Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование сборных железобетонных элементов каркаса одноэтажного промышленного здания

А сколько
стоит написать твою работу?

цену

Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно
БОНУС: спец доступ к платной базе работ!

и получить бонус

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту.

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.

В таком случае, пожалуйста, повторите заявку.

Проектирование сборных железобетонных элементов каркаса одноэтажного промышленного здания

Содержание


1. Исходные данные

2. Компоновка сборного железобетонного каркаса здания с установлением геометрических параметров

3. Определение нагрузок на раму

3.1 Постоянная нагрузка

3.2 Временные нагрузки

4. Статический расчет рамы

5. Расчет сплошной колонны ряда А

5.1 Данные для проектирования

5.2 Расчет надкрановой части колонны

5.3 Расчет подкрановой части колонны

6. Конструирование и расчет фундамента под колонну ряда А

6.1 Данные для проектирования

6.2 Подбор арматуры подошвы

6.3 Расчет подколонника и его стаканной части

7. Расчет предварительно напряженной безраскосной фермы пролетом

L = 18 м

7.1 Данные для проектирования

7.2 Определение нагрузок на ферму

7.3Определение усилий в стержнях фермы

7.4 Расчет сечений элементов фермы

Задание № 1


на курсовой проект по железобетонным конструкциям №3 «Проектирование сборных железобетонных элементов каркаса одноэтажного промышленного здания»


1. Исходные данные


  1. Назначение зданияодноэтажное промышленное

  2. Место строительств Уфа

  3. Количество пролетов2

  4. Размеры пролетов, м18

  5. Длина здания, м.72м

  6. Отметка низа стропильных конструкций, м10,8

  7. Условное расчетное сопротивление грунта, МПа 0,1

  8. Наличие фонаря нет

  9. Тепловой режим здания отапливаемое

  10. Вид кранов и количество в пролете по два мостовых электрических крана в пролете;

  11. Грузоподъемность кранов, т30

  12. Выполнить расчет и конструирование следующих сборных элементов каркаса:

- Ригель перекрытия (стропильная конструкция) К-7

- Колонна крайнего ряда

- Фундамент под колонну

13. Дополнительные требования:

- шаг колонн, м 12

- шаг стропильных конструкций, м 6

2. Компоновка сборного железобетонного каркаса здания с установлением геометрических параметров


В качестве основных несущих конструкций покрытия принимаем сегментные раскосные фермы пролетами L1 = 18 м, L2 = 18 м. Плиты покрытия железобетонные предварительно напряженные ребристые 3х6 м.


Рис.1. Поперечный разрез


Колонны крайнего и среднего рядов - сплошные. Привязка координатных осей крайних рядов «250», привязка осей крановых путей λ = 750 мм.


Рис.2. Узлы рамы.

Дополнительные данные:

- габаритный размер крана по высоте Н = 2750 мм (для крана грузоподъемностью Q = 30/5 т);

- высота подкранового рельса КР-70 с прокладками 150 мм;

- высота подкрановой балки 1400 мм;

3. Определение нагрузок на раму


3.1 Постоянная нагрузка


Нагрузка от веса покрытия приведена в таблице 1.


Таблица 1

Нагрузка от веса покрытия


Нормативная Коэффициент Расчетная
Собственный вес нагрузка, надежности нагрузка,

Н/мІ

по нагрузке

Н/мІ

Железобетонных ребристых 2050 1,1 2255
плит покрытия размером в


плане 3х6 м с учетом


заливки швов


Обмазочной пароизоляции 50 1,1 60
Утеплитель (готовые плиты) мин/ват 160 1,2 190
Асфальтовой стяжки толщиной 350 1,3 455
2 см


Рулонного ковра 200 1,3 260
ИТОГО - - 3220

Нагрузки от покрытия собираем с грузовых площадей, равных 9х6 м для колонн по рядам А и В, 18х6 – для В. Нагрузки от массы подкрановых балок, крановых путей, стеновых панелей, от ветра собираем с полосы 12 м, равной по ширине раме – блоку.

