константин636222061730340332 (Проектирование спортивного комплекса с бассейном 14х25 м в г. Комсомольск-на-Амуре), страница 2

http://bibliorossica.comУчебник[96] 0.11% 59080http://e.lanbook.com[97] 0.11% Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособиеhttp://bibliorossica.com[98] 0.1%Тугутов, Шагдар Самбуевич диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.02Санкт-Петербург 2006[99] 0.09% 143572http://dlib.rsl.ruhttp://biblioclub.ruМодульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"09 Мар Модуль2016 поиска "lan"Модуль29 Октпоиска2013"ДВГУПС"Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"Модуль20 Янвпоиска2010"disser.rsl"Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"Модульраньшепоиска2011"directmedia"Модуль26 Маяпоиска2016"bibliorossica"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"раньше Модуль2011 поиска "lan"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модуль27 Нояпоиска2016"internet"09 Мар Модуль2016 поиска "lan"Модуль26 Маяпоиска2016"bibliorossica"09 Мар Модуль2016 поиска "lan"Модуль26 Маяпоиска2016"bibliorossica"Модульраньшепоиска2011"disser.rsl"Модуль18 Апрпоиска2016"directmedia"[100] 0.09% 273554http://biblioclub.ruТекст отчетаМинистерство транспорта Российской ФедерацииФедеральное агентство железнодорожного транспорта86 РОСЖЕЛДОРфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»(ДВГУПС)Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»К защите допуститьЗаведующий кафедрой__________ А.В. Головко«___»__________ 20___г.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПОРТИВНОГО КОМПЛЕКСА С БАССЕЙНОМ 14×25 МЕТРОВ в г. КОМСОМОЛЬСК-НА-АМУРЕВКР 08.03.01.к.403.ПЗ -152Разработал___________Аистов К.Е.Консультант по архитектурно- строительному разделу___________36Усольцева О.А.Консультант по расчетно-конструктивному разделу___________36Якутин Г.С.Консультант по организационно-технологическому разделу___________Полякова И.Ю.Консультант по разделу «Экономика строительства»___________Костенко О.М.Консультант по разделу «Безопасность жизнедеятельности»___________Вольхин И.В.Руководитель___________Якутин Г.С.Нормоконтроль___________Якутин Г.С.Модуль20 Апрпоиска2016"directmedia"Хабаровск2017СОДЕРЖАНИЕВведение…………………………………………………………………………..71 Архитектурно-строительный раздел…………………………………………91Эскизное проектирование………………………………………………9Краткая характеристика района строительства………………..91Требования, предъявляемые к зданию…………………………10Разработка эскизов объемно-планировочного решения……..1435Обоснование выбора конструктивных решений здания.……………21Расчётно-конструктивный раздел……………………………………………40Выбор размеров фермы…………………………………………………40Компоновка рамы………………………………………………………..41Сбор нагрузок8 ……………………………………………………………42Расчет9 рамы………………………………………………………………46Расчет и проектирование стропильной фермы………………………..50Расчет и конструирование стержня колонны…………………………585Основания и фундаменты………………………………………………64Конструирование и расчет панели-оболочки типа КЖС……………74Заключение…………………………………………………………………85Список использованных источников..……………………………………..86Приложение А………………………………………………………………93Приложение Б………………………………………………………………101Архитектурно-строительный раздел.1.11 Эскизное проектированиеКраткая характеристика района строительства1Спортивный комплекс возводится по ул. мкр. Дружба в городе Комсомольск-на-Амуре.Природно-климатические характеристики района строительства представлены в таблице 1.1.Таблица 1.1 Природно-климатические характеристики района строительства№п/пНаименование характеристики1Характерис-тикаОбоснование1Место строительстваг.33 Комсомольск-на-Амурепо заданию2Климатический район и подрайон33Iв[ 3, рис.1 ]3Зона влажности2(33 нормальная)[ 2, приложение В]4Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, гр.-35[ 3, табл.1*]5Продолжительность периодас температурой наружноговоздуха менее 8 гр., сут.223[ 3, табл.1*]6Средняя температура отопительного периода, гр.-10,8[ 3, табл.1*]7Максимальная33 нормативная глубина промерзания грунта, м1,75 м.[ 3,33 рис.3]8Повторяемость ветра, % :- в январе: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ26 10 1 5 53 4 0 1- в июле: С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ3331 14 5 9 35 2 0 4[ 3, прил.4][ 3, прил.4]В геологическом строении района принимают участие супесь пластичное, песок мелкий, морена. Грунтовые воды в районе объекта3 не вскрыты.Примечание. Максимальная нормативная глубина промерзания грунта определена по рисунку 3 [3]. На указанном рисунке показана схематическаякарта глубины промерзания глинистых и суглинистых грунтов в очень мелком масштабе и цифра 1,75 м характеризует среднюю глубинупромерзания грунтов для очень большой территории. Уточнение глубины промерзания для конкретного место строительства произведено в п.2.7.2.1. Расчет ведется согласно [7]. Уточненная глубина промерзания стройплощадки 2,8 м, с учетом коэффициента, учитывающего влияниетеплового режима подвала, глубина промерзания здания составляет 1,4 м. Т.к. уровень грунтовых вод на отм. –8,000 м ниже, чем глубинапромерзания 1,400+ 2,000 =3,400м, то глубина заложения фундамента определяется не глубиной промерзания, а конструктивными требованиями исоставляет 1,75м: 1,5 м – высота типового монолитного фундамента, +0,1 м – бетонная подготовка, +0,15 м – отметка верха фундамента.1.1.2 Требования, предъявляемые к зданиюТребуемые характеристики здания спорткомплекса, санитарно-гигиенические требования представлены в таблицах 1.2 и 1.3.Таблица 1.2№Наименование характеристикиХарактеристикиОбоснование12345Уровень ответственности зданияСрок эксплуатации зданияСтепень огнестойкостиТребуемые пределы огнестойкости:- каркас- перекрытие- стеныТребуемая влагостойкость и биостойкость конструкцийIIДо 50 летIIIR45REI 45E15должны быть влаго- и биостойкимиПо заданиюПо заданию[20][2,33 табл.21]Таблица 1.3№Наименование характеристикиХарактеристикиОбоснование1234Температура внутреннего воздухаОтносительная влажность воздухаКратность воздухообменаОриентация33 помещений18° Сне более 60%не менее 80 м3/ч на одного занимающегосяСвободная[20,табл25][20,табл25][20,табл25]По заданию1.1.2.1 Функциональные требованияВысоту помещений в чистоте (от пола до потолка) вновь проектируемых общественных зданий, в том числе жилых помещений санаториев,следует принимать, как правило, не менее 3 м.38 Помещения уборных в общественных зданиях и сооружениях (кроме открытых спортивныхсооружений) следует размещать на расстоянии, не превышающем 75 м от наиболее удаленного места постоянного пребывания людей [20, 5.44].6.838 Уклон лестниц трибун для зрителей открытых или крытых спортивных сооружений не должен превышать 1:1,6, а при наличии вдоль путейэвакуации по лестницам трибун поручней на высоте не менее 0,9 м (или иных устройств, их заменяющих38 ) - 1:1,4 [20, 6.8].