Сборное проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом (стр. 1 из 5)

ОАО РЖД САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПУТЕЙ

СООБЩЕНИЙ

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛЫ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Строительные конструкции и здания на железнодорожном транспорте»

по теме: «Сборное проектирование многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом»

Введение

Железная дорога – это сложная транспортная система, состоящая из железнодорожного пути и необходимых для ее нормального функционирования зданий и сооружений.

Инженер путей сообщения – строитель должен уметь выполнять работы как по эксплуатации, ремонту и реконструкции существующих железных дорог, так и по проектированию и строительству новых линий. При решении указанных задач он сталкивается с вопросами проектирования земляного полотна, верхнего строения пути, размещения станций и необходимых хозяйств на проектируемом участке, а также возведения предлагаемых к строительству зданий и сооружений.

Такой круг вопросов требует от инженера знаний не только специальных дисциплин, но и основ архитектуры, методов проектирования зданий и сооружений железнодорожного назначения, расчета и конструирования строительных конструкций.

1. Задание на курсовой проект

Составить проект несущих конструкций многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом (рис. 1).

Рис. 1. Схема здания (план и разрез)

Исходные данные для компоновки конструктивной схемы здания

1. Длина здания – 36 м;

2. Ширина здания -12 м;

3. Высота этажа – 4,0 м;

4. Количество этажей – 6.

Исходные данные для расчета несущих конструкций

1. Вес пола – 0,9 кН/ м²;

2. Длительная полезная нагрузка – 12,0 кН/ м²;

3. Кратковременная полезная нагрузка – 2,0 кН/ м²;

4. Условное расчетное давление на грунт -0,2 МПа.

5. Материалы:

Бетон – В25;

Арматура – АIV.

Вес плиты G_p=2,50 кН/м²;

- коэффициент условий работы бетона;

- коэффициент надежности по назначению здания.

2. Компоновка сборного перекрытия

В курсовом проекте следует запроектировать основные конструкции многоэтажного здания с несущими наружными стенами из кирпича. При такой конструкционной схеме горизонтальные нагрузки воспринимаются наружными стенами, а вертикальные - несущими железобетонными конструкциями (рамой).

Компоновку сборного перекрытия следует начинать с "разбивки" сетки колонн и привязки наружных стен к осям.

В исходных данных курсового проекта ширина и длина здания по методическим соображениям приняты с отклонениями от стандартных размеров, но выбраны таким образом, чтобы шаги колонн могли быть приняты, в крайнем случае, кратным основному модулю (100 мм).

Компоновка сборного перекрытия заключается:

- в выборе направления ригелей и формы их поперечного сечения;

- в выборе типа панели перекрытия и её номинальной ширины.

Расположение ригелей может быть как в продольном, так и в поперечном направлении. Выбор их направления диктуется архитектурными, конструктивными, технологическими и экономическими соображениями. При этом следует помнить, что поперечное расположение ригелей повышает жесткость здания в поперечном направлении, а продольное приводит к уменьшению монтажных единиц, улучшает освещенность здания и т.д.

Форма поперечного сечения ригеля зависит от способа опирания на него панелей перекрытия. Если они укладываются по верху ригелей (рис.2,а), то сечение его принимается прямоугольным, ориентировочной высотой h_р≈

cм, а ширина в_р=(0,35 – 0,5)·h= 0,5∙50=25 см, но не менее 200мм. Здесь – пролет ригеля.

При опирании панелей в пределах высоты ригеля их сечения могут иметь форму тавра (рис.2,б,в), шириной 200 – 300мм.

Высота ригеля таврового сечения принимается по аналогии с прямоугольным.

Рис. 2 - Форма поперечного сечения ригеля

Принимаем ширину ребристой плиты B=1,4м.

Колонны имеют размеры 400х400 мм.

Наружные стены-51 см (2 кирпича).

3. Расчёт плиты перекрытия

3.1 Поперечное сечение плиты

Ширина плиты В назначена при компоновке конструктивной схемы. Остальные размеры следует назначить исходя из представленных на рис. 3 значений.

Рис. 3 - Поперечное сечение плиты Рис. 4. Расчётное сопротивление сечения

3.2 Сбор нагрузок

Нагрузки на 1 м² перекрытия

Таблица 1

Вид нагрузки	Нормативная Нагрузка кН/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке, γf	Расчётная нагрузка, кН/м2
Постоянная: 1) вес пола	0,9	1,2	1,08
2) собственный вес плиты	2,5	1,1	2,75
3) длительная полезная нагрузка	12,0	1,2	14,4
Итого	qn = 15,4	q = 18,23
Кратковременная полезная нагрузка	2,0	1,4	2,8
Полная нагрузка	gn = 17,4	g = 21,03

q_n=g_nn+G_nn+P_n; g_n = q_n + V_n; q = g_n + G_n + P; g = q +V

3.3 Статический расчёт плиты

Статический, расчёт плиты заключается в определении усилий: изгибающих моментов и поперечных сил в сечениях панели.

Расчётная схема плиты принимается как для свободно опёртой балки, загруженной равномерно-распределённой нагрузкой (рис. 4).

q

Рис. 4 - Расчётная схема плиты: l₂- пролет плиты; в_р - ширина ригеля

Для расчёта плиты по первой и второй группам предельных состояний требуется вычислить следующие значения изгибающих моментов и поперечных сил.

Изгибающий момент от полной расчётной нагрузки

Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки

Изгибающий момент от постоянной и длительной нагрузки

где В – ширина плиты в метрах, переводит нагрузку от 1 м² в нагрузку на 1 пог. м. длины плиты,

γ_n – коэффициент надёжности по назначению, γ_n = 0,95.

,

.

Поперечная сила от полной расчётной нагрузки

3.4 Расчёт плиты по предельным состояниям первой группы

3.4.1 Данные для расчёта

Для выполнения расчётов по предельным состояниям первой и второй групп требуются следующие характеристики материалов:

R_в и R_{в, ser} - расчётные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний, соответственно, первой и второй группы R_в =14,5 МПа, R_{в, ser} = 11,5 МПа;

R_вt и R_{вt, ser} - расчётное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний, соответственно, первой и второй группы R_вt=1,05 МПа и R_{вt, ser} = 0,9 МПа;

R_s и R_sw - расчётное сопротивление растяжению, соответственно, продольной и поперечной арматуры R_s =510 МПа R_sw=400 МПа.

Указанные характеристики бетона и арматуры принимаются в зависимости от класса бетона и арматуры.

3.4.2 Расчёт прочности нормальных сечений

Расчётом прочности нормальных сечений определяются диаметр и количество продольной рабочей арматуры в самом напряжённом сечении - в середине плиты. Расчётным поперечным сечением плиты является тавровое сечение с полкой, расположенной в сжатой зоне. При h’_f /h≥0,1 в расчёт вводится вся полка.

В зависимости от положения нейтральной оси существуют два случая расчёта тавровых сечений (см. рис. 5):

1 случай - когда нейтральная ось проходит в пределах полки;

2 случай - когда нейтральная ось проходит в пределах ребра.

Рис. 5 - Расчетная схема сечения

Если

(1)

то имеет место первый случай и расчёт ведётся как прямоугольного сечения с шириной

.

В формуле (1)

где (см).

(см).