Промышленное здание с ЖБ каркасом (стр. 1 из 3). Железобетонные каркасные здания
СБОРНЫЕ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Конструктивные схемы. Жилые и общественные здания, у которых все несущие и ограждающие конструкции состоят из крупноразмерных деталей, изготовленных на заводах, называют полносборными. Полносборными (из бетонных и железобетонных деталей) строят почти половину зданий. Процесс возведения их в основном сводится к монтажу готовых конструкций (деталей).
Рис. 1. Разрез здания: 1 – фундаменты, 2 – стены подвала, 3 – перекрытия, 4 – внутренние поперечные стены, 5 – наружные стены, 6 – лестничная площадка, 7– лестничный марш, 8 – внутренняя продольная стена, 9 – перегородка, 10 – отмостка
В зависимости от конструктивной системы несущего остова полносборные здания делятся на бескаркасные крупноблочные (см. рис. 1), бескаркасные крупнопанельные и каркасные (см. рис. 3).
Рис.2. Конструктивные схемы безкаркасных зданий.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий: а – с самонесущими стенами, б – с навесными стенами; 1 – колонны, 2 – ригели, 3 – плиты перекрытий, 4 – стены самонесущие, 5 – навесные панели
Бескаркасные крупноблочные здания со стенами из бетонных и других блоков возводят с продольными и поперечными несущими наружными и внутренними стенами.
В зданиях с поперечными несущими стенами продольные наружные стены самонесущие, а плиты (панели) перекрытия опираются на поперечные стены.
Здания, у которых несущими являются как поперечные, так и продольные стены (см. рис. 2, а), обычно имеют панели перекрытий размером на комнату, опирающиеся всеми четырьмя сторонами на поперечные и продольные стены.
Общественные многоэтажные здания чаще возводят с продольными несущими стенами (см. рис. 2, б). В зависимости от ширины здания может быть не одна, а две внутренние продольные стены. Поперечные стены в таких зданиях устраивают преимущественно в лестничных клетках, в местах, где должны проходить дымовые и вентиляционные каналы, а также в других местах, где по расчетам они нужны для обеспечения жесткости здания или отделения одной части здания от другой несгораемыми стенами. Такие стены выводят выше кровельного покрытия (крыши) здания и их называют брандмауэрными.
Наружные стены крупноблочных зданий – двухрядной разрезки по высоте этажа на блоки (см. рис. 1) – монтируют из следующих типовых основных блоков: простеночных, образующих простенки между окнами, толщиной 400…600 и шириной 990… 1390 мм и рядовых такой же конструкции, как и простеночные, но устанавливаемых на глухих участках стен; подоконных шириной 790… 1490 мм с нишами для приборов отопления, устанавливаемых между простеночными; перемычных с четвертью для опирания плит междуэтажного перекрытия, перекрывающих оконный проем; поясных, такой же формы, как перемычные, устанавливаемых на глухих участках стен по верху рядовых блоков.
Внутренние стены монтируют из блоков однорядной разрезки толщиной 300 мм. Их ширина зависит от возможностей производства конструкций и конструктивной схемы стен.
Кроме перечисленных при строительстве крупноблочных зданий применяют стеновые угловые, карнизные, цокольные, парапетные, санитарно-технические блоки. Их изготовляют высотой на этаж.
Бескаркасные крупнопанельные здания бывают с тремя продольными несущими стенами и с поперечными несущими стенами, устанавливаемыми с малым или большим шагом друг от друга.
В домах с тремя продольными несущими стенами (две наружные, одна внутренняя) наружные стеновые панели делают трехслойными из тяжелого бетона с утеплителем или однослойными из легкого или ячеистого бетона. Для внутренних стен в домах этого типа используют сплошные железобетонные панели высотой в этаж и толщиной 120… 160 мм. Междуэтажные перекрытия в этом случае, как правило, делают из многопустотных или сплошных плит-панелей шириной 1200…2400 мм; опираются они на наружные и внутренние несущие стены. Перегородки устанавливают на перекрытия. Панели перегородок – самонесущие из гипсобетона, гипсовых плит или других материалов.
В крупнопанельных домах с поперечными несущими стенами (рис. 4) все основные элементы несущие: поперечные стены-перегородки 4, внутренняя продольная 6 и наружные стены. Панели перекрытий 5 имеют опоры со всех четырех сторон. При этом наружные стеновые панели , которые мало отличаются от наружных панелей в домах с продольными несущими стенами, считают также несущими. Перегородочные панели 4 и панели 6 для внутренней продольной стены изготовляют из тяжелого бетона; толщина панелей 140… 180 мм. Панели перекрытий 5 делают толщиной 120… 160 мм размером на комнату; изготовляют их сплошными из тяжелого бетона.
Рис. 4. Крупнопанельный дом с поперечными несущими стенами: 7 – наружные панели, 2 – санитарно-технические кабины, 3 – не несущие перегородки, 4 – несущие стены-перегородки, 5 – панели перекрытий, 6 – внутренняя продольная стена, 7 – цокольные панели, 8 – блоки фундаментов
Санитарно-технические узлы монтируют, как правило, из готовых кабин 2, оборудованных приборами. Кровельные покрытия в жилых и общественных зданиях устраивают в виде чердачных крыш из железобетонных плит-панелей с вентилируемым чердаком.Каркасными сооружают многоэтажные общественные и административные здания. Каркасные здания бывают с полным каркасом (см. рис. 3, а, б), когда колонны в здании устанавливают во всех точках пересечения осей планировочной сетки, и с неполным каркасом, когда колонны располагаются лишь по внутренним осям, а наружные стены также несущие.Каркас состоит из колонн и ригелей 2, выполненных в виде балок с четвертями или прямоугольных для опирания конструкций перекрытий. Колонны и ригели образуют несущие геометрически неизменяемые рамы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки здания.Для обеспечения пространственной устойчивости применяют жесткие соединения ригелей с колоннами (рамное соединение) либо на каждом этаже в местах, определяемых расчетом, устанавливают между колоннами вертикальные связи или стенки жесткости. Кроме того, жесткость каркаса обеспечивается плитами-распорками, укладываемыми в междуэтажных перекрытиях между колоннами.Наружные стены каркасных зданий могут быть самонесущими. В этом случае они опираются непосредственно на фундаменты или на фундаментные балки, устанавливаемые по столбчатым фундаментам. Несущие стены в виде навесных панелей 5 (см. рис. 3, 6) прикрепляют к наружным колоннам каркаса. В этом случае здание называют каркасно-панельным.