Инвентарные при спортивных залах42 располагаются смежно с этими залами и42 сообщаются с ними через проемы. Пол инвентарнойустраивается на одной отметке с полом зала без порога. [19, 3.8].42 Раздевалки для занимающихся непосредственно примыкают к спортивномузалу. Допускается сообщение между ними через коридор или по лестнице, которые предназначаются только для перемещения спортсменов [19,3.9].42 Ширина двери из зала в помещение инвентарной - не менее 2 м (в залах для спортивных игр - не менее 1,5 м). В42 залах для спортивных игроткрытые проемы в инвентарные и двери из42 раздевалок, располагаемых в торцовых стенах, должны размещаться на расстоянии не менее 3 м отпродольной оси зала [19, 4.7.3].В42 спорткомплексе предусмотрено проведение платных мероприятий, для продажи билетов42 предусмотрено помещение кассы. Количествокассовых кабин определяется из расчета: 1 кабина при числе зрительских мест или посетителей платного мероприятия до 1500 человек [19,5.2.6].42Внутренняя планировка основных помещений бассейна32 соответствует гигиеническому принципу поточности: продвижение посетителейосуществляется по функциональной схеме - гардероб,57 раздевалка, душевая, ножная ванна, ванна бассейна.57 Разделяются зоны "босых" и "обутых"ног, для чего устраиваются в раздевалке проходные кабины для переодевания с двумя входами (выходами), а также32 предусмотрено, чтобыпосетитель не мог пройти к ванне32 бассейна, минуя душевую. [52, 2.6].Санузлы размещаются при32 раздевалках: в женских санузлах предусматривается 1 унитаз не более чем на 30 человек, в мужских - 1 унитаз и 1писсуар не более чем на 45 человек в смену [52, 2.6.1].32Душевые предусмотрены проходными и располагаются на пути движения из32 раздевалки к обходной дорожке; душевые устраиваются из расчета1 душевая сетка на 3 человек в смену [52, 2.6.2].32На пути движения от душа к ванне бассейна32 размещаются ножные ванны с проточной водой,32 по ширине они должны занимать весь проход, понаправлению движения иметь длину не менее 1,8 м, глубину - 0,1- 0,15 м, дно ванн не должно быть скользким [52, 2.7].32Для удаления загрязненного верхнего слоя воды в стенках ванн32 предусматриваются технические переливные устройства (скиммеры) [52, 2.10].В составе помещений плавательного бассейна спортивного и спортивно-оздоровительного назначения32 предусмотрена комната длямедицинского персонала с выходом на обходную дорожку и помещение производственной лаборатории для проведения анализов [52, 2.12].32Освещать естественным верхним (верхне-наклонным) светом допускается: раздевальные и туалетные групповых ячеек, комнаты психологическойразгрузки детей ("домашний уголок") и взрослых, комнаты персонала, залы для музыкальных и физкультурных занятий, зал с ванной бассейна, залразминки при бассейне, помещения детских кружков и секций, коммуникационно-рекреационное пространство38 . [20, 7.4*].1.1.2.2 Противопожарные требованияПоручни и ограждения на лестничных маршах имеют следующие характеристики:в ограждении лестниц вертикальные элементы имеют просвет 0,1 м;высота ограждения крылец при подъеме на три и более ступеньки35 принята 0,8 м.Уклон маршей лестниц принимается не более 1:2.Ширина путей эвакуации в свету принимается 1,2 м, дверей - 0,8 м.Высота прохода на путях эвакуации принимается 2 м.В общих коридорах устройство встроенных шкафов, за исключением шкафов для коммуникаций и пожарных кранов,35 не предусматривается.Уклон пандусов на путях передвижения людей принимается внутри здания 1:6, - снаружи. 1:8.Ширина лестничного марша принимается 1,2 м.Промежуточная площадка в прямом марше лестницы имеет ширину 1,5 м.Ширина дверных проёмов выходов из помещений с числом пребывающих там людей более 15 чел (тренажёрный зал, вестибюль, спортивный зал)принимается 1,6 м.Эвакуационные выходы из подвалов67 предусматриваются через общие лестничные клетки с обособленным выходом наружу, отделенным отостальной части лестничной клетки глухой противопожарной перегородкой 1-го типа.1.1.367 Разработка эскизов объемно-планировочного решения35 зданияПомещения в спортивном комплексе размещаются по сторонам света. Основные помещения расположены на первом и втором этажах. На первомэтаже: раздевалка, служебное помещение, касса, регистратура, электрощитовая, бильярдная, комната для рабочих, с восточной стороны тренажерный зал, тренерская, уборная, инвентарная, спортивный зал; с западной стороны - парная-камера сухого пара, массажная, узелуправления. На втором этаже: тренажерный зал, лаборатория, медицинский кабинет, инвентарная - обращены на северо-запад; с южной сторонырасполагаются - комната отдыха, тренерская комната, тренажерный зал; инвентарная, спортивный зал.К вспомогательным помещениям относятся коридоры, проходы, вестибюли и тамбуры. Для санитарного обслуживания на каждом этажепредусмотрены санузлы. Естественное освещение рабочих мест принято в зависимости от характеристики зрительной работы в соответствии стребованиями [18]. Мероприятия по электро- и пожаробезопасности предусматриваются в соответствии с требованиями [31].1.1.3.1 Функциональная схема.Изучение требований взаимного расположения и взаимосвязи помещений, а также разработка на этой основе функциональной схемы зданиянеобходимы для дальнейшей работы по проектированию объемно-планировочного решения.1.3.235 Составление эскиза плана1.1.3.3 Составление эскиза разреза1.1.3.4 Составление эскиза фасадаОбоснование выбора конструктивных решений здания.Выбор конструктивной схемы двухэтажной части здания с высотой этажа 3,3 м обусловлен расположением в этой части зданияадминистративных и подсобных помещений, помещений для отдыха и помещений для занятия видами спорта, не требующими больших объёмовпомещений (бильярдная, тренажёрный зал).Конструктивная схема 2-х этажного объёма здания без спортзала – неполный каркас. Схема неполного каркаса представлена на рисунке 1.Рис. 1 Неполный каркас двухэтажной части здания спорткомплекса.Рис. 1.1 План расположения стен и колонн на отм. + 0.000.Выбор конструктивной схемы двухэтажной части здания со спортзалом, обусловлен большой площадью спортзала и большим пролётом. Схемаполного каркаса представлена на рисунке 2.Рис. 2 Полный каркас двухэтажной части здания - спортзал.Рис. 2.2 План расположения колонн на отм. + 3.300.Рис. 2.3 Разрез 1-1 части здания – спортзал.