Цех для ремонта специализированной техники (г

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»
                                                                      (РУТ (МИИТ)                                                               _

Российская открытая академия транспорта

Кафедра « Здания и сооружения на транспорте_______________________________________»	

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ

Заведующий кафедрой
Чистый Ю. А.  		
(ФИО) 	               (подпись)
«______	»___________20____г.


БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

  на тему:	    Цех для ремонта специализированной техники (г. Красноярск)


(направление подготовки, профиль) 08.03.01 «Строительство	»                                                                _
              профиль: “Промышленное и гражданское строительство”                                                _





Обучающийся

Эйдельнант Д. П.
(                                  )
Руководитель бакалаврской работы

Патрикеев А. В.
(                                  )
Нормоконтроль

Патрикеев А. В.
(                                  )










Москва 2018 г.



Содержание

    Введение………………………………………………………….……………………
                                                                                                                                                         1 Архитектурно-строительный раздел   ……………………………..……………..…                                                                  
    1.1 Природно-климатические и инженерно-геологические условия..…………….                               
    1.2 Описание технологического процесса…………………………………………..
    1.3 Генеральный план……………………………………………….……..…….......
    1.4 Объемно-планировочное решение………………………………………………
    1.5 Конструктивное решение…………………………………………………...........
    1.6 Теплотехнический расчет………………………………………………….......... 
  
2 Расчётно-конструктивный раздел………………………………………………........ 
    2.1 Компоновка поперечной рамы…………………………………………….......... 
    2.2 Сбор нагрузки на раму…………………………………………………………....
          2.2.1 Постоянные нагрузки………………………………...……………………..
          2.2.2 Временные нагрузки…………………………………….………………… 
                   2.2.2.1 Снеговая нагрузка………………………………….……………….
                   2.2.2.2 Крановая нагрузка………………………………………..................
                   2.2.2.3 Ветровая нагрузка……………………………………………..........
    2.3 Расчёт свайного фундамента…………………………………………….............
          2.3.1 Данные для проектирования……………………………………………….
          2.3.2 Сбор нагрузок на фундамент………………………………………………
          2.3.3 Определение глубины заложения подошвы ростверка……………..........
          2.3.4 Выбор типа сваи, её длины, сечения. Определение несущей                  
                   способности………………………………………………………..…..........
          2.3.5 Расчет ростверка на продавливание колонной…………………...………
          2.3.6 Расчет ростверка на продавливание угловой сваей………………………
          2.3.7 Расчет прочности наклонных сечений плиты ростверка по
                   поперечной силе………………………………………………………….…
          2.3.8 Расчёт ростверка на изгиб……………………………………….…………
          2.3.9 Определение осадки основания…………………………………………....
          2.3.10 Расчет фундамента на действие горизонтальной нагрузки…..................
                   2.3.10.1 Определение горизонтального перемещения свайного 
                                 фундамента………………………………………………………....
                   2.3.10.2 Определение внутренних усилий для проверки прочности
                                 ствола сваи………………………………………………………....
        2.4 Расчет колонны…………………………………………………..………….…
          2.4.1 Данные для проектирования…………………………………………….…
          2.4.2 Надкрановая часть колонны…………………………………………….....
          2.4.3  Подкрановая часть колонны……………………………………................
          2.4.4 Расчёт подкрановой консоли…………………………………....................
    
