2. Технико-экономическое обоснование выбора конструктивной схемы сборного перекрытия

Основная рабочая задача вариантного проектирования - найти оптимальное решение конструктивной схемы здания и выбрать технически целесообразные и экономически выгодные несущие конструкции.

В данном курсовом проекте, при пролёте здания 30 метров предлагается два вида конструктивной схемы: а) с шагом колонн по наружным осям 6 метров, по внутренним 12 метров, с применением подстропильных конструкций; б) с шагом колонн по внутренним и наружным осям 12 метров.

2.1. Первый вариант.

2.1.1. Плиты покрытий пролетом 6м.

Плиты этого вида применяют для покрытий одноэтажных промышленных зданий при шаге стропильных конструкций 6 м.

В основном применяют ребристые плиты размером 3х6 м (рис.2.1). Плиты 1.5х6 м используют как доборные в местах скопления снегового покрова. Плиты различаются по величине расчетной нагрузки, которая зависит от массы самой плиты, веса кровли, района снеговой нагрузки, массы вентиляционных устройств. В некоторых случаях учитывают нагрузку от подвесного оборудования.

Рисунок 2.1. Ребристая плита покрытия 3х6 м.

Плиты имеют П-образное поперечное сечение и состоят из полки толщиной 30 мм, поперечных ребер трапециевидного сечения высотой 150 мм, расположенных через 1 м в плитах шириной 3 м и через 1.5 м в плитах шириной 1.5 м, и двух продольных ребер высотой 300 мм.

Полка армируется сварными сетками из холоднотянутой проволоки класса Вр-I. Продольные стержни поперечных ребер выполняются из стали периодического профиля класса A-III, поперечные стержни, из проволоки Вр-1. Рабочая продольная арматура продольных ребер напрягаемая: стержневая периодического профиля классов А-IV, А-V, Ат-IV, Ат-V; высокопрочная проволока Вр-II; канаты К-7 диаметром 12 или 15 мм.

На опорных участках продольных ребер дополнительно устанавливают сварные сетки из холоднотянутой проволоки класса Вр-I. В местах сопряжения крайних поперечных ребер с продольными устанавливаются вертикальные сварные сетки для ограничения ширины раскрытия трещин при отпуске напрягаемой арматуры. Вуты армируются наклонными сварными сетками из проволоки Вр-I.

На опорах продольных ребер устанавливаются закладные детали, которые привариваются к закладным деталям стропильных конструкций. После сварки закладных деталей и замоноличивания швов между плитами образуется горизонтальная жесткая диафрагма, обеспечивающая пространственную работу каркаса, а также устойчивость верхних сжатых поясов стропильных конструкций. Диафрагма передает ветровую нагрузку и усилия от продольного торможения крана на связевый блок каркаса здания.

таблица 2.1.

Характеристика плиты покрытии пролетом 6 м и расход материалов

Размер плиты, м.	Класс бетона	Масса, т	Расход бетона, м3	Расход стали, кг
				Напрягаемая А-IV¸Ат-V	Всего
3´6	В 20	2,7	1,07	11	66

2. Стропильная ферма.

Фермы сегментного очертания применяют для покрытий зданий пролетом 18, 24, 30м при шаге колонн 6 и 12 м. Фермы предназначены для зданий со светоаэрационными фонарями и без фонарей, с мостовыми кранами или с подвесным оборудованием грузоподъемностью до 5 т. Эти фермы используют в районах с различной снеговой нагрузкой и любой агрессивностью газовой средой. При агрессивной среде плотность бетона, виды вяжущего, добавки и меры по защите арматуры и закладных деталей назначают в соответствии с указанными нормами.

Фермы состоят из верхнего и нижнего поясов, стоек и раскосов, верхний пояс имеет ломаное очертание с прямолинейными участками между узлами и уклоном в пределах ширины фонаря 1:12 (Рис 2.2. ). Расстояние между узлами верхнего пояса назначают, исходя из ширины плит покрытия – 3 м. Высота ферм колеблется в пределах 1/7¸1/9 пролета.

Таблица 2.2.

Характеристика стропильной фермы пролётом 30 м, расход материалов

Марка фермы	Класс бетона	Расход стали, кг	Вес, т	Нагрузка q, кг	Серия
Ф6-30-1	В30	667,1	17	350-550	ПК-01-76 вып. 1.8

Рисунок 2.2. Стропильная ферма пролётом 30 м.

Элементы фермы армируются сварными каркасами, продольные стержни которых из стали класса А-III, поперечные из проволоки Вр-I. Плоские каркасы верхнего пояса, стоек, раскосов и узлов объединяются в пространственные каркасы. Опорные пролетные узлы армируют сварными каркасами, соединенными шпильками. В нижнем поясе применяют замкнутые хомуты или П-образные каркасы. Опорные узлы, в целях ограничения ширины раскрытия трещин при отпуске напрягаемой арматуры, дополнительно армируются сварными сетками из холоднотянутой проволоки Вр-I, расположенными перпендикулярно напрягаемой арматуре. Нижний пояс армируется предварительно напряженной арматурой. Ее возможные варианты: стержневая А-IV, А-V, Ат-V, Ат-VI; проволочная – Вр-II, канаты – К-7, К-19. Использование высокопрочной проволоки и канатов позволяет сэкономить 20¸30% арматуры.

В верхнем поясе для крепления плит покрытия через каждые 3 или 1,5 м по длине фермы устанавливаются закладные детали. Фермы крепятся к колоннам анкерами и сваркой закладных деталей.