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.

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

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

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надёжности, У/	Расчётная нагрузка, кН/м
1	2	3	4

8


Окончание Таблицы 2

1	2	3 4
Постоянная:
Гидроизоляционный ковёр (два слоя «Стеклоизола»), т = 4.5кг (1м2), (табл.2.1 [4])	0.09	1.35	0.122
Цементно-песчаная стяжка, р =1800кг/м3; 8 = 20мм; (табл.2.2 [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 = 600кг\м , 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=1.2кН/м2(табл. 2.4 [4]), 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# 3-4.219-5.85^2
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;

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:

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