ПЗ. Изм. Кол. Лист док. Подпись Дата

Скачать 4.04 Mb.

Название	Изм. Кол. Лист док. Подпись Дата
Анкор	ПЗ.docx
Дата	06.05.2017
Размер	4.04 Mb.
Формат файла
Имя файла	ПЗ.docx
Тип	Документы #8315
страница	1 из 3

1 2 3

338/14-ПЗ

Лист

Изм. Кол. Лист №док. Подпись Дата

Введение

В разрабатываемом курсовом проекте рассчитывается железобетонный каркас одноэтажного производственного здания согласно основным принципам расчета, конструирования и компоновки железобетонных конструкций. Колонны каркаса сплошные. Конструкции покрытия: плиты ребристые размером 2,8х7м, ферма сегментная.

Сбор нагрузок осуществляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 'Нагрузки и воздействия', а расчет конструкций — в соответствии со ТКП/ОР 45-5.03…-200.

Сравнительно небольшие пролеты промышленных зданий наиболее экономично перекрывать железобетонными балками, так как железобетонные фермы получатся очень трудоёмкими и более сложными в монтаже.

Исходные данные:

- пролет -28м;

- шаг колонн- 7м;

- количество шагов - 11;

- высота до головки кранового рельса-12м;

- грузоподъёмность крана -15/3т;

- несущая стропильная конструкция – сегментная ферма;

- сопротивление грунта -3,2 МПа;

- район строительства -г. Краснополье;

- схема поперечной рамы здания-однопролетная.
1 Компоновка несущей системы здания

Компоновка конструкций схемы здания состоит из выбора сетки колонн, внутренних габаритов здания, выбора конструкции покрытия, разбивки здания на температурные блоки, выбора системы связей для обеспечения пространственной жесткости здания, привязки колонн к разбивочным осям здания и т.п.

Привязка к коордиционным осям колонн – нулевая. Так как здание имеет большую протяжённость в продольном направлении, поэтому делим его температурным швом.

Расстояние от разбивочной оси ряда до подкрановой балки

=750мм.

Рама решается с жестким сопряжением стоек (колонн) с фундаментами и жестким сопряжением ригеля с колонной. В этом случае ригель рассматривается как статически неопределимая конструкция, в которой рабочие стержни ригеля соединяются со стержнями пропускаемые через колонну.

В данном курсовом проекте в качестве ригеля принимаем предварительно напряженную сегментную ферму.

Рисунок 1.1-К определению размеров колонны по высоте.
Подкрановые балки железобетонные предварительно напряженные высотой h_пб=1м. Наружные стены панелей навесные, опирающиеся на опорные столики колонн на отметке 6,6м. Стеновые панели и остекление ниже отметки 6,6м также навесные, опирающиеся на фундаментную балку. Крайние и средние колонны проектируются сплошными прямоугольного сечения. Отметка кранового рельса Н'=12м. Высота кранового рельса КР-70 h_р=120мм.

Колонны имеют высоту от обреза фундамента до верха подкрановой консоли (подкрановая часть колонны):
Н₂ H'–(h_пб+h_р)+а₁;

а₁-расстояние от уровня пола до обреза фундамента, 0,15м;
Н₂ 12000–(1000+120)+150=11030 мм.
Принимает Н₂ 10800 (кратно 0,6м)
Определяем высоту надкрановой части колонны:
Н₁=Н_кр+h_пб+h_р+а_2;
где Н_кр - высота мостового крана, 2,4м;

а₂-зазор от крана до низа стропильных конструкций принимаем 230мм;
Н₁=2400+1000+120+230=3750мм;
Высота колонны составляет:

Н= Н₁+Н₂;

Н=3750+10800=14550мм.

Высота помещения составит Н₀=Н₁+H₂-а₁=3,75+10,8-0,15=14,4м, что соответствует требрваниям унификации.
Для колонны в подкрановой части, высота сечения должно составлять не менее (1/10…1/14)·Н₂ т.е. 1080…780 м, принимаем высоту сечения h₂=800 м. Ширину сечения принимаем в=0,5 м. В надкрановой части из условия опирания фермы принимаем h₁=0,6 м, ширина сечения для крайних b=500мм, т.к. шаг колонн 7м < 12м и грузоподъемность крана Q=15т < 30т.

