Файл: Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 08. 03. 01 Строительство.doc

Р

ис.4. Расчетная схема поперечной рамы и схема нагрузок

Рис.5. Схема расположения расчетных сечений

При расчете однопролетной рамы рекомендуется придерживаться следующего правила знаков. Положительными условно считают реакции, направленные слева направо, и изгибающие моменты, действующие по ходу часовой стрелки.

Составление таблицы расчетных усилий

По результатам статического расчета поперечной рамы составляют таблицу расчетных усилий ( ) от отдельных нагрузок в характерных сечениях колонны и определяют неблагоприятные сочетания усилий при одновременном действии нескольких нагрузок. При составлении возможных комбинаций усилий следует различать два основных сочетания нагрузок (или соответствующих им усилий), включающих:

а) постоянные и не менее двух временных нагрузок, принимаемых с понижающим коэффициентом сочетаний для длительных нагрузок и для кратковременных;

б) постоянные и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), принимаемую без снижения, т.е. с коэффициентом сочетаний

За одну кратковременную нагрузку принимается:

• 
  снеговая;
  
• 
  крановая (вертикальная вместе с горизонтальной);
  
• 
  ветровая.
  

Нельзя вводить в сочетания усилия от сил поперечного торможения без учета усилий от вертикального давления кранов.

Временные длительные нагрузки в курсовом проекте можно не учитывать, всю крановую и снеговую нагрузки считать кратковременными.

Для каждого сечения колонны определяют три комбинации расчетных усилий:

1. 
   наибольший положительный момент и соответствующее
   
2. 
   наибольший отрицательный момент и соответствующее ;
   
3. 
   наибольшее продольное усилие и соответствующее ему
   

Для расчета фундамента составляются комбинации:

1) , , ; 2) , , ; 3) , , .

Расчет внецентренно-сжатых колонн

Расчету подлежат надкрановая и подкрановая части стойки. Расчет производится на воздействие момента и нормальной силы по сечениям II-II и IV-IV (рис. 5). В каждом сечении возможны все три комбинации усилий. При заданных размерах поперечного сечения колонны задачей расчета является определение наименьшей площади сечения арматуры, которая отвечала бы условию прочности любой из трех комбинаций усилий.

---

Расчет сечения следует начинать с того сочетания нагрузок, где действует наибольший по абсолютной величине изгибающий момент. Расчет на сочетание усилий с максимальной продольной силой в данном проекте условно разрешается не делать.

При расчете колонн необходимо учитывать случайный начальный эксцентриситет продольной сжимающей силы и влияние прогиба на их несущую способность.

Значения расчетной длины надкрановой части стойки принимаются равными и подкрановой – .

Для ведения расчета выделяются длительно и кратковременно действующие части усилий.

Торец надкрановой части колонны проверяется на местное сжатие (смятие). В случае необходимости постановки косвенной арматуры последняя устанавливается по конструктивным соображениям, без выполнения расчета.

Максимальная площадь сечения всей продольной арматуры колонн должна составлять не более 3% от площади сечения колонн. Рабочую (продольную) арматуру внецентренно-сжатых колонн необходимо располагать по граням, перпендикулярным плоскости изгиба колонн. Пример армирования внецентренно-сжатой колонны см. в прил. 5.

---

Расчет железобетонного фундамента

Расчет фундамента производится на комбинации усилий, действующих в сечении IV-IV колонны (рис.5), с учетом усилий от массы стены и фундаментной балки и, в необходимых случаях, от массы фундамента и грунта на его уступах. Расчет сводится к определению размеров его подошвы, высоты, количества ступеней и необходимой арматуры.

Фундамент рекомендуется конструировать со стаканной частью для защемления колонн. Глубину стакана фундамента следует назначать на 50мм больше глубины заделки колонны , которая принимается для прямоугольных колонн и .

Кроме того, глубина заделки должна обеспечивать анкеровку продольной рабочей арматуры колонны в фундаменте, согласно табл.7.

Таблица 7

Класс арматуры колонны	Класс бетона колонны	Длина заделки арматуры
		растянутой	сжатой
А – П	15 20 и выше	25d 20d	15d 10d
А - Ш	15 20 и выше	30d 25d	18d 15d
где d– диаметр продольной арматуры колонны

Толщина дна стакана должна быть не менее 200 мм. Исходя из этого высота фундамента должна быть не менее глубины стакана, увеличенной на 200 мм.

При проектировании фундамента следует учесть, что расчет по определению размеров фундамента в плане рациональнее выполнить в первую очередь для наиболее невыгодной комбинации нагрузок. Как правило, таковой является та из них, при которой момент, передающийся на фундамент через колонну, и момент от массы стены и фундаментной балки являются однозначными. После этого расчетом следует проверить достаточность выбранной площади основания на две остальные комбинации нагрузок.

При проектировании фундаментов (с целью сокращения объема работ) задаваемое в курсовом проекте расчетное сопротивление грунта условно считается независимым от глубины заложения, размеров сторон фундамента и других параметров.