Объемно-блочные здания (рис. 5) возводят из крупноразмерных элементов – объемных блоков, которые представляют собой готовую часть здания, например комнату.
Единая модульная система. Полносборные жилые и общественные здания возводят из типовых деталей заводского изготовления. Это возможно благодаря унификации основных параметров зданий – шага колонн, пролетов (расстояние между колоннами в смежных рядах) и т. д., стандартизации элементов, обеспечивающей взаимозаменяемость и сокращение числа типоразмеров конструкций.
Унификация и стандартизация элементов сборных конструкций обеспечивается единой модульной системой ЕМС. Этой системой взаимно увязываются размеры элементов с размерами частей зданий. В основу ее положен условный единый размер – модуль М 100 мм. В соответствии с этой системой размеры пространственной планировочной схемы жилых и общественных зданий принимаются кратными укрупненному модулю 400 мм, а размеры по высоте здания – укрупненному модулю 300 мм (размер двух Ступеней лестничного марша).
Рис. 5. Схема дома из объемных блоков
Высота этажей устанавливается в жилых зданиях 2,7…3,0 м, школах, больницах – 3,6…3,9 м; на первый этажах зданий, предназначенных для торговых помещений,–4,2…4,5 м. Расстояние между комнатными перегородками (шаг) в жилых домах –2,4; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0 м, а расстояние (пролет) между продольными стенами –4,4; 4,8; 5,2; 5,6; 6,0 м. В школах и больницах расстояние между продольными стенами (ширина помещений) принимается равным 5,2; 5,6; 6,0; 6,4 м, а расстояние между поперечными стенами и перегородками – кратно укрупненному модулю и в зависимости от планировочного решения принимается до 7,2 м.
Железобетонные каркасные здания — МегаЛекции
6.8.1 В каркасных зданиях конструкцией, воспринимающей горизонтальную сейсмическую нагрузку, могут служить: каркас; каркас с заполнением; каркас с вертикальными связями, диафрагмами или ядрами жесткости. В качестве несущих конструкций зданий высотой более 9 этажей следует принимать каркасы с диафрагмами, связями или ядрами жесткости.
При выборе конструктивных схем предпочтение следует отдавать схемам, в которых зоны пластичности возникают в первую очередь в горизонтальных элементах каркаса (ригелях, перемычках, обвязочных балках и т.п.).
6.8.2 В колоннах рамных каркасов многоэтажных зданий при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов шаг хомутов (кроме требований, изложенных в 6.7.9, 6.7.10) не должен превышать 1/2h, а для каркасов с несущими диафрагмами - не более h, где h - наименьший размер стороны колонн прямоугольного или двутаврового сечения. Диаметр хомутов в этом случае должен быть не менее 8 мм.
6.8.3 В вязаных каркасах концы хомутов необходимо загибать вокруг стержня продольной арматуры и заводить внутрь бетонного ядра не менее чем на 6d хомута, считая от оси продольного стержня. В угловых стержнях угол заведения должен быть 30°-60°.
6.8.4 Элементы сборных колонн многоэтажных каркасных зданий по возможности следует укрупнять на несколько этажей. Стыки сборных колонн необходимо располагать в зоне с наименьшими изгибающими моментами. Стыкование продольной арматуры в сборных элементах колонн внахлестку без сварки не допускается. Продольная арматура сборных элементов колонн длиной до 10,7 м должна состоять из целых стержней мерной длины.
6.8.5 Стыкование продольной арматуры диаметром свыше 22 мм в монолитном железобетоне следует выполнять с помощью специальных механических соединений (опрессованных или резьбовых муфт), а также ручной дуговой сваркой на стальной скобе-накладке или ручной дуговой сваркой продольными швами с парными накладками для стержней арматуры диаметром до 22 мм включительно.
6.8.6 На опорных участках плит перекрытий число устанавливаемой поперечной арматуры, нормальной к плоскости плиты, определяют расчетом на продавливание, а если по расчету не требуется, то конструктивно. В обоих случаях ближайшие к контуру площадки передачи нагрузки плиты стержни поперечной арматуры располагают на расстоянии не ближе 1/3 h0 и не далее 1/2 h0 от этого контура. Ширина зоны размещения расчетной или конструктивной поперечной арматуры в обоих осевых направлениях должна быть не менее 2 h0, считая от контура площадки передачи нагрузки.
Расчетная и конструктивная поперечные арматуры плиты должны состоять из стержней периодического профиля диаметром не менее 8 мм, которые следует соединять с продольной рабочей арматурой посредством контактной сварки или концевых отгибов (крюков). Шаг стержней поперечной арматуры - по нормам проектирования железобетонных конструкций.
6.8.7 Для железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий с арматурой классов А400 и А500 общий процент армирования рабочей продольной арматурой не должен превышать 6 %, а арматурой А600 - 4 %.
Допускается более высокое насыщение колонн продольной арматурой при условии усиления приопорных участков колонн с помощью конструктивного косвенного армирования сварными сетками с размером ячейки не более 100 мм в количестве не менее четырех, располагаемыми с шагом 60-100 мм на длине (считая от торца элемента не менее 10d, где d - наибольший диаметр стержней продольной арматуры). Сетки из арматуры классов А400, А500, В500 должны быть диаметром не менее 8 мм.
6.8.8 Жесткие узлы железобетонных каркасов зданий должны быть усилены применением сварных сеток, спиралей или замкнутых хомутов.
Участки ригелей и колонн, примыкающие к жестким узлам рам на расстоянии, равном полуторной высоте их сечения (но не более 1/4 высоты этажа или пролета ригеля), должны армироваться замкнутой поперечной арматурой (хомутами), устанавливаемой по расчету, но не реже чем через 100 мм, а для рамных систем с несущими диафрагмами - не реже чем через 200 мм.
