Одноэтажное промышленное здание

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

"Южно-Уральский государственный  университет"

Факультет "Заочный инженерно-экономический"

Кафедра "Строительные конструкции и инженерные сооружения"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОДНОЭТАЖНОЕ ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗДАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА  К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине "Железобетонные конструкции"

ЮУрГУ 270102.2011.296.ПЗ.КП

 

 

 

 

Проверил: Ивашенко Ю.А. _________________2012 г.     Автор проекта, Студент группы ЗФ-533 М.А. Ефремов

 

 

 

 

Челябинск 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Масштабность применения бетона и железобетона обусловлена  их высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью  температурным и влажностным  воздействиям, возможностью изучения конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использованием местных материалов (кроме стали), сравнительно невысокой стоимостью.

Железобетонные и каменные конструкции являются основной базой  современного индустриального наземного  и подземного строительства. Они применяются при возведении промышленных, жилых и общественных зданий, инженерных сооружений, а так же других объектов народного хозяйства.

При проектировании железобетонных конструкций зданий основным нормативным  документом является СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции (эти нормы не распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, мостов, автомобильных дорог, и аэродромов и т.п.).

Согласно этому нормативному документу:

Бетонные и железобетонные конструкции, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

При проектировании должны приниматься расчетные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость, и пространственную неизменяемость здания в целом, а также отдельных конструкций.

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом  и отдельных ее частей должен, как  правило, производится для всех стадий – изготовления, возведения, эксплуатации, а так же и транспортировки.

Элементы сборных конструкций  должны отвечать требованиям механизированного  изготовления на специализированных предприятиях. При выборе элементов сборных  конструкций предусматривается  преимущественно предварительно напряженные конструкции из высокопрочных бетонов и арматуры. Конструкции узлов соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных технологических и конструктивных мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка.

Расчетные параметры  окружающей среды принимаются в  соответствии с СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

Значения нагрузок и  воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке принимаются с учетом и в соответствии со СНиП  2.01.07.- 85 "Нагрузки и воздействия"

Вообще весь расчет делится  на :

Расчет по предельным состояниям первой группы , который  должен обеспечит конструкции от:

хрупкого или вязкого  разрушения

потери устойчивости формы конструкции

усталого разрушения

разрушения от совместного действия внешних силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

Расчет по предельным состояниям второй группы, которой  должен обеспечить:

образования трещин, а  также их чрезмерного и продолжительного раскрытия.

чрезмерных перемещений.

Расчет монолитной плиты  выполняется в соответствии со СНиП, особого внимания заслуживает расчет главной балки.

Статический расчет балки  монолитного перекрытия, выполняется  с учетом перераспределения усилий в стадии предельного равновесия. Это позволяет рассчитать главную балку перекрытия с более высокими технико-экономическими показателями.

Расчет балок с учетом перераспределения  усилий может выполнятся по-разному  в зависимости от поставленных задач  перераспределения. Выбор той или  иной задачи перераспределения выполняется проектировщиком самостоятельно. Вообще, выбор той или иной задачи перераспределения – процесс творческий, и он определяется условиями работы конструкции, ограничениями на ее армирование и условия изготовления, а также получением необходимых технико-экономических показателей.

Как известно, причиной разрушения нормальных сечений изгибаемых железобетонных конструкций является либо достижение в растянутой арматуру предела текучести, либо достижение в бетоне сжатой зоны сечения предела прочности на сжатие. Нормами проектирования железобетонных конструкций запрещено проектировать элементы, разрушающиеся по второму из указанных видов разрушения, а первый вид обеспечивается соблюдением условия:

,

где X - высота сжатой зоны сечения в стадии разрушения; ХR -предельно допустимая высота сжатой зоны сечения для первого вида разрушения.

Переход нормального  сечения изгибаемого элемента в  предельное состояние происходит не внезапно, а постепенно, до тех пор, пока деформации текучести арматуры не приведут к чрезмерному развитию нормальных трещин по ширине и высоте, как следствие этого, к сокращению высоты сжатой зоны сечения, концентрации в ней сжимающих усилий и разрушению бетона сжатой зоны от раздавливания.

Если при этом деформации изгибаемого элемента ничем не ограниченны (например, в статически определимой конструкции), то произойдет разрушение элемента по этому сечению. Если же эти деформации сдерживаются за счет работы конструкции в других сечениях, как это имеет место в статически неопределимых конструкциях, то разрушения элемента в сечении, в котором начались деформации текучести арматуры, может и не произойти за счет перераспределения энергии внешней нагрузки на другие менее нагруженные, части конструкции. Эта стадия работы нормального сечения изгибаемого элемента, при которой в арматуре развиваются пластические деформации, а бетон сжатой боны еще не разрушен, называется пластическим шарниром. Свое название она получила потому, что изгибающий момент в этом сечении остается постоянным от начала развития деформаций текучести арматуры до момента разрушения бетона сжатой зоны.

Деформирование конструкций  в пластическом шарнире приводит к появлению дополнительных внутренних усилий в других сечениях конструкции. Поэтому этот процесс называется перераспределением усилий, происходящим в стадии предельного равновесия конструкции.

При расчете и конструировании  статически неопределимых железо бетонных конструкций процесс перераспределения  усилий может быть направлен проектировщиком  в нужное русло в зависимости от поставленной задачи перераспределения. Для этого ему нужно правильно выбрать места конструкции, в которых должны образовываться пластические шарниры. Для того, чтобы в заданном сечении вызвать образование пластического шарнира, проектировщик назначает армирование в этом сечении недостаточное для восприятия момента, действующего в этом сечении в упругой стадии расчета конструкции. Величина изгибающего момента, действующего в пластическом шарнире, определяется количеством арматуры, поставленной в этом сечении. Поэтому количественным процессом перераспределения проектировщик может управлять по своей воле.

