Проектирование и расчёт конструкций многоэтажного промышленного здания с неполным каркасом

1. Компоновка конструктивной схемы здания

В задачу компоновки  конструктивной схемы проектируемого трехпролетного пятиэтажного здания входит:

1) выбор направления главных и второстепенных балок и компоновка монолитных перекрытий;

2) выбор направления сборного неразрезного ригеля, типа панели, выбор сечения ригеля с компоновкой перекрытий;

3) определение минимальной толщины наружных кирпичных стен и компоновка поперечника здания;

4) разбивка здания на температурные блоки;

5) обеспечение пространственной жесткости здания;

1. 1.1 Компоновка монолитного железобетонного перекрытия

Перекрытие состоит  из главных и второстепенных балок, расположенных взаимно перпендикулярно, а также сплошной плиты поверху балок, объединяющей их в единое целое.

Главные балки монолитного перекрытия опираются по краям на кирпичные стены, а внутри здания на колонны и служат опорами для заделки второстепенных балок.

Так как проектируемое здание является промышленным, то в конструктивном отношении целесообразно принимать поперечное расположение главных балок.

Размеры элементов (главных и второстепенных балок, плит) монолитного ребристого перекрытия зависит от нагрузки на перекрытие и пролетов балок.

Шаг второстепенных балок в монолитном перекрытии ограничивается и назначается в пределах 1,8-2,7м. Компоновочная схема  монолитного перекрытия  представлена на рис.1

[pic 1]

Рис.1

1. 1.2 Компоновка сборного перекрытия

В состав сборного балочного перекрытия входят панели и несущие их ригели, которые опираются на колонны и наружные стены. При компоновке сборного балочного перекрытия решаем следующие задачи:

1) выбор направлений ригеля. По аналогии с монолитным перекрытием оно принято поперечное. Форма сечения ригеля принята тавровой с полками в нижней части ригеля;

2) выбор типа панели перекрытия. Так как проектируемое здание является промышленным, то тип панелей перекрытия принимается ребристый П-образной формы;

3) выбор числа типоразмеров панелей, их номинальных размеров путем раскладки панелей перекрытия. Схемы раскладки представлены на рис.2

4) привязка разбивочных осей произведена по внутренним граням кирпичных стен.

[pic 2]

Рис.2

1. 1.3 Определение минимальной толщины несущих наружных стен, компоновка поперечника

Минимальная толщина кирпичных стен для многоэтажных промышленных зданий по прочностным характеристикам должна быть не менее 51см. Кроме того, кирпичная стена является ограждением, которое должно обеспечивать комфортные условия для пребывания людей. Вторым критерием для толщины кирпичных стен является теплотехнический расчет, производящийся по СНиП 23.01-2003. Окончательное решение по толщине стены принимается по теплотехническому расчету.

1.3.1. Теплотехнический расчет

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле:

ГСОП = (tвнутр.-tотоп.периода)zотоп.периода

tв – расчётная температура внутреннего воздуха

tот.пер – средняя температура, оС

Zот.пер – продолжительность, сутки, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 оС по СНИП 2.01.01 – 82.

Для города Хабаровск:

ГСОП = (18+4,1)∙215 = 4751,5

Требуемое сопротивление теплопередаче определяется методом интерполяции: R0 = 1,95

Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:

 R0 = 1/αB + Rk + 1/αн

Rk = R1+R2+R3 

Rk = 0,12/0,81 + х/0,06 + 0,38/0,81 = 0,5/0,81 + х/0,06

R0 = 1/8,7 + 0,5/0,81 + х/0,06 + 1/23 = 0,784 + 16,67х = 1,95.

Отсюда х = 0,07 м. Принимаем 70мм.

Толщина стены: 380+120+70 = 570мм

При компоновке поперечника здания выбирается разрезка колонн и ригелей на сборные конструкции элементов. Компоновка проектируемого поперечника представлена на рис.3

1. 1.4 Разбивка здания на температурные блоки

В целях уменьшения усилий от изменения температуры и усадки здания по длине делятся на отдельные части (блоки) температурно-усадочными швами. Расстояние между швами устанавливается либо расчетом, либо по справочнику проектировщика. Максимальное расстояние между температурными швами в стенах отапливаемых зданий при температуре наружного воздуха до -300C составляет для глиняного кирпича – 60м, при кладке из силикатного кирпича – 40м. Поскольку длина здания не достигает 120 м и кладка выполнена из глиняного кирпича, то деформационный шов не устраивается.