6.8.9 Диафрагмы, связи и ядра жесткости, воспринимающие горизонтальную нагрузку, должны быть непрерывными по всей высоте здания и располагаться в обоих направлениях равномерно и симметрично относительно центра тяжести здания. В каждом направлении должно устанавливаться не менее двух диафрагм, расположенных в разных плоскостях. Допускается в верхних этажах здания уменьшать число и протяженность диафрагм при сохранении симметричности их расположения в пределах этажа. Изменение сдвиговой (изгибной) жесткости диафрагм соседних этажей при этом не должно превышать 20 %, а длина диафрагмы жесткости должна быть не менее высоты этажа.
6.8.10 При проектировании зданий с существенно меньшей жесткостью нижних этажей (здания с «гибким» нижним этажом) с расчетной сейсмичностью площадки строительства 8 и 9 баллов колонны «гибкого» этажа следует, как правило, выполнять стальными или с жесткой арматурой.
6.8.11 В зданиях с безригельным каркасом максимальное расстояние между диафрагмами жесткости не должно превышать 12 м при отсутствии ядер жесткости.
6.8.12 Максимальные расстояния между осями колонн в каждом направлении при безбалочных плитах и безбалочных плитах с капителями следует принимать при сейсмичности 7 баллов - 7,2 м, при сейсмичности 8, 9 баллов - 6,0 м. Толщину перекрытий с капителями и без них безригельного каркаса следует принимать не менее 1/30 расстояния между осями колонн и не менее 180 мм, класс бетона - не ниже В20.
6.8.13 При расчете прочности нормального сечения плиты безригельных бескапительных каркасов на действие изгибающего момента расчетную ширину сжатой зоны бетона следует принимать не более трехкратной ширины колонн. На этой расчетной ширине в каждом осевом направлении должно быть размещено не менее 50 % общего количества продольной рабочей арматуры плиты, приходящейся на ширину одного пролета, 10 % площади всей рабочей арматуры, размещенной на указанной расчетной ширине плиты, необходимо пропустить сквозь тело колонны. Обрыв нижней арматуры в опорной зоне плиты не допускается.
Рекомендуется не менее 30 % всей продольной арматуры плиты устанавливать в форме групп протяженных сварных неразрезных каркасов, плоских вертикальных или пространственных прямоугольного или треугольного сечения. Такие каркасы в обоих осевых направлениях следует сосредотачивать в составе полос усиленного армирования над колоннами, где не менее двух плоских каркасов или двух верхних стержней пространственного каркаса должны быть пропущены сквозь тело колонны, а также в составе арматуры, проходящей через срединные участки пролетов. Непрерывность этих каркасов в пределах общих габаритов перекрытия должна быть обеспечена стыковыми сварными соединениями продольных стержней каркасов. Эти стыковые соединения должны располагаться в зонах минимальных изгибающих моментов по соответствующим осевым направлениям и иметь прочность не ниже нормативного сопротивления стыкуемых стержней.
6.8.14 В качестве ограждающих стеновых конструкций каркасных зданий следует применять легкие навесные панели. Допускается устройство кирпичного или каменного заполнения, соответствующего требованиям 6.14.4, 6.14.5.
6.8.15 Применение самонесущих стен из каменной кладки допускается:
при шаге пристенных колонн каркаса не более 6 м;
при высоте стен зданий, возводимых на площадках сейсмичностью 7; 8 и 9 баллов, не более 12; 9 и 6 м соответственно.
6.8.16 Для обеспечения раздельной работы ненесущих и несущих конструкций при сейсмических воздействиях конструкция узлов сопряжения каменных стен и колонн, диафрагм и перекрытий (ригелей) должна исключать возможность передачи на них нагрузок, действующих в их плоскости. Прочность элементов стен и узлы их крепления к элементам каркаса должны соответствовать 5.5 и быть подтверждены расчетом на действие расчетных сейсмических нагрузок из плоскости.
Кладка самонесущих стен в каркасных зданиях должна иметь гибкие связи с каркасом, не препятствующие горизонтальным смещениям каркаса вдоль стен.
Между поверхностями стен и колонн каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм.
По всей длине стен в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.
6.8.17 При проектировании каркасных зданий кроме деформаций изгиба и сдвига в стойках каркаса необходимо учитывать осевые деформации, а также должен быть выполнен расчет на устойчивость против опрокидывания.
6.8.18 В зданиях высотой до 12 этажей при обязательном применении железобетонных диафрагм или ядер жесткости допускается включение в работу на восприятие сейсмических и вертикальных нагрузок каменных стен, связанных с колоннами и диафрагмами выпусками арматурных сеток, устанавливаемых с шагом по высоте в соответствии с требованиями 6.14.13. Сетки должны быть установлены по всей высоте стен. При этом необходимо выполнение расчетов конструкций здания с учетом каменного заполнения и без него. Армирование железобетонных элементов следует выполнять по наиболее невыгодному для них расчету.
6.8.19 Связь стен с колоннами и диафрагмами по вертикали должна осуществляться не менее чем в трех точках, распределенных по высоте равномерно. Связь с перекрытиями должна осуществляться с шагом не более 3 м при обязательной постановке связей в местах сопряжения колонн (диафрагм) и перекрытий (ригелей).
megalektsii.ru
Промышленное здание с ЖБ каркасом
Содержание:
1. Исходные данные
2. Генплан
3. Объемно-планировочные решения
4. Архитектурно-конструктивные решения
4.1. Фундамент
4.2. Фундаментная балка
4.3. Колонны
4.4. Покрытие
4.5. Теплотехнический расчет стеновых ограждений
4.6. Наружные стеновые панели
4.7. Кровля
4.8. Окна
4.9. Ворота
4.10. Полы
5. Расчет административно-бытового корпуса (АБК)
6. Список литературы
В данной курсовой работе выполнен проект одноэтажного промышленного здания «Цех формовки и термообработки железобетонных конструкций».
Температура наиболее холодной пятидневки: -27°С;
средняя температура холодного периода: -4,3°С;
продолжительность холодного периода: 196 сут.
Краткая характеристика технологического процесса: Арматура и материал для форм поступают на грузовых автомобилях на участок заготовки арматуры и на участок подготовки форм. Затем арматурные каркасы и формы поступают на участок формовки изделий, откуда формованные изделия отправляют на тепловлажностную обработку. По завершении термообработки готовые элементы попадают на участок контроля и маркировки, где их отгружают на автотранспорт. Транспортировка внутри цеха осуществляется кранами и железнодорожной тележкой.
1- заготовка арматуры
2- подготовка форм
3- формовка изделий
4- тепловлажностная обработка
2. Генплан
Взаимное расположение зданий и сооружений на генеральном плане предприятия, ширина разрывов между ними, трассировка транспортных сетей и т.п. находятся в неразрывной связи с технологической схемой всего предприятия.
Расположение зданий и сооружений на генеральном плане принято в соответствии с технологической схемой, а также с учетом необходимости блокирования зданий и зонирования территории. Также предусмотрено благоустройство (озеленение, стоянка для автомашин, дороги).
В соответствии с требованиями блокирования отдельные сооружения объединены в единый производственный блок, что позволяет четко разбить территорию предприятия прямолинейными проездами и создает предпосылки для улучшения архитектурной композиции застройки.
Зонирование застройкивнутри производственной зоны предприятия осуществляется по функционально-технологическому признаку. Также при разработке генерального плана соблюдалась изоляция грузовых и людских потоков.
По противопожарным требованиям минимальные расстояния между зданиями и сооружениями назначены в соответствии со степенью огнестойкости их конструкций и категорий производства по указаниям СНиП 2-89-80 «Генеральные планы промышленных предприятий».
Схема генерального плана показана на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Схема генплана 3. Объемно-планировочные решения
Данный цех представляет собой одноэтажное двухпролетное бесфонарное здание с перепадом высот по пролетам 1,8 м , имеющего простую прямоугольную форму в плане (см. рис. 3.1).
По типу подъемно-транспортного оборудования данное промышленное здание относится к крановому (с мостовыми кранами 10т и 12,5т).
Размеры здания в плане 36,5´72 м. По объемно-планировочному решению здание представляет собой схему ячейкового (здание с объемно-планировочными элементами или пространственной ячейкой) типа с двумя параллельными пролетами по L1 =L2 =18. Шаг колонн по наружным и внутренним осям B=6.000 м. Высота от чистого пола до низа несущих стропильных конструкций первого пролета h2 =10,8 м, второго - h3 =12,6 м.
Внутрицеховой транспорт – мостовые электрические краны, по два крана в пролете. В первом продольном пролете грузоподъемность кранов составляет Q1 =12,5 т; во втором продольном пролете грузоподъемность кранов Q2 =10 т.
Для передачи из пролета в пролет и из одного отделения в другое в проекте предусмотрены передаточные тележки.
В площадь здания 2628 м2 входят следующие помещения:
- Заготовка арматуры - 788,4 м2 ;
- Подготовка форм - 131,4 м2 ;
- Формовка изделий - 525,6 м2 ;
- Тепловлажностная обработка - 1051,2 м2 ;
- Контроль, маркировка - 131,4 м2 ;
В здании предусмотрено трое ворот для эвакуации людей и въезда автомобильного транспорта.
Здание отапливаемое, с естественным освещением. Установлены санитарные узлы. Максимальное расстояние от самой удаленной точки цеха до санузлов составляет не более 75 м, что отвечает санитарно-гигиеническим требованиям.
Рис. 3.1. План здания
Привязка колонн к продольным разбивочным осям (рис.3.2):
К продольным осям колонны имеют нулевую привязку (наружная грань колонны совпадает с разбивочной осью). Размер вставки между осями при продольном деформационном шве 500 мм .
Рис. 3.2. Привязка колонн к продольным разбивочным осям
Привязка колонн к крайним поперечным осям (рис. 3.3):
К крайним поперечным осям, колонны имеют привязку 500 мм - оси 1, 13 т.е. геометрические оси сечения колонн смещены внутрь от разбивочной оси на 500 мм.
Рис. 3.3. Привязка колонн к поперечным разбивочным осям
Привязка колонн к средним разбивочным осям (рис. 3.4):
К средним осям колонны имеют центральную привязку (оси проходят через геометрический центр тяжести нижней части колонны).
Рис. 3.4. Привязка колонн к средним разбивочным осям
4. Архитектурно-конструктивные решения
Данное промышленное здание выполняется по каркасной схеме (рис.4.1). В качестве материала для каркаса принят железобетон. Несущим остовом одноэтажного каркасного промышленного здания служат поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.
Рис. 4.1. Каркасная рамно-связевая конструктивная схема
Поперечная рама каркаса состоит из стоек (колонн), жестко заделанных в фундамент, и плит-оболочек, опертых на ЖБ продольные балки. Соединение колонн с покрытием шарнирное.
В продольном направлении жесткость обеспечивается постановкой вертикальных портальных связей в осях 7-8, и жестким диском покрытия.
Железобетонный каркас состоит из следующих элементов:
- фундамент
- фундаментные балки
- колонны
- продольные балки
- плиты-оболочки
- стеновые панели
4.1. Фундаменты
Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью (серия 1.412) под колонны серии КЭ-01-52.
Обрез фундамента располагается на отметке – 0,150 м под железобетонные колонны.
Колонна площадью сечения 1,0 x 0,4 и 0,5 м, подколонник площадью сечения 1,8 x 1,2 м, глубина стакана 0,95 м. Фундамент ФГ 31-35(см. рис. 4.1.1.). Площадь сечения подошв: первой – 3,3 x 2,4 x 0,3 м, второй - 2,4 x 1,8 x 0,3. Высота фундамента 3,0 м. Объем бетона 7,97 м3 .
Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент), изготовленные из арматуры периодического профиля.
Рис. 4.1.1. Схема фундамента: ФГ 31-35
4.2. Фундаментная балка
Фундаментная железобетонная балка для шага колонн 6м (серия КЭ-01-23).