Глубину заделки колонны принимаем большей из:

Н₃=0,5+0,33·h₂ и Н₃=1,5·b ;

Н₃=0,5+0,33·0,8=0,764м > Н₃=1,5·0,5=0,75 м.

Принимаем глубину заделки колонны Н₃=0,9 м, тогда полная высота колонны составит : Н_П= Н + Н₃=3,75+10,8+0,9=15,45 м.

2 Расчет предварительно напряженной плиты покрытия

Материалы плиты: бетон С25/30, в качестве напрягаемой арматуры продольных ребер плиты применена стержневая термически упрочненная арматура класса S800, ненапрягаемая арматура сварных каркасов и сеток принята стержневая горячекатаная класса S500.
2.1 Конструктивное решение

Рисунок 2.1-Эскиз плиты перекрытия
Основные габариты плиты: высота сечения плиты h = 450мм, ширина продольных ребер по низу 100мм из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона, ширина ребер поверху 155мм из условия наклона к вертикали ребра.

В местах сопряжения ребер с верхней полкой устраиваем закругления (для снижения сил сцепления при распалубке). Шаг поперечных ребер принимаем равным 1140мм.
2.2 Расчет по предельным состояниям первой группы
2.2.1 Расчетный пролет и нагрузки
Таблица 2.1 - Нормативные и расчётные нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м²	Коэфф. надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м²
Постоянная от веса покрытия: 1 – ж/б ребристая плита 2 – обмазочная пароизоляция 3 – утеплитель 4 – асфальтовая стяжка 5 – рулонный ковер Итого постоянная	1,7 0,05 0,4 0,35 0,15 2,65	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 -	2,3 0,07 0,54 0,47 0,20 3,58
Временная от снега: 1 – длительная 2 – кратковременная	1,2 0,36 0,84	1,5 1,5 1,5	1,8 0,54 1,26
Полная: 1 – постоянная и длительная 2 – кратковременная	3,85 3,01 0,84	- - -	5,38 - -

Определим расчетные и нормативные нагрузки на 1м² плиты с учетом коэффициента надежности 0,95
-полная нормативная: q=3,58∙2,8 ∙0,95=3,4кН/м²;

- полная расчётная: q=5,38∙2,8∙0,95=5,11кН/м²;
2.2.2 Прочностные и деформативные характеристики материалов
Ребристую предварительно напряженную плиту армируем стержневой термоупрочненной арматурой класса S800 с механическим натяжением на упоры форм.

Предварительное натяжение арматуры:

Предварительное натяжение арматуры без учета потерь назначаем: при электротермическом способе:

(2.1)

где р – допустимое отклонение преднапряжения; р=30+360/l=30+360/7=81,43МПа;

Для значения предварительного натяжения арматуры вводится коэффициент точности натяжения арматуры:

(2.2)

где

при механическом способе натяжения определяется по формуле:

n_p – число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента;

Коэффициент точности натяжения:

(2.3)
Характеристики прочности бетона: бетон тяжелый C25/30, естественного твердения,

, передаточная прочность бетона

.
2.2.3 Расчёт ребристой плиты

В программном комплексе ЛИРА САПР 2013 (Demo) создаётся модель преднапряжённой ребристой плиты, элементами которой являются:

1.Плита-сетка из конечных элементов тип 41 со следующими параметрами:

Шаг вдоль первой оси-0,07;0,38;0,07м;

Количество соответствующих шагов вдоль первой оси-1;7;1;

Шаг вдоль второй оси-0,08;0,285;0,08м;

Количество соответствующих шагов вдоль второй оси-1;24;1.
2.Рёбра продольные-стержневые элементы тип 10 длиной 0,285м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,21м (от нижней стороны), в соответствующих узлах с плитой.
3.Рёбра поперечные-стержневые элементы тип 10 длиной 0,38м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,36м (от нижней стороны) и для среднего ребра 0,31м, в соответствующих узлах с плитой.
4.Преднапряжённая арматура-стержневые элементы тип 10 длиной 0,285м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,04м (от нижней стороны) в соответствующих узлах с плитой.
Для элементов преднапряжённой ребристой плиты задаются следующие жёсткости:

1.Плита-пластина толщиной 3см;

2.Рёбра продольные-брус 14×42см.

