Методические указания к курсовой работе




НазваниеМетодические указания к курсовой работе
страница1/5
Дата публикации28.06.2013
Размер0.56 Mb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Информатика > Методические указания
  1   2   3   4   5


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)



Расчет и конструирование поперечной рамы многоэтажного сборного железобетонного промышленного здания

Методические указания к курсовой работе

Новочеркасск

ЮРГТУ

2009
УДК 692.522.3 (076.5)

ББК

К
Рецензенты:


Кожихов А.Г.
К Расчет и конструирование поперечной рамы многоэтажного сборного железобетонного промышленного здания: методические указания к курсовой работе / А.Г. Кожихов; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009. - 38 c.
Работа содержит рекомендации по расчету и конструированию поперечной рамы многоэтажного сборного железобетонного промышленного здания с использованием проектно-вычислительного комплекса Structure CAD.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальностей: 270105 - ”Городское строительство и хозяйство”, 270102 - “Промышленное и гражданское строительство”.

УДК

ББК
© Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), 2009
© Кожихов А.Г., 2009

Содержание





стр.

Введение ……………………………………………………………………...

  1. Общие сведения…………………………………………………………...

  2. Исходные данные для проектирования …………………………………

  3. Сбор нагрузок на поперечную раму …………………………………….

  4. Последовательность расчета в ПВК SCAD……………………………..

  5. Подбор арматуры и конструирования колонны………………………...

5.1. Подбор арматуры колонны………………………………………...

5.2. Стыки колонн……………………………………………………….

5.3. Определение геометрической длины колонны…………………...

  1. Подбор арматуры и конструирования ригеля…………………………..

6.1. Подбор арматуры ригеля…………………………………………..

6.2. Конструкция стыка ригеля с колонной …………………………..

6.3. Определение геометрической длины ригеля …………………..

Литература …………………………………………………………………...

Приложения ………………………………………………………………….


4

5

6

6

12

30

30

31

31

32

32

33

34

35

36



Если бы железобетон был бы изобретен в наши дни, то его изобретатель, несомненно, получил бы Нобелевскую премию.

^ М. Бьерс, президент Шведской ассоциации по сборному железобетону

Введение
В России в настоящее время наблюдается неоправданный отказ от сборного железобетона. Между тем мировая практика показывает, что интерес к сборному строительству не снижается. Например, Германия производит сборного железобетона в 1,5 раза больше России, а Италия – более чем в 2 раза. В Финляндии 70 % многоэтажных жилых домов возводится из сборного железобетона. В Европе 30 % общего объема производства железобетона приходится на сборное строительство. В Китае работает 4600 ! заводов сборного железобетона.

Туннель под проливом Ла-Манш, соединивший Францию и Великобританию, водовод диаметром 4 м и длиной 90 км в Ливии, транспортная эстакада длиной 55 км в Бангкоке, мосты в Германии массой 30 тыс. т и другие уникальные объекты реализованы в сборном железобетоне.

Развитие сборного железобетона в мировом строительстве объясняется несколькими причинами. В условиях стационарного производства намного легче обеспечить стабильное качество продукции через пооперационный контроль, такое производство существенно легче автоматизировать и даже роботизировать. Современные полимерные материалы для изготовления форм позволяют значительно разнообразить виды изделий и варианты их архитектурной отделки. Использование химических добавок в бетон позволяет сократить или вообще отказаться, например, от вибрирования бетонной смеси для ее уплотнения и от последующей температурной (паровой) обработки.

Ежегодное производство бетона и железобетона в мире превышает 3 млрд м3. Бетон и железобетон остаются основными конструкционными материалами, занимая приоритетные места в общей структуре мирового выпуска строительной продукции.

Проектированию железобетонных конструкций посвящено достаточно много нормативной, учебной и справочной литературы. Однако в вышеперечисленных изданиях отсутствуют подробно изложенные методики использования систем автоматизированного расчета и проектирования железобетонных конструкций. А это отрицательно сказывается на учебном процессе, курсовом и дипломном проектировании, работе выпускников на производстве.

Данная работа содержит рекомендации по расчету и конструированию поперечной рамы многоэтажного сборного железобетонного промышленного здания с подробным алгоритмом применения проектно-вычислительного комплекса Structure CAD.

^ 1. Общие сведения
Многоэтажные промышленные здания служат для размещения различных производств – цехов легкого машиностроения, приборостроения, химической, электротехнической, радиотехнической, легкой промышленности и др., а также для складов, холодильников, гаражей и т.п. Их проектируют, как правило, каркасными с навесными панелями стен.

Для промышленного строительства наиболее удобны многоэтажные каркасные здания без специальных вертикальных диафрагм жесткости, т.к. последние ограничивают свободное размещение технологического оборудования и производственных коммуникаций. Основные несущие конструкции многоэтажного каркасного здания – железобетонные рамы и связывающие их междуэтажные перекрытия (рис.1,2). Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении работой многоэтажных рам с жесткими узлами соединения ригелей с колоннами – рамной системой, а в продольном – работой вертикальных стальных связей или же вертикальных железобетонных диафрагм, располагаемых по рядам колонн и в плоскости наружных стен, - связевой системой. Если в продольном направлении связи или диафрагмы по технологическим условиям не могут быть поставлены, то их заменяют продольными ригелями. В этом случае пространственная жесткость и в продольном направлении обеспечивается рамной системой. При относительно небольшой временной нагрузке на перекрытия пространственная жесткость в обоих направлениях обеспечивается связевой системой; при этом во всех этажах устанавливают поперечные вертикальные диафрагмы. Шарнирного соединения ригелей с колоннами достигают установкой ригелей на консоли колонн без монтажной сварки в узлах.

Ригели устанавливают на консоли колонн с применением ванной сварки выпусков арматуры и обетонированием стыка на монтаже. Плиты, укладываемые по линии колонн, служат связями-распорками, обеспечивающими устойчивость каркаса на монтаже.

Возможны два типа опирания плит перекрытий: на полки ригелей таврового сечения (для производств, нагрузки от которых близки к равномерно распределенным) или по верху ригелей прямоугольного сечения (с оборудованием, передающим большую сосредоточенную нагрузку на одну опору).

Многоэтажные сборные рамы членят на отдельные элементы, изготавливаемые на заводах и полигонах, с соблюдением требований технологичности изготовления и монтажа конструкций. Ригели рамы членят, преимущественно, на отдельные прямолинейные элементы, стыкуемые по грани колонны скрытым или консольным стыком. Колонны также членят на прямолинейные элементы, стыкуемые через два этажа выше уровня перекрытия.

Вертикальные постоянные и временные нагрузки, а также горизонтальные ветровые нагрузки приложены одновременно ко всем рамам блока, поэтому пространственный характер работы в этих условиях не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчитывать в отдельности на свою нагрузку.

^ 2. Исходные данные для проектирования
Проектируемое здание – многоэтажное каркасное, сборное железобетонное.

Размер здания в плане (в осях) 17,25 х 42,0 м.

Сетка осей 5,75 х 6,0 м.

Количество этажей – 3.

Высота этажа (от пола до пола) – 4,8 м.

Нормативная технологическая (полезная) нагрузка на перекрытие v= 7,0 кПа.

Материалы рамы: тяжелый бетон В25, рабочая арматура А-400 (А-III), А-500.

Элементы рамы – без предварительного напряжения арматуры.

Место строительства – г. Ростов-на-Дону.

Коэффициент надежности по назначению здания n = 0,95 [1]


^ 3. Сбор нагрузок на поперечную раму
Ширина грузовой площади поперечной рамы равна шагу поперечных рам bf = 6,0 м (рис. 1).
Расчетные погонные нагрузки на поперечную раму:

Постоянная G = g bfn = 3,58  6,0  0,95 = 20,4 кН/м,

где g – расчетная нагрузка от собственного веса плиты перекрытия и пола (значение взять из сбора нагрузок на плиту перекрытия).