Массы основных несущих конструкций:

стропильная ферма L = 18 м: масса 6,0 т, вес 60 кН;

подстропильная ферма L = 12 м: масса 9,4 т, 94 кН;

подкрановая балка L = 12 м: масса 12 т, 125 кН.

Расчетные нагрузки:

На одну колонну по рядам:

- от веса покрытия G = 3,22∙9∙12 = 347,76 кН;

- от фермы G = 60/2∙1,1∙0,95 = 33 кН;

- от подстропильной фермы G = 94/2∙1,1∙0,95 = 51,7 кН;

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну: F1=516,2 кН,

на среднюю колонну: F2=1032,3 кН эксцентриситет нагрузки F1,2 относительно геометрической оси надкрановой части колонны


е = 425 - h1/2 = 425 – 600/2 = 125 мм;


- от веса надкрановой части одной колонны


F3 = bh1H1γγfγn = 0,5∙0,6∙4,2∙25∙1,1∙0,95 = 32,9 кН;


Расчетная нагрузка от веса подкрановых частей: крайняя колонна – F4 = 51,7 кН, средняя колонна – F5 = 90 кН эксцентриситет нагрузки F3,4,5 относительно геометрической оси подкрановой части колонны


е = (h2 - h1)/2 = (1000 – 600)/2 = 200 мм;


- от стеновых панелей толщиной 300 мм и заполнения оконных проемов от отметки 10,95 м до 17,25м.


F6 = (2,5∙5,4 + 0,4∙2,4)∙12∙1,1∙0,95 = 181,3 кН;


эксцентриситет нагрузки F6 относительно геометрической оси подкрановой части колонны


еw = (tw + h2)/2 = (300 + 1000)/2 = 650 мм;


- от веса подкрановых балок и кранового пути

F7 = 120∙1,1∙0,95 = 125,4 кН;


эксцентриситет нагрузки F7 относительно подкрановой части колонны


е3 = 250 + λ – h2/2 = 250 + 750 – 1000/2 = 500 мм.


3.2 Временные нагрузки


Снеговая нагрузка

Снеговой район для г. Уфа – V.

Вес снегового покрова на 1 м2 проекции покрытия для IV района, согласно главе СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», S0 = 2 кПа = 2 кН/м2.

Так как уклон кровли < 12%, средняя скорость ветра за три наиболее холодных месяца υ = 3 м/с > 2 м/с снижают коэффициент перехода μ = 1 умножением на коэффициент k:


k = 1,2 – 0,1∙υ = 1,2 – 0,1·3 = 0,9, т.е.

kμ = 1∙0,9.


Расчетная снеговая нагрузка при


kμ = 0,8; γf = 1,4; γn = 0,95;


на крайние колонны:


S1 = S0kμa(l/2)γfγn = 2∙0,9∙12(18/2)∙1,4∙0,95 = 258,6 кН;


на средние колонны:

S2 = 2,4∙0,8∙12(24/2 + 18/2)∙1,4∙0,95 = 643,5 кН.


Крановые нагрузки

Кран Q = 30/5 т

Вес поднимаемого груза Q = 300 кН.

Пролет крана 16,5 м.

Согласно стандарту на мостовые краны база крана М = 630 см, расстояние между колесами К = 510 см, вес тележки Gп = 87 кН, вес крана Gкр = 520 кН, Fn,max = 315 кН, Fn,min = 58 кН.

Расчетное максимальное давление на колесо крана при γf = 1,1:


Fmax = Fn,maxγfγn = 315·1,1·0,95 = 330 кН,

Fmin = Fn,minγfγn = 58·1,1·0,95 = 60 кН.


Расчетная тормозная сила на одно колесо


Нmax = (Q + Gn)0,5γfγn/20 = (300 + 87)∙0,5∙1,1∙0,95/20 = 10,1 кН.


Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний ψ = 0,85:


Dmax = Fmaxψ∑y = 330∙0,85∙3,3 = 925,6 кН,

Dmin = 60∙0,85∙3,3 = 168,3 кН, где


∑y = 3,3 сумма ординат линий влияния давления двух подкрановых балок на колонну.

Рис.3. Линии влияния давления на колонну крана Q = 30/5 т.


Вертикальная крановая нагрузка на колонны от четырех сближенных кранов с коэффициентом сочетаний ψ = 0,7


Dmax4-х = 2∙0,7∙3,3∙330 = 1524,6 кН.


Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном торможении:


Н = Нminψ∑y = 0.57(300+87)/20 = 9,6 кН.

H=9,6∙0,85∙3,3=27,1


Ветровая нагрузка

Ветровой район для г. Уфы – II.

Для II–го района скоростной напор ветра ω0 = 0,3 кПа; коэффициент надежности по нагрузке γf = 1,4. Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания для типов местности Б:

Аэродинамические коэффициенты для вертикальных стен:

с = 0,8 – с наветренной стороны;

с = - 0,6 – с заветренной.

на отм. 10,800 k1 = 1,08;

на отм. 14,370 k2 =1,1 .

Скоростной напор ветра:

на отм. 5,000 ω1 = 0,75∙ω0∙с = 0,75∙0,3∙0,8 = 0,285 кПа;

на отм. 10,000 ω2 = 1,0∙ω0∙с = 1,0∙0,3∙0,8 = 0,38 кПа;

на отм. 10,800 ω3 = 1,08∙ω0∙с = 1,08∙0,3∙0,8 = 0,433 кПа;

на отм. 14,370 ω4 = 1,1∙ω0∙с = 1,1∙0,3∙0,8 = 0,45 кПа.

Переменный по высоте колонны скоростной напор заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке колнны:

с наветренной стороны


ωа = 2Ма2 = 2[180∙52/2 + (180 + 240)(10 – 5)((10 – 5)/2 + 5)/2 +

+ (240 + 245)(10,8 – 10)((10,8 – 10)/2 + 10)/2]/10,82 = 0,21 кПа,


где Ма – момент в заделке от фактической ветровой нагрузки.

с подветренной стороны


ωр = (0,5/0,8)∙210 = 130 кН/м.


Расчетная погонная нагрузка на колонну крайнего ряда до отметки 10,8 м: с наветренной стороны


Ра = ωа∙а∙γf∙γn = 0,21∙12∙1,4∙0,95 = 3,3 кН/м;


с подветренной стороны


Рр = 0,13∙12∙1,4∙0,95 = 2,075 кН/м.


Нагрузка от ветрового давления на надколонную часть здания (шатер покрытия) выше отметки 10,8 м приводим к сосредоточенной силе по формуле:


W = (с1 + с2)(ωeq + ωmax)(Нmax – Н0)а/2 = [(0,8 + 0,5)(0,26 + 0,245(14,37 –

- 10,8)/2]∙12∙1,4∙0,95 = 18,5 кН.


Сосредоточенная сила W условно считается приложенной на уровне верха колонны.

4. Статический расчет рамы


Усилия в колоннах рамы от постоянной нагрузки

Продольная сила F1 = 516,2 на крайней колонне действует с эксцентриситетом е1 = 0,125 м. В верхней части момент М1 = F1е1 =

= 516,2∙0,125 = 64,53 кН∙м.

В подкрановой части кроме силы F1 = 516,2 кН, приложенной с эксцентриситетом е2 = 0,2 м, действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей F6 = 181,3 кН с еw = 0,65 м; расчетная нагрузка от подкрановых балок F7 = 125,4 кН с е3 = 0,5 м; расчетная нагрузка от надкрановой части колонны F3 = 32,9 кН с е2 = 0,2м.

Суммарное значение момента


М2 = -165 кН∙м.


Усилия в колоннах от снеговой нагрузки


Снеговая нагрузка S1 = 258,6 кН на крайней колонне действует с эксцентриситетом е1 = 0,125 м. В верхней части момент М1 = S1е1 =

= 258,6∙0,125 = 32,3 кН∙м.