Конструктивная схема одноэтажной части здания с бассейном – стеновая, покрытие – плиты-оболочки КЖС. Стеновая схема одноэтажной частиздания с бассейном представлена на рисунке 3.Рис. 3 Стеновая схема одноэтажной части здания с бассейном.План расположения стен и опор чаши бассейна представлен на рисунке 3.1.Рис. 3.1 План расположения стен и опор чаши бассейна.Рис. 3.2 Разрез 1-1 части здания – бассейн.1.2.1 Конструктивные решения1.2.2 Конструктивная характеристика здания1.2.2.1 ФундаментыФундаменты колонн - столбчатые, монолитные стаканного типа с фундаментными балками. В осях «10»-«16» - ленточные сборные. Ростверкимонолитные. Каркасы и сетки ростверков выполняются электросварными по ГОСТ 10.922-75*.1.2.2.2 СтеныНаружные стены запроектированы из керамического полнотелого кирпича марки М100 ГОСТ 530-80 на растворе марки М50 с утеплениемплитным пенополистиролом и облицовкой отделочным пустотелым керамическим кирпичом. Наружные стены технического подвала выполненыиз сборных железобетонных блоков ФБС по ГОСТ 13579 – 78*. Гидроизоляция выполняется оклеечная из рубероида и обмазочная из битумноймастики.1.2.2.3 КрышаВ соответствии с эскизным проектированием в двухэтажной части здания принята совмещенная крыша с внутренним водоотводом. Дляперекрытия приняты многопустотные железобетонные панели.Рисунок 3. Конструктивная схема совмещённой крыши типовой серии 2.260-135Определение толщины утеплителя совмещённой крыши.1 – железобетонная плита, λ = 1,7 Вт/(м °С),δ = 0,22 м.2 – два слоя рубероида, λ = 0,17 Вт/(м °С),δ = 0,004 м3 – утеплитель пенополистирол, λ = 0,04 Вт/(м °С), δ = х м,4 – цементно-песчаная стяжка, λ = 1,222 Вт/(м °С), δ = 0,03 м,5 – три слоя рубероида, λ = 0,1722 Вт/(м °С),δ = 0,006 м.6 – гравий в мастике λ = 0,93 Вт/(м °С),δ = 0,005 мГСОП=18+10,8×223=6422,4 ∙сут/годR0тр=a∙ГСОП+b=0,0003∙6422,4+1,2=3,127 м2∙/ВтR0нор=3,127∙1=3,127 м2∙/ВтR0усл=1αв+δs1λs1+δs2λs2+δs3λs3+δs4λs4+δs5λs5+δs6λs6+1αнОпределяем требуемую толщину утеплителяR0усл=18,7+0,221,7+0,0040,17+х0,04+0,031,2+0,0060,17+0,0050,93+123>3,127х0,04>2,75; х>0,11 мПринимаем толщину пенопласта 15 см и проверяем условиеR0усл=18,7+0,221,7+0,0040,17+0,150,04+0,031,2+0,0060,17+0,0050,93+123=4,124>3,127Условие выполняется.1.2.2.4 Элементы конструктивной схемы одноэтажной части здания с бассейном.Наружные кирпичные стены в осях «10» - «16» - несущие, на них опираются плиты КЖС. Наружные кирпичные стены в осях «В» - «М» ненесущие.Покрытие над бассейном - из плит КЖС.1.2.2.5 Элементы каркаса двухэтажной части зданияОсновными несущими элементами каркаса части здания – спортзал в осях «1» - «6» являются металлические колонны из двутавра 40К5 иметаллические фермы пролетом 21 м, высотой 2 м и шагом 6 м, выполненные из гнутосварных профилей. Фермы опираются на колонны. Фермыгрунтуются за два раза и окрашиваются масляной краской по грунтовке за два раза. Требуемая величина пределов огнестойкости несущихконструкций достигается:- для колонн - обработкой вспучивающимся покрытием ВПМ-2;для ферм - путем спринклерного орошения металлических конструкций при пожареКолонны и балки в остальной части здания – сборные железобетонные.Перекрытия и покрытие в двухэтажном объёме здания запроектированы из сборных железобетонных пустотных плит перекрытий по серии 1.141– 1 марки ПК 60-12.1.2.2.6 ПерегородкиПерегородки выполняются из керамического полнотелого кирпича марки М100 ГОСТ 530-80 на растворе М25.1.2.2.7 ПолыВ основных помещениях принимается досчатый пол и35 линолеум, в уборных, санузлах, раздевалках – пол из керамической плитки.35Спецификация полов приведена в табл. 1.4.2 Строительные конструкции2.1 Выбор размеров фермыВ осях «1»-«6» несущим элементом является рама.Ригель рамы – 21-метровая ферма из гнутосварных профилей.Колонна – прокатный двутавр типа К по ГОСТ 26020-83.6 Покрытие - стальной профилированный настил47 предварительно принят Н57-750-08[47].Подбор сечений рамных конструкций производится по47 результатам статического расчета нагрузки на8 раму. Сбор нагрузок8 представлен втаблице 2.1.Таблица 2.1 -1 Сбор нагрузок1Тип нагрузкиНормативная1кН/м2γfРасчетнаякН/м21.Постоянная1.1 Стальной профилированный настил;1.2 Теплоизоляционные плиты МИНВАТА (толщина 100мм, =80кг/м3=0.8кН/м3)0,8∙0,1=0,08(кН/м2).1.3 Пароизоляционный слой;1.4 Стальной профилированный настил;1.5 Собственный вес прогонов1.6 Собственный вес фермы.1.71 Воздуховоды, светильники0,0870,080,0390,0870,050,10,051,051,21,21,051,051,051,20,0910, 0960,050,0910,060,110,06Итого постоянная:0,490,562.Временная2.1Снеговая1,682,4ВСЕГО:2,172,9647Расчетное значение веса снегового покрова1 для47 Комсомольска-на-Амуре - IY снеговой район, кН/м2 [17, таблица 4], тогда кН/м2.Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия:48кН/м2, (2.1)где – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при ( при ).1Значение снеговой нагрузки на м.п.48 ригеля рамы:, (2.2)где = 1,4– коэффициент перегрузки, принимаемый согласно [48].кН/м2Расчетная погонная нагрузка (3,2+0,56)*6= 22,6 кН/м=2,261 тс/м.Принята ферма серии ГФГС 21-25 с расчетной погонной 2,5 тс/м согласно5 серии 1.263.2 «Унифицированные конструкции стальных ферм дляпокрытия зальных помещений общественных зданий».2.247 Компоновка рамыУчитывая, что согласно требованиям [19] минимальная высота до низа выступающих конструкций спортивного зала составляет 8 м., а также то,что геометрическая высота типовой фермы, согласно рисунка 2.1, составляет 2 м., длина стойки принята 15,300 м.Рисунок 2.1 – Геометрическая схема фермы2.3 Сбор нагрузокПостоянные нагрузки2.3.1.1Расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель4Расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель рамы qРИГ, Н/м, определяется по формуле:, (2.3)где qР = 0,56 расчетная4 постоянная нагрузка, кН/м2;В = 6 – ширина грузовой площади, м;= 0,860С.кН/м.4 кН/м.Опорная реакция ригеля рамы, кН, определяется по формуле:, (2.4)где l = 21 – пролет рамы, м;кН4Расчетный вес колонны1Gст– расчетный вес колонны:(2.5)1где – коэффициент надежности по нагрузке.и – вес 1 м погонного и высота колонн соответственно (предварительно принимаем сплошные колонны из двутавров 40К1).1кНВес стенового огражденияСтены кирпичные самонесущие, поэтому вес стенового ограждения не учитывается.Схема постоянных нагрузокСхема распределения постоянных нагрузок приведена на рисунке 2.2.Рисунок 2.24 Схема распределения постоянных4 нагрузокПолное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия s,26 кН/м2,4 определено по формуле (2.1).8Значение снеговой нагрузки на м.п.8 ригеля рамы определено по формуле (2.2).8Полное значение снеговой нагрузки на ригель рамы:, (2.7)где: В –4 то же, что в формуле (2.3).кН/м2.3.2.2 Ветровая нагрузкаНормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли, Н/м2, определяется по формуле (6) [17]:(2.8)4где w0 = 380 – нормативное значение ветрового давления, Н/м2, определяемое согласно п. 6.4 [17]4 для III ветрового района;k —41 коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый согласно п. 6.5 [17] (4 тип местности В) k= 0, 5для h=<5 м, k=0,65для h=<10 м;с — аэродинамический коэффициент, принимаемый согласно п. 6.6 [17],4се1 = -0,6;cе2 = -0,4;се3 = -0,5;се = +0,8.Схема распределения ветровой нагрузки приведена на рисунке 2.3.Рисунок 2.3 – Схема здания и ветровых нагрузокС наветренной стороны: – для части здания, высотой до 5 м, k = 0,5:wm4 1 = 380 ∙ 0,5 ∙ 0,8= 152 Н/м2то же, высотой до 10м, k = 0,65:4wm2 = 380 ∙ 0,65 ∙ 0,8 = 198 Н/м2Переменную по высоте ветровую нагрузку заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке4 консоли:– с наветренной стороныwmЭКВ = wm2K, где K=1,04 при высоте до 15 м. [2§2, 48]. (2.9)wmЭКВ = 198х1,04=206 Н/м2– с подветренной стороныwmsЭКВ = wmЭКВ ∙ Се3/Се = 206 = -129 Н/м2, (2.10)Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка qВ от ветрового напора на колонну до отметки 14.300 над ур.ч.п., кН/м:с наветренной стороны:qВ =4 wmЭКВ ∙ В ∙ γf ∙ γН, (2.11)4где В – то же, что в формуле (2.3);γf = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, принимаемый согласно п. 6.11 [17].4qВ = 0,206 6 1,4 0,95 = 1,6 кН/мс подветренной стороны:qВs =4 wmsЭКВ ∙ В ∙ γf ∙ γН, (2.12)qВs = - 0,129 6 1,4 0,95 = -1,0 кН/м4Ферма крепится к колонне верхним поясом в одной точке, поэтому на ее торец ветровая нагрузка не действует.Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка qВ* от ветрового напора на покрытие, кН/м:с наветренной стороны:qВ* = w0 ∙Се1 В ∙ γf γН, (2.12)qВ4 *= 0,38 ∙ (-0,6) 6 ∙ 1,4 0,95 = -1,8 кН/мс подветренной стороны:qВs* = w0 ∙Се2 В ∙ γf γН, (2.13)qВs4 * = 0,38 ∙ (-0,4) 6 ∙ 1,4 0,95 = -1,2 кН/м4qВ* и qВs* разгружают раму, поэтому в расчетах не учитываются.2.3.2.3 Схема временных нагрузокСхема распределения временных нагрузок приведена на рисунке 2.4.Рисунок 2.4 -4 Схема распределения временных нагрузок2.44 Расчет рамы2.4.1 Расчетная схема рамы10Расчетная схема поперечной рамы – это многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. При определении усилийжесткостью узлов пренебрегаем. В дальнейшем жесткость узлов учитывается при определении расчетных длин стержней рамы.Исследования действительной работы поперечных рам показали, что такое приближение приводит к очень небольшим погрешностям в величиненормальных сил, действующих в элементах. Расчетная схема рамы приведена на рисунке 2.5.10Рисунок 2.5 - Расчетная схема рамы2.4.210 Сочетания нагрузокРасчет конструкции рамы выполняется с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок.4 Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузкаот ветрового напора на покрытие2 разгружает раму и потому не учитывается.Для расчета используются основные сочетания, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.В соответствие4 с п. 1.12, 1.13 [17] учитывается сочетание, включающее постоянную и две временные нагрузки с коэффициентами сочетаний10 длякратковременных 1 = 0,9.Сочетания, включающие постоянную и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную) применяются без коэффициентов 1.2.4.310 Статический расчетСтатический расчет рамы выполнен на ПЭВМ с использованием вычислительного комплекса10 STRUCTURE CAD версии 11.3 (SCAD).Вычислительный комплекс основан на применении метода конечных элементов.10ПЭВМ автоматически выдает расчетные усилия в стержнях с учетом требуемых сочетаний нагрузок. В соответствии с классификацией сочетанийнагрузок усилия определены отдельно для каждого вида сочетаний, несущая способность стержней проверяется по окончательному расчетномунаибольшему усилию.10Отчет о вычислениях приведен в приложении 1.В графическом виде эпюры наиболее невыгодного загружения представлены на рисунках 2.6, 2.7, 2.8; единица измерения: Тс, Тс м.Рисунок 2.6 – Эпюра N.Рисунок 2.7 – Эпюра M.Рисунок 2.8 – Эпюра Q.Расчет и проектирование стропильной фермы2.5.1 Расчетная схема фермыРасчетная схема фермы приведена на рисунке 2.9.Рисунок 2.9 – Расчетная схема фермы.Расчетные усилия в стержнях фермы19 определены с19 помощью автоматизированного проектно-вычислительного комплекса SCAD. Материалфермы сталь С245: кН/см2. Верхний и нижний пояса19 проектируются без изменения сечения.Сечения поясов и решетки принимается из гнутосварных профилей по а-ГОСТ 30245-94. Расчет ведется без учета увеличения несущейспособности из-за наклепа.2.5.2 Расчет19 фермыДля подбора сечения стержней использованы39 формулы расчета на прочность и устойчивость центрально растянутых и сжатых элементов:а) Условие прочности центрально-растянутого элемента имеет вид:(2.14)где N – расчетное усилие в рассматриваемом стержне;Ry – расчетное сопротивление материала;Аn – площадь сечения стержня нетто;с – коэффициент условия работы.Для растянутых элементов с = 0.95.Требуемая площадь из условия будет:(2.15)Далее из сортамента39 выбран гнуто сварной профиль по ГОСТ 30245-94.б) Расчет на устойчивость центрально-сжатого стержня39 выполнен по формуле:где, А – площадь сечения элементов брутто;– коэффициент продольного изгиба, который зависит от гибкости стержняТребуемая площадь сжатого стержня определяется из условия:(2.16)т.к. коэффициент в неявном виде зависит от площади сечения, то39 задача решается методом последовательных приближений. В первомприближении39 задано: для поясов = 80…100. Для раскосов и стоек = 100…120.39По значению в зависимости от и Ry39 вычислена величина Атр в первом приближении, из сортамента39 подобраны соответствующие профили поа-ГОСТ 30245-94. Результаты расчета сведены в таблицу 2.2Таблица 2.2 – Расчетные усилия и8 подбор сечений фермы2.5.38 Расчет сварных швов прикрепления стержней фермыСварка полуавтоматическая20 сварочной проволокой марки СВ08-Г2С по ГОСТ 2246-70* диаметром 2 мм [48,20 таблица 5.1].Материал фермы – сталь С245, материал опорных фланцев верхнего и нижнего поясов – сталь С245: кН/см2.Сварные швы угловые без разделки кромок сечения поясов. Для стали С245: расчетное сопротивление углового шва срезу (условному) по металлушва кН/см2 ; расчетное сопротивление углового шва срезу (условному) по металлу границы сплавления кН/см2.Расчетные сопротивления, принимаемые при расчете по металлу шва:кН/см2.Расчетное сопротивление, принимаемое при расчете по металлу границе сплавления: кН/см2.