Собственный вес стоек и ригелей поперечной рамы учитывается в ПВК SCAD нажатием кнопки «Собственный вес».

Технологическая (полезная)

V = v f bfn = 7,0  1,2  6,0  0,95 = 48 кН/м,

где f – коэффициент надежности по нагрузке, определяется по п. 3.6 [2].
Снеговой и ветровой районы определяются в зависимости от места строительства по картам [2].

Величины снеговых и ветровых нагрузок определяются по прил. 1, табл. П.1.1; П.1.2.

Снеговой район – II, расчетная снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность sg = 1,2 кПа.

Снеговая S = sg bfn = 1,2  6,0  0,95 = 6,8 кН/м.
Ветровая нагрузка на здания и сооружения определяется как сумма статической и динамической составляющих. Статическая составляющая ветровой нагрузки учитывается во всех случаях.

Ветровой район – III, нормативная ветровая нагрузка w0 = 0,38 кПа.

Ветровая q = с w0 кеd bffn,

где с – аэродинамический коэффициент, определяется по [2].

Рис. 1. Конструктивная схема здания. План



Рис. 2. Конструктивная схема здания. Разрез
Коэффициент кеd учитывает изменение давления ветра по высоте, определяется в зависимости от высоты здания по прил. 1, табл. П.1.3.

Высота здания от уровня земли 0,15 м + 3  4,8 м + 0,85 м = 15,4 м (рис. 2).

Для высоты здания 15,4 м и для типа местности «В» (тип местности студент назначает самостоятельно) по прил. 1 табл. П.1.3 линейной интерполяцией кеd = 0,98.

qакт = 0,8  0,38  0,98  6,0  1,4  0,95 = 2,4 кН/м,

qпасс = 0,6  0,38  0,98  6,0  1,4  0,95 = 1,8 кН/м.
Схемы загружения поперечной рамы внешними нагрузками представлены на рис. 3.

.


Рис. 3. Варианты загружения поперечной рамы внешней нагрузкой:
^ 1 – постоянные нагрузки (собственный вес); 2 - 5 – технологическая (полезная) нагрузка;

6 – снеговая нагрузка; 7 – ветровая нагрузка слева; 8 – ветровая нагрузка справа

На основе конструктивной схемы здания (рис. 2) определяется геометрическая схема поперечной рамы (рис. 4).



Рис. 4. Геометрическая схема поперечной рамы
Многоэтажная железобетонная рама статически неопределима, и для ее расчета необходимо предварительно задать сечения ригелей и стоек. Сечения стоек назначаются 400х400, 400х600 или 600х600 мм, в зависимости от этажности и величины технологической нагрузки: чем больше этажей и величина технологической нагрузки, тем мощнее должно быть сечение колонны.

Высота сечения ригелей h может быть назначена 400, 500, 600 мм. Ширина сечения ригелей b = 0,4-0,5h, при этом также должна обеспечиваться минимальная величина опирания плит перекрытия по верху ригеля. Таким образом, минимальная ширина сечения ригеля 250 мм.

В этом примере приняты колонна с размерами поперечного сечения 600 х 400 мм и ригель с размерами поперечного сечения 600 х 250 мм
Статический расчет многоэтажной рамы выполняется методом конечных элементов (МКЭ) в проектно-вычислительном комплексе Structure CAD.

Проектно-вычислительный комплекс Structure CAD (ПВК SCAD) предназначен для численного исследования на ЭВМ напряженно-деформированного состояния и устойчивости конструкций, а также и для автоматизированного выполнения ряда процессов конструирования. ПВК SCAD обеспечивает исследование широкого класса конструкций: пространственные стержневые системы, произвольные пластинчатые и оболочечные системы, мембраны, массивные тела, комбинированные системы - рамно-связные конструкции высотных зданий, плиты на грунтовом основании, ребристые пластинчатые системы, многослойные конструкции. Расчет выполняется на статические и динамические нагрузки. Статические нагрузки моделируют силовые воздействия от сосредоточенных или распределенных сил или моментов, температурного нагрева и перемещений отдельных областей конструкции. Динамические нагрузки моделируют воздействия от землетрясения, пульсирующего потока ветра, вибрационные воздействия от технологического оборудования, ударные воздействия.

Проектно-вычислительный комплекс Structure CAD реализует численный метод дискретизации сплошной среды методом конечных элементов. Этот метод хорошо адаптирован к реализации на ЭВМ. По единой методике рассчитываются стержневые, пластинчатые и комбинированные системы. Удобно моделируются разнообразные граничные условия и нагрузки.

Основными этапами решения задач по методу конечных элементов являются:

  • расчленение исследуемой системы на конечные элементы и назначение узловых точек, в которых определяются узловые перемещения;

  • построение матриц жесткости;

  • формирование системы канонических уравнений, отражающих условия равновесия в узлах расчетной системы;

  • решение системы уравнений и вычисление значений узловых перемещений;

  • определение компонентов напряженно-деформированного состояния исследуемой системы по найденным значениям узловых перемещений.

В ПВК SCAD автоматизированы все этапы решения задач по МКЭ, в том числе и процесс генерации сетки конечных элементов.

В ПВК SCAD включено большое количество типов конечных элементов: стержни, четырехугольные и треугольные элементы плиты, оболочки (изотропный и ортотропный материал, многослойные конструкции), четырехугольные и треугольные элементы плиты на упругом основании; пространственные элементы в виде тетраэдра, параллелепипеда, восьмигранника общего вида; одномерный и двумерные (треугольный и четырехугольный) элементы для решения осесимметричной задачи теории упругости; специальные элементы, моделирующие связь конечной жесткости, упругую податливость между узлами; элементы, задаваемые численной матрицей жесткости.

Универсальность и легкая адаптация к проблеме позволяют применять Structure CAD при автоматизации проектирования различных инженерных объектов.

В программном комплексе Structure CAD реализованы строительные нормы и правила, действующие в момент разработки программы.

В результате расчета определены расчетные усилия и требуемое армирование элементов рамы.
  1   2   3   4   5

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе Факультет: экономический
Разработка управленческих решений: Методические указания к курсовой работе. – Вологда: Вогту, 2004 – 18 с

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе по дисциплине «Системный анализ отрасли»
Методические указания к курсовой работе составлены в соответствии с типовой учебной программой дисциплины обязательного компонента...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе по «Водоснабжению и водоотведению»...
Методические указания к расчетной работе по курсу “инженерные сети в строительстве”: учебно-методическое пособие. – Владикавказ:...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе по дисциплине «Технология...
Производственные предприятия дорожно-строительных подразделений: методические указания к курсовой работе по дисциплине «Технология...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе по дисциплине «Основы конструирования...
Трюмные системы: методические указания к курсовой работе по дисциплине «основы конструирования устройств и систем» для студентов...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика недвижимости»
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Экономика недвижимости» для студентов дневной формы обучения специальности...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе «Организация управленческой...
Методические указания по выполнению курсовой работы студентами экономического факультета, обучающимися по направлению 080502 «Экономика...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе
Самарский государственный аэрокосмический университет им академика С. П. Королева

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к курсовой работе для студентов специальностей...
Методические указания предназначены для студентов специальностей «Бухгалтерский учет, анализ и аудит», «Экономика и управление на...

Методические указания к курсовой работе iconМетодические указания к выполнению курсовой работы для студентов...
Машины и механизмы: Методические указания к курсовой работе для студентов 3 курса направления подготовки бакалавров 250700 «Ландшафтная...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов