Проектирование производственного здания с мостовыми кранами (стр. 1 из 8)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Строительные конструкции»

Курсовой проект

по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»

на тему: Проектирование производственного здания с мостовыми кранами

Выполнил: студент группы ПГС-53

Арсенов Н.В.

Руководитель: к. т. н., доцент каф. СК

Лопатин А.Н.

Пермь 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные для проектирования

1 КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

1.1 Определение размеров колонн по высоте

1.2 Привязка колонн. Выбор типов колонн и назначение размеров поперечных сечений колонн

1.3 Выбор и компоновка стенового ограждения и покрытия

2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ЗДАНИЯ

3 СБОР НАГРУЗОК НА ПОПЕРЕЧНУЮ РАМУ

3.1 Расчетная схема поперечной рамы

3.2 Определение постоянных нагрузок на поперечную раму

4 СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

4.1 Определение усилий

4.2 Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

5.1 Исходные данные для расчета

5.2 Материалы

5.3 Статический расчет

5.3.1 Нормативные нагрузки

5.3.2 Расчетные нагрузки

5.4 Расчет нижнего пояса

5.4.1 Расчет по первой группе предельных состояний

5.4.2 Расчет по второй группе предельных состояний

5.5 Расчет верхнего пояса

5.6 Расчет раскосов

5.7 Расчет стоек

5.8 Расчет узлов

5.8.1 Узел 1 – опорный узел фермы

5.8.2 Узел 2 – промежуточный верхний узел

6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ

6.1 Исходные данные

6.2 Расчет прочности нормальных сечений колонны в плоскости рамы

6.2.1 Определение расчетных длин и минимальной площади продольной арматуры

6.2.2 Расчет надкрановой части колонны

6.2.3 Расчет подкрановой части колонны

6.3 Расчет прочности нормальных сечений колонны из плоскости рамы

6.3.1 Определение расчетных длин

6.3.2 Расчет надкрановой части колонны

6.3.3 Расчет подкрановой части колонны

6.4 Расчет подкрановой консоли колонны

6.5 Конструирование колонны сплошного прямоугольного сечения

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

7.1 Исходные данные для расчета

7.2 Предварительный выбор основных размеров фундамента

7.2.1 Глубина заложения фундамента

7.2.2 Размеры стаканной части фундамента

7.2.3 Размеры подошвы фундамента

7.3 Расчет и конструирование плитной части фундамента

7.3.1 Конструирование плитной части фундамента

7.3.2 Проверка плитной части фундамента на продавливание

7.3.3 Армирование подошвы фундамента

7.4 Расчёт и конструирование подколонника

7.4.1 Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям

7.4.2 Проверка прочности подколонника по наклонным сечениям

7.4.3 Армирование подколонника

Список использованных источников

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Исходные данные для проектирования находим по трехзначному шифру, который определяем по номеру зачетной книжки.

Номер зачетной книжки – 06076.

Сумма второй и пятой цифр номера зачетной книжки: 6 + 6 = 12, принимаем первую цифру шифра – 2. Вторая и третья цифры равны соответственно двум последним в номере зачетной книжки. Итак, шифр – 276.

Исходные данные для проектирования по шифру 276:

- район строительства – г. Хабаровск;

- пролет здания – L= 18 м;

- шаг колонн – a= 6 м;

- грузоподъемность крана – Q= 20 т;

- отметка кранового рельса – Hр = 11 м;

- расчетное сопротивление грунта – R0 = 0.2 МПа;

- плотность утеплителя – ρ0 = 125 кг/м3;

- поперечная рама – однопролетная с ригелем в виде сегментной раскосной фермы.

1 Компоновка поперечной рамы

1.1 Определение размеров колонн по высоте

Высота надкрановой части колонны:

Нв = Нкр + (hп.б. + а1) + а2,

где Нкр = 2.4 м – габаритный размер крана;

hп.б. = 0.8 м– высота подкрановой балки;

а1 = 0.15м– высота кранового рельса;

а2 = 0.15 м– зазор между низом стропильной конструкции и верхом крановой тележки.

Нв = 2.4 + (0.8 + 0.15) + 0.15 = 3.5 м.

Ориентировочно высота помещения определяется по формуле:

Нп0 = Нр + Нкр + а2,

Нп0 = 11 + 2.4 + 0.15 = 13.55 м.

Принимаем высоту помещения здания Нп = 14.4 м.

Отметка кранового рельса:

Нр = Нп - Нкр - а2,

Нр = 14.4 - 2.4 - 0,15 = 11.85 м.

Высота подкрановой части колонн:

Нн = Нп - Нв + а3,

где а3 = 0,15 м– расстояние от уровня чистого пола до обреза фундамента,

Нн = 14.4 - 3.5 + 0.15 = 11.05 м.