Самонесущие стены промышленного здания устанавливают на фундаментные балки. Сечение балки трапецеидальное, размеры сечения показаны на (рис. 4.2.1.), посредством которых нагрузку передают на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрез фундаментов (– 0,150 м). Это так называемые приливы площадью сечения 0,3 x 0,6 м с обрезом на отметке – 0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м).
При замерзании под действием увеличивающихся в объеме пучинистых грунтов в фундаментных балках могут возникнуть деформации, а также промерзание пола вдоль стен, от этого избавляются путем засыпки балки с боков и снизу шлаком. Поверх фундаментных балок укладывают гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора или из двух слоев рулонного материала на мастике. На поверхности земли вдоль фундаментных балок устраивают отмостку или тротуар. После установки сборных фундаментных балок зазоры между ними и колоннами заполняют бетоном. Под воротами фундаментные балки не устраиваются.
Рис. 4.2.1. Фундаментная балка
4.3. Колонны
Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий высотой 10,8м и 12,6м с кранами грузоподъемностью 10-15 т. (серия КЭ-01-52)
Для параллельных пролетов в осях АБВГ 18 м, шагов колонн 6 м проектом предусмотрены железобетонные колонны прямоугольного сечения серии КЭ-01-52. Размеры колонны показаны на рис. 4.3.1.
Рис. 4.3.1. Колонны
Колонны фахверка.
Для крепления торцевых стеновых панелей предусмотрены колонны торцевого фахверка из сварного широкополочного двутавра (рис.4.3.2). Шаг колонн фахверка 6 м. Привязка фахверковых колонн к крайним поперечным осям нулевая. Для навешивания поперечных перегородок устанавливаются фахверковые колонны из двух швеллеров №20 (рис.4.3.3) с шагом 6 м.
mirznanii.com
Каркасы зданий
Полный и неполный каркасы многоэтажных зданий
В современном многоэтажном строительстве широко применяют каркасную конструктивную схему с полным каркасом и самонесущими или навесными стенами и с неполным каркасом и несущими стенами. По роду материалов каркасы в этих зданиях выполняют преимущественно из железобетона, но в малоэтажных каменных зданиях иногда применяют внутренний каркас с кирпичными столбами. Стальной каркас применяют в гражданских и промышленных зданиях при значительной высоте или больших пролетах. Кирпичные столбы внутреннего каркаса устраиваются из полнотелого кирпича на растворах высоких марок. Для увеличения несущей способности столбов применяют поперечное или продольное армирование, в первом случае сетки из проволоки укладывают через 2—4 ряда в швы кладки, во втором — вертикально установленные стержни арматуры снаружи столба связывают хомутами и покрывают защитным слоем раствора.
Железобетонные каркасы разделяются на сборные и монолитные, причем первые являются более индустриальными. Монолитный каркас применяют редко, в уникальных зданиях или по особым технологическим требованиям. Колонны и прогоны в монолитном каркасе, армированные стержнями продольной арматуры и поперечными хомутами, составляют единое целое. Бетонирование каркаса осуществляется в опалубке.
Сборные железобетонные каркасы (рис. 19) являются основным типом каркасов многоэтажных зданий. Этот каркас в гражданских зданиях состоит из одно- или двухэтажных стоек (колонн) -и ригелей таврового или прямоугольного сечения. По высоте стойки соединяются сваркой стальных оголовков колонн между собой или сваркой концов арматурных стержней, выпущенных из тела стоек с последующим замоноличиванием стыка. Стыки стоек при этом располагают в каждом этаже или через этаж на расстоянии 0,6—1 м от уровня пола. Ригели присоединяют к стойкам сбоку с помощью сварки закладных стальных деталей, предусмотренных в этих конструктивных элементах, и с последующей заделкой бетоном.
Рис. 19. Сборный железобетонный каркас1 - колонна; 2 — стык колонны; 3 - ригель; 4 — стык ригеля с колонной; 5—настил перекрытия
В многоэтажных промышленных зданиях применяют балочную и безбалочную схемы каркасов. Элементами каркаса являются колонны с фундаментами под ними и ригели перекрытий, вместе образующие железобетонные рамы. Сборный железобетонный каркас с балочным ререкрытием проектируют как рамную, рамно-связевую или шарнирно-связевую системы. При рамной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки, приходящиеся на здание, воспринимают железобетонные рамы с жесткими узлами. В рамно-связевой системе рамы с жесткими узлами воспринимают только вертикальные усилия, а горизонтальные усилия воспринимают перекрытия, передавая их на поперечные и торцовые стены и лестничные клетки. Если узлы рам имеют не жесткое, а шарнирное крепление, такая система называется шарнирно-связевой, передача нагрузок при этом происходит также, как и в рамно-связевой. Сборные железобетонные каркасы с балочным перекрытием (рис. 20) широко применяют при возведении многоэтажных промышленных зданий. Балочное перекрытие состоит из ригелей (прогонов), опирающихся на консоли колонн, и ребристых плит, уложенных по прогонам. Сборные элементы каркаса соединяются сваркой закладных деталей с последующим замоноличиванием.
Рис. 20. Многоэтажное здание с балочными перекрытиями
При безбалочной схеме (рис. 21) на капители колонн, выполненные в виде усеченной пирамиды квадратного сечения в основании, опирают многопустотные надколонные панели. На эти панели укладывают панели перекрытия. При безбалочной схеме перекрытие получается меньшей высоты, чем при балочной, но требуется больше бетона и стали, кроме того, более трудоемок монтаж.
Рис. 21. Многоэтажное промышленное здание со сборными безбалочными перекрытиями
Лучшие показатели имеют сборно-монолитные безбалочные перекрытия. В этой конструкции капителью служит плоская железобетонная плита с отверстием для колонны. На плиту опираются межколонные многопустотные панели, а на них — пролетные панели. Арматурную сетку, укладываемую по межколонным панелям, сваривают с арматурой пролетных панелей и заполняют бетонной смесью. Недостатком такой конструкции является применение монолитного бетона.
стр.1 стр.2 стр.3 стр.4 стр.5
stroitelnyj-sajt.ru
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ЗДАНИЯ | Железобетонные каркасы
Здания имеют надземную часть – ту, что возвышается над уровнем земли, и подземную, которая расположена ниже тротуара или отмостки. Часть здания по высоте, ограниченная полом и перекрытием или полом и покрытием, составляет этаж. В зависимости от количества этажей здания бывают одно-, двух-, трех-…, многоэтажные.