В подкрановой части S1 = 258,6 кН, приложена с эксцентриситетом е2=0,12м

В подкрановой части момент М2 = -258,6∙0,2 = 51,7 кН∙м.

Усилия в колоннах от ветровой нагрузки

Расчетная погонная нагрузка на колонну крайнего ряда до отметки 10,8 м: с наветренной стороны


ωа = 3.3 кН/м;


с заветренной стороны

ωр = 2.1 кН/м.


Нагрузка от ветрового давления на надколонную часть здания (шатер покрытия) выше отметки 10,8 м.


W = 18,5 кН.


Усилия в колоннах от крановой нагрузки

Рассматриваем следующие виды загружения:

1) Мmax на крайней колонне и Mmin на средней;

2) Мmax на средней и Mmin на крайней колонне;

3) четыре крана с Мmax на средней колонне;

4) тормозная сила на крайней колонне;

5) тормозная сила на средней колонне.

1. В первом случае на крайней колонне сила Dmax = 925,6 кН приложена с эксцентриситетом е3 = 0,5 м.

Момент в узле


Мmax = 925,6∙0,5 = 462,8 кН∙м.


Одновременно на средней колонне действует сила Dmin = 168,3 кН с эксцентриситетом е = λ = 0,75 м.

2. В первом случае на крайней колонне сила Dmin = 168,3 кН приложена с эксцентриситетом е3 = 0,5 м.

Момент в узле


Мmin = 168,3∙0,5 = 84,2 кН∙м.


Одновременно на средней колонне действует сила Dmax = 925,6 кН с эксцентриситетом е = λ = 0,75 м.

При этом


Мmax = 925, 6 ∙0,75 = 694,2 кН∙м


3. Для третьего случая суммарный момент


Dmax = 925,6 кН

Мmax = 0кН∙м.


на крайней колонне сила Dmin = 168,3 кН приложена с эксцентриситетом


е3 = 0,5 м.


Момент в узле


Мmin = 168,3∙0,5 = 84,2 кН∙м.


Таблица 2

Таблица усилий в сечениях колонн

Управление

Тип

Наименование

Данные

1 Шифр задачи рама ЖБК Вова
2 Признак системы 2
39 Имена загружений

1: постоянная

2: снеговая

3: ветровая

4: кран слева

5: крановая справа

6: краны центр

7: торможение слева

8: торможение справа

33 Единицы измерения

Линейные единицы измерения: м;

Единицы измерения размеров сечения: см;

Единицы измерения сил: кН;

Единицы измерения температуры: ;


Элементы

Номер

элемента

Тип

элемента

Тип

жесткости

Узлы

1 2 2 1 2
2 2 1 2 3
3 2 3 3 4
4 2 1 4 5
5 2 2 5 6
6 2 3 4 7
7 2 1 7 8
8 2 2 8 9

Координаты и связи

Номер

узла

Координаты

Связи


X

Z

X

Z

Uy

1 0, 0, # # #
2 0, 6,75


3 0, 10,95


4 18, 10,95


5 18, 6,75


6 18, 0, # # #
7 36, 10,95


8 36, 6,75


9 36, 0, # # #

Типы нагрузок

Номер

строки

Номер

узла или

элем.

Вид

нагрузки

Направление

нагрузки

Номер

нагрузки

Номер

нагру-

жения

1 3 0 5 1 1
2 3 0 3 5 1
3 7 0 5 2 1
4 7 0 3 5 1
5 2 0 5 3 1
6 2 0 3 6 1
7 8 0 5 4 1
8 8 0 3 6 1
9 4 0 3 7 1
10 5 0 3 8 1
11 3 0 3 13 2
12 3 0 5 10 2
13 7 0 3 13 2
14 7 0 5 9 2
15 2 0 5 12 2
16 8 0 5 11 2
17 4 0 3 14 2
18 3 0 1 17 3
19 1 16 1 15 3
20 2 16 1 15 3
21 7 16 1 16 3
22 8 16 1 16 3
23 2 0 3 18 4
24 2 0 5 19 4
25 5 0 3 20 4
26 5 0 5 21 4
27 2 0 3 20 5
28 2 0 5 22 5
29 5 0 3 18 5
30 5 0 5 23 5
31 5 0 3 24 6
32 2 0 3 20 6
33 2 0 5 22 6
34 8 0 3 20 6
35 8 0 5 25 6
36 2 0 1 26 7
37 5 0 1 26 8