3 Организационно-технологический раздел ……………………………….……….....
    3.1 Календарный план производства работ в виде сетевого графика…………..…
          3.1.1 Составление ведомости объемов работ…………………………………....
          3.1.2 Определение требуемых затрат труда и машино-смен машин и
                   механизмов ………………………………………….………. ……………..          3.1.3 Составление карточки-определителя работ сетевого графика……….………...
    3.2 Расчет строительного генерального плана……………………………………..    
          3.2.1 Расчет площадей складов строительных материалов………………...…
          3.2.2 Расчет потребности строительства в воде………………………………..
          3.2.3 Расчет электроснабжения строительной площадки…………………… .
          3.2.4 Расчет количества прожекторов…………………………………………..
          3.2.5 Расчет количества рабочих на строительной площадке………....……...
          3.2.6 Расчет временных зданий…………………………………………………
          3.2.7 Технико-экономические показатели СГП………………………………..
          3.3 Разработка  технологической  карты  на  устройство  свайного   фундамента ……………………………..…………………………………………..….
          3.3.1 Погружение ж/б сваи буронабивным способом…………………………                                                           
          3.3.2 Технология погружения сваи..……………………………………………                                                                                       
          3.3.3 Последовательность погружения сваи…………………………………...
          3.3.4 Железобетонные сваи……………………………………………………..
          3.3.5 Охрана окружающей среды и техника безопасности при технологии производства свайных работ…………………………………………………………..
          3.4 Разработка технологической карты на монтаж колонн…………………..
          3.5 Сметные расчеты. Основные технико-экономичесикие показатели  …...
         3.6 Разработка мероприятий по охране труда на строительной площадке  .…
         3.6.1 Анализ условий труда  ……………………………………………….…...
          3.6.2 Мероприятия по безопасности труда…………………………………..…
          3.6.3 Мероприятия по производственной санитарии……………………….…
          3.6.4 Пожарная безопасность…………………………………………………....
       
   Библиографический список…………………………………..……………………...
  
 Приложения:
        Приложение 1.  Расчёт поперечной рамы здания на ПК……………………....
	Приложение 2. Ведомость трудоемкости и потребности в машино-сменах …
	Приложение 3. Таблицы сметных расчетов ……………………………………
      










ВВЕДЕНИЕ

     Железобетонные конструкции являются базой современного индустриального наземного и подземного строительства. Из железобетона возводят здания различного назначения.
     	На изготовление железобетонных линейных конструкций расходуется в 2-3 раза меньше металла, чем на стальные конструкции. 
     Необходимо применять рациональное сочетание железобетонных, металлических и других конструкций с правильным использованием лучших свойств каждого материала.
     Сборные железобетонные конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям  индустриализации строительства. Применение сборного железобетона позволяет существенно улучшить качество конструкций, снизить по сравнению с монолитным железобетоном трудоемкость работ на строительство в несколько раз, уменьшить, а во многих случаях и полностью устранить расход материалов на устройство подмостей и опалубки, а также резко сократить сроки строительства. Монтаж зданий и сооружений из сборного железобетона можно производить и в зимний период без существенного удорожания.
     В данной выпускной квалификационной работе запроектирован цех для ремонта специализированной техники в г. Красноярске, представляющий собой одноэтажное промышленное здание из  сборного железобетона.
     В организационно-технологическом разделе разработан сетевой график, технологические карты. В экономической части раздела составлены сметы, расчитаны основные технико-экономические показатели. В части раздела, касающейся вопросов охраны труда рассмотрены основные и вредные производственные факторы, а также приведены причины возникновения пожаров и способы их устранения.
     

1 Архитектурно-строительный раздел 

     1.1 Природно-климатические и инженерно-геологические условия   
     
     Строительство цеха предусмотрено в г. Красноярске. По весу снегового покрова г. Красноярск относится к IV району, по давлению ветра - к III району.
     Район строительства характеризуется следующими климатическими условиями:
* расчетная зимняя температура наружного воздуха   С;
* нормативный снеговой покров 2.2 м; 
* среднемесячная температура воздуха в январе С; 
* среднемесячная температура воздуха в июле С;
* средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного                                                        месяца 80%; наиболее жаркого месяца 56%.
     Инженерно-геологические условия:
* первый слой: растительный слой  ; ;
* второй слой: суглинок мягкопластичный ; ; ;
* третий слой: суглинок мягкопластичный ; ; .
     Уровень  грунтовых вод на глубине 3.5 м; глубина промерзания грунта составляет 2.2 м.
     
     1.2 Описание технологического процесса
     
     Цех для ремонта специализированной техники входит в зону подсобно-производственных цехов. Технологический процесс цеха обеспечивает качественную сборку специализированной техники. Направление производственного процесса в зависимости от технологических переходов от операции является параллельно-последовательным. Такое направление технологического процесса оказывает влияние на планировку здания цеха.
     Детали для ремонта специализированной техники поступают непосредственно в цех автомобильным транспортом.
     Производственный цикл цеха включает в себя целый ряд транспортных операций, связанных с перемещением деталей, узлов и производственных отходов. Для перемещения деталей, узлов по цеху используются мостовые краны, грузоподъемностью 10 т. Для передачи тяжелых деталей, узлов с одного пролета здания в другой предусмотрены передаточные тележки.
     Технологический процесс в цехе сопровождается газо- и пылевыделениями, поэтому предусмотрена венткамера для воздухообмена. Размер венткамеры в плане 6x9 м. 
     
     1.3 Схема планировочной организации земельного участка
     
     При проектировании схемы планировочной организации земельного участка учтены особенности и специфика цеха, изучен технологический процесс, особенности людских и грузовых потоков, мероприятия по охране окружающей среды, а также архитектурно-художественные и градостроительные требования.
     Главный вход в цех расположен со стороны основного подъезда. Вспомогательные здания размещены через дорогу от цеха.
     Административно-бытовой корпус (АБК) предусмотрен рядом с цехом, вход в который осуществляется непосредственно через цех по туннелю и с улицы. Вблизи АБК устроена автостоянка. Для отдыха рабочих предусмотрены два теннисных корта, волейбольная площадка и футбольное поле. Ширина автодороги составляет 7-10 м. Площадь, занятая озеленением составляет 15% площади территории цеха.
     Качество проекта схемы планировочной организации земельного участка характеризуют технико-экономические показатели.

     
     
     
     1.4 Объемно-планировочное решение
     
     Здание цеха для ремонта специализированной техники автотранспортного управления одноэтажное, двухпролетное, из сборного железобетона, с мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т, отапливаемое, с естественным освещением.
     Здание имеет прямоугольную конфигурацию в плане с размерами 36x72 м и сеткой колонн 18x12 м. Ширина каждого пролета 18 м, высота пролета 12 м. Колонны крайнего ряда в поперечном направлении смещены с разбивочных осей на 500 мм внутрь температурного отсека здания (привязка “500”); колонны  крайнего ряда в продольном направлении смещены на 250 мм наружу здания (привязка “250”) (рисунок 1).
     
                               

Рисунок 1 – Схема привязок
     
     Для восприятия ветровой нагрузки и массы панельных стен в продольном и поперечном направлениях установлены стальные фахверковые колонны из двутавра сварного.
     Выбор объемно-планировочного решения осуществляем на основе климатических и технологических условий. При проектировании учитываем влияние на стеновое ограждение таких факторов как температура наружного воздуха, ветер, влажность.
     Здание прочное, устойчивое, долговечное, отвечает санитарно-гигиеническим условиям труда человека, не загрязняет окружающую среду и сохраняет природный ландшафт.
     Здание имеет эстетичный внешний вид, надежно защищает людей и оборудование от атмосферных воздействий, удовлетворяет противопожарным требованиям.
     
     1.5 Конструктивное решение
     
     Здание каркасное (железобетонный каркас) имеет рамно-связевую систему. Каркас представляет собой совокупность несущих конструкций обеспечивающих прочность, жесткость и устойчивость здания.
     Фундамент проектируем свайный. Сечение подколонников выбираем исходя из размеров колонн. Зазор между колонной и стенками стакана фундамента принимаем 75 мм по верху и 50 мм по низу. Под фундаментами предусмотрено устройство бетонной подготовки 100 мм. 
     Крайние и средние колонны принимаем сплошные прямоугольного сечения. Размеры сечения крайних и средних колонн надкрановой части 500x600 мм, подкрановой части 500x800 мм. Высота колонн равна 9.6 м. Шаг крайних и средних колонн 12 м.
     Колонны фахверка предусмотрены стальные из сварного двутавра № 20 с шириной полок 350 мм. Также используем стальные приколонные стойки торцевого фахверка из [] № 20.
     По консолям колонн укладываем подкрановые, стальные балки длиной 12 м для опирания крановых рельсов, по которым перемещаются мостовые краны. Высота подкрановых балок 1.45 м (рисунок 2).
            
