ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «В...
74 downloads
238 Views
280KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет» (ГОУ ВПО ВСГТУ)
Методические указания к курсовому проекту №2 по дисциплине «Железобетонные конструкции» для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и направления 270100 «Строительство» всех видов и форм обучений Раздел 2. «Компоновка конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами. О расчете поперечной рамы»
Составители: Степанова Д.С., Хардаев П.К., Дымчикова Н.Н.
Улан-Удэ, 2006
В методических указаниях приведены необходимые сведения о компоновке конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами и о расчете поперечной рамы. Рассмотрены вопросы обеспечения устойчивости и пространственной жесткости здания.
Ключевые слова: компоновка, конструктивная схема, поперечная рама, система связей, колонна, ригель, плиты покрытия.
1. Содержание и объем проекта Курсовой проект №2 по железобетонным конструкциям предусматривает проектирование одноэтажного промышленного здания каркасного типа с двумя мостовыми кранами в каждом пролете. При работе над проектом студент должен изучить основные вопросы, связанные с проектированием одноэтажных промышленных зданий в сборном железобетоне. Разработка проекта предусматривает три стадии: 1. Эскизное проектирование. 2. Детальные расчеты элементов поперечной рамы. 3. Конструирование. Проект состоит из расчетно-пояснительной записки на листах бумаги формата 11 (210*297) и трех листов чертежей формата А-2. Записка и чертежи оформляются в соответствии с требованиями ЕСКД, изложенными [9] и методическими указаниями [10], а также в курсах инженерно-строительного черчения, например, в [11]. При работе над курсовым проектом №2, кроме настоящего раздела методических указаний, следует руководствоваться и другими [5,6,7,8]. 2. Эскизное проектирование 2.1. Компоновка конструктивной схемы здания В этой части курсового проекта №2 должны быть выполнены: 1. Выбор и компоновка конструктивной схемы покрытия здания. 2. Разбивка здания на температурные отсеки. 3. Решены вопросы связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания. 4. Компоновка поперечной рамы.
2.2. Выбор и компоновка конструктивной схемы покрытия В курсовом проекте №2 проектируется одноэтажное промышленное каркасное здание с беспрогонным покрытием из плоских линейных элементов или с покрытием из тонкостенных пространственных конструкций. В покрытиях из плоских линейных элементов, работающих по балочной схеме, стропильные конструкции размещаются в направлении поперечных рам (при использовании плит покрытия длиной 6; 12 метров) или в направлении продольных рам (при использовании крупноразмерных плит покрытия длиной 18; 24; метра) (рис.1, а, б, в). Выбор конструктивной схемы покрытия, тип панелей покрытия, тип стропильной (если надо подстропильной) конструкции производится на основании сравнения различных конкурентоспособных вариантов. В данном курсовом проекте №2, который выполняется с элементами УИРС, бригаде из 4-х студентов предлагаются различные варианты компоновки покрытия. После проработки каждым членом бригады своего варианта, бригада осуществляет выбор лучшего варианта по техникоэкономическим показателям (стоимостным, расходу основных материалов: бетона и арматуры). 2.3. Разбивка здания на температурные отсеки При проектировании размеры температурных отсеков расстояние между температурно-усадочными швами) в зданиях при расчетных зимних температурах наружного воздуха выше минус 40С, назначаемые без расчета конструкций на воздействие температуры и усадки бетона, не
должны превышать: а) для неотапливаемых одноэтажных каркасных зданий из сборных железобетонных конструкций 48 м; б) для отапливаемых зданий-72 м. Сборные железобетонные конструкции имеются, в виду преднапряженные и с ненапрягаемой арматурой, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории. Во всех основных случаях расстояния между температурно-усадочными швами определяются расчетом. Температурно-усадочные швы разрезают все конструкции здания до фундамента. Осадочные швы разрезают и фундамент здания. Их устраивают при основании, имеющем по длине здания неравномерные прочностные и деформативные характеристики, при значительно различающихся нагрузках по длине здания (различная высота частей здания, краны разной грузоподъемности), при строительстве в сейсмически активных районах. Температурный шов одновременно является и усадочным. Швы могут быть и продольными, и поперечными. Поперечный температурный шов выполняется путем устройства спаренных колонн, отнесенных от поперечной разбивочной оси здания на 500 мм в обе стороны. Продольный температурный шов выполняется устройством подвижной катковой опоры под концом одного из двух ригелей (балки, фермы, арки) покрытия. Колонны при этом укорачиваются на 200мм. 2.4.Система связей При разработке конструктивной схемы необходимо решить вопросы обеспечения пространственной жесткости и устойчивости здания в целом, а также жесткости его
элементов (покрытия, торцевых стен). В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается поперечными рамами, стойки которых внизу защемлены в фундаментах, в вверху соединены жестким в своей плоскости диском покрытия. В продольном направлении жесткость обеспечивается продольными рамами, образуемыми колоннами, подкрановыми балками, диском покрытия. Увеличению жесткости и устойчивости здания и его элементов служит система вертикальных и горизонтальных связей. Вертикальные металлические связи по колоннам (из уголков) обеспечивают пространственную жесткость здания в продольном направлении. В зданиях с электрическими мостовыми кранами они устраиваются всегда. Устанавливаются они в середине каждого температурного блока – в каждом ряду колонн, в пределах одного шага колонн, на высоту от уровня чистого пола до низа подкрановой балки (рис. 2, а,б). При шаге колонн 6 м могут применяться крестовыми Вертикальные стальные связи между опорами стропильных конструкций и распорки в плоскостях продольных рам. Связи на опорах стропильных конструкций устанавливаются при высоте последних на опоре более 900мм (рис. 2,а). Эти связи и распорки обеспечивают передачу с диска покрытия горизонтальных усилий, действующих в направлении продольных рам, на колонны. Вертикальные связи между опорами стропильных конструкций устанавливаются, как правило, только по концам температурных отсеков и выполняются в виде крестообразных ферм. В остальных секциях устанавливают распорки по верху колонн. В зданиях с подстропильными конструкциями роль этих связей выполняют подстропильные балки или фермы.
При высоте стропильных конструкций на опоре не более 900 мм вертикальных связей и распорок в уровне верха колонн не делают. Горизонтальные связи (подробнее см.[4]. В проектируемом здании (с мостовыми кранами легкого и среднего режимов работы) жесткость диска покрытия в своей плоскости обеспечивается за счет применения крупноразмерных железобетонных плит. При этом дополнительных горизонтальных связей не требуется. Устойчивость верхнего сжатого пояса ригелей из их плоскости обеспечивается. При значительных высоте и пролетах здания у торцевых стен устраиваются горизонтальные связи (в виде стальных ферм), которые служат опорой для колонн фахверка. Такие связи устанавливаются или на уровне низа стропильных конструкций, или, что делается чаще, на уровне верха подкрановых балок (рис. 2,а) Связи в местах устройства фонарей. Если в здании имеются фонари, то посередине длины стропильных конструкций в уровне их верха устанавливаются стальные распорки. В двух крайних секциях (на длине шага колонн) температурных блоков в уровне верхнего пояса стропильных конструкций устраивают горизонтальные крестовые стальные связи (рис. 2,б). Кроме того, в продольном направлении для обеспечения жесткости фонарей предусматривают крестовые вертикальные стальные связи из уголков (рис. 2,б). Подробнее о связях в месте устройства фонарей см. [4] 2.5. Компоновка поперечной рамы. Поперечная рама одноэтажного каркасного промышленного здания из сборного железобетона состоит из стоек-колонн, защемленных в фундаментах, и ригелей (балок, ферм, арок), соединенных со стойками жестко или шарнирно.
В современном строительстве подобных зданий из типовых сборных элементов принято шарнирное соединение ригеля со стойкой. При статическом расчете рамы ригели в плоскости рамы принимаются абсолютно жесткими. Компонуя поперечную раму, определяем: а) размеры колонн по высоте; б) типы колонн и размеры поперечных сечений; в) привязку колонн к разбивочным осям здания; г) расстояние между осями подкрановых путей и разбивочными осями здания; д) схему раскладки вертикальных ограждающих конструкций. Размеры колонн по высоте. Обычно размеры колонн по высоте определяют, исходя из заданной отметки верха подкранового рельса – Н1. В курсовом проекте № 2 размеры колонн по высоте необходимо определять по заданной высоте пролета Нпр – расстоянию от уровня пола до низа подстропильной конструкции (рис. 3). Высота надкрановой части колонны “НВ” определяется: (1) НВ ≥ Нкр + ( hп.б. + 0,15) + а2 , где: Нкр – габаритный размер крана (см.табл. 1); hп.б. – высота подкрановой балки; при шаге колонн 12м принять равной 1,4 м; при шаге 6 м – равной 1,0м; 0,15м – высота кранового рельса с прокладками; а2 – зазор между верхом крановой тележки и низом стропильной конструкции; а2 ≥ 0,15м. Высота подкрановой части колонны “Нн” – составит: Нн = Н1 – (hп.б. + 0,15) + а1, (2) или Нн = Нпр – НВ + а1, (3) где а1 – расстояние от пола до верха фундамента, рекомендуется а1 = 0,15 м. Выбор типа колонн. Колонны могут быть приняты сплошными (прямоугольного, двутаврового или “П” –