Этажи надземной части зданий, у которых полы находятся не ниже планировочной отметки земли (тротуара, отмостки), называются надземными. Этажи подземной части, полы которых находятся ниже уровня отмостки, но не более чем на половину высоты расположенных в нем помещений – цокольные, а с отметкой пола ниже отмостки более чем на половину высоты расположенных в нем помещений – подвальные. Этаж, в котором размещают инженерное оборудование и коммуникации, называется технический. Технический этаж размещают в цокольной части здания, над верхним этажом или в середине здания. Чердачное помещение под крутой с изломом крышей (преимущественно в жилых зданиях) называется мансардой.
Здания состоят из взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов (частей). По функциональному назначению их подразделяют на несущие, ограждающие и совмещающие обе эти функции.
Несущие элементы (колонны, балки, ригели, фермы, стены, перекрытия) воспринимают нагрузки, возникающие в здании и действующие на него извне (нагрузки от конструкций самого здания, оборудования, снега, ветра, людей).Ограждающие элементы (стены, перегородки, перекрытия, окна, двери, крыша) разделяют здание на отдельные помещения и защищают их и здание в целом от атмосферных воздействий. Ограждающие конструкции также воспринимают передаваемые на них нагрузки.
Элементы, совмещающие несущие и ограждающие функции, должны удовлетворять требованиям по несущей способности, а также по теплопроводности, влаго-, воздухопроницаемости и звукоизоляции. К основным несущим элементам здания (рис. 1) (сооружения) относятся
фундаменты, стены 2, 4, 5, отдельные опоры, колонны, перекрытия 3 и покрытия. Эти элементы составляют несущий каркас здания. Каркас должен обеспечивать восприятие всех нагрузок, воздействующих на здание, а также пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.
По конструктивной схеме несущего остова здания подразделяют на бескаркасные, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях (рис. 2, а, б) основными вертикальными несущими элементами служат стены, в каркасных (рис. 3, а, б) – отдельные опоры (колонны, столбы), в зданиях с неполным каркасом – и стены, и отдельные опоры.
Рис. 1. Разрез здания: 1 – фундаменты, 2 – стены подвала, 3 – перекрытия, 4 – внутренние поперечные стены, 5 – наружные стены, 6 – лестничная площадка, 7– лестничный марш, 8 – внутренняя продольная стена, 9 – перегородка, 10 – отмостка
Рис.2. Конструктивные схемы безкаркасных зданий.
Рис. 3. Конструктивные схемы каркасных зданий: а – с самонесущими стенами, б – с навесными стенами; 1 – колонны, 2 – ригели, 3 – плиты перекрытий, 4 – стены самонесущие, 5 – навесные панели
Стены здания (см. рис. 1) наружные 5 ограждают помещения от внешней среды, внутренние 4– отделяют одни помещения от других.
Стены бывают несущие, самонесущие и ненесущие. Несущие стены 5 и 4 воспринимают нагрузку от собственного веса и всех других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц). С такими стенами, как правило, строят жилые и общественные (кирпичные, блочные и крупнопанельные) здания и нередко подсобно-производственные здания. Самонесущие стены передают на фундаменты нагрузку от собственного веса, на них не опираются перекрытия или другие конструкции. Чаще всего такие стены бывают в одноэтажных подсобно-производственного назначения с несущим каркасом, на который опираются конструкции покрытия. Стены, только ограждающие помещения от внешнего пространства и передающие собственный вес в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции, называют ненесущими; такие же стены, навешиваемые на вертикальные конструкции здания,– навесными (см. рис. 3, б). Навесные стены устанавливают часто в каркасных производственных зданиях.
Во многих жилых и общественных зданиях верхняя чась наружной стены выступает за ее плоскость. Такая часть стены называется карнизом. Вынос карниза, т. е. расстояние от стены до его края, назначают в проекте. При этом учитывают необходимость защиты стен от воды, стекающей с крыши, и архитектурные особенности здания.
Часть стены, расположенная по фасаду здания выше кровли, называется парапетом. Нижняя часть наружной стены, опирающаяся непосредственно на фундамент, составляет ее цокольную часть, часть стены между проемами – простенок, а участок стены, расположенный непосредственно над проемом,– перемычка.
В зданиях с кирпичными стенами в местах опирания несущих конструкций (прогонов, балок) часто располагают столбы, связанные непосредственно со стеной (вертикальный прямоугольный выступ из плоскости стены), их называют пилястрами.
Колонны (см. рис. 3) – отдельно стоящие опоры каркаса, на которые опираются ригели 2, балки, фермы и уложенные по ним перекрытия 3 и покрытия. Элементы каркаса (колонны, ригели, балки, фермы) жестко или шарнирно связываются между собой, кроме того, в расчетных местах между ними устанавливают связи или диафрагмы жесткости, что обеспечивает пространственную неизменяемость и устойчивость каркаса и здания в целом.
В каркасах зданий и сооружений устанавливают колонны стальные, железобетонные. В зданиях из кирпича и камня отдельно стоящие колонны (опоры) нередко возводят из того же материала, что и стены – из кирпича или камня и тогда их называют столбами.
Ригели, балки, фермы – горизонтальные или наклонные несущие элементы каркаса, по ним укладывают сборные элементы перекрытий и кровельных покрытий или монолитные перекрытия. Все эти элементы каркаса выполняют стальными или железобетонными. Их размеры зависят от перекрываемых пролетов (расстояний между опорами) в зданиях и сооружениях.
Перекрытия совмещают ограждающие и несущие функций. Междуэтажные перекрытия 3 разделяют в здании смежные по высоте помещения (этажи). Перекрытия над подвалом называют цокольными, а над верхним этажом – чердачными. Перекрытия чаще выполняют из сборных железобетонных панелей, иногда – из монолитного железобетона.
Перегородки 9 (см. рис. 1) – ограждающие элементы, которые разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения,– возводят из гипсовых плит, железобетонных панелей, керамических и других пустотелых камней, кирпича и других материалов. Перегородки опираются на перекрытия.Крыша совмещает ограждающие и несущие функции и служит для защиты здания от атмосферных осадков и удаления их за его пределы. Такие же функции выполняют покрытия на зданиях, не имеющих традиционной крыши.В малоэтажных домах крыша состоит из стропил, установленных на стены, к которым прикреплена обрешетка. В качестве кровельного покрытия, укладываемого по обрешетке, используют асбестоцементные волнистые листы, черепицу, рубероид, стеклорубероид, кровельную сталь. В многоэтажных зданиях чердачные крыши устраивают из сборных железобетонных плит. В некоторых зданиях делают покрытия, в которых совмещены функции крыши и потолка. Такие покрытия называют бесчердачными, их широко применяют в промышленных и сельскохозяйственных зданиях, покрытия укладывают по балкам или фермам.
Лестничные клетки служат для сообщения между этажами здания. Их располагают между капитальными (несгораемыми) стенами. Часть лестницы между площадками 6 (см. рис. 1) называют маршем 7.В некоторых многоэтажных зданиях устанавливают дополнительные (запасные) лестницы, металлические или железобетонные, для эвакуации людей при пожаре. Нередко металлические лестницы делают приставными (вертикальными или наклонными) с выходами на них через балконы или наружные площадки. Такие же лестницы с выходом наружу делают в промышленных зданиях и сооружениях.
Балкон – часть здания, выступающая за плоскость стены в виде висячей площадки с ограждениями.Лоджия – помещение, включенное в общий объем здания, открытое с нужной стороны (вместо наружной стены – парапет или неостекленное .ограждение).
Эркер – полукруглый, треугольный или граненый остекленный выступ на фасаде здания чаще в несколько этажей, иногда во всю высоту фасада (обычно кроме первого этажа).
Лифтовые шахты – обособленные помещения шахтного типа для размещения лифтов; располагаются непосредственно в лестничных клетках или вблизи от них. Для возведения шахт все шире применяют сборные железобетонные объемные блоки.
Фундаменты 1 передают нагрузку от каркаса здания на грунт – основание. Основание называют естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии природного залегания; если грунт искусственно уплотняют или укрепляют, то такое основание называют искусственным.Фундаменты подвержены воздействию грунтовых вод, поэтому для возведения их применяют материалы, обладающие высокой прочностью, водо- и морозостойкостью; железобетон, бетон, бутовый камень.
Рис. 4. Фундаменты зданий: а – ленточный с уширенной железобетонной подушкой, б – столбчатый под стену, в – свайный под колонну; 1 – раствор, 2 – бетонные блоки, 3 – железобетонные фундаментные блоки, 4 – гидроизоляции, 5 – железобетонная фундаментная балка, 6 – стена, 7 – гнездо (стакан) для колонны, 8 – ростверк, 9 – свая
Фундаменты, имеющие плоскую подошву, подразделяются на ленточные (рис. 4, а), которые закладывают под стены, и столбчатые (рис. 4, б) – под отдельно стоящие колонны или столбы. Фундаменты бывают также свайные (рис. 4, в), когда здание опирается на погруженные в грунт бетонные или железобетонные сваи.
Ленточные фундаменты – в виде непрерывной стенки из монолитного бетона* .бутобетона или сборных железобетонных деталей применяют, как правило, в бескаркасных зданиях с несущими или самонесущими стенами. Обычно такие фундаменты имеют прямоугольное сечение и уширенную подошву прямоугольной или ступенчатой формы.
Столбчатые фундаменты бывают монолитные или из сборных бетонных и железобетонных блоков.
Свайные фундаменты применяют при строительстве объектов на слабых грунтах. В зависимости от грунтовых условий устраивают забивные (железобетонные или деревянные) или буронабивные бетонные или железобетонные сваи. По оголовкам свай 9 устанавливают ростверк 5, как правило, монолитный, благодаря которому свая работает как единая конструкция.
beton-karkas.ru
Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом
Содержание
Введение
I. Эскизное проектирование
1.1. Привязка колонн к разбивочным осям
1.2. Параметры мостового крана
1.3. Выбор типа колонн, размеры цеха по вертикали, проверка приближения габаритов мостового крана
1.4. Назначение длины температурного блока, привязка колонн торцевых рам блока продольном направлении
II. Статический расчет поперечной рамы
2.1. Расчетная схема
2.2. Сбор нагрузок на колонну
2.2.1. Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия
2.2.2. Постоянная нагрузка от собственного веса стены
2.2.3. Нагрузки от веса подкрановой части колонны и подкрановой балки
2.2.4. Нагрузка от снега
2.2.5. Крановые нагрузки
2.2.6. Ветровая нагрузка
III. Расчет каркаса на ПЭВМ
IV. Расчет колонны
4.1. Расчет надкрановой части колонны
4.1.1. Расчетные сочетания усилий
4.1.2 Определение коэффициента продольного изгиба
4.1.3 Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны
4.2 Расчет арматуры подкрановой части колонны
4.3 Расчет консоли колонны
V. Расчет безраскосной фермы
5.1 Геометрические размеры фермы и поперечные сечения элементов
5.2 Статический расчет фермы
5.3 Расчет верхнего пояса
5.3.1 Определение коэффициента продольного изгиба
5.3.2 Определение сечения арматуры при симметричном армировании
5.4 Расчет нижнего пояса
5.4.1 Определение сечения арматуры
5.4.2 Назначение предварительного напряжения
5.4.3 Потери предварительного напряжения
5.4.4 Расчет по образованию трещин
5.4.5 Расчет на раскрытие трещин
5.5 Расчет стоек
5.5.1 Расчет внецентренно сжатой стойки
5.5.2 Расчет растянутой стойки
5.6 Проектирование опорного узла фермы
5.6.1 Конструирование опорного узла
5.6.2 Расчет опорного узла
VI. Расчет фундамента
6.1 Определение размеров подошвы фундамента
6.1.1 Выбор типа фундамента
6.1.2 Назначение размеров подошвы фундамента
6.1.3 Проверка напряжений под подошвой фундамента
6.2 Назначение размеров подколонника
6.3 Определение максимальных краевых напряжений на грунт от расчетных нагрузок
6.4 Определение высоты плитной части фундамента
6.5 Расчет высоты и вылета нижней ступени
6.6 Расчет арматуры подошвы фундамента
6.7 Расчет подколонника
Список литературы
Одноэтажные промышленные здания в России составляют 80% от общего числа промышленных зданий. Этим определяется важность изучения конструкций и методики расчета этих сооружений, что необходимо не только при строительстве, но и при эксплуатации зданий, а также при их реконструкции.
Разработка проекта каркаса одноэтажного промздания из сборных железобетонных конструкций начинается с эскизного проектирования.
На основании исходных данных выполняется компоновка каркаса с назначением размеров поперечной и продольной рам каркаса, назначаются размеры температурных блоков. На основании требований стандартизации и унификации сборных конструкций выполняется привязка колонн к разбивочным осям в поперечном и продольном направлениях. После расстановки связей обеспечивается пространственная жесткость каркаса и его геометрическая неизменяемость.
Далее выполняется расчет основных конструкций железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания: колонны, фундамента и стропильной фермы, а также прочностные расчеты внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов, в том числе предварительно напряженных, включая расчеты по трещинообразованию и раскрытию трещин, расчеты плиты фундамента на продавливание и изгиб, специфические прочностные расчеты консоли колонны и опорного узла фермы.
Каркас одноэтажного производственного здания представляет собой пространственную систему, которая условно разделяется на плоские поперечные и продольные рамы. Поперечные рамы образуются колоннами и стропильными конструкциями в виде ферм или балок, а продольные – колоннами, плитами покрытия, подкрановыми балками и связями. Железобетонные колонны принимаются защемленными в фундаменте, а соединения колонн с ригелем, подкрановыми балками, а также ригелей с плитами покрытия считаются шарнирными. Жесткость поперечной рамы обеспечивается без установки специальных связей, т. е. за счет назначения сечений колонн, соответствующих требуемой жесткости в плоскости рамы. В продольной раме предусматривается установка вертикальных стальных связей, которые, с целью снижения усилий в колоннах от температурных перемещений, располагаются в середине температурного блока.
В курсовом проекте выполняется расчет поперечной рамы каркаса.
Исходные данные:
1. Здание одноэтажное, отапливаемое.
2. Схема поперечной рамы – 1х18 м.
3. Длина здания – 78 м.
4. Шаг поперечных рам – B=6 м.
5. Поперечные сечения колонн – прямоугольные.
6. Высота цеха – Н=10,8 м.
7. Грузоподъемность мостовых кранов 50 т (режим работы 6К).
8. Место строительства: Мухен.
9. Класс бетона: обычного – В15; преднапряженного – В25.
10. Класс арматуры: обычной – А-II, преднапряженной – К19 (A-III).
11. Напряжение арматуры на упоры.
12. Расчетное давление на грунт – R=0,20 МПа.
Требуется рассчитать и законструировать крайнюю колонну, фундамент и стропильную конструкцию.
В качестве стропильной конструкции (ригеля рамы) принимаются фермы.
Рис.1 Конструктивная схема поперечной рамы: 1 – колонна; 2 – ферма; 3 – фундамент; 4 – подкрановая балка.
При нулевой привязке наружная грань колонны совмещается с разбивочной осью. Нулевая привязка применяется: при грузоподъемности кранов
при шаге колонн 
при высоте цеха 
В остальных случаях грань колонны сдвигается с разбивочной оси наружу на 250 мм.
Так как грузоподъемность крана Q
то принимаем привязку со сдвижкой на 250 мм. 
Рис.2 Привязка колонн со сдвижкой на 250 мм: L – пролет рамы.
В соответствие с ГОСТ 25711 – 83 приняты следующие параметры мостового крана грузоподъемностью Qcr =50 т, пролетом L=16,5 м:
Рис.3 Основные параметры мостового крана
1. Пролет крана -
2. База крана – А=5600 мм.
3. Ширина крана – B=6860 мм.
4. Свес опоры крана – B1 =300 мм.
5. Габарит крана – Hcr =3150 мм.
6. Максимальная нормативная нагрузка на колесо – 360 кН.
7. Масса крана с тележкой – Qcr =41,5 т.
8. Масса тележки – Qт =13,5 т.
В зависимости от высоты цеха H=10,8 м, шага колонн В=6 м и грузоподъемности крана Qcr =50 т устанавливаются размеры крайней и средней колонн по серии 1.424.1 – 5. Данные приведены в таблице 1 и на рисунке 4.
Таблица 1 – Размеры колонн
Рис. 4 Размеры колонн
На рисунке 4 значение 150 мм есть расстояние от отметки пола до верхнего обреза фундамента.
Высота верхней части колонны будет равна:
Высота нижней части колонны (до обреза фундамента) будет равна:
Отметка головки подкранового рельса:
ОГР=H-h3 +HCR.B. +hr =10,8 м - 4,25 м+0,8 м+0,12 м=7,47 м,
где HCR.B. =0,8 м – высота подкрановой балки при шаге колонн В=6 м;
hr =0,12 м – высота подкранового рельса Кр 70 для мостовых кранов грузоподъемностью до 50 т.
Проверка зазора
между торцом крана и колонной (
Условие удовлетворяется.
Длина температурного блока для отапливаемых зданий обычно принимается до 72 м, для неотапливаемых – 48 м. В данном проекте при длине здания 78 м принимаются два температурных блока. Колонны торцевых рам блока смещаются внутрь здания с разбивочных осей на 500 мм с целью устранения доборных элементов в покрытии. В середине температурного блока располагаем вертикальные связи жесткости, воспринимающие горизонтальные продольные силы от действия ветра на торцы здания, а также от продольного торможения крана и передающие их на фундаменты. При шаге 6 м принимаются крестовые связи.
Рис.5 Продольная рама. Связи жесткости
1.5. Стеновое ограждение
Так как высота здания более 10,8 м, то высоту стеновых панелей и панелей остекления принимаем равными 1,8 м. Разбиваем высоту H=10,8 м кратно ширине панели, равной 180 см:
mirznanii.com