 
                                  Рисунок 2 – Средняя подкрановая балка
     
     По колоннам в продольном направлении укладываем подстропильные железобетонные двутавровые балки длиной 12 м и высотой сечения 1 м.
     На балки в поперечном направлении опираются панели оболочки КЖС с размерами в плане 3x18 м.
     Для обеспечения жесткости здания в продольном направлении, применены вертикальные портальные связи по колоннам в середине температурного блока по всем рядам колонн. Также предусмотрены горизонтальные связи по нижнему и верхнему поясу ригеля, выполненные из стальных уголков.
     Для обеспечения полной сборности здания, наряду с использованием сборных несущих конструкций применяем стеновое ограждение, включающее соединенные между собой панели, каждая из которых образованна из жестко соединенных между собой коробчатых элементов, выполненных из стеклопластика АГ-4С, заполненных утеплителем из фенолформальдегидного пенопласта ФРП-1. Стеновое ограждение навесное.
     Кровлю принимаем рулонную.
     Полы, выполненные в здании цеха, принимаем в зависимости от назначения помещения. Цех включает в себя два помещения: бокс для сборки и венткамеру. Полы в обоих помещениях принимаем асфальтобетонные.
      Для пропуска автотранспорта в наружных стенах устраиваем ворота. Размеры проемов ворот 4x4.2 м. Ворота выполняем двухпольными распашными. Перемычечная панель над воротами с размерами 0.6x6 м. Между уровнем пола здания и наружной планировкой имеется перепад высот 15 см. Для плавного выезда в здание с наружной стороны проёма ворот устраиваем пандус с уклоном не более 0.100.
     Ворота выполняем из стального каркаса, обшитого рулонной листовой сталью с утеплителем из пенопласта.
     Окна устраиваем стальные с двойным остеклением. Первый ярус окон высотой 3.6 м находится на отметке +1.200, второй ярус окон высотой 1.8 м находится на отметке +6.600. (рисунок 3)
     


Рисунок 3 – Схемы заполнения оконных проемов
     
          1.6 Теплотехнический расчет
     
     Согласно [1] сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций  должно быть не менее требуемого , то есть:

                                                              (1)
     
     Требуемое сопротивление теплопередаче ,  определяем в зависимости от градусо-суток отопительного периода:
 ,                                                        (2)
где - расчетная температура внутреннего воздуха, , принимая согласно   
       ГОСТ  12.1.005-88;
      - средняя температура отопительного периода, , принимая согласно [2];
      - продолжительность суток отопительного периода, сут, принимая 
            согласно[2].
      Имеем следующие данные:   .
     Согласно формуле (2) получаем следующие градусо-сутки отопительного периода:
.
     По [3, табл. 1а] требуемое сопротивление теплопередаче принимаем  .
     Для ограждения принимаем трехслойную стеновую панель толщиной 130 мм; обшивки из стеклопластика АГ-4С, заполнитель из фенолформальдегидного пенопласта ФРП-1 (рисунок 4).
     