Величины нагрузок

Номер

нагрузки

Величины

1 -64,53
2 64,53
3 165,
4 -165,
5 549,1
6 357,7
7 1032,3
8 340,8
9 32,3
10 -32,3
11 -51,7
12 51,7
13 258,
14 516,
15 -3,3
16 -2,1
17 -18,5
18 925,6
19 -426,8
20 168,3
21 126,3
22 -84,2
23 694,2
24 1524,6
25 84,2
26 -27,1

Условия примыкания

Номер строки

Номер элемента

Порядковый номер узла

Тип шарнира

1 3 1 5
2 6 1 5
3 3 2 5
4 6 2 5

Жесткости

Тип

жесткости

Характеристики

1

Вычисленные жесткостные характеристики: EF=10800809,3 EIY=225016,844 EIZ=324024,2 GKR=185613,9 GFY=3600269,68 GFZ=3600269,68

Размеры ядра сечения: Y1=,099999 Y2=,099999 Z1=,083333 Z2=,083333

Плотность: ro=24,524999

Прямоугольник: b=59,99999 h=50,

2

Вычисленные жесткостные характеристики: EF=18001348,9 EIY=375028,102 EIZ=1500112, GKR=424031,7 GFY=6000449,62 GFZ=6000449,62

Размеры ядра сечения: Y1=,166666 Y2=,166666 Z1=,083333 Z2=,083333

Плотность: ro=24,524999

Прямоугольник: b=100, h=50,

3

Тип конечного элемента: 2

Заданные жесткостные характеристики: 1000000, 10000000,

Коэффициент Пуассона: nu=0,



Загружения

Номер

Наименование

1 постоянная
2 снеговая
3 ветровая
4 кран слева
5 крановая справа
6 краны центр
7 торможение слева
8 торможение справа

Максимальные усилия элементов расчетной схемы, kН, м

Наиме-

нование

MAX+

MAX-


Значение

Номер

эл-та

Номер

сече-

ния

Номер

загру-

жения

Значение

Номер

эл-та

Номер

сече-

ния

Номер

загру-

жения

N 22,8279 6 3 5 -1524,6 5 3 6
M 463,21 5 1 5 -268,058 1 1 5
Q 36,3631 2 3 4 -54,9976 5 3 5

Усилия и напряжения элементов, kН, м

Номер

эл-та

Номер

сечен.

Номер

загруж.