---

Расчет ригеля рамы

Ригель покрытия проектируется с предварительно-напряженной арматурой и рассчитывается по двум предельным состояниям. Согласно заданию (рис.2, табл.1) в качестве несущей конструкции покрытия рекомендуется принимать: балку, ферму или крупноразмерную железобетонную сводчатую панель-оболочку КЖС.
Балки
Высоту балки в середине принимают равной пролета. Уклон верхнего пояса двускатных балок принимают равным 1:12. Типовой размер высоты сечения балок на опоре 0,8-0,9 м. Двускатные балки могут быть решетчатые пролетами 12 или 18 м прямоугольного сечения по всей длине, постоянной ширины 200 мм для балок пролетом 12 м и 200, 240, 280 мм для балок пролетом 18 м (серия 1.4621-3/80), или двускатные двутаврового сечения пролетом 18 м (серия 1.4621-16) с толщиной стенки 70-80 мм. Ширина верхней сжатой полки , ширина нижней полки 250-300 мм. Толщину вертикальной стенки в пролете балки принимают не менее 60-100 мм. В качестве напрягаемой арматуры используют канаты класса К-7, стержневую арматуру классов A-IV, A-V, A_T-IVСК и выше.

Балки рассчитывают, как свободно лежащие на двух опорах, нагруженные равномерно распределенной нагрузкой от веса покрытия и снега; проверяют прочность нормальных и наклонных сечений, деформации, образование, раскрытие и закрытие трещин.

Расчет прочности и трещиностойкости балок на действие изгибающего момента по нормальным сечениям ведется по наиболее невыгодному сечению, находящемуся на расстоянии от опоры.

Фермы
Высоту ферм всех типов в середине пролета назначают равной пролета, но не более 3,3 м.

Для ферм с параллельными поясами и полигональных высоту на опоре желательно назначать кратной 30 см. Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм принимают одинаковой. Из условия опирания панелей покрытия на верхний пояс ширина должна назначаться 200-250 мм при шаге ферм 6 м. При шаге 12 м. соответственно 300-350 мм Все размеры сечений рекомендуется назначать кратными 50 мм (для размеров сечений менее 200 мм –20 мм) и принимать их не менее 200x160 мм для поясов и 150х100 мм для элементов решетки.

Нижний растянутый пояс ферм всех типов проектируют предварительно-напряженными с натяжением арматуры на упоры. В качестве напрягаемой используется такая же арматура, как в балках. Вся растянутая арматура охватывается замкнутыми конструктивными хомутами с шагом 500 мм. Верхний сжатый пояс и элементы решетки армируют ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов. Узлы армируют сварными каркасами из окаймляющих цельногнутых стержней диаметром 10-18 мм и вертикальных поперечных стержней диаметром 6-10 мм с шагом 100 мм. Опорные узлы ферм армируют дополнительной продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями. Примеры армирования ферм см. в прил. 8 и 9.

---

Решетка ферм выбирается студентом самостоятельно так, чтобы нагрузка от плит покрытия и снега передавалась в узлы верхнего пояса ферм и не возникал местный изгиб. При проектировании ферм обычно учитывают следующие возможные комбинации внешних эксплуатационных нагрузок:

1. 
   Ферма загружена полностью панелями, кровлей и снеговой нагрузкой полной интенсивности. Последняя приложена по всему пролету или на одной половине.
   
2. 
   Ферма загружена полностью панелями, кровлей и длительно действующей частью снеговой нагрузки. Схемы расположения снеговой нагрузки те же, что и в п.1.
   

Для каждого элемента фермы выбираются опасные усилия при кратковременном и длительном загружениях. Нижний растянутый пояс рассчитывается по первой и второй группам предельных состояний.

Панель-оболочка КЖС
Панель-оболочка КЖС представляет собой короткий цилиндрический пологий предварительно-напряженный свод-оболочку с двумя ребрами-диафрагмами сегментного очертания. Высота поперечного сечения панели в середине пролета принимается равной пролета. Толщина полки 40-50 мм в середине пролета и 140-160 мм в торце у опор. Диафрагмы проектируют с вертикальными ребрами жесткости. Минимальная толщина стенки равна 40 мм. Основная напрягаемая рабочая арматура панели располагается в нижней утолщенной зоне диафрагм. Она выполняется, как правило, из стержневой свариваемой стали. Возможно применение высокопрочной проволоки и стальных канатов. Армирование оболочки выполняется из сварной арматурной сетки рулонного типа. Процент армирования для поперечного направления не менее 0,3, для продольного – 0,2.

Диафрагмы армируют сварными каркасами только в опорных зонах, а также стержнями-подвесками в вертикальных ребрах диафрагм. При расчете оболочка рассматривается как цилиндрический свод, работающий совместно с диафрагмами. Пример армирования КЖС см. в прил. 10.

---