1-стеклопластик АГ-4С,
                          2 – фенолформальдегидный пенопласт ФРП-1
Рисунок 4 – Трехслойная стеновая панель
     
     Термическое сопротивление слоя многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле: 
  ,                                                                  (3)
где - толщина слоя, м;
      - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, ,  
       принимаемый  по [1, прил. ].
     Получаем следующие значения коэффициента теплопроводности:
* для стеклопластика          ;
* для пенопласта                 .
     Следовательно, по формуле (3) получаем:
 ;
 .
     Сопротивление теплопередаче  ограждающей конструкции следует определять по формуле:
,                                                        (4)
где - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих
       конструкций, приминаемый по [1, табл.4]; 
      - термическое сопротивление ограждающих конструкций, определяемое как 
        сумма термических сопротивлений слоёв, ;
      - коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности
        ограждающей конструкций, , принимаемый по [1, табл.].
 ,
 ;
  .
     Отсюда получаем по формуле (4):

 .
     Получаем выполнение условия (1):
  .
     Принятый состав многослойной ограждающей конструкции и её толщина оказались верными.
     
        2 Расчетно-конструктивный раздел
             2.1 Компоновка поперечной рамы
     
     “Привязка” крайних колонн к продольным разбивочным осям в соответствии с [14, табл. I.1] принимается равной 250 мм. Типы и размеры колонн проектируем согласно[14, табл. II.8]. При шаге колонн В=12 м, грузоподъёмности мостовых кранов Q=10 т и отметке верха колонн 9.5 м крайние и средние колонны проектируем прямоугольного сечения. Схема к расчету поперечной рамы приведены на рисунке 5.
     Длина надкрановой части крайних и средних колонн:
      мм.
     Длина подкрановой части крайних и средних колонн (включая расстояния от уровня чистого пола до верха стакана фундамента):
      мм.
                            
Рисунок 5 – Схема поперечной рамы
     Размеры сечений надкрановой и подкрановой частей крайних и средних колонн приведены на рисунке 6.
     Моменты инерции сечений колонн.
     Крайняя колонна:
               - надкрановая часть  ;
               - подкрановая часть  ;
               - момент инерции ветви .
     Средняя колонна:
               - надкрановая части  ;
               - подкрановая часть  ;
               - момент инерции ветви .
     
                  Рисунок 6 – Размеры сечений надкрановой и подкрановой частей колонн:
     а) крайняя колонна; б) средняя колонна.
     
     2.2 Сбор нагрузок на раму
      2.2.1 Постоянные нагрузки

     Сбор постоянной нагрузки на 1  покрытия приведён в таблице 3.
          Вес подстропильной балки .
     
           Таблица 3 – Сбор постоянной нагрузки на 1 покрытия

Нагрузка
Нормативная нагрузка, 
Коэффициент надёжности по нагрузке
Расчетная нагрузка, 




1 Гравий в мастике, мм, 
0.015*8000=
1.3
156

120

 
2 Рулонный ковёр 
150
1.3
195
Нагрузка
Нормативная нагрузка, 
Коэффициент надёжности по нагрузке
Расчетная нагрузка, 




3 Цементно-песчанная стяжка, , 
0.025*18000=
=450
             1.3
          585
4 Утеплитель (пенобетон), , 
  0.120*4000=480 
             1.3
          624
5 Пароизоляция (битум), , 
0.005*14000=70
             1.3
           91
6 Панели КЖС 3x18 м 
1690
             1.1
         1859
Итого:
2960

         3510
     
     Расчётное давление подстропильной балки на колонну определяем по формуле:
                                          (11)
     где  - расчётная нагрузка на 1  покрытия (данные в табл.3), ;
            В – шаг колонн, ;
            L – пролёт здания, м;
             - коэффициент надёжности по нагрузке [15, табл.1];
             - коэффициент надёжности по назначению [15, приложение].
     Согласно формуле (11) получаем:
                               кН.    
     Расчётная нагрузка от веса покрытия:
               - на крайнюю колонну  кН;
               - на среднюю колонну  кН.
     Нагрузки от собственного веса колонн определяем по геометрии сечений и с использованием [14, табл. II.8].
     Крайние колонны:
               - надкрановая часть
                  кН;
               - подкрановая часть  кН, где 104 кН – общий вес 
                  крайней колонны.
     Средние колонны:
               - надкрановая часть  кН;
               - подкрановая часть  кН, где 118 кН – общий вес
                  средней колонны.
     Нагрузку от веса стеновых панелей и остекления, расположенных выше отметки 4.800 м определяем по следующей формуле:
,                                  (12)
     где  - вес 1  стеновых панелей (табл. 4);
          - суммарная высота полос стеновых панелей выше отметки 4.800 м
                       (рис. 5),   м;
             - вес 1  остекления [16, табл. 3], ;
             - суммарная высота полос остекления выше отметки 4.800 м  
                         (рис. 5),  м.
              