3.Рёбра поперечные- брус 16×12см и 16×22см.

Перечисленные выше сечения имеют модуль упругости 3×10⁶т/м².

4.Преднапряжённая арматура-кольцо 2×0 см с модулем упругости 2,1×10⁷т/м².

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\1.png$

Рисунок 2.2-Модель плиты.

Для моделирования преднапряжения на стержни арматутры накладывается эквивалентное тепловое воздействие, величина которого вычисляется по формулам:

(2.4)

(2.5)

где

-деформации вызванные предварительным напряжением с учётом его потерь;

-коэффициент линейного расширения арматурной стали, град^-1.

Полезная нагрузка задаётся как равномерно распределённая на пластины.

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\2.png$

Рисунок 2.3-Приложение полезной нагрузки равномерно распределённой на пластины.

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\3.png$

Рисунок 2.4-Приложение теплового воздействия на преднапрягаемую арматуру.

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\4(4).png$

Рисунок 2.5-Изополя перемещений.
После проведения расчёта задача экспортируется в ЛИРА-АРМ. Режим расчёта- ТКП/ОР 45-5.03…-200.

Элементам задаются следующие расчётные прараметры:

Для стержней:

Тип элемента- балка, класс бетона-С25/30, армирование- несимметричное, привязка центра тяжести арматуры снизу и сверху-3см, продольная арматура -S500, поперечная арматура –S240.

Для пластин:

Тип элемента- плита, класс бетона-С25/30, привязка центра тяжести арматуры снизу и сверху-1см, продольная арматура -S500, поперечная арматура –S500.
Результаты армирования для наиболее характерных участков ребристой плиты приведены в таблице 2.
Таблица 2.2- Результаты армирования для наиболее характерных участков ребристой плиты

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\1.png$ $j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\2.png$ $j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\3.png$ $j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\4.png$

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\8.png$

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\5.png$ $j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\6.png$

$j:\учебный материал\жбк\курсач 4.2\lira\новая папка\7.png$
В соответствии с таблицей 2.2 принимаем следующее армирование элементов:

Поперечная арматура продольных рёбер-5 S240 с шагом 200мм;

Поперечная арматура поперечных рёбер-4 S240 с шагом 150мм;

Продольная арматура поперечных рёбер-14 S500;

Арматура полки- сварная сетка С-1 из проволоки класса S500 Ø5мм с шагом S=200 мм продольных стержней и поперечных стержней.
2.2.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры

Начальное растягивающее предварительное напряжение не остаётся постоянным, а с течением времени уменьшается независимо от способа натяжения арматуры на упоры или на бетон. Согласно нормам, все потери напряжения разделены на две группы: первые потери–происходящие при изготовлении элемента и обжатии бетона и вторые – после обжатия бетона.
Технологические потери (первые потери в момент времени t=t₀)

-Потери от релаксации напряжений арматуры при электротермическом способе натяжения, для стержневой арматуры:

-Потери от температурного перепада, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона, следует рассчитывать по формуле:

Для бетонов классов С¹²/₁₅… С³⁰/₃₇.

где

- разность температурной нагреваемой арматуры и неподвижных упоров (вне зоны прогрева), воспринимающих усилие натяжения,⁰С. Допускается принимать

=65⁰С.

-Потери от деформации анкеров, расположенных в зоне натяжения устройств, при электротермическом способе натяжения равны нулю(

).

-Потери, вызванные проскальзыванием напрягаемой арматуры в анкерных устройствах, происходящее на длине зоны проскальзывания(

) при натяжении на упоры не учитывается.

-Потери, вызванные деформациями стальной формы(

), при электротермическом способе натяжения в расчёте не учитывается, т.к. они учтены при определении полного удлинения арматуры.

-Потери, вызванные трением арматуры о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций(

) при данном способе изготовления будут отсутствовать.

-Потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспособления(

) так же не учитываются при данном методе натяжения арматуры.

-Потери, вызванные упругой деформацией бетона при натяжении на упоры, определяем по формуле:

(2.6)

где

;

- усилие предварительного напряжения с учётом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона

Усилие предварительного обжатия

к моменту времени t=t₀, действующие непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию должна быть:

(2.7)

Для элементов с натяжением на упоры

1 2 3