Сельскохозяйственные здания

Филиал

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Псковский государственный университет»

В г. Великие Луки Псковской области

О.А. Роженко

Проектирование строительных конструкций

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Великие Луки

Учебное пособие по проектированию строительных конструкций, Великие Луки, 2014 г.

Рецензенты:

Королева Е.А., начальник учебного отдела филиала ПсковГУ, преподаватель общепрофессиональных дисциплин

Учебное пособие составлено в соответствии с действующей программой дисциплины «Основы проектирования строительных конструкций» профессиональной подготовки специальности среднего профессионального образования 270802.51 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

В учебном пособии изложены методические указания и рекомендации по выполнению расчетно-конструктивного раздела дипломного проектирования для студентов 4 курса.

Содержание.

Введение. 4

1. Сбор нагрузок. 6

1.1. Жилые здания. 7

1.2.Сельскохозяйственные здания. 10

2. Определение размеров подошвы фундамента. 11

2.1. Определение размеров подошвы ленточного сборного фундамента под наружную стену жилого дома. 11

2.2. Назначение размеров свайного ростверка. 13

3. Расчет конструктивных элементов здания. 14

3.1. Расчет ленточного сборного фундамента под наружную стену. 14

3.1.1. Пример расчета сборного фундамента под наружную стену 17

3.2. Расчет и конструирование перемычки. 21

3.2.1.Пример расчета несущей жб перемычки над оконным проемом. 25

3.3.Расчет и конструированию многопустотной панели перекрытия. 28

3.3.1.Пример расчета пустотной плиты покрытия ПК 60.12-6А_т600. 31

3.4. Расчет внецентренно-сжатой колонны со случайным эксцентриситетом. 34

3.5. Расчет монолитного жб фундамента под колонну. 37

3.6. Расчет свайного фундамента. 41

3.6.1.Пример расчёта свайного фундамента. 46

4.Приложения. 50

5. Примеры оформления чертежей. 60

6. Литература: 67

Введение.

Цель выполнения расчетно-конструктивного раздела дипломного проекта - закреплениеи углублениетеоретических знаний и формирование у студентов профессиональных компетенций.

Работа над разделом позволяет получить опыт решения практических задач, возникающих перед техником в его будущей практической деятельности, а именно: определении действующих нагрузок на конструкции, выбор конструкций по нагрузкам, определение их несущей способности, проектирование фундаментов, определение глубины их заложения, размеров подошв, конструирование рабочих чертежей железобетонных конструкций.

Рекомендуется следующий график выполнения расчетно-конструктивного раздела:

1. Сбор нагрузок на 1м² покрытия, на 1м² перекрытия

2. Определение размеров подошвы фундамента

3. Расчет и конструирование конструктивных элементов здания по заданию.

4. Выполнение графической части раздела.

1.Сбор нагрузок на элементы здания осуществляется на основе разработанных конструкций покрытия и перекрытия здания в «Архитектурно-конструктивном разделе».

2.Для определения размеров подошвы фундамента необходимо знать: тип фундамента (по проекту), глубину заложения, (по проекту), тип грунта, наличие грунтовых вод и нормативное значение нагрузки, действующей на фундамент. Расчет фундамента ведется по формулам, учитывая указания строительных норм и правил.

3.Расчет и конструирование конструктивных элементов здания выполняется по следующей схеме:

1. Исходные данные для расчета.

2. Сбор нагрузок.

3. Прочностные характеристики материалов.

4. Расчетная схема и статический расчет.

5. Расчет конструктивного элемента в стадии эксплуатации по I группе предельных состояний.

6. Расчет элемента в стадии транспортирования или монтажа.

В исходных данных указывают основные параметры для расчета.

Сбор нагрузок на рассчитываемую конструкцию осуществляется по методическим указаниям данного пособия.

Прочностные характеристики строительных материалов определяются в соответствии со «Строительными нормами и правилами»

Построение расчетной схеме представляет собой важную составную часть расчета конструкции. От того, насколько точно конструктивная схема заменяется расчетной схемой, зависят надежность и экономичность рассчитываемой конструкции. В основу построения расчетной схемы конструкции может быть положена статико-кинематическая аналогия расчетных и конструктивных схем.

Порядок расчета конструкций по I группе предельных состояний ведется по основным формулам, учитывая указания строительных норм и правил. Таким же образом ведется расчет конструкции на монтажные усилия.

4.Выполнение графической части раздела.

Графическая часть проекта выполняется на листах формата А2. В графической части должны быть представлены:

1. Маркировочный чертеж;

2. Расчетные схемы конструкций с действующими нагрузками в масштабе 1:100;

3. Общие виды конструкций (сборочные чертежи элементов ЖБК) со всеми основными размерами;

4. Сечения со всеми размерами и некоторые наиболее характерные детали узлов;

5. Чертежи арматурных и закладных изделий;

6. Таблицы спецификации и ведомость расхода стали на элемент.

