Нагрузки на каркасы зданий

Промышленные здания в соответствии с ГОСТ Р 54257-2010 относятся ко второму нормальному уровню ответственности. Конструкции каркаса зданий рассчитываются на воздействие постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок. Постоянными нагрузками являются: собственный вес железобетонных конструкций междуэтажных перекрытий и покрытия с учетом заливки швов; собственный вес конструкций кровли и пола; собственный вес наружных ограждающих конструкций, а также собственный вес колонн.

Вес перегородок условно отнесен к постоянным нагрузкам.

Кратковременными нагрузками являются: ветровая, снеговая, от подвесного транспорта на покрытие, а также вес людей, ремонтных материалов в зоне обслуживания и ремонта оборудования.

Временными длительными нагрузками являются: вес стационарного оборудования, вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование, вес хранимых материалов в местах, специально предназначенных для складирования и хранения материалов, а также пониженное нормативное значение снеговой нагрузки и нагрузки от подвесного транспорта на конструкции покрытия.

Все временные нагрузки принимаются в виде эквивалентных равномерно распределенных нагрузок.

Принятые временные нагрузки на перекрытия используются в расчетах рам каркасов с учетом коэффициентов сочетаний, соответствующих основному сочетанию нагрузок – ψ₁ = 0,95; для кратковременных нагрузок - ψ₂ = 0,9.

При расчете конструкций без учета ветровых нагрузок и нагрузок от подвесного транспорта коэффициенты сочетаний на остальные временные нагрузки не вводятся.

 

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Общие указания. Студенту предлагается запроектировать перекрытия многоэтажного производственного здания с конкретными параметрами в сборном и монолитном вариантах.

Целью курсового проекта является освоение методов расчета сборных предварительно напряженных и ненапрягаемых, а также монолитных конструкций по первой и второй группам предельных состояний, овладение навыками их конструирования. Ознакомиться на практике с расчетом конструкций по методу предельного равновесия, т.е. с учетом образования пластических шарниров.

В процессе работы над проектом необходимо выполнить:

- компоновку конструктивной схемы перекрытия здания в сборном и монолитном вариантах (в нее входит разработка плана и поперечного разреза здания);

- расчет ребристой или пустотной предварительно напряженной плиты перекрытия по первой и второй группам предельных состояний;

- статический расчет рамы с определением расчетных усилий в характерных сечениях ригеля и колонн с перераспределением усилий в опорных сечениях ригеля, допуская образование пластических шарниров в стыке ригелей с колоннами;

- расчет и конструирование ригеля крайнего пролета по первой группе предельных состояний;

- расчет и конструирование плиты и второстепенной балки монолитного балочного ребристого перекрытия;

- проектирование колонны крайнего ряда;

- проектирование фундамента под колонну.

Графическая часть проекта, выполняемая на листах формата А–1 или А-2, должна содержать:

- поперечный и продольный разрезы здания;

- план здания с указанием связей;

- конструкцию сборной плиты перекрытия с каркасами и спецификацией;

- конструкцию ригеля крайнего пролета с каркасами и спецификацией;

- конструкцию плиты и второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия с каркасами и спецификацией;

- конструкцию колонны с каркасами и спецификацией;

- конструкцию фундамента с каркасами и спецификацией.

 

Исходные данные

По исходным данным таблицы 1и 2 необходимо выполнить компоновку перекрытия здания в сборном и монолитном вариантах.

Таблица 1

Исходные данные для проектирования

 

Последняя цифра номера зачетки	Пролет рамы, l 1, м	Высота этажа, м	Величина временной нагрузки υ, кПа	Величина кратко-временной нагрузки υsh, кПа	Класс арматуры для ненапряженных конструкций	Класс бетона для ненапряженных конструкций
	6,45	4,8	7,5	1,5	А400	В15
	6,30	5,4	8,0		А500	В 20
	5,85	6,0	14,5	2,5	А400	В 20
	6,15	7,2	9,0		А500	В 25
	6,00	5,4	6,5	1,5	А400	В 15
	5,85	4,8	15,0		А500	В 25
	6,15	6,0	10,5	2,5	А400	В 20
	6,60	5,4	7,0		А500	В 25
	6,45	6,0	11,5	1,5	А400	В15
	6,30	7,2	8,0		А500	В 20

 

 

Таблица 2

Исходные данные для проектирования

Предпоследняя цифра зачетки	Шаг рам l 2, м	Количество этажей, n	Класс напрягаемой арматуры	Класс бетона для преднапряженных конструкций	Наименование грунта, R 0. МПа
	6,30		А-600	В20	Супесь, 0,3
	6,25		А800	В 25	Супесь, 0,25
	6,20		К-7	В 30	Суглинок, 0,25
	6,15		А600	В 20	Суглинок, 0,3
	6,10		А800	В25	Глина, 0,5
	6,05		А1000	В30	Песок, 0,3
	6,00		А600	В20	Песок, 0,4
	5,95		К-7	В30	Песок, 0,25
	5,90		А600	В25	Глина, 0,4
	5,80		А800	В 30	Гравийный, 0,4

 

Конструкцию пола принимать по табл. 3

Таблица 3

Конструкция пола

Последняя цифра номера зачетки	Конструкция пола	Последняя цифра номера зачетки	Конструкция пола
	Керамическая плитка на цементно-песчаном растворе δ=20 мм Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 35 мм Песчаная засыпка δ=70 мм		Керамическая плитка на цементно-песчаном растворе δ=15 мм Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм Песчаная засыпка δ=50 мм
	Бетонная плитка δ=30 мм на цементно-песчаном растворе δ = 15 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 30 мм		Бетонная плитка δ=40 мм на цементно-песчаном растворе δ = 20 мм Цементно-песчаная стяжка δ = 35 мм
	Наливной пол δ = 20 мм Армированная бетонная стяжка δ = 50 мм		Наливной пол δ = 25 мм Армированная бетонная стяжка δ = 45 мм
	Наливной пол δ = 20 мм Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 40 мм Песчаная засыпка δ=60 мм		Наливной пол δ = 20 мм Армированная цементно-песчаная стяжка δ = 50 мм Песчаная засыпка δ=65 мм
	Керамическая плитка на цементно-песчаном растворе δ=15 мм Армированная бетонная стяжка δ = 45 мм		Керамическая плитка на цементно-песчаном растворе δ=15 мм Армированная бетонная стяжка δ = 60 мм

Здание компонуется с полным железобетонным каркасом. Основным несущим элементом каркаса является поперечная рама с жесткими узлами. Ригель рамы и колонны прямоугольного сечения с размерами b × h: ригель – 300×800 мм: колонны – 400×400 или 400×600 мм. Привязка колонн к продольным координационным осям: крайних - нулевая; средних - центральная. Привязка стеновых панелей к координационным осям 20 мм.

Сборные плиты перекрытий принимаются ребристыми или пустотными. При временной нагрузке 8 кПа и менее пустотные, при временной нагрузке более 8 кПа ребристые. Ширина ребристых плит принимается нестандартной в пределах 1400…1600 мм, а пустотных – 1200…1800 мм из-за нетиповых значений пролетов ригеля, принятых в курсовом проекте. Высота плит принимается типовой: для пустотных плит – 220 мм; для ребристых 400 мм.

По осям колонн укладывают плиты-распорки той же ширины, которые обеспечивают устойчивость каркаса при монтаже и образуют продольные рамы. Пространственная жесткость здания обеспечивается жесткими в своей плоскости дисками перекрытий, которые объединяют все вертикальные несущие конструкции и вертикальные связи в пространственную систему.

Восприятие поперечной ветровой нагрузки осуществляется поперечными рамами, и здание в этом направлении работает по рамной схеме.

В продольном направлении ветровая нагрузка воспринимается продольными рамами и вертикальными металлическими связями. Здание в продольном направлении работает по рамно-связевой схеме.