Принимается условие расчета соединений по металлу границы сплавления: .20Согласно [48] ввиду сложности действительной работы угловых швов64 их расчет носит условный характер,64 подтвержденныйэксперименталными данными.Верхний пояс (стержень В4).20Принят катет шва мм.20По металлу20 шва, соединяющем верхний пояс с фланцем: кН/см2<19,51 кН/см2; (2.17)где,1 NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];lш- длина шва;Кш- катет шва.40По основному металлу на границе его сплавления с металлом шва:64кН/см2<1 кН/см2, (2.18)где,1 NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];lш- длина шва;Кш- катет шва.Прочность сварного шва обеспечена.Нижний пояс (стержень Н4).20Принят катет шва мм.20По металлу шва,20 соединяющем нижний пояс с фланцем: кН/см2<19,51 кН/см2;где,1 NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];lш- длина шва;Кш- катет шва.40По основному металлу на границе его сплавления с металлом шва64кН/см2<1 кН/см2,где,1 NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];lш- длина шва;Кш- катет шва.Прочность сварного шва обеспечена.Растянутый раскос Р1, подверженный наибольшему усилию.Принят катет шва мм.По металлу шва, соединяющем раскос с поясом: кН/см2<19,5 кН/см2;где, NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];1ш - длина шва;Кш- катет шва.40По основному металлу на границе его сплавления с металлом шва64кН/см2<1 кН/см2,где,1 NВ4– усилие;ш– коэффициент глубины проплавления [48,таблица 5.3];lш- длина шва;Кш- катет шва.Прочность сварного шва обеспечена.2.5.4 Проектирование узлов фермыУзел 1. Опорный узел фермы.20 Принимаем конструктивно опорный двутавр 40К5, рисунок 2.10Для крепления надколонника к колонне принимаем болты М2420 СТ СЭВ 180-75.Рисунок 2.10 - Опорный узел фермы и20 надколонник.Узел 2. Монтажный стык работает на сжатие. Фланцы20 приняты толщиной 20 мм и размерами 300×200 мм из стали С245. Болты20 приняты поГОСТ 7798-70: с шестигранной головкой, М24 класса точности С, класса прочности 4.6 размещены так, чтобы соблюдались конструктивныетребования. По ГОСТ 11371-78 принят диаметр шайб мм, диаметр отверстий – 26 мм.20Проверяются конструктивные условия размещения болтов, рисунок 2.11Рисунок 2.11 - Верхний монтажный узел фермы(2.19);;;,20где – минимальное расстояние от грани пояса до оси болта;– наружный диаметр шайбы;– расстояние от грани фланца до оси болта;–20 минимальное расстояние между центрами болтов.Стык верхнего пояса с фланцем проверен ранее. Прочность соединения обеспечена.20Узел 3. Фланцевое соединение нижнего пояса. Растягивающее усилие кН.20 Приняты болты по ГОСТ 7798-70: с шестигранной головкой, М24,класса прочности 8.8, класс точности В. Диаметр шайб мм, диаметр отверстий – 25 мм.Толщина фланцев 30 мм. Площадь сечения болта см2.Расчетное сопротивление растяжению20 болта:кН/см2, (2.20)где кН/см2– нормативное сопротивление стали болта.20Нижний монтажный узел фермы20 представлен на рисунке 2.12.Рисунок 2.12 Нижний монтажный узел фермыПрочность соединения обеспечена, если выполняется условие:, (2.21)где –20 расчетное усилие;– площадь сечения болта;20расчетное сопротивление растяжению20 болта;- коэффициент условий работы.Принято 8 болтов. Стык нижнего пояса с фланцем проверен ранее. Прочность соединения обеспечена.2.61 Расчет и конструирование стержня колонны.Усилия в колоннах определены с помощью автоматизированного проектно-вычислительного комплекса SCAD в19 разделе 2.4.3, . Материалколонны сталь С245 с при t листового проката 10…20 мм. Сварка полуавтоматическая - в среде углекислого газа, сварочная проволока СВ-08Г2С.Определение расчетных длин колонн:(2.22)(2.23)где и – коэффициенты приведения длины в19 соответствии с рис.6.11 [49].Подбор сечения колонны:Предварительно задана высота сечения колонны h=400мм > (1/30)H.1Условная гибкость:, (2.24)Приведенный эксцентриситет:; (2.25)где: - расчетное значение изгибающего момента;- расчетное значение продольной силы;- коэффициент влияния формы сечения.Тогда [3 Приложение 8.21].Требуемая площадь сечения колонны:см2.19Принимается колонный двутавр 40К5: см2; см; см; см3.19Необходимо проверить устойчивость назначенного сечения.1 Условная гибкость определена по формулам (2.24), (2.25).8При, где Аf – площадь полки, Аw - площадь стенки.Коэффициент влияния формы сечения19 определен8 по формуле:(2.26)тогда,Устойчивость колонны в плоскости рамы обеспечена.Предельная гибкость стержня колонны, где <119Проверка колонны по предельной гибкости:Относительно оси х-=>Относительно оси y- =>Так как гибкости стержня из плоскости1 рамы и в плоскости рамы меньше предельной,7 окончательно принят двутавр 40K5 c характеристикамисечения:см2; см; см; см3.2.6.11 Конструирование оголовка колонны1Строганная опорная плита толщиной мм1 приварена к фрезерованному торцу стержня колонны угловыми швами с катетом мм. Размеры плиты вплане 450×480 мм.В качестве надколонника19 принят двутавр 40К5. Высота двутавра составляет 720 мм.19 Надколонник показан на рисунке 2.10.Проверка прочность стенки двутавра на смятие.Толщина стенки мм, ширина опирания мм. Расчетная длина сминаемой поверхности стенки:мм.,где см2 – площадь сминаемой поверхности.Условие прочности выполняется.2.6.2 Расчет и конструирование базы колонныРасчет опорной плиты.19 Принят бетон фундамента класса В10, расчетное сопротивление бетона осевому сжатиюкН/см2.19 Расчетноесопротивление бетона смятию,19 определяется21 по формуле:кН/см2 (2.27)где для бетона класса ниже В25;.19 Аf – площадь полки, Аw - площадь стенки.Соединение колонн с фундаментом – жесткое, вследствие чего19 принята база колонны в виде плоской опорной плиты. Нагрузка будетпередаваться на фундамент через фрезерованный торец колонны. Материал опорной плиты – сталь С245: кН/см2 .1Ширина плиты:см, (2.28)где – ширина полки двутавра 40К5;мм – свес базы.3Принята ширина плиты см.Из условия1 длина плиты:(2.29)Минимальная длина плиты:см, (2.30)где – высота двутавра 40К5.3Принята длина опорной плиты см.1Опорная плита работает как пластинка на упругом основании.54 Для простоты расчета давление под плитой принято равномернораспределенным плита рассмотрена как пластинка нагруженная снизу отпором фундамента и опертая на торец колонны [§4.3.5. 49].Интенсивность реактивного отпора:, где (2.31)N - расчетное значение продольной силы;А – площадь опорной плиты.В базах без траверс изгибающий момент приближенно (с запасом прочности)54 находится если рассмотреть трапециидальные участки каксамостоятельные консоли (рисунок 2.13).