Курсовая работа (т): Конструирование и расчет каркаса промышленного здания

Исходя из этого,

Условие выполняется.

3)   Назначаем шаг хомутов, руководствуясь следующими ограничениями:

S ≤ 0,5∙h₀;≤ 30 см;≤ b∙h_o²∙R_bt/ Q_max.

Подставляя известные значения, получаем:

S ≤ 0,5∙85,5 = 42,75 см;

S ≤ 30 см;

S ≤ 29∙85,5²∙13/43030 = 64,05 см.

Принимаем S = 30 см.

4)   Назначаем диаметр хомутов и определяем усилия в хомутах на единицу длины элемента.

Назначаем 2 хомута диаметром 10 мм, класс стали А-III.

;

где:  - число хомутов в поперечном сечении,

 - площадь одного хомута, диаметром

 - расчетное сопротивление арматуры A-III растяжению,

Тогда

При этом должно выполняться следующее условие:

q_sw > 0,25∙R_bt∙b;

q_sw = 14,92 тс/м > 0,25∙13∙29 = 94,25 кгс/см = 9,425 тс/м;

Принимаем

5) Проверка прочности по наклонным сечениям.

Определяем параметр М_в:

М_в = 1,5∙b∙h_o²∙R_bt;

Тогда, М_в = 1,5∙0,29∙0,855²∙130 = 41,34 тс∙м

Проверяем выполнение следующего условия, при котором предельная поперечная сила на опоре, воспринимаемая ригелем должна быть больше поперечной силы в нормальном сечении элемента:

;

Подставляя ранее найденные значения, получаем:

Так как , то окончательно принимаем хомуты 2 Ø10 А- III шагом s = 30 cm.

6) Назначаем шаг хомутов в средней трети пролета

В средней трети пролёта можно поставить хомуты с более редким шагом:

S₂ ≤ 0,75∙h₀;₂ ≤ 50 см;₂ ≤ 0,75∙85,5=64,13 см;₂ ≤ 50 см;

Принимаем s = 50 см

4.6 Расчет по образованию трещин

Определяем момент внешних сил Mr с осредненным коэффициентом надежности по нагрузке

Тогда:

Вычисляем напряжения от внешней нагрузки σ_bm и от сил обжатия σ_bp для нижней кромки сечения.

Предварительное напряжение в арматуре после проявления всех потерь составляет:

.

Величина силы обжатия с учетом потерь:

Сила обжатия с учетом потерь, создаваемая

Равнодействующая сил обжатия:

Определяем эксцентриситет силы обжатия с учетом всех потерь Р относительно центра тяжести сечения.

;

Где  расстояния от центра тяжести приведенного сечения до линии действия соответствующих усилий в арматуре.

Силу Р вводим в расчет с коэффициентом точности натяжения , так как влияние обжатия на трещиностойкость благоприятно.

Проверим условие образования трещин:

;

 - коэффициент, учитывающий пластические свойства бетона;

Условие не выполняется. Следовательно, трещины образуются.

4.7 Расчет по раскрытию трещин

В работе ширина раскрытия трещин ограничивается условием сохранности арматуры.

При продолжительном действии нагрузки предельная максимальная ширина раскрытия трещин .

Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:

;

Где = 1,4 - коэффициент продолжительности действия;

= 0,5 - коэффициент, принимаемый для проволоки и стержней периодического профиля;

= 1,0 - коэффициент, принимаемый для изгибаемых элементов;

- коэффициент, зависящий от напряжения в арматуре в момент образования трещин.

 - расстояние между трещинами, принимается не более 40d_s (40∙15 = 600 мм) и не более 400 мм.

где  - площадь растянутой зоны бетона (принимаем равной площади нижнего пояса).

м;

;

Предельный момент перед образованием трещин:

;

;

;

;

;

;

;

Тогда ширина раскрытия трещин:

.

Условие проходит.

5. Расчет и проектирование фундамента стаканного типа

5.1 Определение габаритных размеров фундамента

Принят бетон В15: ;

Принята арматура АIII:  кгс/см2.

Фундамент стаканного типа обеспечивает жесткое защемление сборной колонны. Жесткое сопряжение колонны с фундаментом обеспечивает общую пространственную жесткость рамных конструкций.

На фундамент действует вертикальная сила, момент и горизонтальная (поперечная) сила, передаваемые от стоек в месте сопряжения с фундаментом. В большинстве случаев фундамент колонн каркасов зданий делают ступенчатыми и с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента. Фундаменты считают абсолютно жестким, а давление на грунт условно принимают меняющимся по линейному закону.

Назначаем глубину заложения фундамента:

Назначаю размеры плиты фундамента: a_ф = 4,2 м, b_ф = 2,5 м.

Тогда площадь фундамента:

Момент сопротивления сечения:

Определяем высоту фундамента:

Вычислим напряжения р по контакту фундамента и грунта и определим

;

Эксцентриситет для веса стены:

Тогда усилия в фундаменте:

комбинация загружения:

;

Усилия в фундаменте:

Расчет по I комбинации:

Расчет по II комбинации:

Напряжения должны удовлетворять следующим критериям:

Условия выполняются.

Принимаем,

5.2 Расчет прочности фундамента

Определяем давление по подошве фундамента от расчетных усилий но без учета веса фундамента и грунта на уступах фундамента. Приводим все силы к центру подошвы фундамента.

Расчет по I комбинации:

Расчет по II комбинации:

Схема для определения поперечных сил, изгибающих моментов и площади арматуры:

Проверяем достаточность размеров, т.к. может произойти разрушение по наклонным сечениям от действия поперечных сил.

Сечение 2-2

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 2-2:

М_в =1,5bh_o²R_bt;

Тогда, М_в = 1,51,451,04²75 = 176,44 тсм;

Т.о. при принятых размерах прочность фундамента по наклонным сечениям обеспечена без установки поперечной арматуры.

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Сечение 3-3

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 3-3: