкрановой балки при мостовых кранах грузоподъемностью до 50т принято 
.Это расстояние складывается из габаритного размера крана, размера сечения колонны в надкрановой части и требуемого зазора между габаритом крана и колонной.
Привязку нижней грани колонны к разбивочной оси принимаем нулевой.
Высота отметки полки консоли колонны:
м.
Высота верхней части колонны: 
м.
Высота нижней части колонны:
м.
Высота колонны: 
м.
Для проектируемого здания с кранами грузоподъемностью 300кН выбираем железобетонные колонны прямоугольного сечения
Сечение верхней части колонны 400x400мм;
Сечение нижней части колонны 400x600мм.
Подбор фермы и крана
А)Ферма 
выбирается из готовых серий, сходя из заданных пролетов, так например для данного варианта была выбрана ферма пролетом 18 м-
ФСМ 18II
Размеры сечений частей фермы, так же смотрим в серии
Б) Кран подбирается исходя из пролёта и грузоподъемности по таблице 3 [2]
После подбора крана выписываем его характеристики:
§ грузоподъемность Q= 300кН
§ пролет крана Lк = 16,5 м
§ ширина В =6300 мм
|
|
|
§ база К=5000 мм
§ масса крана с тележкой Qкр= 425кН
§ масса тележки Qт= 120кН
§ Давление колеса на подкр. рельс F= 280кН
3.Сбор нагрузок.
На поперечную раму цеха действуют постоянные нагрузки от веса ограждающих и несущих конструкций здания, временные от мостовых кранов и атмосферные воздействия снега ветра.
На здание может действовать одновременно несколько нагрузок и возможно несколько комбинаций их 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 невыгодном сочетании нагрузок. При этом значения нагрузок должны подсчитываться отдельно, если даже они имеют одинаковые схемы распределения на конструкции, но отличаются по длительности воздействия.
Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
Постоянные нагрузки на ригель рамы от веса кровли, ферм 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 применяется тип покрытия ж/б плиты.
Покрытие состоит из ж/б плит, опирающихся непосредственно на фермы, пароизоляции, утеплителя, цементно-песчанной стяжки, водоизоляционного ковра. Нагрузка от покрытия определяется суммированием отдельных элементов его значения, которых сведены в таблицу 2.
Таблица 2
| Вид и подсчет нагрузки | Нормативные нагрузки
(кН/м  )
|
| Расчетные значения (кН/м )
|
| 1. Рулонный водоизоляционный ковер | 0.1 | 1.3 | 0.20 |
| 2.Цементно-песчанная стяжка | 0.32 | 1.3 | 0.42 |
3.Утеплитель пенобетон 
| 0,6 | 1,2 | 0,72 |
| 4.Пароизоляция | 0.05 | 1,3 | 0.06 |
| 5.Собственный вес плиты покрытия | 1,9 | 1.1 | 2,09 |
| ИТОГО: | 3,02 |
| 3,49 |
1. Нагрузка от покрытия: 
2. Нагрузка от стеновых панелей: 
3. Нагрузка, создаваемая краном.
Максимальное усилие, создаваемое краном, находится путем сбора нагрузки на одну колонну. Для этого нужно нарисовать 3 колонны с заданным в варианте шагом. Как правило, на одной дорожке используют два крана, поэтому необходимо изобразить оба, при этом один из них колесом будет опираться на колонну, а второй стоять «впритык» к первому. Далее нужно определить координаты (y) под колесами всех кранов. Для этого на месте центральной колонны проведём вниз условную единицу и соединим эту точку с двумя крайними колоннами, получив треугольник. Затем методом подобия треугольников определяем искомые координаты.
кН.
Снеговая нагрузка
Полное расчетное значение снеговой нагрузки S на горизонтальную проекцию покрытияследует определять по формуле:
,
Где Sg — нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемая в зависимости от района строительства. Город Волгоград расположен в II–ом снеговом районе: 
= 1.2 кПа;
Ce - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов;
Ct- термический коэффициент;
µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
В данном случае (Б.6) реализуется два возможных варианта загружения снегом:
1)
С учетом грузовой площади:
2)
С учетом грузовой площади:
Ветровая нагрузка
Расчет поперечных рам здания выполняется только на статическую составляющую ветровой нагрузки, соответствующей установившемуся напору на здание. Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки определяется по формулам:
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузкиwm на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:
где, 
— нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства для Волгограда3-й район (w0=0.38кПа);
с — аэродинамический коэффициент;
cакт = 0.8 для наветренной стороны;
cпас = -0.5 – для подветренной стороны;
B — шаг стропильных конструкций;
— коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.
Полное расчетное значение статической составляющейветровой нагрузки:
Пульсационная составляющая ветра:
коэффициент пульсации давления ветра
- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра
Полное расчетное значение пульсационной составляющейветровой нагрузки:
Полное расчетное значение ветровой нагрузки:
4. Проектирование и статический расчет рамы
в программном комплексе ЛИРА-САПР
Статический расчёт рамы выполняется на основании собранных выше нагрузок и по определённым ранее размерам поперечной рамы цеха. Статический расчёт необходим нам для дальнейшего расчёта фермы и колонны.
4.1 Разработка расчетной схемы поперечной рамы.
Расчетная схема поперечной рамы состоит из двух частей:
I. Колонны
В железобетонных конструкциях все сжатые элементы рассчитываются как внецентренно сжатые. Это обусловлено тем, что кроме фактического эксцентриситета приложения сжимающей силы (e=M/N) в железобетонном элементе ввиду несовершенства его геометрических форм, отклонения фактических размеров сечений от проектных, неоднородности бетона геометрический и физический центры тяжести сечения не совпадают и поэтому в расчет дополнительно вводят так называемый случайный эксцентриситет еа. Суммарный эксцентриситет по формуле: e=e+ea.
При приложении сжимающей силы по оси элемента (e=MIN=0) учитывают только случайный эксцентриситет е0=еа, и элемент можно рассматривать как условно центрально-сжатый. К таким элементам относят промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, верхние пояса ферм при отсутствии внеузловой нагрузки, сжатые стойки и раскосы ферм и др.
Колонны и стойки при е0=еа назначают обычно квадратного сечения, иногда прямоугольного. При значительных эксцентриситетах поперечное сечение колонн принимают прямоугольным с большей стороной в направлении расположения эксцентриситета; по форме сечения могут быть также двутавровыми или тавровыми.
II. Ферма
Требуется рассчитать и сконструировать предварительно напряженную сегментную ферму для кровли крайнего пролета одноэтажного двухпролетного здания пролетом 18 м при шаге ферм 6 м. Схема фермы и основные геометрические размеры принимаютсяпо типовым фермам серии по Справочнику [128767898667]
Ширину панелей принимаем 3 м с таким расчетом, чтобы ребра плит покрытия опирались в узлы верхнего пояса.
Принимаем равномерно распределенные нагрузки но табл. 5.4: постоянную от покрытия— нормативную g"=2880, расчетную g=3410; временную (снеговую) соответственно рп=1000 и р=1400, в том числе длительную рм=420 (30 %) и кратковременную p,rf = 980. Собственный вес фермы по справочнику [12] равен 9,2 т, а на 1 м длины: 9,2/23,94=0,385 т (или автоматически при задании жесткости элементам).
Распределение снеговой нагрузки в пролете фермы рассмотрено в двух вариантах (см. П.3.2 «Снеговая нагрузка»): первый в виде равномерно распределенной нагрузки по всему пролету и второй по
4.2 Проектирование расчетной схемы в программном комплексе ЛИРА-САПР
А. Создаем задачупутем клика ЛКМ по значку создать новый документ
Б.Во всплывшем окне назначаем признаком схемы 2 степени свободы, а также даем название файлу
В. Создаем узлы крайней колонны с помощью значка добавить узел 
Первый узел будет иметь координаты (0;0;0)
У вас на рабочем экране должен был появиться узел и глобальные оси в левом нижнем углу экрана
Путем добавления узлов по координатам получаем подкрановую часть колонны. Не забываем про промежуточные узлы, которые будут служить отметками закрепления закладных деталей стеновых панелей
На отметке полки колонны делаем консоль, атак же переход к оси центра тяжести верхней части колонны
С помощью добавления узлов по координатам достраиваем верхнюю надкрановую часть колонны.
Создаем «закладные детали» (в виде жестких вставок) под стеновые панели для учета возникающих моментов в реальной конструкции, путем копирования уже подготовленных узлов на величину, равную расстоянию от центра тяжести колонны до центра тяжести стеновой панели. Обращаем ваше внимание на то, что «закладные детали» в верхней и нижней части колонны разные по длине, из-за разницы сечений.
На нижний узел накладываем связи. Для этого выделяем данный узел и нажимаем на вкладку назначить связи:
Ставим галочку в поле учитывать все связи и подтверждаем действие
Конечный схема крайней колонны должна выглядеть так :
Проектирование средней колонны:
А) Подкрановую часть средней колонны создаем путем копирования подкрановой части крайней колонны вместе с полкой. Для этого выделяем соответствующие узлыи нажимаем на вкладку копировать по параметрам
Далее вводим в поле dxрасстояние равное разности между заданным пролетом и половиной поперечного сечения крайней колонны.
Для данного варианта, это будет выглядеть так:
Такое расстояние исходит из нулевой привязки осей
Надкрановая часть колонны создается путем добавления узлов. Не забываем сделать вторую консоль колонны.
Конечный вид схемы будет выглядеть так:
Вторую крайнюю колонну создаем путем симметричного копирования первой относительно средней. Для этого нажимаем на вкладку копирование симметрично
Ставим галочку указать базовый узел и выбираем копирование вплоскости YOZ
И выбираем любой узел на оси центра тяжести средней колонны.
Конечная картина выглядит так:
Ферма
Ферма создается добавлением узлов, по заранее известным координатам изсерии
Далее нужно установить шарниры в ферме. Шарниры в Лире разрешают поворот вокруг какой-либо местной оси:
Будьте внимательны, местные оси не всегда совпадают с главными осями
Для назначения шарнира выделяем все нужные элементы фермы и во вкладке стержни нажимаем на значок установить шарниры
В открывшейся вкладке назначаем для первого и второго узла шарнир в плоскости UY.
Конечный вид фермы имеет такой вид
Втору ферму делаем путем копирования по узлу. Для этого выделяем все элементы первой фермы и нажимаем на вкладку копирование по узлу
Далее выбираем базовый узел (верхний узел крайней левой колонны)
И нажимаем на верхней узел средней колонны
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 493; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!