Сбор нагрузок на фундамент промышленного здания с металлическим каркасом

Проектирование фундаментов одноэтажного промышленного здания каркасного типа

Страницы работы

Фрагмент текста работы

расчета по деформациям для расчета по несущей способности

Расчетные нагрузки на фундамент:

2. Сбор нагрузок на фундаменты от наземной части здания

Нагрузки от колонн Таблица 2

Единичная нагрузка, кН/м 2

Продольная сила сжатия,

Поперечная сила Q

Нагрузки от стен Таблица 3

Коэф ослаб нагр.

Расчетные нагрузки с учетом коэф. надежности по нагрузке

По I предельному состоянию (по деформационной способности ,k=1.2)

Продольная сила сжатия, N кН

Поперечная сила Q кН

По II предельному состоянию (по несущей способности, k=1)

Продольная сила сжатия, N кН

Поперечная сила Q кН

3. Подбор колонны.

Сечение 1: — пролет 30 м

— высота до верха колонны 14,4 м

Принимаем крайнюю двухветвевую колонну

Сечение 2: — пролет 18 м

— высота до верха колонны 16,2 м;14,4 м

Принимаем среднюю двухветвенную колонну и выше указанную двухветвевую колонну.

4. Привязка здания к строительной площадке.

Рассматриваем одноэтажное промышленное здание каркасного типа. Привязка здания ведется по инженерно-геологическому разрезу. Рельеф площадки, инженерно-геологические разрезы и конструктивная схема здания приняты согласно заданию курсового проекта.

5. Расчет фундаментов мелкого заложения.

5.1 Назначение глубины заложения фундамента

В качестве несущего слоя грунта принимаем I слой – песок мелкий. Мощность этого слоя – 2,5-3,5 м. По своим физико-механическим характеристикам он может служить естественным основанием. Т.к. грунт этого слоя непучинистый, то на глубину заложения фундамента не будет влиять глубина сезонного промерзания. В связи с этим определяем глубину заложения фундамента из конструктивных соображений.

5.2 Учет конструктивных особенностей здания

За основу берем ту колонну, которая заглубляется ниже.

5.3 Назначение размеров подколонника.

5.4 Определение формы и размеров подошвы фундамента

(из расчетов по I предельному состоянию)

1. Определяем сумму всех внешних нагрузок, действующих на обрез фундамента:

кН

2. Определяем расчетное сопротивление грунта R, в первом приближении приняв ширину подошвы фундамента равной ширине подколонника (b=bпк)

γc1 и γcII – коэффициенты условий работы;

k – кэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;

Мq, Mc, Mγ – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта;

kz – коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м – kz=z/b+0.2 (здесь z=8 м);

γII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ;

γ ’ II – то же, залегающих выше подошвы;

b – ширина подошвы фундамента, м;

CII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1 – глубина заложения фундамента, м;

db – глубина подвала, м.

Mq=6.34 кН/м 3

Mc=8.55 кПа

R= кПа

3. Определяем площадь подошвы фундамента по формуле:

м 2

4. Определяем размеры фундамента исходя из условия l/b=1,4

м

l=2.4*1.4=3.27 3.3 м

Проверка: А=3,3*2,4=7,92 м 2 > 7,63 м 2

5. Определим расчетное сопротивление грунта R, приняв значение b, полученное расчетом:

Rиспр = кПа

Тогда исправленное значение площади будет равно:

испр=5,6 м 2 l=2,4 м; =2,4 м

6. Определим вес фундамента:

Gф = 25*4.016 = 100.4 кН

7. Определим вес грунта:

8. Определим суммарную нагрузку в уровне подошвы фундамента:

9. Определим max и min давления на основание от фактических нагрузок (с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах) и сравним эти давления с расчетным сопротивлением грунта.

кН*м

ex = 34.155/1683.14 =0.0203 м

Pср = (306.99+277,43)/2 = 292,21 кН 3

Mc=8.55 кПа

R= кПа

3. γср=20 – 22 кН/м 3

м 2

4. м

l=2.4*1.4=3,34 3.4 м

Проверка: А=2,4*3,4=8,16 м 2 > 7,97 м 2

5. Расчетное сопротивление грунта R, приняв значение b, полученное расчетом

Rиспр = кПа

Тогда исправленное значение площади будет равно:

испр=7,1 м 2 принимаем: l=3,5 м; =2,2 м

6. Вес фундамента:

8. Суммарную нагрузку в уровне подошвы фундамента:

9. Определим max и min давления на основание.

+5,4*1,55+540*0,7= — 846,855 кН*м

ex = 846,855/2142,62=0.395 м

Pср = (466.64+92.66)/2 = 279.65 кН 3 ;

hi — толща i-го слоя грунта, м.

Дополнительное давление на подошве фундамента определяют по формуле:

σzp,0=Pср — σzg,0 , где Pср – среднее давление под подошвой фундамента, кН/м 2 ;

σzg,0 – природное давление под подошвой условного фундамента, кНм 2 ;

Дополнительное давление на кровле каждого элементарного слоя

Металлический каркас здания

Общая характеристика металлических каркасов производственных зданий и основные требования, предъявляемые к их конструкциям

Металлический каркас промышленных зданий. Современные производства размещаются в многоэтажных и одноэтажных зданиях, схемы и конструкции которых достаточно многообразны. По числу пролетов одноэтажные здания подразделяются на однопролетные и многопролетные (с пролетами одинаковой и разной высоты). В настоящее время строится больше многопролетных (с числом пролетов два и более) зданий.

Ограждающие конструкции, защищающие помещение от влияния внешней среды, пути внутрицехового транспорта, различные площадки, лестницы, трубопроводы и другое технологическое оборудование крепятся к каркасу здания.

Каркас, т.е. комплекс несущих конструкций, воспринимающий и передающий на фундаменты нагрузки от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, атмосферные нагрузки и воздействия, нагрузки от внутрицехового транспорта (мостовые, подвесные, консольные краны), температурные технологические воздействия и т.п., может выполняться из железобетона, смешанным (т.е. часть конструкций — железобетонные, часть — стальные) и стальным. Выбор материала каркаса является важной технико-экономической задачей.

Многие современные производственные здания из сэндвич-панелей характеризуются большими пролетами, большой высотой помещений, большими нагрузками от мостовых кранов.

Стальной каркас промышленного здания должен полностью удовлетворять назначению сооружения, быть надежным, долговечным и наиболее экономичным.

Соответственно к металлическим конструкциям каркасных зданий предъявляются различные требования, а именно:

  • эксплуатационные;
  • надежности и безопасности;
  • долговечности и устойчивость к агрессивным средам;
  • экономические;
  • архитектурные.

1. Эксплуатационные требования, требования надежности и долговечности

В промышленных зданиях по сравнению с другими наиболее существенно влияние технологии производства на конструктивную схему каркаса, и поэтому часто конструктивная форма полностью определяется габаритами и расположением оборудования, внутрицеховым транспортом, путями перемещения деталей и готовой продукции. Технологии производства различной продукции весьма разнообразны, а эксплуатационные требования почти всегда конкретны, специфичны именно для данного производства.

Однако некоторые требования являются общими для всех производств зданий из металлоконструкций:

  • удобство обслуживания и ремонта производственного оборудования, что требует соответствующего расположения колонн, подкрановых путей, связей и других элементов каркасных зданий;
  • нормальная эксплуатация кранового оборудования и других подъёмных механизмов, включая доступность его осмотра и ремонта;
  • необходимые условия аэрации и освещения зданий;
  • долговечность каркасных металлоконструкций, которая зависит в основном от степени агрессивности внутрицеховой среды;
  • относительная безопасность при пожарах и взрывах.

Чрезвычайно большое влияние на работу каркаса здания оказывают краны. Являясь динамическими, многократно повторяющимися и большими по величине, крановые воздействия часто приводят к раннему износу и повреждению конструкций каркаса, особенно подкрановых балок. Поэтому при проектировании каркаса здания необходимо особо учитывать режим работы мостовых кранов, который зависит от назначения здания и производственного процесса в нем.

Режим работы кранов и тип подвеса груза учитываются при проектировании каркасов. Например, при кранах весьма тяжелого режима работы должны быть обеспечены большая поперечная и продольная жесткость каркаса, большая надежность и выносливость подкрановых балок.

В связи с этим перед началом проектирования каркасных зданий должны быть, получены исчерпывающие данные о транспортном оборудовании и подсчитано число циклов нагружения конструкций за нормативный срок их эксплуатации (цикл нагружения — изменение напряжения от нуля через максимум до нуля). За количество циклов для подкрановых конструкций можно принимать число подъемов груза за срок службы.

На работу и долговечность строительных конструкций зданий большое влияние оказывает внутрицеховая среда. Степень агрессивного воздействия внутрицеховой среды на стальные конструкции определяется скоростью коррозионного поражения незащищеной поверхности металла, мм/год. В зависимости от концентрации агрессивных газов и относительной влажности установлены четыре степени агрессивности среды для стальных конструкций: неагрессивная (скорость коррозии незащищенного металла до 0,01 мм/год), слабая (до 0,1 5 мм/год), средняя (до 0,1 мм/год) и сильная (свыше 0,1 мм/год).

Читать еще:  Кака защитить фундамент на зиму и надо ли это делать?

2. Экономические факторы

К экономическим факторам относятся прежде всего затраты, связанные с возведением сооружения, включающие стоимость материалов, изготовления, перевозки и монтажа каркасных металлоконструкций. Необходимо, учитывать эффект, получаемый от сокращения времени строительства и более раннего начала производства продукции, а также расходы, связанные с поддержанием сооружения в состоянии, обеспечивающем условия его нормальной эксплуатации в течение всего срока службы.

Типизация конструкций относится как к конструктивным схемам здания в целом, так и к их отдельным элементам.

Первоначальный процесс типизации конструктивных элементов определяется сведением к обоснованному минимуму размеров основных параметров здания (пролетов, шагов колонн, высот). Это достигается унификацией габаритных схем зданий. Затем разрабатываются схемы типовых конструктивных элементов (колонн, стропильных и подстропильных ферм, подкрановых балок, связей, вспомогательных конструкций). Конечным этапом типизации является разработка рабочих чертежей сортамента типовых конструктивных элементов, из которых собирают каркас здания.

Основной предпосылкой типизации является принцип модульности, т.е. соизмеримости размеров элементов, кратности их определенной величине, называемой модулем:

  • уменьшение числа монтажных элементов;
  • снижение до минимума объема укрупнительной сборки на строительной площадке благодаря укрупнению отправочных элементов;
  • транспортабельность элементов конструкции;
  • упрощение монтажных сопряжений элементов;
  • необходимую жесткость элементов при транспортировании и монтаже металлического каркаса;
  • сокращение времени проектирования.

Унификация объемно-планировочных и конструктивных решений позволяет резко сократить число типоразмеров конструктивных элементов каркасов зданий и открывает возможность разработки типовых конструкций для многократного применения.

В настоящее время для производственных зданий общего назначения разработаны чертежи типовых колонн, ферм, подкрановых балок, фонарей, вспомогательных конструкций.

Снижение стоимости монтажа каркасных зданий из металлоконструкций достигается использованием конвейерной сборки, при которой отдельные элементы каркаса на специальной площадке собираются в жесткие пространственные блоки, целиком устанавливаемые в проектное положение. Блочный метод монтажа наиболее целесообразен для зданий большой площади, и при проектировании каркасов таких зданий должна быть учтена возможность его использования. Это требует некоторых изменений в конструкциях по сравнению с конструкциями каркаса при поэлементном монтаже каркасных зданий.

Состав каркаса металлоконструкции и его конструктивные схемы

Каркасы производственных зданий в большинстве случаев проектируются так, что несущая способность (включая жесткость) поперек здания обеспечивается поперечными рамами, а вдоль -продольными элементами каркаса, кровельными и стеновыми панелями.

Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стоек рамы) и ригелей (в виде ферм или сплошностенчатых сечений). Продольные элементы каркаса — это подкрановые конструкции, подстропильные фермы, связи между колоннами и фермами, кровельные прогоны (или ребра стальных кровельных панелей).

Кроме перечисленных элементов в составе каркаса обязательно имеются конструкции торцевого фахверка (а иногда и продольного), площадок, лестниц и других элементов здания.

Конструктивные схемы каркасов достаточно многообразны. В каркасах с одинаковыми шагами колонн по всем рядам наиболее простая конструктивная схема — это поперечные рамы, на которые опираются подкрановые конструкции, а также панели покрытия или прогоны. Такое конструктивное решение обеспечивает выполнение эксплуатационных требований в большинстве машиностроительных цехов, в которых оборудование удобно размещается при относительно небольших шагах колонн по внутренним рядам (6–12 м).

В цехах, где по средним рядам шаг колонн должен быть больше, чем по крайнему ряду, устанавливаются подстропильные фермы, на которые опираются ригели рам. При кранах большой грузоподъемности и с большим расстоянием между колоннами часто оказывается целесообразным совместить функции подстропильных ферм и подкрановых конструкций и предусмотреть по среднему ряду подкраново-подстропильную ферму, на верхний пояс которой опирается кровля, а на нижний — краны.

Размещение колонн в плане

Проектирование каркаса производственного здания начинают с выбора конструктивной схемы и ее компоновки. Исходным материалом является технологическое задание, в котором даются расположение и габариты агрегатов и оборудования цеха, количество кранов, их грузоподъемность и режим работы. Технологическое задание содержит данные о районе строительства, условиях эксплуатации цеха (освещенность, температурно-влажностный режим и т.п.).

После выбора конструктивной схемы одновременно с компоновкой решаются принципиальные вопросы архитектурно-строительной части проекта (определяются ограждающие конструкции, назначается расположение оконных, воротных проемов и т.п.).

При компоновке конструктивной схемы каркаса решаются вопросы размещения колонн здания в плане, устанавливаются внутренние габариты здания, назначаются и взаимоувязываются размеры основных конструктивных элементов каркаса.

Размещение колонн в плане принимают с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов. Оно должно быть увязано с габаритами технологического оборудования, его расположением и направлением грузопотоков. Размеры фундаментов под колонны увязывают с расположением и габаритами подземных сооружений (фундаментов под рабочие агрегаты, боровов, коллекторов и т.п.). Колонны размещают так, чтобы вместе с ригелями они образовывали поперечные рамы, т.е. в многопролетных цехах колонны разных рядов устанавливаются по одной оси.

Согласно требованиям унификации промышленных зданий, расстояния между колоннами поперек здания (размеры пролетов) назначаются в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6 м (иногда 3 м); для производственных зданий l=18, 24, 30, 36 м и более. Расстояния между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также принимают кратными 6 м. Шаг колонн однопролетных зданий, а также шаг крайних (наружных) колонн многопролетных зданий обычно не зависит от расположения технологического оборудования и его принимают равным 6 или 12 м. Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов (6 или 12 м) для каждого конкретного случая решается сравнением вариантов. Как правило, для зданий больших пролетов (l > 30 м) и значительной высоты (H > 14 м) с кранами большой грузоподъемности (Q > 50 т) оказывается выгоднее шаг 12 м и, наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее оказывается шаг колонн 6 м. У торцов зданий колонны обычно смещаются с модульной сетки на 500 мм для возможности использования типовых ограждающих плит и панелей с номинальной длиной 6 или 12 м. Смещение колонн с разбивочных осей имеет и недостатки, поскольку у торца здания продольные элементы стального каркаса получаются меньшей длины, что приводит к увеличению типоразмеров конструкций.

В многопролетных зданиях шаг внутренних колонн исходя из технологических требований (например, передача продукции из пролета в пролет) часто принимается увеличенным, но кратным шагу наружных колонн.

При больших размерах здания в. плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения температуры. Поэтому в необходимых случаях здание разрезают, на отдельные блоки поперечными и продольными температурными швами. Нормами проектирования установлены предельные размеры температурных блоков, при которых влияние климатических температурных воздействий можно не учитывать (табл. 11.1).

Наиболее распространенный способ устройства поперечных температурных швов при монтаже металлического каркаса заключается в том, что в месте разрезки здания ставят две поперечные рамы (не связанные между собой какими-либо продольными элементами), колонны которых смещают с оси на 500 мм в каждую сторону, подобно тому как это делают у торца здания.

Продольные температурные швы решают либо расчленением много-пролетной рамы на две (или более) самостоятельные, что связано с установкой дополнительных колонн, либо с подвижным в поперечном направлении опиранием одного или обоих ригелей за колонну с помощью катков или другого устройства. В первом решении предусматривается дополнительная разбивочная ось на расстоянии 1000 или 1500 мм от основной. Иногда в зданиях, имеющих ширину, превышающую предельные размеры для температурных блоков, продольную разрезку не делают, предпочитая некоторое утяжеление рам, необходимое по расчету на температурные воздействия.

В некоторых случаях планировка здания, обусловленная технологическим процессом, требует, чтобы продольные ряды колонн двух пролетов цеха располагались во взаимно перпендикулярных направлениях.

Таблица 11.1. Предельные размеры, м, температурных блоков зданий

Сбор нагрузок на фундамент

На стадии проектирования строительства жилого дома для правильного определения геометрических размеров фундамента в обязательном порядке выполняется сбор нагрузок, действующих на конструкции здания. От того, насколько точно будет выполнен расчет, зависит общая несущая способность дома или сооружения, его долговечность и прочность. По результатам расчетных данных подбирается площадь фундамента, его конфигурация, глубина расположения нижней отметки. Существуют нормативные строительные документы (СНиП), в которых четко описан принцип составления сбора нагрузок и их предельно допустимые значения.

Читать еще:  Указания по устройству фундаментов около существующих зданий и сооружений

Разновидность нагрузок

Конструкция фундамента находится под влиянием постоянных и временных нагрузок, значение которых зависит от многих факторов: климатического района застройки, видов грунтов основания, строительных материалов для основных конструкций стен, крыши, перекрытий.

Постоянные нагрузки

К постоянным видам нагрузок относятся:

  • Собственный вес конструкций здания.
  • Расчетные показатели давления грунтов на боковую поверхность ленточного фундамента.
  • Давление от грунтовых вод.

При выполнении расчетов усилия от постоянного веса считаются самым серьезным видом нагрузки.

Временная нагрузка

Конструкция здания может подвергаться периодическим временным нагрузкам, таким как:

  • Снеговая, показатель которой зависит от толщины снежного покрова в каждом конкретном регионе.
  • Ветровая, определяемая по таблице усредненных показателей розы ветров в данной местности.
  • Сейсмическая (для районов с повышенной сейсмичностью).
  • От веса мебели в помещениях и перемещения людей.

Показатели временных нагрузок можно найти в ДБН В.1.2-2 2006 «Нагрузки и воздействия» в разделе 6 по таблице 6.2.

Учет необходимых параметров

Для обеспечения надежности несущего основания необходимо грамотно и правильно произвести подсчет всех нагрузок от усилий и внешних факторов, влияющих на проектируемое здание.

Для успешного выполнения сбора нагрузок необходимо предусмотреть следующие параметры:

  1. Климатические условия места под застройку.
  2. Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
  3. Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
  4. Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
  5. Вид кровельной конструкции с материалами.

Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.

Расчет несущего основания

Расчет несущей способности ленточного фундамента можно производить двумя способами. Первый способ с применением сложных формул и точных расчетных показателей используют архитекторы и конструкторы при составлении проектной документации на строительство дома. Второй способ — более простой и понятный, рассчитанный на широкий круг желающих для самостоятельного подбора площади фундаментов. Этот вид расчета основан на использование таблиц с усредненными коэффициентами видов постоянных и временных нагрузок.

Глубина залегания

При проведении расчетов по сбору нагрузок на фундамент рекомендуется найти суммарный вес элементов конструкции и определить глубину залегания подошвы ленточной конструкции. Чтобы вычислить необходимую глубину залегания низа ленточного фундамента необходимо определить глубину промерзания грунта и сделать структурный анализ почвы. Для каждого региона существует свой показатель промерзания почвы, выведенный на основе длительных наблюдений и многолетнего опыта.

В строительстве принято закладывать ленточный фундамент на отметке ниже точки промерзания грунта.

Определение нижней отметки

Чтобы легче было понимать принцип сбора исходных данных, рекомендуется обратить внимание на конкретный примерный расчет сбора нагрузок на несущую фундаментную конструкцию с помощью таблиц усредненных коэффициентов.

Например, требуется найти проектную отметку расположения подошвы фундамента жилого дома, расположенного в городе Курск.

Таблица 2. Уровень промерзания почвы

Таблица помогает вычислить проектную глубину, на которой целесообразно размещать ленточный фундамент. Для выбранного участка строительства с глинистыми грунтами типа «супесь» искомое значение расположения нижней точки ленты фундамента равняет 3/4 табличного значения уровня промерзания грунтов.

Путем несложных арифметических вычислений определяется величина показателя:

120 см х 3/4 =120 см х 0,75 =90 см

Эта цифра показывает минимальную глубину заложения надежного фундамента, которая исключает риски деформации несущих конструкций из-за сезонных циклов замерзания и оттаивания почвы. По желанию застройщика, можно сделать и более заглубленный фундамент. Но и расчетной глубины, равной 90 см, будет вполне достаточно, чтобы получился прочный и надежный жилой дом.

Сбор нагрузок от кровельной конструкции

Кровельная нагрузка от собственного веса равномерно распределяется на несущие стены дома. Например, если жилой дом оборудован стандартной классической двухскатной крышей, в этом случае она будет опираться на две боковые противоположные крайние стены. Для определения кровельной нагрузки такого вида кровли следует произвести необходимый расчет, который удобно представить в табличном виде:

Определение нагрузок на фундаменты

Перед началом проектирования необходимо изучить конструктивное решение здания: габариты, его назначение, характер передачи нагрузки (несущие стены или каркас), материал стен и перекрытий, их размеры, количество этажей, назначение первого этажа, наличие подвала.

Расчет оснований и фундаментов производится по расчетным нагрузкам. При расчете по деформациям (II предельное состояние) коэффициент перегрузки равен 1.

Определение нагрузок действующих на фундамент производится до уровня планировочной отметки. Перед сбором нагрузок, необходимо установить какие, элементы конструкций являются несущими и какие самонесущими, как проходит передача нагрузок от перекрытий.

Сбор нагрузок от веса конструкций и временной нагрузки производится на грузовую площадь, которая принимается в соответствии со статической схемой сооружения. Для ленточных фундаментов под нагруженные несущие стены длина грузовой площадки принимается между осями оконных проемов, ширина – до середины пролета между наружной и внутренней стеной, под внутренние стены длина грузовой площади принимается равной 1 пог.м, а ширина – равной расстоянию между серединами пролетов. Для колонн длина и ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между серединами пролетов.

К постоянным нагрузкам относится вес конструкций (стен, перекрытия, кровли и др.), к временным – полезная нагрузка на перекрытия, снеговая и ветровая нагрузка. Нормативные нагрузки от веса конструкций определяются по проектным размерам и удельным весам материалов, коэффициенты перегрузки принимаются по СНиПу 2.01.07-85 (п.3.1-3.4). Величины нормативных временных нагрузок определяются по СНиПу 2.01.07-85 (п. 3.5-3.9).

При расчете нагрузки от одного перекрытия полное значение нормативных временных нагрузок, указанных в СНиПе, следует снижать в зависимости от грузовой площади А рассчитываемого элемента умножением на коэффициент сочетания ψА, равный для квартир, общежитий, служебных и бытовых помещений при А > А1 = 9 м 2

. (1.1)

При наличии двух перекрытий и более

, (1.2)

где n – число загруженных временной нагрузкой перекрытий.

Для читальных залов, торговых залов, участков обслуживания и ремонта оборудования

; м 2 . (1.3)

При наличии двух и более перекрытий

. (1.4)

Нормативные атмосферные нагрузки, определенные по неблагоприятным значениям в течение определенного периода времени, и соответствующие коэффициенты приведены в СНиП 2.01.07-85.

Возможность одновременного проявления нескольких нагрузок регламентируется нормативными документами. СНиП 2.01.07-85 выделяет основное и особое сочетание нагрузок. Основное сочетание включает постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки. Особое сочетание нагрузок, помимо постоянных и временных нагрузок включает особую нагрузку.

Расчет оснований по деформациям и по несущей способности приводится на основное сочетание нагрузок. Нагрузки на основание от наземных частей сооружения в зависимости от их схемы определяются на уровне спланированной отметки земли, верхнего обреза или подошвы фундамента отдельно от вертикальных и горизонтальных сил.

В каркасных зданиях с полным каркасом вся нагрузка от перекрытий воспринимается только каркасом. Здание имеет как внутренние, так и наружные (пристенные) колонны. Наружные стены выполняются самонесущими или как дополнение каркаса с передачей на него веса стены. В зданиях с неполным каркасом нагрузки от перекрытий передаются на наружные стены и внутренний каркас. В бескаркасных зданиях вся нагрузка от чердачного, междуэтажного перекрытия и покрытия передается на наружные и внутренние продольные стены или на наружные торцевые и внутренние поперечные стены. Так как стены здания передают нагрузку на фундамент по простенкам, нагрузка суммируется по длине, равной расстоянию между осями оконных проемов.

Пример 1.1. Требуется определить нагрузки пятиэтажного административно-бытового комбината шахты, если здание с неполным поперечным каркасом (рис. 1.5). Стены выполнены из кирпичной кладки удельным весом γ = 18 кН/м 3 , толщина наружных стен 64 см. Внутренний поперечный каркас из сборных железобетонных колонн сечением 40×40 см и ригелей сечением 54×30 см. Междуэтажные перекрытия из крупноразмерного железобетонного настила, кровля – из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком. Район строительства г. Тула.

Читать еще:  Как отделать балкон внутри своими руками вагонкой с утеплением?

Рис. 1.5. Расчетная схема к примеру 1.1

Сбор нагрузок производить в такой последовательности. Определяют постоянные нормативные нагрузки: от веса покрытия (гидроизоляционный ковер, кровельный настил и балки) – 1,5 кПа, от веса чердачного перекрытия с утеплителем – 3,8 кПа; от веса междуэтажного перекрытия – 3,6 кПа; от веса перегородок – 1,0 кПа; от веса карниза – 2 кН/м.

По СНиПу устанавливают временные нагрузки: снеговая на 1м 2 горизонтальной проекции – 1,8 кПа, временная на чердачное перекрытие – 0,7 кПа, временная на междуэтажное перекрытие – 2,0 кПа.

Решение. Определяем нагрузку на наружную стену в осях Б – 2.

Грузовая площадь А = 3,3 × 2,8 = 9,24 м 2 , где 3,3 м – расстояние между осями оконных проемов, а 2,8 м – половина расстояния в чистоте между стеной и колонной. Возможность неодновременного загружения всех пяти этажей временной нагрузкой учитываем, вводя понижающий коэффициент по формуле (1.1) при средней площади помещений 18м 2 :

;

.

Постоянные нагрузки от конструкции, кН:

вес покрытия 1,5×9,24 = 13,86;

вес чердачного перекрытия 3,8×9,24 = 35,11;

вес пяти междуэтажных перекрытий 3,6×9,24×5 = 116,3;

от сборного ригеля перекрытий 0,54×0,3×2,8×25×6 = 68,0;

вес перегородок на пяти этажах 1×9,24×5 = 46,2

вес кирпичной кладки выше чердачного перекрытия 1,5×0,51×3,3×18 = 45,0;

вес стены за вычетом веса оконных проемов на длине 3,3м

0,64×(3,6×3,2 – 2,32×1,79)×5×18 = 445,42.

Итоговая постоянная нагрузка 769,4 кН.

Временные нагрузки, кН

на кровлю 1,8 × 9,24 = 16,63;

на чердачное перекрытие 0,7 × 9,24 = 6,46;

на пять междуэтажных перекрытий с коэффициентом ψn1 = 0,66

Итоговая временная нагрузка 84,07 кН.

Нормативная нагрузка на 1м наружной стены

(769,4 + 84,07)/3,3 = 258,6 кН.

Нагрузка на колонну. кН;

грузовая площадь 5,6×5,6 = 31,36 м 2

вес покрытия 1,5×31,36 = 47;

вес чердачного перекрытия 3,8×31,36 = 119,1;

вес плит междуэтажных перекрытий 3,6×5×31,36 = 564,48;

вес перегородок на пяти этажах 1×5×31,96 = 156,8,

вес сборного ригеля перекрытий 0,54×0,3×2,8×25×2×6 = 136,0;

вес железобетонных колонн 0,4×0,4×3,6×25×5 = 72.

Итоговая постоянная нагрузка 1095,38 кН.

на кровлю 1,8×31,36 = 56,44;

чердачное перекрытие 0,7×31,36 = 21,95;

вес пяти междуэтажных перекрытий с коэффициентом ψn1 = 0,66

Итоговая временная нагрузка 275,28 кН.

Нормативная нагрузка на колонну 1095,38 + 275,28 = 1370,66 кН.

3.Определение размеров в плане фундаментов мелкого заложения на естественном основании

Выбор глубины заложения фундаментов производится в соответствии со СНиП 2.02.01.83 [3, с. 100-108]; [9, с. 37-40].

Размеры в плане фундаментов мелкого заложения на естественном основании определяются:

– для ленточного фундамента по формуле

(1)

где b – ширина подошвы фундамента, м;

N – расчетная нагрузка от веса сооружения, кН;

– среднее значение объемного веса материала фундамента и грунта на его обрезах, кН/м ; = 20 кH/м

– условное расчетное давление грунта под подошвой фундамента, определяемое по СНиП 2.02.01.838*,кПа; d – глубина заложения подошвы фундамента, м;

– для отдельно стоящего (столбчатого) квадратного фундамента

(2)

где d – высоты фундамента, квадратного в плане, м.

Если основанием фундамента служит слабый грунт, для которого не дано расчетное давление в СНиП 2.02.01.83*, то размеры фундамента в плане определяются подбором.

После определения размера фундамента в плане производится его конструирование, т.е. принимается вид фундамента (сборный или монолитный). Для сборного фундамента по каталогам подбираются типовые блоки. При этом не допускается вылет консоли подушки больше того, что указан в таблице для соответствующего напряжения под подошвой фундамента. После уточнения в плане размеров фундамента, которые могут измениться в большую сторону, производится проверка несущего слоя грунта по формуле

(3)

где Nр – расчетная нагрузка на уровне верхнего обреза, кН;

G – вес фундамента (вес стеновых и фундаментных блоков) для отдельных фундаментов, кН;

для ленточных фундаментов, кН/м 2 ;

Gгр – вес грунта на его обрезах, кН.

А – площадь подошвы фундамента, м 2

Rp – расчетное сопротивление грунта, определяемое по формуле (7) СНиПа 2.09.01-83*.

1) разница между составляет меньше 10% от R. В этом случае размеры блока оставляют без изменения;

2) разница между более 10%. Это значит, что фундамент запроектирован не экономично. Размер фундамента в плане следует уменьшить;

3) может вызвать увеличение осадки грунта основания за счет распространения пластических деформаций на большую глубину. В этом случае необходимо увеличить подошвы фундамента;

4) для внецентренно загруженных фундаментов допускается увеличивать расчетное сопротивление на 20%;

93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Расчёт и проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания

РИ(ф)МАМИ
Кафедра промышленного и гражданского строительства
Курсовой проект по дисциплине: «Металлические конструкции»
на тему: «Расчёт и проектирование стального каркаса одноэтажного промышленного здания»
Рязань 2015

Исходные данные
1. Пролет здания, L, м 30
2. Длина здания, м 72
3. Шаг поперечных рам, м 6
4. Район строительства Мурманск
5. Отапливаемое и неотапливаемое здание неотап.
6. Тип кровли холодный
7. Утеплитель −
8. Высота до головки рельса, м 11
9. Класс бетона фундамента В12
10.Грузоподьемность крана 10 т
11.Режим работы крана средний
Введение
1 Компоновка каркаса здания
1.1 Компоновка поперечной рамы
2 Расчет подкрановой балки
2.1 Сбор нагрузок на подкрановую балку
3 Расчет поперечной рамы производственного здания
3.1 Выбор расчетной схемы
3.2 Нагрузка на элементы рамы
3.2.1 Постоянная нагрузка
3.2.2 Снеговая нагрузка
3.2.3 Вертикальные усилия от мостовых кранов
3.2.4 Горизонтальные усилия от мостовых кранов
3.2.5 Ветровая нагрузка
4 Статический расчет рамы
4.1 Статический расчет рамы методом сил
4.1.1 Расчет на постоянную нагрузку
4.1.2 Расчет на снеговую нагрузку
4.1.3 Расчет на вертикальную нагрузку мостовых кранов
4.1.4 Расчет на горизонтальную нагрузку мостовых кранов
4.1.5 Расчет на ветровую нагрузку
4.2 Статический расчет рамы с помощью программного комплекса «Base»
5 Расчет колонны производственного здания
5.1 Определение расчетной длины колонны
5.1.1 Расчетная длина в плоскости рамы
5.1.2 Расчетная длина из плоскости рамы
5.2 Подбор сечения стержня колонны
5.2.1 Проверка устойчивости колонны в плоскости и из плоскости рамы
5.3 Конструирование и проверка прочности подкрановой консоли
5.4 Конструирование и расчет базы колонны

5.4.1 Определение размеров опорной части
5.5 Расчет оголовка колонн
5.6 Расчет анкерных болтов
6 Расчет и конструирование фермы
6.1 Сбор нагрузок на фермы
6.1.1 Постоянная нагрузка
6.1.2 Снеговая нагрузка
6.2 Подбор и проверка сечений стержня фермы
6.3 Расчет и конструирование узлов стропильной фермы
6.3.1 Расчет и конструирование узлов соединения отправочных элементов
Список используемых источников

Состав: Разрез и схема здания, схемы связей, колонна К-1, ферма стропильная Ф-1, спецификация

Софт: AutoCAD 2017

Автор: lklklklk

Дата: 2018-11-11

Просмотры: 94

1 Добавить в избранное

Еще чертежи и проекты по этой теме:

Софт: AutoCAD 2017

Состав: Схема торцевого фахверка, схема расположения вертикальных связей, разрез 1-1, схема расположения связей по верхним поясам фермы, схема расположения связей по нижним поясам фермы, схема расположения основных элементов, спецификация стали, Геометрическая схема фермы, Отправочная марка ФС-1, Узлы 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, С

Софт: AutoCAD 2016

Состав: План здания, схема расположения элементов покрытия, разрезы, Отправочная марка фермы Ф-1; геометрическая схема; узел сопряжения фермы с колонной, укрупнительный стык, спецификация

Софт: AutoCAD 2011

Состав: 3D сборка

Софт: AutoCAD 2017

Состав: Схема расположения балок и колонн, Главная балка,Колонна, узлы,спецификация

Софт: AutoCAD 2010

Состав: Пояснительная записка, Чертежи: Монтажная схема (1:200), разрезы 1-1, 2-2 (1:200),главная балка (1:25), колонная (1:25), балка настила (1:25)

Автор: lklklklk

Дата: 2018-11-11

Просмотры: 94

1 Добавить в избранное

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

Оставьте комментарий, отзыв о работе, жалобу (только конкретная критика) или просто поблагодарите автора.

Не открывается архив или чертеж? Прочитайте, перед тем как писать комментарий.

Пожалуйста, войдите, чтобы добавить комментарии.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector