Дипломная (вкр): Реконструкция магазина по улице Горького

Участок II, опертый на 3 канта

M_II = α₃·σ₂· d₁^2, кН·м, (2.20)

M_II = 0,060·3910· 0,3² =21.11 кН·м

(а ₁/ d₁ = 32/300 = 0,11˂0,5)

Участок III (консольный)

M_III = σ_max·c²/2 = 3910·0,05²/2 = 4.89 кН·м

. Толщина опорной плиты

t_pl =, м, (2.21)

t_pl == 0,023 м

где M_max - максимальный момент из M_I, M_II, M_III.

Принимаем t_pl =25 мм.

Принимаем опорную плиту размерами 0,42· 0,36· 0,025 м.

Расчет траверсы

Определяем необходимую длину швов, приваривающих траверсы к полкам колонны. Принимаем ручную сварку, тип электрода Э 42* (табл. Г.1[1]), R_wf = 180 МПа (табл. Г.2[1]),  МПа (R_un = 360 МПа). ,  (табл. 39[1]),

R_wf · β_f =180·0,7 =126 МПа ˂ R_wz · β_z =162·1,0 =162 МПа, поэтому расчет ведем по металлу шва.

k_{f min} = 4мм (табл. 38[1]), k_{f max} = 1,2·t _min =1,2·10 = 12мм

Принимаем k_f = 7мм.

Требуемая длина шва:

l _wf = V_тр/((R_wf · β_f · k_f) +10мм, см, (2.22)

V_тр= (σ_max· L_пл · B_пл) /4, кН, (2.23)

V_тр= (3910·36·42) · 10^-4/4=147,8 кН

l _wf = 147,8/(12,6·0,7·0,7)+1=24,9см

Назначаем высоту траверсы кратной 10мм - h_tr = 250мм

Изгибающий момент в траверсе определяем как в консоли вылетом с ₁ по формуле:

M_тр= (q _тр,max· с ₁²)/2, кH·м, (2.24)

M_тр= (803,5 · 0,032²) /2= 0,411 кH·м

q _тр,max = σ_max· d _тр, кH/м, (2.25)

где d _тр - ширина грузовой площади траверсы.

q _тр,max = 3910·(14,55+1,0+5,0) · 10^-2 = 803,5 кH/м,

Проверим прочность траверсы по нормальным напряжениям:

σ =6·M_tr / (t_tr·h_tr²) ˂ R_y·γ_c, МПа, (2.26)

σ = 6· 0,000411/(0,01· 0,25²) = 3,95 МПа ˂ R_y·γ_c = 240МПа

Прочность траверсы по нормальным напряжениям обеспечена.

Прочность траверсы по касательным напряжениям:

τ =1,5· V_тр / A_тр ˂ R_s · γ_c, МПа, (2.27)

τ = (1,5· 0,1478)/ 0,0025 = 88,7 МПа ˂ R_s · γ_c = 0,58·240 = 139,2 МПа

A_тр = t_тр · h_тр= 0,01·0,25 = 0,0025 м²

Прочность траверсы по касательным напряжениям обеспечена.

Окончательно принимаем высоту траверсы h_tr = 0,25 м.

Расчет анкерных болтов

Расчетные усилия в анкерных болтах:

N = 47,81 кН, М = 32,61 кН·м

Найдём краевые напряжения в бетоне фундамента под опорной плитой.

σ_max = 47,81/(42·36) + 6·32,61·10²/(42·36²) = 0,391кН/см² = 3,91 МПа (сжатие)

σ_min = 47,81/(42·36) - 6·32,61·10²/(42·36²) = -0,328кН/см²= -3,28Па (растяжение)

c₀ = (σ_max·L_pl) / (σ_max+σ_min) = (3,91·0,36)/(3,91+3,28) = 0,196 м

Рисунок 2.14 - Эпюра нормальных напряжений для расчета анкерных болтов

Усилия в анкерных болтах в растянутой зоне:

z₀ = ½(M - N · a)/y½ = ½(32,61 - 47,81·0,114) / 0,334½= 81,32 кH

где a - расстояние от оси колонны до центра тяжести сжатой зоны эпюры σ a = 114 мм;

y - расстояние от оси растянутых анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры σ, y = 334 мм.