образного сечения) или сквозными, у которых подкрановая часть – двухветвевая. Выбор того или иного типа зависит от шага колонн, пролета здания, грузоподъемности кранов и отметки головки кранового рельса (или высоты от пола до низа несущих конструкций покрытия). Сплошные колонны применяются в зданиях с пролетами до 24 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т включительно, при высоте от пола до головки кранового рельса 10 м. Двухветвевые – при пролетах 30 м и более, высоте от пола до головки кранового рельса более 10 м, а также при мостовых кранах грузоподъемностью более 30т. При этом в унифицированных конструктивных схемах одноэтажных промышленных зданий при высоте от пола до низа несущих конструктивных элементов покрытия более 12 м во всех случаях применяются двухветвевые конструкции [3]. Размеры поперечных сечений колонн. Назначая размеры поперечных сечений колонн, руководствоваться указаниями [3;4]. Для колонны прямоугольного сечения при шаге 6 м, грузоподъемности крана до 30 т минимальная ширина сечения (вк) составляет 400 мм; при большей грузоподъемности, а также при шаге 12 м независимо от грузоподъемности минимальная ширина сечения – 500 мм. Высота сечения (hв) надкрановой части крайних колонн – 380 мм; но при шаге 12 метров – 600 мм. Высота сечения средних колонн (hв) – 600 или 800 мм. Высота сечения (hн) подкрановой части должна быть не менее (1/10 ÷ 1/14) Нн Если высота колонны более 12 м, а также если размер по расчетным или конструктивным требованиям получается более 1 м, то колонны проектируют двухветвевыми. Размеры высоты сечения ветви назначают 250 или 300 мм, ширину сечения ветви – 500 или 600 мм. Распорки должны быть по
ширине равными ветви, высота сечения распорки назначается равной (1,5 + 2,0)*hсеч ветви. Расстояние между распорками по высоте колонны (в осях) принимается равным (8 ÷ 10)*hсеч ветви, обычно от 2000 мм до 4000 мм. Рекомендуется назначать его равным двойному расстоянию в осях между ветвями колонны. Расстояние от уровня пола до первой видимой распорки (фактически она является второй по счету от уровня низа колонны) будет не менее 1800 мм для обеспечения нормального прохода между ветвями. Нижняя распорка располагается ниже уровня пола. Обычно верхняя ее плоскость совпадает с уровнем пола. Привязка колонн. Для колонн крайних рядов привязка к продольным разбивочным осям может быть “нулевой “ – при шаге колонн 6 м, грузоподъемности кранов до 30 т включительно и Н800мм); 3 – распорки по верху колонн; 4 – горизонтальные связи по низу ригеля; 5 – то же, по верхнему поясу ферм в месте фонаря; 6 – распорки в месте устройства фонаря; 7 – вертикальные связи по фонарю; 8 – подкрановая балка.
Рис. 1. Схема балочных покрытий 1 – колонна; 2 – стропильные конструкции; 3 – плита покрытия 3х6;/3х12м; 4 – подстропильная конструкция; 5 – продольная балка; 6 – плита покрытия 3х18; 3х24 м.
Рис. 3.К определению размеров колонны по высоте
Рис. 4. К определению нагрузок и эксцентриситетов на поперечную раму а – линия влияния опорной реакции подкрановой балки; б – к определению эксцентриситета от вертикальной крановой нагрузки; в – к определению эксцентриситета действия нагрузки от веса стеновой панели.
Литература
Рис. 5. Схема приложения нагрузок на поперечную раму.
1. СНиП 2.03.01. – 84. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1985. 2. СНиП 2.01.07-85. Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат, 1988. 3. Справочник проектировщика. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. М.: Стройиздат, 1983 (1974). 4. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М.: Стройиздат, 1991. 5. Методические указания к курсовому проекту №2. Расчет железобетонной арки. Улан-Удэ, 1994. 6. Методические указания к курсовому проекту №2. Расчет колонн. Улан-Удэ, 1994. 7. Методические указания к курсовому проекту №2 «Расчет предварительно напряженной двускатной балки покрытия». Улан-Удэ, 1988. 8. Методические указания к курсовому проекту №2 «Статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами». УланУдэ, 1995. 9. ЕСКД. Правила оформления чертежей. М.: 1974. 10. Методические указания к оформлению пояснительной записки и графической части курсовых и дипломных проектов. Улан-Удэ, 1988. 11. Короев Ю.И. Инженерно-строительное черчение. М.: Высшая школа, 1976.
Подписано в печать 25.04.2006 г. Формат 60х84 1/16. Усл.п.л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ №62 Издательство ВСГТУ. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в.
©ВСГТУ, 2006 г.