Высота колонн:

Н = Нн + Нв,

Н = 11.05 + 3.5 = 14.55 м.

1.2 Привязка колонн. Выбор типов колонн и назначение размеров поперечных сечений колонн

Для зданий с шагом колонн a = 6 м при грузоподъемности крана Q = 20 т и при среднем или легком режиме работы принимается привязка колонн 0 м.

При Нп = 14.4 м,Q = 20 т и a = 6 м – принимаю марку крайней колонны – К3 с размерами:

hв = 0.38 м, hн = 0.8 м, bк = 0.4 м.

1.3 Выбор и компоновка стенового ограждения и покрытия

Стеновое ограждение - стеновые панели из ячеистого бетона класса В2.5 по ГОСТ 11118-73 «Панели из автоклавных ячеистых бетонов для наружных стен зданий».

Толщину стеновых панелей и утеплителя кровли определим из теплотехнического расчета, выполним его в программе ТеРеМОК.

Принятая конструкция покрытия приведена на рисунке 1.

Принимаем однослойные стеновые панели из ячеистого бетона толщиной dст = 300 мм.

Ориентировочная высота остекления в надкрановой части здания определяется по формуле:

h20 = HBk- (hп.б. + а1) - 0.6,

h20 = 3.5 - (0.8 + 0.15) - 0.6 = 1.95 м.

Принимаю высоту остекления h2 = 1.8 м.

Высота здания от обреза фундамента до верха стенового ограждения:

Hl = Hn + h1 - 0.6 + 0.15,

Hl = 14.4 + 3 - 0.6 + 0.15 = 16.95 м.

Компоновка поперечной рамы представлена на рисунке поперечного разреза здания (рисунок 2).

2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ЗДАНИЯ

Пространственная жесткость одноэтажного промышленного здания и диска покрытия обеспечивается защемлением колонн в фундаментах и устройством специальных связей.

В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается поперечными рамами, образованными колоннами, жестко защемленными в фундаментах, и ригелями, шарнирно связанными с колоннами.

В продольном направлении жесткость здания частично обеспечивается продольными рамами (колонны и шарнирно связанные с ними подкрановые балки и плиты покрытия). Для повышения пространственной жесткости здания в продольном направлении и обеспечения устойчивости колонн при действии крановых тормозных и ветровых сил, в подкрановой части колонн устанавливаются (рисунки 2, 3, 4):

1) вертикальные крестовые связи ВС1 из двух уголков,

2) горизонтальные связевые фермы ГС1 в уровне консолей из двух швеллеров №16 соединённых распорками из швеллеров №6.5.

Рисунок 2. Поперечный разрез здания

3 сбор нагрузок на поперечную раму

3.1 Расчетная схема поперечной рамы

Принимаем жесткое защемление колонн в фундаментах. Крайняя колонна в расчетной схеме заменяется стержнем ломаного очертания. Стропильную ферму ввиду её большой жесткости в плоскости рамы считаем абсолютно жесткой. Соединение стропильной конструкции с колонной считаем шарнирным. Расчетная схема поперечной рамы изображена на рисунке 5.

Рисунок 5. Расчетная схема поперечной рамы

3.2 Определение постоянных нагрузок на поперечную раму

Нагрузка от веса покрытия определена в таблице 1 (конструкция покрытия - рисунок 1).

Таблица 1

Нагрузка от веса покрытия

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Слой изопласта К qк1 = 5,0 кг/м2(ТУ 5774-005-05766480-95)	qк1 * q * 10-3 * γn= 5.0 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047	1.3	0.064
Слой изопласта П qк2 = 5,5 кг/м2(ТУ 5774-005-05766480-95)	qк2 * q * 10-3 * γn= 5.5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.051	1.3	0.070
Цементно-песчаная стяжка dст = 0,02 м,rст = 1800 кг/м3	rст * dст * q* 10-3 * γn= 1800 * 0.02 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.336	1.3	0.459
Минераловатные плиты dо = 0,14 м,rо = 125 кг/м3 (ГОСТ 9573-96)	rо * dо * q * 10-3 * γn= 125 * 0.14 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.163	1.2	0.206
Слой рубероида qр = 5,0 кг/м2(ГОСТ 10923-93)	qр * q* 10-3 * γn= 5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047	1.3	0.064
Ж/б ребристые плиты покрытия размером 3 * 6 м qпл = 157 кг/м2(с заливкой швов) (ГОСТ 28042-89)	qпл * q* 10-3 * γn= 157 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 1.463	1.1	1.694
ИТОГО	qн= 2.106	-	qр= 2.429

Массу стропильной фермы пролетом 18 м при шаге колонн 6 м примем Gр = 6000 кг.