Рисунок 2.13 - Опорная плитаИзгибающий момент в месте заделки консоли, приходящийся на единицу ее ширины будет равен:, где (2.32)σf – то же, что в формуле (2.31);ω – площадь трапеции;с – расстояние от центра тяжести54 трапеции до кромки54 колоны;b – ширина консоли в месте заделки.54Толщина опорной плиты:, где (2.33)М - то же, что в формуле (2.32);- предел текучести стали;- Коэффициент условий работы;Участок 1.см2.Предварительно, как средняя арифметическая координат вершин, найдены координаты центра тяжести треугольников, входящих в составтрапеции.Координата центра тяжести трапеции:,где (2.34)- координаты центра тяжести фигур в составе трапеции;- площади фигур в составе трапеции.Тогда: с=15-u=15-6,8=8,2см.Изгибающий момент19 по формуле (2.32):кН∙см.19Толщина плиты19 формуле (2.33):см.Участок 2 имеет конфигурации примерно идентичную по форме и размерам участку 1. Учитывая, что при помощи данного метода моментнаходится приближенно (с запасом прочности) толщина плиты на участке 2 принята равной толщине плиты на участке 1. Прочность сеченияобеспечена.Окончательно принята толщина плиты =2,2 см (2 мм запас на фрезерование).2.6.3 Защита строительных конструкций от коррозииСтепень воздействия среды на конструкции – неагрессивная и слабоагрессивная. Мероприятия по антикоррозионной защите конструкций ивосстановлению покрытий, поврежденных сваркой выполнять в соответствии с требованиями [15] и17 ГОСТ 9402-80:- степень очистки поверхностей от окислов – 2;- степень обезжиривания – 1;- конструкции окрасить двумя слоями эмали ПФ115 по ГОСТ 6465-76* по грунтовке ГФ 021 по ГОСТ 25129-82.2.717 Основания и фундаменты2.7.1 Оценка инженерно-геологических условий строительства.2.7.1.1 Исходные данныеЛитологическое описание слоев приведено в таблице 2.3. Физико-механические свойства грунтов приведены в таблице 2.4Таблица 2.3 – Литологическое описание слоёв17Номер слояГлубина, м17Породаотдо100,2Чернозем20,22,817Суглинок32,85,1Песок ср. крупности45,115,0Глина17грунтовые воды не вскрытыТаблица 2.4 – Физико-механические свойства грунтов№сл.Глубинавзятияпроб, мУд. вес мин. частицγs,кН/м3Уд. вес грунтаγ,кН/м34Ввлаж-ностьW,%ГраницыпластичностиУд. сцеплениеC,МПаУгол внутр. тренияφ,град.Коэф. сжимаемостиm0,МПа-1Коэф. фильтрацииKф,см/секWL,%WP4 ,%121,027,016,91435200,037250,133 10-834,326,82020260,13 10-449,527,318,92737200,019130,43 10-82.7.1.2 Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки2.7.1.2.1 Определение физико-механических характеристик грунтовПервый слой – чернозем.Чернозем – плодородный поверхностный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.При планировании строительной площадки данный слой срезается.Второй слой –4 суглинок.Суглинок – грунт с преимущественным содержанием глины и значительным количеством песка.Плотность сухого грунта:кН/м3, (2.35)где: γ- удельный вес грунта;W –37 влажность грунта.37Коэффициент пористости:(2.36)Степень влажности:, (2.37)где W = 10 (кН/м3) – удельный вес воды.Коэффициент относительной сжимаемости(МПа-1) (2.38)Модуль деформации:(МПа), (2.39)где: β– безразмерный коэффициент, принимаемый17 равным [51,§4.2]:0,8-0,7 -43 для песков и супесей; 0,5 для суглинков; 0,4 - для глин.51Показатель текучести:(2.40)Число пластичности:(2.41)17Третий слой – песок средней крупности.Песок – несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).Плотность4 сухого грунта по формуле (2.35):кН/м3Коэффициент пористости по формуле (2.36):Степень влажности по формуле (2.37):Коэффициент относительной сжимаемости17 по формуле (2.38):(МПа-1)29Модуль деформации17 по формуле (2.39):(29 МПа)Четвертый слой – глина.Плотность17 сухого грунта по формуле (2.35):(кН/м3)Коэффициент пористости по формуле (2.36):Степень влажности по формуле (2.37):Коэффициент относительной сжимаемости17 по формуле (2.38):(МПа-1)29Модуль деформации17 по формуле (2.39):(29 МПа)Показатель текучести17 по формуле (2.40):Число пластичности по формуле (2.41):2.7.1.2.2 Заключение по грунтовым условиям строительной площадкиПервый слой составляет чернозем – природное образование, слагающее поверхностный слой земной коры и обладающее плодородием.Второй слой –17 суглинок твердый, с модулем деформации Е = 7,14 > 5 МПа. Грунт обладает высокой несущей способностью.Третий17 слой – плотный песок средней крупности, насыщенный водой, с модулем деформации Е = 13,3 > 10 МПа. Грунт обладает высокой17несущей способностью.Четвертый слой – глина мягкопластичная, легкая песчанистая, насыщенная водой, с модулем деформации Е = 1,9 < 5 МПа. Грунт обладает низкойнесущей способностью.2.7.217 Проектирование фундамента мелкого заложения2.7.2.112 Выбор глубины заложения подошвы фундамента12Проектированию подлежит фундамент под крайнюю колонну, спроектированную в подразделе 2.6.Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м,4 допускается определять [7] по формуле :, (2.42)где: Mt = 25,6 + 20,3 + 10,1+10,7+22 = 88,7 – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячныхотрицательных температур за зиму в г.17 Комсомольск-на-Амуре [3].d0 - величина, принимаемая равной, м:- для песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30;- для суглинков и глин - 0,23.(м).17Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df,м, определяется по формуле:, (2.43)где: kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемыхсооружений kh = =0,5[7,4 таблица 1];(м).Поскольку уровень грунтовых вод обнаружен на глубине dw =8 м > df +2, то, согласно [7,4 таблица 2] глубина заложения фундамента не зависит отdf.Глубина заложения фундамента, определяется исходя из конструктивных требований: м, (2.44)где 1,5 м – высота типового монолитного фундамента;0,1 м – бетонная подготовка, -0,15 м –3 отметка верха фундамента.Принята глубина заложения фундамента под колонну крайнего ряда К-1 м.2.7.2.2 Определение размеров подошвы фундамента3Расчет основания фундаментов ведется по предельному состоянию второй группы, то есть по деформациям.Нагрузки и воздействия на основании устанавливаются исходя из рассмотрения совместной работы сооружения с учетом перераспределениянагрузок под фундаментной конструкцией.Значения расчетных нагрузок и воздействий для расчета21 оснований подеформациям принимаются равными нормативным (21 γf = 1), для расчета по21 несущей способности – умножением нагрузок на осредненныйкоэффициент надежности по нагрузкам γf = 1,2.Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В21порядке первого приближения площадь подошвы фундамента определяется по формуле:(2.45)21где21 NoII – расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента21 для расчета основания по предельному состоянию второй группы,21 кН;Rо – расчетное сопротивление грунта21 под подошвой21 принято 300 кПа [7 приложение 4];γm – осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его90 участках, принимаем 20 кН/м;А = 260/(300 – 20 1,65) = 0,97 м2.