Виды и разрезы элементов, схемы армирования следует выполнять в масштабе 1:20, 1:50, 1:100, узлы конструкций М1:5, 1:10, арматурные, закладные и соединительные изделия – М1:10, 1:20, 1:50. Масштаб изображения следует брать минимальным и обеспечивающим четкость чтения чертежа. Расстояние от контура изображений до первой размерной линии должно быть не менее 10мм, расстояние между размерными линиями – 8-10мм.

Сбор нагрузок.

Постоянными являются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации действуют постоянно.

Временными являются нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.

Все перечисленные нагрузки могут принимать нормативные q^Н и расчетные значения q^р

Постоянные нормативные нагрузки определяются по формуле: q_n =δρ,

где δ –толщина элемента, (м), ρ – плотность материала (кН/м³);

Постоянные расчетные нагрузки определяются по формуле: q_р = q_n γ_f_,

гдеγ_f- коэффициент надежности по нагрузке, определяется по табл. 1 [1]

К временным нагрузкам на покрытие относят вес снегового покрова S₀ по заданному району строительства_,который определяют по прил.5 «Карты районирования территории по снеговому покрову» и данной таблице.

Табл.1. Расчетное значение веса снегового покрова S_oна 1 м² горизонтальной поверхности земли

К временным длительным нагрузкам относятся: вес временных перегородок, нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с пониженныминормативными значениями, приведенными в табл.3 [1], снеговые нагрузки с пониженным расчетным значением S_n_, кПа

К кратковременным нагрузкам относятся: нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с полным нормативным значением табл.3[1] снеговые нагрузки с полным расчетным значением – S_, кПа

Основное сочетание состоит из постоянных и временных нагрузок.

Жилые здания.

Методические указания:

1. По климатической карте районирования территории по снеговому покрову определить район строительства.

2. По табл.1 методических указаний определить расчетное значение весаснегового покрова- S_0,кПа;

3. Вычислить полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия по формуле S= S₀· μ_,кПа, где μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Если a ≥60⁰ (снег практически не задерживается на крыше) μ=0; при уклонах кровли a≤25⁰ (весь снег остается на крыше) μ=1, при других значенияхa коэффициент m определяется по формуле: m=(60-a)/35

4. Вычислить полное нормативное значение снеговой нагрузки Sⁿ =S·0,7, кПа

5. Вычислить постоянные и временные нагрузки на 1м² покрытия, 1м²чердачного перекрытия, 1м²перекрытия.

6. Данные расчетов привести в таблицу.

Сбор нагрузок на 1м² покрытия.

№ п/п	Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка q^н_пок.,кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке g_f	Расчетная нагрузка q^р_пок.,кН/м²
I.	Постоянная нагрузка (нагрузки от собственного веса элементов кровли)	q_n =bhr/scosα, или q_n=δ×ρ/cosα	q^н_пок	табл. 1 [1]	q^р_пок= q^н_пок×g_f
1.
2.
…
	Итого:
II	Временные	Sⁿ =S·0,7∙cosα		-	S= S₀· μ
	Итого:
	Всего:		q^н_покр..,кН/м²		q^р_покр.кН/м²

Сбор нагрузок на 1м²чердачного перекрытия.

№ п/п	Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка q^н_пок.,кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке g_f	Расчетная нагрузка q^р_пок.,кН/м²
I. Постоянные нагрузки.
1.
2.
…
	Итого:
II.Временные
1.	Нагрузка на чердач. перекрытие (см. табл.3 [1])			п.3.7.[1]
	Всего:		q^н_черд. _{перекр.}кН/м²		q^р_{черд. перекр.}кН/м²

Сбор нагрузок на 1м² перекрытия.

№ п/п	Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка q^н_пер.,кН/м²	Коэффициент надежности по нагрузке g_f	Расчетная нагрузка q^р_пер.,кН/м²
I. Постоянные нагрузки
1.
2.
	Итого:
II.Временные нагрузки
1.	-кратковременная на перекрытие	полное значение табл.3 [1]		п.3.7[1]
2.	-вес временных перегородок	п.3.6 [1]
	Итого:
	Всего:		q^н_{перекрыт.} кН/м²		q^р_{перекр.}кН/м²

Например:

Здание – Двухэтажный 4-х квартирный этажный жилой дом.

Район строительства – Великолукский район, пос. Золотково

Нормативный снеговой покров S₀= 1,8 кПа –III

μ= , где α=30⁰ – уклон кровли, cosα=0,866

S =S₀·μ=1,8·0,857=1,54кПа – расчетная снеговая нагрузка

Sⁿ =S·0,7=1,54·0,7∙0,866=0,933кПа- нормативная снеговая нагрузка

Сбор нагрузок на 1м² покрытия.