Сборное железобетонное балочное перекрытие состоит из панелей  и поддерживающих их балок (приложение 2). В учебной литературе панели иногда называют плитами или настилами, а балки - ригелями или прогонами. Балки вместе с колоннами, на которые они опираются, образуют плоский каркас здания. Плоский каркас и панели создают несущую систему здания, воспринимают вертикальную нагрузку. Горизонтальная нагрузка (например, ветер), действующая в двух направлениях , воспринимается в одном направлении каркасом, а в другом - специальными связями. Возможно опирание балок на наружные стены. Тогда каркас называется неполным.

Разработаны типовые конструкции перекрытий: серии альбомов чертежей - ИИ 20-24 и 1/020. В качестве панелей перекрытия в этих сериях используются плоские панели с цилиндрическими пустотами и плоские панели с продольными ребрами, выступающими на нижней поверхности . Сечение балок проектируется в виде прямоугольника, или с полками в нижней зоне.

От способа соединения балок с колоннами зависят  условия их работы. При шарнирном  соединения балки работают как отдельно лежащие статически определимые  стержни. При соединении балок различных пролетов с передачей изгибающего момента и шарнирным опиранием на колонну балки работают как неразрезные статически неопределимые стержни. Если баки и колонны соединяются с передачей изгибающего момента на колонны, то образуется рамный каркас с жесткими узлами, в котором балки работают как ригели каркаса. Иногда в этой схеме соединение балок с колоннами осуществляется с частичной, небольшой по величине передачей изгибающего момента на колонны.

В зависимости от способа  соединения назначается расчетная  схема каркаса и соответственно балок. Панели, как правило, опираются на балки без передачи изгибающего момента, т.е. шарнирно, а поэтому работают как статически определимые стержни (в одном направлении, перпендикулярном линии опирания их на балки). При прямоугольном сечении балок панели опираются на  верхнюю грань, а при наличии полок - на верхние грани полок. На период монтажа каркаса балки опираются на консоли колонн. Они же воспринимают, как правило, поперечную силу, возникающую как в процессе монтажа, так и при эксплуатации здания.

 

1 Объёмно-планировачное  и конструктивное решения

Проектируемое промышленное здание одноэтажное и имеет размер в осях 66,75х49 м.

Здание состоит из 2 пролётов, размерами:

- ширина пролётов, м:  В₁ =18, В₂ =12;

- высота пролётов, м: Н₁ =15; Н₂ =15;

- длинна пролётов, м: L₁ =60; L₂ =60;

По планировочному решению:

Конструктивная схема  здания - несущий каркас. Уровень  чистого пола принят на отметке 0,000.

Типы конструкций:

1. Каркас – железобетонный (колонны, фундаментные балки, подкрановые балки)
2. Стены – облегчённые металлические панели по серии 1.432.2-32.93
3. Стропильные конструкции – железобетонные малоуклонные фермы
4. Конструкция покрытия – железобетонные ребристые плиты 1.465.1-17
5. Фундаменты - столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412
6. Двери и ворота – металлические
7. Окна - из алюминиевых сплавов по серии 1.436.4-20
8. Полы – бетонные, асфальтобетонные и на основе полимеров

 

2 Строительная часть

2.1 Фундаменты и фундаментные  балки

 

Фундаменты - столбчатые монолитные из железобетона по серии 1.412. Под спаренные колоны индивидуального изготовления с учётом характеристик фундаментов по серии 1.412.

Железобетонные конструкции  запроектированы по СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». Опалубка инвентарная стальная из стали класса Ст3 по ГОСТ 25781.

Бетон, используемый для  монолита по ГОСТ 26633-91:

- по классу прочности  В30

- по классу морозостойкости  F200

- марка щебня –  800, для бетона по классу прочности  В30

Каркасы из арматуры, соединения арматурных стержней, закладные детали и сварные соединения запроектированы по ГОСТ 10922-90 «Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций»

 
Класс стали применяемый для арматуры и закладных деталей А-IV.

Гидроизоляция фундамента - отмостка из асфальтобетона (класса прочности В15).

h = 30 мм на на уплотнённом щебне h = 100 мм. Горизонтальная гидроизоляция предусмотрена на отметке 0.000 h = 30 мм из цементно-песчаного раствора 1:2.

Фундаментные балки  железобетонные типа ФБ6 по серии 1.415-1.

Внутренние и наружные самонесущие стены опираются  на фундаментные балки, посредством  которых передают нагрузку на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки  укладывают на специально заготовленные  бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов.

В данном проекте запроектированы  тавровые фундаментные балки, т.к. они  более экономичны по расходу бетона и стали. Во избежание деформаций при замерзании грунтов, балку с  боков и снизу засыпают шлаком. Верхняя грань фундаментной балки расположена на отметке -0.030. Поверх балки укладывается гидроизоляция из цементно-песчаного раствора.

 

Номенклатура и технико-экономические  данные фундаментных балок

Сечение изделия	Марка изделия	Длинна l, мм	Марка бетона	Расход материалов		Масса изделия, т
				бетон, м3	сталь, кг
	ФБ1	5050	200	0,60	51	1,5
	ФБ2	4750	200	0,47	44	1,4
	ФБ3	4300	300	0,51	33	1,3