Принят размер фундамента:а1=1,2мb1=2,4мНагрузки, передающиеся на основание:- нагрузка от веса фундамента:Gф=(1,2х2,4х0,9+0,9х0,9х0,6)х25=84,2 кН- нагрузка от веса грунта над ступенями фундамента:21Gгр =(1,2х2,4х0,6-0,6х0,92)х17=21,1 кН21Расчетное сопротивление грунта основания:R = (21 γс1 γс2/к) [Mγ kz b γII + Mq d1 γII' + (Mq-1) db γII' + Mc cII], (2.46)где γс1 =1,2; γс2 = 1,0 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3[7]к = 1,0 - коэффициент, принимаемый31 по21 п.2.41 [7]М = 0,39; Мq = 2,57;25 Mc = 5,15 - коэффициенты, принимаемые по табл. 4[7];kz = 1 - коэффициент, принимаемый равным при b 10 м;b -31 ширина подошвы фундамента, м;45db = 2,0 – при ширине подвала В<20м;d1 –приведенная глубина заложения40 фундаментов от пола подвала;40γII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;31γII' -31 осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;26cII - расчетное значение удельного сцепления31 грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.R = (1,2×1,0/1,0)[0,78×1×1,2×0,017+4,11×1,75×0,0169+6,67×0,037] = 0,463 МПа.802.7.2.380 Проверка давления под подошвой фундамента.30Нагрузки на фундамент Фм1, участвующий в работе поперечных рам, определены в разделе 2. М=49,3 кНм, N=260 кПа, Q=11,9 кПа.Далее приведен расчет фундамента Фм1.Краевые реактивные давления определяются по формуле:, (2.47)где: N – суммарная величина вертикальных нагрузок действующих на фундамент;А –площадь подошвы фундамента;е – эксцентриситет, определяемый по формуле (3.15);ι – ширина фундамента., (2.48)где: суммарная величина моментов действующих на фундамент;– суммарная величина вертикальных нагрузок действующих на фундамент;кПа м. 1,5 с учетом верхней отметки фундамента равной –0,150м.кПа<1,2R=1,2x463=556 кПакПа>0.Предельное значение относительного эксцентриситета:, условие не выполняется, необходимо сдвинуть плиту относительно стакана на величину в сторону действиянаибольшего по модулю момента. Эпюра моментов показана на рис. 2.7.м. (2.49)Принято м. Тогда по формуле (2.47): кПа.129 кПа<1,2R=1,2x477=572кПакПа.Среднее давление:, (2.50)где: N – нагрузка на фундамент;12γcs – средний удельный вес грунта с40 фундаментом;А –площадь40 подошвы фундамента;d - глубина заложения21 подошвы фундамента.Условия выполняются, размеры фундамента подобраны верно.2.7.2.4 Расчет осадки фундаментаЗначение конечной осадки фундамента определено методом послойного суммирования по формуле:, где (2.51)s – конечная21 осадка фундамента; si – осадка i-го слоя грунта основания; - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8; n – число слоев,на которое разбита сжимаемая толща основания;21 zp,i – среднее значение напряжения в i-ом слое грунта; hi = толщина i-го слоя; Ei – модульдеформации i-го слоя грунта.21 Ширина подошвы b = 1,2 м; глубина заложения d = 1,65 м;40 среднее давление под подошвой фундамента p = 12530кПа;21 напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента21 zg,о = 16,9х1,65 = 27,9 кПа; дополнительное давление pо = 125–27,9 = 97,1 кПа.Расчет выполнен с применением программы ЗАПРОС. Отчет о машинном расчете данного фундамента представлен в Приложении 2. Результатывычислений осадки сведены в таблицу 2.5.Проверка условия: 25 < 120мм – условие выполняется. Глубина сжимаемой толщи составляет 5 м.Таблица 2.5 Результаты вычислений осадки фундамента Фм1.Толщина слояДавление от нагрузки в средней точке слояБытовое давление в средней точке слояРасчетное давление в уровне кровли разнородных слоев грунтаОсадкамТ/м2Т/м2Т/м2мм0.488.8193.18904.7430.486.8993.37203.710.484.6443.55502.4980.483.1133.73801.6740.482.1693.92101.1670.481.584.10400.850.121.3074.21800.1760.481.1254.3921.0093.2490.480.8924.68802.5770.480.7294.98602.1040.480.615.28501.7612.8 Конструирование и расчет панели-оболочки типа КЖС.2.8.1 Исходные данные.В осях «10»-«16» несущим элементом является панель-оболочка пролетом 18 м. Здание отапливаемое. Район строительства г. Комсомольск-наАмуре - IY по весу снегового покрова. Арматура напрягаемая - класса А-IV, для сварных каркасов и сеток - А-III. Бетон класса В30. Передаточнаяпрочность16 бетона18 МПа. Коэффициент надежности по назначению .Нагрузки на панель КЖС23 сведены в таблицу 2.6.Таблица 2.6№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка23 кН/м2,24Коэффиц. надежности по нагрузкеРасчётная нагрузка, кН/м21Постояннаяа) 324 слоя кровельного ковра0,011,30,013б) цементная стяжка0,361,30,468в) утеплитель, минераловатные плиты0,721,30,936г) пароизоляция0,051,30,065д) панель-оболочка КЖС2,0151,12,217Итого от постоянной3,1553,6992Временнаяа) длительная0,871,41,228Итого3,994,89кратковременная0,871,41,228Итого4,836,1152.8.2 Конструкция и размеры КЖСКонструкция панели-оболочки типа КЖС представляет собой79 пологий предварительно напряженный свод-оболочку с двумя79 рабочимидиафрагмами сегментного очертания.79 Номинальные размеры панели BL = 318 м. Высота сечения посередине пролета панели23 h0 =L/20=18000/20 = 1000 мм; высота опорной части панели = 150 мм.Расчетный пролет панели lo23 = L 300 = 18000 250 = 17750 мм.Сечение нижнего пояса диафрагм bf = 100мм; hf =100 мм. Толщину стенки диафрагм = 40-50мм. Ширина панели bf = 2940 мм.2.8.323 Расчет КЖС по общей несущей способности и устойчивости2.8.3.1 Расчетная схема КЖСРасчетная схема КЖС представлена на рис. 2.14.рис. 2.142.8.3.2 Расчет продольной рабочей арматуры11Расчетный изгибающий момент в середине пролета.,11 где (2.52)q- распределенная нагрузка;длина пролетаРасчетная поперечная сила.(2.53)11Расчет продольной рабочей арматуры14 осуществляется из14 условия:Где — расстояние по вертикали от оси оболочки до оси рабочей арматуры диафрагмы;14Принимаем по сортаменту 4 стержня диаметром 22 мм. А-IV.2.8.3.3 Расчет толщины оболочкиПроверяем толщину оболочки в14 приопорной части14 по формуле:,15 где: (2.54)х - расстояние от рабочей поверхности анкера рабочей арматуры диафрагмы до рассматриваемого сечения;- расстояние по горизонтали от оси рабочей арматуры диафрагмы до продольной грани панели на опоре.16Условие удовлетворятся.Проверим толщину оболочки в середине пролета.=0,75 –14 коэффициент работы тонкой оболочки14 для панели шириной 3 м.14Проверим достаточность толщины оболочки на условные критические напряжения сжатия по формуле:, где (2.55)- расчетный пролет оболочки, равный расстоянию в свету между вутами; - изгибающий момент от нормативных нагрузок в середине пролета при- 11 расстояние от центра тяжести приведенного сечения панели до оси оболочки.