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, q^н_покр., кН/ м		Расчетная нагрузка q^p_покр., кН/м
I. Постоянная нагрузка 1.Металлочерепица q^н=5 кг=0,05кН/м		0,0577	1,05	0,06
2. Обрешетка bxh= 50x50мм через 350мм,r=5кН/м³		0,041	1,1	0,0453
3. Стропильная нога r=5кН/м³ bxh=100x150мм, через 1,0м		0,086	1,1	0,0953
Итого:		0,1857		0,201
II. Временная нагрузка		0,933		1,54
Всего:		1,119=1,12		1,74

Сбор нагрузок на 1м² чердачного перекрытия.

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, q^нч.перекр., кН/ м		Расчетная нагрузка q^рч.перекр., кН/м
I. Постоянная нагрузка 1.Стяжка цементно-песчаная = 15 мм, r=18кН/м³	× =0,015×18	0,27	1,3	0,208
2. Утеплитель мин.ватные плиты = 80мм,r=1,25кН/м³	× =0,08×1,25	0,1	1,2	0,12
3. Пароизоляция – 1 слой рубероида на битумной мастике = 3мм,r=14кН/м³	× = 0,003× 14	0,042	1,3	0,0546
4. Пустотная железобетонная плита, = 120мм,r=25кН/м³	× = 0,12× 25	3,0	1,1	3,3
Итого:		3,41		3,68
II. Временная нагрузка		0,7	1,3	0,91
Всего:		4,11		4,59=4,6

Сбор нагрузок на 1м² перекрытия.

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, q^нперекр., кН/ м		Расчетная нагрузка q^рперекр., кН/м
I. Постоянная нагрузка 1. Ламинат с подложкой = 25 ммr=7кН/м³	× = 0,025×7	0,175	1,2	0,21
2. Цементно-песчаная стяжка = 30мм r=20кН/м³	× = 0,03×20	0,6	1,3	0,78
3. Утеплитель- керамзит = 40мм r=8кН/м³	× = 0,04×8	0,32	1,2	0,384
4. Ж.б. плита = 120мм r=25кН/м³	× =0,12× 25	3,0	1,1	3,3
Итого:		4,09		4,67
II. Временная нагрузка
- кратковременная на перекрытие		1,5	1,3	1,95
- вес временных перегородок		0,5	1,1	0,55
Итого:		2,0		2,5
Всего:		6,09		7,17

Сельскохозяйственные здания.

Методические указания:

1. По климатической карте районирования территории по снеговому покрову определить район строительства.

2. По табл.1 методических указаний определить расчетное значение веса снегового покрова- S_0,кПа;

3. Вычислить полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность покрытия по формуле S= S₀· μ_,кПа, где μ=1, – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытиепри уклонах кровлиa≤25⁰ (весь снег остается на крыше).

Вычислить полное нормативное значение снеговой нагрузки Sⁿ =S·0,7, кПа

4. Вычислить постоянные и временные нагрузки на 1м² покрытия, 1м²чердачного перекрытия, 1м²перекрытия.

5. Данные расчетов привести в таблицу.

Например,

Здание – свинарник на 500 голов;

Район строительства – Великолукский район, пос. Переслегино

Нормативный снеговой покров S₀= 1,8 кПа;

Уклон кровли – α=25⁰cosα=1μ=1 – весь снег на покрытии;

S=S₀·μ=1,8·1=1,8кПа - расчетная снеговая нагрузка

Sⁿ =S·0,7=1,8·0,7∙1=1,26кПа- нормативная снеговая нагрузка

Сбор нагрузок на 1м² покрытия.

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, q^н_пок,кН/м²		Расчетная нагрузка, q^р_пок,кН/м²
I. Постоянная нагрузка 1.Асбестоцементные листы d=7,5мм, r=18 кН/м²	d×r=0,0075×18	0,135	1,2	0,162
2.Обрешетка bхh=40х50мм, через 600мм, r=5 кН/м²	bhr/s= =0,04×0,05×5/0,6	0,017	1,1	0,018
3. Утеплитель- мин.ватные плиты d=200мм, r=2 кН/м²	d×r=0,2×2	0,4	1,2	0,48
4. Пароизоляция – 1 слой рубероида d=3мм, r=6 кН/м²	d×r=0,003×6	0,018	1,3	0,0234
5. Плита ребристая d=0,053мм, r=25 кН/м²	d×r=0,053×25	1,325	1,1	1,4575
Итого:		1,895		2,14
II. Временная нагрузка		1,26		1,8
Всего:		3,15		3,94