Требуемая площадь сечения болтов:

По таблице Г.4 [5] принимаем для анкерных болтов марку стали Ст 3пс 2.

Требуемая суммарная площадь сечения анкерных болтов:

ΣA_{bn треб} = z_a / R_ba = 81,32 / (200·10³) = 0,00041·10^-4 м² = 4,1 см²

где R_ba - расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов для номинальных диаметров болтов 12, 16, 20 мм по таблице Г.6 [5], R_ba =200 МПа.

По требуемой площади сечения болтов принимаем 2 анкерных болта диаметром d=20мм с ΣA_bn = 2,45 · 2 = 4,9 см² ˃ΣA_{bn треб} 4,1 см² (по табл. Г.9 [5]).

.3 Расчет оголовка колонны

При опирании главной балки на колонну сверху оголовок состоит из опорной плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Назначение размеров опорной плиты

Размеры опорной плиты  и  принимают на (2050)мм больше размеров сечения колонны. Толщина опорной плиты .

Определение размеров опорного ребра

Длина ребер определяется из расчета длин швов, необходимых для передачи расчетного усилия на стержень колонны

по металлу шва

,

но не более , мм, (2.28)

по металлу границы сплавления

,

но не более , мм, (2.29)

Давление главных балок передается через опорную плиту на сварные швы по контуру ее приварки. Общий контур колонны 2*(300+269+291)=1720мм=1,72м, что значительно больше требуемого.

Примем конструктивно .

Толщина опорного ребра

, м, (2.30)

где  - опорное сопротивление стали смятию, вычисляемое по формуле =360МПа.

Принимаем .

Рисунок 2.15 - Опирание главных балки на колонну сверху

.4 Расчет опорного узла балки настила

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом в таком соединении, следует определить по формулам:

на срез:

N_bs = R_bs ∙g_b ∙A_b ∙ n_s, (2.31)

на смятие:

N_bp = R_bp ∙ g_b ∙ d ∙åt_min, (2.32)

где R_bs, R_{bp -} расчетные сопротивления болтов срезу и смятию, равные 330 МПа и 475 МПа соответственно.

g_{b -} коэффициент условий работы соединения, в курсовом проекте g_b принимается равным единице g_b =1,0 при работе на срез и g_b =1,1 при работе на смятие.

А_b = расчетная площадь сечения болта, равная 0,523  см²;

n_{s -} число расчетных срезов одного болта, принимаем =1;

d - наружный диаметр болта, равный 10 мм.

å t_min - наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении - min из t_s = 4,9 мм и t_уг= 10 мм.

 кН

 кН

Количество болтов в соединении:

³ (Q_{max БН}) / (g_c ∙ N_min), (2.33)

где N_{min -} меньшее из значений N_bs и N_bp.

Расстояние между центрами болтов "а" и от края элемента "а*" или "b*" принято кратным 5мм.

Q_{max БН} =47,81/2=23,91кН

Принимаем 2 болта.

Прочность накладки на срез проверяется по формуле:

t = (Q_{max БН}) / A_н ≤ R_s =0,58∙ R_y, МПа, (2.34)

где А_н - площадь сечения накладки нетто, равная

А_н = l_н ∙ t_{н -} n ∙ d_отв ∙ t_н, см², (2.35)

где t_{н -} толщина накладки,

l_{н -} длина накладки.

l_н(мах)= (4+8+4)*d_отв=16*10=160 мм => принимаем 80 мм

А_н = 8∙1 -2∙1∙1=6 см²

t = 23,91/6∙10^-4= 39,85 МПа<240*0,58=139.2 МПа

Сварные швы проверяются на совместное действие усилия Q_maxБН и изгибающего момента М = Q_maxБН ∙ е:

 (2.36)

, (2.37)

где l_w - расчетная длина шва,

е - эксцентриситет приложения силы Q_maxБН,

k_f - катет шва, принимаемый k_fmin £ k_f £ 1.2 ∙ t_min

l_w = (0,08-0,01)*3=0,21 м

 мм

k_f = 6 мм

МПа

,6 МПа < 180 МПа

 МПа

,3 МПа < 162 МПа

Условие выполняется.

3. Технологический раздел

.1 Область применения

Технологическая карта разработана на монтаж и устройство ленточного фундамента под пристройку реконструируемого магазина. Пристройка имеет металлический каркас. Размер пристройки в осях 36,00м х 6,10 м. Масса наиболее тяжелого элемента - 2,63т.

Материалы - бетон для монолитных заделок класса В 15, раствор марки 100 и сборные конструкции доставляются на строительную площадку с заводов ЖБИ автотранспортом.

Грунт под подошвой фундамента - суглинок с прослойками глины.

Монтажный механизм принят с учетом наличия его в строительной организации.

.2 Анализ условий строительства

Район строительства - Вологодской обл, г. Вологда.

Характер строительства - реконструкция.

Существующая застройка - имеется.

Районный коэффициент к заработной плате К=1,15.

Нормативная продолжительность строительства по [7] - 6,5 месяцев, в том числе подготовительный период - 1 месяца.

Природно-климатические условия.

Город Вологда расположен в географическом районе - 1, климатическом районе - IIВ и характеризуется следующими показателями:

температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки: минус 32⁰С;

температура наружного воздуха наиболее холодных суток: минус 37⁰С;

продолжительность зимнего периода - 6 месяцев;

нормативное давление ветра для I ветрового района: 23 кгс/м²

вес снегового покрова для IV снегового района: 240 кгс/м²

нормативная глубина промерзания грунтов: 1,5м;

Преобладающие ветра: северо - западные.

В геологическом отношении грунты представлены суглинком мягкопластичной консистенции со следующими характеристиками:

удельный вес γ₂= 20,4 кН/м³

угол внутреннего трения φ=19˚;

удельное сцепление С=25 кН/м²

коэф. пористости е=0,67;

показатели текучести I_L=0,69.

.3 Техника безопасности и методы выполнения основных строительно-монтажных работ

Работы нулевого цикла ведутся на одной захватке, а работы по возведению коробки здания и устройства кровли здание разбито на две захватки. На захватках производится отрывка котлованов. Для выполнения земляных работ используется экскаватор ЭО-3322А с объемом ковша 0,4 м³, а также кран ДЭК - 251 со стрелой 15м для монтажа фундаментов. Для обратной засыпки котлованов применяется бульдозер ДЗ-18 на базе трактора Т 100.

Для возведения коробки здания и устройства кровли применяют кран КС-6472 со стрелой 34,5м. Все работы по возведению здания производятся в одну смену.

К монтажным работам допускаются рабочие, прошедшие медицинский осмотр, вводный и другие инструктажи по охране труда. К самостоятельным работам по монтажу стальных и железобетонных конструкций допускаются рабочие, прошедшие обучение и получившие удостоверение на право производства работ.

Перед началом работы монтажник должен получить от мастера (прораба) инструктаж о безопасных способах выполнения полученного задания, быть в спецодежде и спецобуви, надеть каску, иметь предохранительные приспособления.

.4 Подготовительный период

Перед началом работ необходимо выполнить:

освоение строительной площадки: расчистка территории строительства, снос строений, неиспользуемых в процессе строительства;

монтаж инвентарных зданий и установок, создание общескладского хозяйства;

создание геодезической разбивочной основы для строительства (закрепление репера с привязкой к существующим геодезическим сетям, закрепление на строительной площадке обноски, разбивка основных осей, вынесение красных линий, вынесение);

инженерная подготовка территории строительства - планировка участка, обеспечивающая организацию временных стоков поверхностных вод, срезка растительного грунта со складированием в отведенные места для последующего использования под озеленение площадки, устройство внутриплощадочных дорог, прокладка сетей, водоснабжения, энергоснабжения, канализации, теплоснабжения, телефонной линии;

выполнить временные дороги и проезды из железобетонных плит на песчаном основании, обеспечивающие подъезд, к строящемуся зданию. Ширина временной дороги при одностороннем движении транспорта составляет 3,5 м, в двух направлениях - 6 м.

временное освещение территории строительства предусмотрено светильниками на опорах, прожекторами, установленными на инвентарных мачтах и башенных кранах;

во избежание доступа посторонних лиц строительная площадка должна быть ограждена. Конструкция ограждения должна удовлетворять требованиям [8]. Ограждения, примыкающие к местам массового прохода людей, вдоль тротуара, необходимо оборудовать сплошным защитным козырьком.