Площадь приведенного сечения бетона.18Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани.14Расстояние от нижней грани до центра тяжести сеченияМомент инерции приведенного сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести11 приведенного сечения.76изгибающий момент от нормативных нагрузок в середине пролета16Таким образом, принятая толщина оболочки 3 см по условию прочности и устойчивости достаточна.2.8.4 Расчет11 диафрагмы на действие поперечной силыРассмотрим сечение, расположенное на расстоянии 1 м от15 опоры (рис. 2.15)27рис. 2.15Усилие в этом сечении:На продольную диафрагму будет передаваться часть поперечной силы:,22 где (2.56)- угол наклона оси оболочки, при этом должно соблюдаться условие:Условие22 соблюдается.22 Следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется, устанавливаем ее по конструктивным требованиям:С шагом 200 мм на приопорном участке14 длинной 2 м. В вертикальных ребрах жесткости16 по длине пролета располагаются анкера.2.8.5. Расчет анкеров.Площадь рабочей поверхности анкера рабочей арматуры каждой диафрагмы определяется из условий22кНм, где (2.57)изгибающий момент на всю ширину панели в сечении, расположенном на расстоянии 1,5 м от рабочей поверхности анкера;Z1 =0,33м расстояние по вертикали от оси рабочей арматуры диафрагмы до оси оболочки в этом же сечении.22Принимаем анкер с упорной плитой шириной 180 мм и высотой 14022 мм.2.8.614 Расчет арматуры в торце плиты.13Определим расчетное усилие в торцевой арматуре по13 следующим формулам (принимаем большее из двух значений):;, 722 де (2.58)- расчетная нагрузка от веса панели22 на 1 м2 ;=2,8 м – расстояние между осями рабочей арматуры диафрагмы.13Для расчета принимаем кН,см2Принимаем 2 стержня диаметром 14 мм, АIII, см2.2.8.7Определение потерь предварительного напряжения арматуры.27Натяжение арматуры на упоры27 производится механическим способом.Предварительное напряжение в14 арматуре до обжатия бетона при коэффициенте натяженияМПа,Соответствующее усилие в этой арматуре:13см2,Изгибающий момент в середине пролета от собственного веса панели:кНм,Где11 кН/м.11Напряжение в бетоне на уровне напрягаемой арматуры в момент его обжатия:;14мм;МПа,Определение потери напряжения от быстронатекающей ползучести:МПа,От усадки бетона:МПа,От ползучести бетона:МПа,Общие потери:МПа11Другие виды потерь согласно [54]11 не учитываем.Расчет панели оболочки по образованию трещинРасчет11 ведем из условия:,Рассмотрим сечение в середине пролета панели. Момент сопротивления для растянутой грани сеченияРасстояние от14 центра тяжести сечения до верхней ядровой точки с учетом коэффициента 0,813 определим по формуле:Момент сопротивления для растянутой грани сечения с учетом неупругих деформаций бетона:,Равнодействующая усилий в напрягаемой арматуре с учетом всех потерь при ;14кН;Определение изгибающего момента в середине пролета панели при образовании трещин:14Условие не выполняется, следовательно, трещины в растянутой зоне образуются,29 необходим расчет по раскрытию трещин. Проверяем,образуются ли29 трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии при значении29 коэф. точности натяжения sp=0,9 изгибающий момент от весаплиты:кНм;Расчетное условие: Р1( ео-rinf )-M< RbtpW/plПринимаем МПа, что составляет ориентировочно 55% от для В30.0,9726,6(0,643-0,368)-79,356=100,477 кНм< 101,491 кНм; - условие выполняется, поправка в не вводится.Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси29sp=0,9 Предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительная84 аcrc=0,4 мм, продолжительная аcrc=0,3 мм.Изгибающие моменты от нормативных нагрузок:Постоянной и длительной М=476,37529 кНм;Суммарной М=579,99 кНм;Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок:s=z1=24 ho-0,5h/s= 93,5-0,55=91 см; еsp=0 Ws=Asz1= 15,291=1383,2 см3;s=2. Приращение напряжений от действия полной нагрузки:s=24 кН/cм2=48,64 МПа;3. Ширина раскрытия трещин от24 продолжительного действия полной нагрузки:0 мм4. Ширина раскрытия трещин от24 действия постоянной и длительной нагрузки:0,0629 мм;524 Непродолжительная ширина раскрытия трещин:0,1+0,06-0=0,1629 мм <0,424 мм;6 Продолжительная ширина раскрытия трещин:<0,3 мм.Расчет24 панели оболочки11 по деформациям (прогибам).Определяем прогиб панели в14 середине пролета с учетом длительного действия нагрузки, при коэффициентах надежности по нагрузке поформуле:, где (2.59)- кратковременно действующая часть нагрузки;- коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона, равный 2 при продолжительном действии нагрузки и влажности среды 4075 %;- длительно действующая часть нагрузки;13- эквивалентная по моменту в середине пролета равномерно распределенная нагрузка от сил предварительного напряжения,13 вычисляемая поформуле:,где (2.60)- равнодействующая усилий в напрягаемой арматуре до обжатия бетона при sp=0,9; -потери напряжений в арматуре; -15 потери напряжений дляуровня сжатой зоны бетона.11Усилие в напрягаемой арматуре при14 sp=0,9;Вычислим потери для крайнего сжатого волокна бетона, если бы там находилась напрягаемая арматура; для этого14 найдем напряжения сжатия всжатом волокне в момент передачи сжатия на бетон.14Потери напряжения будут равны:От быстронатекающей ползучестиМПа,От усадки бетона:МПа,От ползучести бетона:МПа,Общие потери:23МПа,11Условие по прогибу удовлетворяется.В11 ходе выполнения данного дипломного проекта на тему «Проектирование спортивного комплекса с бассейном 14×25 м в г. Комсомольск-наАмуре» получены следующие результаты: уровень ответственности здания II; срок эксплуатации здания 50 лет; степень огнестойкости-III;минимальный предел огнестойкости: несущих элементов R45; стен E15; перекрытий REI45. Класс по конструктивной пожароопасности С0. Класспожароопасности строительных конструкций К0.3 Класс здания по функциональной пожароопасности Ф3.1. Класс пожарной опасностиматериала стен и потолков для вестибюлей не более КМ2, для общих коридоров не более КМ3.Конструктивная схема одноэтжного объёма здания - полный каркас с самонесущими кирпичными стенами. Конструктивная схема двухэтажногообъёма здания в осях «10»-«16» - неполный каркас.Фундаменты - столбчатые монолитные, стаканного типа с фундаментными балками. В осях «10»-«16» - ленточные сборные.Генеральный план участка. Площадь участка 55000 м2. Площадь3 застройки: 3614м2. Коэффициент застройки Кз=0.06. Коэффициент3использования территории 0,11.Сметная стоимость составила 109195,443 тыс. руб..