     
     
     
     Таблица 4 – Вес 1  стеновых панелей
     Нагрузка
     Нормативная нагрузка, 
     Стеклопластик АГ-4С
     0.03*1500=49.5 
     ,  
      
     Утеплитель (пенопласт)
     0.1*750=75 
     ,  
      
     Итого
     124.5
     
     Согласно формуле (12) имеем:
                              кН.
     Нагрузка от веса подкрановых балок (на крайние и средние колонны с одного пролёта):
      кН.
     Суммарная величина нагрузки на отметке 4.800 м от веса стен, остекления и подкрановых балок составляет:
               - для крайних колонн  кН;
               - для средних колонн  кН.
     Продольные усилия в крайней колонне , , ,  приложены с эксцентриситетом e (рис. 7), величину  которых  определяем по схеме крайней колонны. 
     Изгибающие моменты:
               - в верхней части колонны:  ;
               - в уровне отметки уступа колонны: 
     
     Продольные усилия в средней колонне при симметрии конструкций покрытия не вызывают появления изгибающего момента ().
     
     Рисунок 7 – К расчету крайней колонны
     
     2.2.2 Временные нагрузки
     2.2.2.1 Снеговая нагрузка
     
     Нормативную снеговую нагрузку на 1  площади горизонтальной проекции покрытия определяем по формуле:
,                                                      (13)
     где  - вес снегового покрова на 1  горизонтальной поверхности земли 
                    [15, пункт5.2];
             - коэффициент перехода [15, пункты 5.3-5.6];
             - коэффициент надёжности по нагрузке, принимаемый для снеговой 
                     нагрузки по [15, пункт 5.7].
     В соответствии с картой 1 [15] г. Красноярск относится к IV району по снеговой нагрузке, .
     В соответствии с [15, приложение 3] .
     Для снеговой нагрузки .
     Следовательно, по формуле (13) получим: 
     .
     Расчетная нагрузка на колонны:
               - на крайние кН;
               - на средние .
     Изгибающий момент в крайней колонне:
               - в верхней части ;
               - в уровне уступа колонны .
     При симметричном загружении снеговой нагрузкой пролетов рамы .
     
     2.2.2.2 Крановая нагрузка
     
     Для крана грузоподъёмностью Q=10т и  имеем следующие параметры: В =5400мм, .
     Нормативное минимальное вертикальное давление определяем по следующей формуле:
,                                           (14)
     где Q – грузоподъёмность крана;
          - масса моста крана;
           G – масса тележки;
           - нормативное максимальное вертикальное давление колеса крана 
                     на рельс, принимаемое по ГОСТ 25711-83.
     Имеем следующие данные:
        ; .
     Согласно формуле (14) получаем:
                                            
     Нормативную горизонтальную нагрузку от торможения тележки крана в поперечном направлении здания, приходящеюся на одно колесо крана, определяем по формуле:
,                                                    (15)
     Согласно формуле (15) имеем:
     .
     Расчётные величины:
     ;
     ;
     .
     Схема к расчёту колонны на крановую нагрузку приведена на рисунке 8.
                           
     Рисунок 8 – Схема к расчёту колонны на крановую нагрузку
     
     Вертикальная крановая нагрузка на колонны: 
               - от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний :
                  ;
                  ;
      где  - сумма ординат (под силами F) линии влияния давления                      
                  двух смежных подкрановых балок на колонну;
                 
               - от четырёх сближенных кранов на среднюю колонну с :
                  
     Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов с :
     .
     Изгибающие моменты:
               -  на крайней колонне:
                 ;
                 ;
               -  на крайней колонне:
                 ;
                 ;
               - при действии четырех сближенных кранов:
                 ;
                 .
     
     2.2.2.3 Ветровая нагрузка
     
     Нормативное значение ветровой нагрузки (на 1  поверхности) определяем по формуле: 
,                                                       (16)
где   - скоростной напор ветра, принимаемый в соответствии с [15, пункт  6.4];
             k  – коэффициент, учитывающий изменения скоростного напора по  
                    высоте [15, пункт 6.5];
             с – аэродинамический коэффициент [15, пункт 6.6, приложение 4].
     В соответствии с картой 3 [15] г. Красноярск относится к III району по скоростному напору ветра. По [15, табл. 5] .
     Коэффициент r [15, табл. 6] для местности типа В составляет:
               - для отметки 5м ;
               - для отметки 10м ;
               - для отметки 20м .
     Значение  для промежуточных отметок Н определяем интерполированием:
               - для отметки Н =9.6м ;
               - для отметки Н =12м .
     Аэродинамический коэффициент  в соответствии с [15, приложение 4] при отношении  и  равен:
               - для наветренной стороны ;
               - для заветренной стороны .
     Схема к расчёту поперечной рамы на ветровую нагрузку приведена на  рисунке 9.
     Величина расчётной ветровой нагрузки, с учётом коэффициента надёжности по нагрузке , составляет:
     ;
     ; 
     ;
     ;
     ; 
     .
     
Рисунок 9 – Схема к расчету поперечной рамы на ветровую нагрузку
     
     Сосредоточенная сила в уровне верха колонны от давления ветра на элементы здания, расположенные выше отметки 9600мм:
     
     Переменную по высоте ветровую нагрузку (до отметки 9600мм) заменяем равномерно распределённой, эквивалентной по величине момента в заделке колонны (колонна как консоль) .
     Для активного давления:
.
     Для пассивного давления:
  .
     Погонная ветровая нагрузка на колонны:
               - активная ;
               - пассивная .
     Статистический расчёт поперечной рамы выполнен с помощью программы РАМА. Результаты расчета приведены в Приложении 1.
     
     2.3 Расчёт свайного фундамента
     2.3.1 Данные для проектирования
     
     Требуется запроектировать фундамент под среднюю колонну. Шаг средних колонн 12м.
     Для фундамента используем бетон класса В15. Следовательно, ;  [18, табл. 13];  [18, табл. 18].
     Арматура класса А-400.  [18, табл. 22];  [18, табл. 29].
     Физико-механические свойства грунта приведены в таблице 5.
     
     Таблица 5 – Физико-механические свойства грунта
Грунт


е

С, кПа
Е, МПа
Мощность слоя, м

Суглинок
мягкопластичный

19.8

0.5

0.74

18

20

12

Грунт


е

С, кПа
Е, МПа
Мощность слоя, м

Суглинок
мягкопластичный

18.9

0.45

0.77

17.5

19.1

11.1

15.0
     
     Уровень грунтовых вод на отметке 3500мм. Глубина промерзания составляет 2.2м.
     
     2.3.2 Сбор нагрузок на фундамент
     
     Вследствие симметрии фундаментов относительно геометрических осей подкрановых частей колонн, в расчете достаточно учесть только две возможные комбинации усилий действующих на фундамент:
     I – наибольший по абсолютной величине момент  относительно оси, проходящей через центр тяжести фундамента, и соответствующие ему продольную и поперечную силу;
     II – наибольшую продольную силу  и соответствующие ей изгибающий момент и поперечную силу.
     Комбинации усилий выбираем из таблицы сочетаний расчётных усилий приложение 1 в сечении 2-1:
     ; ; Q = 23.7кН .
     
     2.3.3 Определение глубины заложения подошвы ростверка
     
     Отметка верха ростверка принимается на отметке – 0.150м. Согласно [19] глубину заложения подошвы ростверка назначаем не менее расчётной глубины промерзания грунта. Принимаем глубину заложения – 2.25м, так как глубина промерзания для данного района равна 2.2м.
     
     2.3.4 Выбор типа сваи, её длины, сечения. Определение
              несущей способности
     
     Свая принимается забивная висячая.
     Несущую способность сваи определяем по формуле:
,                                             (17)
     где  - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый ; 
            R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по [20, табл. 1];
            А – площадь опирания на грунт сваи, ;
            u  - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
            - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа принимаемое по [20, табл. 2];
            - толщина  i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой  поверхностью сваи;
           - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом  и на боковой поверхности сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетн. сопротивлении грунта, принимаемое по [20, табл. 3].
     Рассмотрим три варианта глубины заложения сваи относительно уровня природного рельефа, учитывая, что сопротивление сваи с телом ростверка жесткое; свая заводится в тело на 300мм. 
     I вариант. 
     Маркировка сваи С 6-30*. Глубина заложения сваи относительно УПР составляет 8.45м. 
     Согласно формуле (17) получаем:
     
          II вариант.
     Маркировка сваи С 9-30* с глубиной заложения 11.45м.
     По формуле (17) получаем несущею способность сваи равной:
     III вариант.
     Маркировка сваи С 12-40 с глубиной заложения 14.45м.
     По формуле (17) получаем несущею способность сваи:
      Количество свай в ростверке определяем по формуле:
,                                                        (18)
     где  - максимальная расчётная, нормальная сила в уровне верхнего 
                     обреза ростверка;
            Р  - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;
             - коэффициент, учитывающий внецентренное загружение 
                  фундамента, равный 1-1.5.
         ,                                                        (19)
      где  - несущая способность сваи;
              - коэффициент надёжности по нагрузке, равный 1.4.
     
     Для варианта I:
     
     Для варианта II:
     
     Для варианта III:
     
     Количество свай определяем согласно формуле (18):
     для варианта I:
     
     для варианта II:
     
     для варианта III:
     .
     Принимаем количество свай п = 6шт. Окончательно принимаем шесть свай маркировкой С 12-40.
     Размещение свай в плане ростверка показано на рисунке 10. 
     Проверяем несущую способность принятой сваи из условия:
      ,                                         (20)
     где  - расчётные моменты относительно главных осей x и y плана 
                           свай в плоскости подошвы свайного ростверка;
             - расстояние от главных осей до оси каждой сваи;
            x , y  - расстояние от главных осей до оси каждой сваи, для которой  
                       вычисляется расчетная нагрузка;
             - несущая способность сваи.
     
     
     Рисунок 10 – Размещение свай в плане ростверка
     
                                                            
                                                        (21)
     где  - вес ростверка, который равен:
                                                        (22)
     где  А – площадь подошвы ростверка;
            d – глубина заложения плиты ростверка;
            - усреднённое расчётное значение грунта обратной 
                                    засыпки и материала грунта;
            - коэффициент перегрузки, равный 1.1.
     
     
      .
     
     Проверяем условие (20):
                           
     Условие выполняется. Окончательно принимаем шесть свай.
     
     2.3.5 Расчёт ростверка на продавливание колонной
     
     Свайный фундамент под среднюю железобетонную колонну приведен на рисунке 11.
     Расчёт ростверка на продавливание колонной производится по формуле:
      ,                            (23)
     где  - расчётная  продавливающая  сила,  равная  сумме  реакций  всех  
                     свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды  
                     продавливания;
             ,                                                     (24)
             - рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке;
            - расчётное сопротивление бетона растяжению;
             - коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы 
                   на плитную часть через стенки стакана, определяемый по формуле:
      ,                                           (25)
            где  - площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан  
                    фундамента, определяемая по формуле:
           ,                                                (26)
     где ,  - размеры сечения колонны;
             - длина заделки колонны в стакан фундамента;
             - расстояние от грани колонны с размером  до параллельной ей  
                   плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда 
                   свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды 
 .......................