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
1.1 Объёмно-планировочное решение........................................................ 5
1.2 Конструктивное решение....................................................................... 5
1.3 Технико-экономические показатели...................................................... 6
1.4 Планировочные коэффициенты............................................................. 6
2 Расчётно-конструктивная часть................................................................... 7
2.1 Расчёт продольного ребра плиты покрытия........................................ 7
2.1.1 Геометрический расчёт.................................................................... 7
2.1.2 Определение нагрузок..................................................................... 8
2.1.3 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.
| Таблица 1 |
— Спецификация сборных железобетонных изделие |
[
|
||||
| Формат |
Зона |
Позиция |
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Примечание |
| Колонны
|
||||||
| 1 |
КЭ-01-52 |
14 |
||||
| 2 |
КФ 300x300 |
10 |
||||
| Ферма
|
||||||
| 3 |
ФСЗО |
13 |
||||
| Парапетные плиты
|
||||||
5
Окончание Таблицы 1
| 4 |
ПП30.4 |
68 |
||||
| Фундаментные балки |
||||||
| 5 |
ФБ6-2 |
24 |
||||
| Подкрановые балки |
||||||
| 6 |
БК 1 (6м) |
24 |
||||
| Плиты покрытия |
||||||
| 7 |
П/Зхб-1 |
120 |
||||
| Фундамент |
||||||
| 8 |
ФГ42 |
26 |
||||
| Стеновые панели |
||||||
| 9 |
ПСДЗО |
276 |
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;
ДсиЬе
= 25МПа;
/с*=— = — = П.ЗЗМПа. Ус
1-5
Для арматуры 8400 (по таблице 1.2 [4]):
/у
а = 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
Таблица 2 — Сбор нагрузок на плиту покрытия
ign:center;">8 |
Окончание Таблицы 2
| 1 |
2 |
3 4 |
|
| Постоянная:
|
|||
| Гидроизоляционный ковёр (два слоя «Стеклоизола»), т
|
0.09 |
1.35 |
0.122 |
| Цементно-песчаная стяжка, р =1800кг/м3
[4]) |
0.36 |
1.35 |
0.486 |
| Утеплитель (пенополистирол), р = 55кг/м , 8 = 100мм; (табл.2.2 [41) |
0.055 |
1.35 |
0.074 |
| Пароизоляция (1 слой рубероида), р = 600кгм , 8 = 1.5мм; (табл.2.2 [4]) |
0.009 |
1.35 |
0.012 |
| Собственный вес плиты покрытия --------- 1 (масса 2.7т (табл.2.3 [4])) 3x12 |
27/(3x6) =1.5 |
1.15 |
1.725 |
| Временная
|
|||
| Снеговая нагрузка: г. Могилёв (район II Б рис. 1.1 [4]) 80
ц = 1, т.к. а< 25° (табл.2.6 [4])) |
1.2 |
1.5 |
1.8 |
| ИТОГО:
|
Е(ё+Я)с1 = 4.219 |
||
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#
3-4.219-5.852 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 (Хе//
=И'/
),т.е.
должно соблюдаться
неравенство — Мва
< Мш
.
м
м
= /«/« ^ •&/•(<*—-) = 13.33-0.85-25-2980-(270-— ) = 217.362к#*л*.
Таким образом, условие Мы
< Мт
соблюдается, следовательно,
нейтральная ось проходит в пределах полки, т.е. хе
#<к/
.
Вычисляем коэффициент ат
как для элемента прямоугольного сечения
М*
54.144*106
шириной: ап
=----------- -,
---- - =
-------------------------- = 0.022
/с
,-а-Ьг
с12
13.33-0.85-2980-2702
По таблице 3.6 [4] находим т] ат
—
0.022 => т]=
0.979 (методом
интерполяции).
Требуемая площадь продольной арматуры (8400, / уЛ
=
365МПа по
, . М$й
54.144 *106
. „ 2
заданию): АК
, =
-------- — =------------------ = 5.6см
1уЛ
-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 Аи
— 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;
ДсиЬе
= 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); Ея
- 200000МПа.
Сбор нагрузок на фундамент выполним в форме Таблицы 3.
Таблица 3 — Сбор нагрузок на фундамент
| Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН |
Коэффициент надёжности, Г]
|
Расчётная нагрузка, кН |
| Снеговая нагрузка, кровля, собственный вес плиты покрытия; 8гр
|
Кё+Ч)кх8гр
= 3.214*3м*6м = 57.852 |
!(8+Ч)4х5гр =
= 4.219*3м*6м = 75.942 |
|
| вес стропильной фермы ФБ301-1 (табл.2.3 [1]) |
186/2 = 93.0 |
1.35 |
125.55 |
| вес колонны КЭ-01-52 (табл.2.3 [1]) |
57.0 |
1.35 |
76.95 |
| ИТОГО: |
(0+ й)к
|
(о+ 0)^
278.442 |
| Требуемая площадь фундамента: |
| (0 + О)к
|
| 207000 |
| А,ш
|
= 0.67лг'
| я„ - ут/
|
0.36 • 106
-(20-2.55)-103
где Я0
--
условное расчетное сопротивление основания К0
- О.ЗбМПа
(по заданию);
ут/
— средний удельный вес материала фундамента и грунта на его
уступах, ут/
=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
|
| /*-
|
| 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