Усилия и напряжения




N

M

Q

1 1 1 -906,799 -163,94969 -6,08861


2 -258, -7,11284 -1,12211


3 0, 201,657 -36,4614


4 -925,599 28,6236 36,3631


5 -168,3 -268,058 32,1697


6 -168,3 -18,0927 9,3418


7 0, 97,6364 -19,311


8 0, 42,9588 -3,92318

2 1 -906,799 -150,6237 -6,08861


2 -258, -10,8999 -1,12211


3 0, 97,3197 -25,3351


4 -925,599 151,349 36,3631


5 -168,3 -159,485 32,1697


6 -168,3 13,4358 9,3418


7 0, 32,4615 -19,311


8 0, 29,7181 -3,92318

3 1 -906,799 -124,2978 6,08861


2 -258, -14,6871 -1,12211


3 0, 30,5707 -14,2087


4 -925,599 274,074 36,3631


5 -168,3 -50,9128 32,1697


6 -168,3 44,9644 9,3418


7 0, -32,7134 -19,311


8 0, 16,4773 -3,92318
2 1 1 -549,099 -42,702 6,08861


2 -258, 37,0128 -1,12211


3 0, 30,5707 -14,1948


4 0, -152,725 36,3631


5 0, -135,112 32,1697


6 0, -39,2355 9,3418


7 0, -32,7134 7,7889


8 0, 16,4773 -3,92318

2 1 -549,099 83,616 -9,08861


2 -258, 34,6564 -1,12211


3 0, 8,00886 -7,27181


4 0, -76,3625 36,3631


5 0, -67,5564 32,1697


6 0, -19,6177 9,3418


7 0, -16,3567 7,7889


8 0, 8,23869 -3,92318

3 1 -549,099 64,53 -9,08861


2 -258, 32,3 -1,12211


3 0, 0, -,34874


4 0, 0, 36,3631


5 0, 0, 32,1697


6 0, 0, 9,3418


7 0, 0, 7,7889


8 0, 0, -3,92318
3 1 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -18,1512 0, 0,


4 -36,3631 0, 0,


5 -32,1697 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -7,7889 0, 0,


8 3,92318 0, 0,

2 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -18,1512 0, 0,


4 -36,3631 0, 0,


5 -32,1697 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -7,7889 0, 0,


8 3,92318 0, 0,

3 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -18,1512 0, 0,


4 -36,3631 0, 0,


5 -32,1697 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -7,7889 0, 0,


8 3,92318 0, 0,
4 1 1 -1032,3 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, 0, -13,3266


4 0, 0, -25,3737


5 0, 0, -54,9976


6 0, 0, 0,


7 0, 0, -3,92318


8 0, 0, 7,84637

2 1 -1032,3 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, -27,986 -13,3266


4 0, -53,2848 -25,3737


5 0, -115,495 -54,9976


6 0, 0, 0,


7 0, -8,23869 -3,92318


8 0, 16,4773 7,84637

3 1 -1032,3 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, -55,9721 -13,3266


4 0, -106,569 -25,3737


5 0, -230,99 -54,9976


6 0, 0, 0,


7 0, -16,4773 -3,92318


8 0, 32,9547 7,84637
5 1 1 -1373,1 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, -55,9721 -13,3266


4 -168,3 19,7302 -25,3737


5 -925,599 463,21 -54,9976


6 -1524,6 0, 0,


7 0, -16,4773 -3,92318


8 0, 32,9547 -19,2536

2 1 -1373,1 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, -100,949 -13,3266


4 -168,3 -65,9061 -25,3737


5 -925,599 277,592 -54,9976


6 -1524,6 0, 0,


7 0, -29,7181 -3,92318


8 0, -32,0262 -19,2536

3 1 -1373,1 0, 0,


2 -516, 0, 0,


3 0, -145,927 -13,3266


4 -168,3 -151,542 -25,3737


5 -925,599 91,9759 -54,9976


6 -1524,6 0, 0,


7 0, -42,9588 -3,92318


8 0, -97,0072 -19,2536
6 1 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -4,82456 0, 0,


4 -10,9893 0, 0,


5 22,8279 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -3,86572 0, 0,


8 -3,92318 0, 0,

2 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -4,82456 0, 0,


4 -10,9893 0, 0,


5 22,8279 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -3,86572 0, 0,


8 -3,92318 0, 0,

3 1 9,08861 0, 0,


2 1,12211 0, 0,


3 -4,82456 0, 0,


4 -10,9893 0, 0,


5 22,8279 0, 0,


6 -9,3418 0, 0,


7 -3,86572 0, 0,


8 -3,92318 0, 0,
7 1 1 -549,099 64,53 9,08861


2 -258, 32,3 1,12211


3 0, -,000018 -4,83338


4 0, 0, -10,9893


5 0, 0, 22,8279


6 0, 0, -9,3418


7 0, 0, -3,86572


8 0, 0, -3,92318

2 1 -549,099 83,616 9,08861


2 -258, 34,6564 1,12211


3 0, -14,7621 -9,23897


4 0, -23,0777 -10,9893


5 0, 47,9386 22,8279


6 0, -19,6177 -9,3418


7 0, -8,11801 -3,86572


8 0, -8,23869 -3,92318

3 1 -549,099 102,702 9,08861


2 -258, 37,0128 1,12211


3 0, -38,7851 -13,6445


4 0, -46,1554 -10,9893


5 0, 95,8772 22,8279


6 0, -39,2355 -9,3418


7 0, -16,236 -3,86572


8 0, -16,4773 -3,92318
8 1 1 -906,799 -62,2978 9,08861


2 -258, -14,6871 1,12211


3 0, -38,7852 -13,6587


4 0, -46,1554 -10,9893


5 0, 95,8772 22,8279


6 -168,3 44,9644 -9,3418


7 0, -16,236 -3,86572


8 0, -16,4773 -3,92318

2 1 -906,799 -31,6237 9,08861


2 -258, -10,8999 1,12211


3 0, -96,7957 -20,7391


4 0, -83,2445 -10,9893


5 0, 172,921 22,8279


6 -168,3 13,4358 -9,3418


7 0, -29,2828 -3,86572


8 0, -29,7181 -3,92318

3 1 -906,799 -,94969 9,08861


2 -258, -7,11284 1,12211


3 0, -178,726 -27,8195


4 0, -120,333 -10,9893


5 0, 249,965 22,8279


6 -168,3 -18,0927 -9,3418


7 0, -42,3296 -3,86572


8 0, -42,9588 -3,92318

Таблица 3

Комбинация нагрузок и расчетных усилий в сечениях колонн

(для крайней колонны)

Нагрузка Номер Коэф.

Сечения




загружения сочетаний
I-I II-II
III-III




M N M N M N Q
Постоянная 1 1 40,2 549,1 -124,8 855,8 -163 907,5 -5,8










Снеговая 2 1 33,3 258,6 -18,4 258,6 -8,4 258,6 -0,24

3 0,9 30 232,7 16,6 232,7 -8 232,7 -0,2










Ветровая
1 106
106
345,6
32
(слева)
0,9 95,4
95,4
310,5
28,8










Ветровая
1 -98
-98
-273
-25,3
(справа)
0,9 -94,2
-94,2
-241
-22,8










Крановая от двух
1 -179,8
283 925,6 -5,86 925,6 -42,8
кранов Мmax на
0,9 -161,4
254,7 833 -5,4 833 -38,5
левой колонне


















Крановая от двух
1 -52,5
31,7 168,3 52,7 168,3 -12,5
кранов Мmax на
0,9 -38,5
27,4 151,2 38,5 151,2 11,2
средней колонне


















Крановая от
1 -34,9
49,3 168,3 -6,7 168,3 -8,3
четырех кранов
0,9 -31,4
44,4 151,2 -6,3 151,2 -7,9










Крановая Н на
1 96,7
96,7
68,9
23
левой колонне
0,9 87
87
61,3
20,7










Крановая Н на
1 20
20
80
8,2
средней колонне
0,9 18
18
72
7,2

Таблица 4

Основные сочетания расчетных усилий в крайней колонне


Обозначение данных


Сечения




I-I II-II III-III


M N M N M N Q

№схем 1,3,15 1,5,11,15 1,14

Усилия 176 808,2 360 1781 182 1250 27
Основные сочетания нагрузок с учетом крановых и ветровой №схем 1,5,11,17 1,3,17 1,3,5,11,17

Усилия -141 549 -240 1114 -381 2082 -60

№схем 1,3,5,11,17 1,3,5,11,15 1,3,5,11,17

Усилия -108 808,2 342,2 2038 -382 2082 -60
Тоже без учета крановых и ветровой №схем 1,2 1,2 1,2

Усилия 73,5 807 -142 1113 -177 1157

5. Расчет сплошной колонны ряда А


5.1 Данные для проектирования


Бетон колонны класса В20 с расчетными характеристиками при коэффициенте условия работы γb2 = 1: Rb = 11,5 МПа; Rbt = 0,90 МПа; Еb =

= 24∙103 МПа.

Продольная арматура класса АIII (Rs = Rsc = 365 МПа; Еs = 2∙105 МПа; αs =

= Es/Eb = 2∙105/20,5∙103 = 9,76); поперечная арматура класса АI.


5.2 Расчет надкрановой части колонны


Размеры прямоугольного сечения b = 500 мм; h = h1 = 600 мм; для продольной арматуры принимаем а = а` = 40 мм, тогда рабочая высота сечения h0 = h – а = 600 – 40 = 560 мм.

Рассматриваем сечение III-III, в котором действуют три комбинации расчетных усилий, приведенных в таблице 4.


Таблица 5

Комбинация усилий для надкрановой части колонны

Вид усилия Величина усилий в комбинациях

+Mmax -Mmax +Nmax
М, кН∙м 176 -141 -108
N, кН 808,2 549 808

Порядок подбора арматуры покажем для комбинации Мmax.

Расчет в плоскости изгиба

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба: при учете крановых нагрузок l0 = ψH = 2∙4,2 =8,4 м, так как минимальная гибкость в плоскости изгиба l0/i = 8,4/0,1732 = 48,5 > 14, необходимо учитывать влияние прогиба колонны на ее несущую способность.

Вычисляем эксцентриситет e0=M/N=176/808=22см

Случайные эксцентриситеты:


еа1 = l0/600 = 8,4/600 = 0,015м или 15 мм;

еа2 = h/30 = 0,6/30 = 0,02 м или 20 мм.

еа3 = 10 мм.


Принимаем еа2 = 2 см.

Проектный эксцентрисистет

е0 = │M│/N = 220 мм > 20 мм, следовательно, случайный эксцентриситет не учитываем.

Коэффициента условия работы γb2 = 1,1; тогда расчетное сопротивление бетона Rb = 1,1∙11,5 = 12,65 МПа; Rbt = 1,1∙0,90 = 0,99 МПа.

Находим условную критическую силу Ncr и коэффициент увеличения начального эксцентриситета η.


1. δе = е0/h = 220/600 = 0,37 > δe,min = 0,5 – 0,01l0/h – 0,01Rb = 0,23

2. φl = 1+β(MiL/M)=1+1*182.7/386.1=1.47

MiL=ML+NL(h0-a)/2=40+549*0.52/2=182.7

ML=176+808*(0.56-0.04)/2=386.1


3. Задаемся в первом приближении коэффициентом армирования μ = 0,004.

4. Условная критическая сила


Ncr = ((1,6Ebbh)/(l0/h)2[((0,11/(0,1 + δe) + 0,1)/3φl) + μαs((h0 – a)/h)2] =

= ((1,6·24000·500·600)/(15)2[((0,11/(0,1 + 0,37) + 0,1)/3·1.47) + 0,004·7,76((560 – 40)/600)2] = 6550 кН.

5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета


η = 1/(1 – 808/6550) = 1.14.


Расчетный эксцентриситет продольной силы


е = η·е0 + 0,5·h – а = 1,14*22 + 0,5·60 – 4 = 59cм.


Определим требуемую площадь сечения симметричной арматуры по формулам:


1. ξR = ω/(1 + (Rssc,u)·(1 – ω/1,1)) = 0,749/(1 + (365/400)(1 – 0,749/1,1) = 0,58,


где ω = 0,85 – 0,008Rb = 0, 85 – 0,008∙12,65 = 0,749;


σsc,u = 400 МПа при γb2 > 1.


2. Высота сжатой зоны x=N/γRβ=808*1000/1.1*11.5*100*50=12.8

Относительная высота сжатой зоны

ξ=x/h0=12.8/56=0.228

3. В случае ξ< ξR.


As = As` = N(e-h0+N/2Rbb)/(h0-a)Rs = 808*1000(59-56+(808*1000/2*1.1*11.5*100*50))/365*100*52 = 4.1 мм2 ,


Окончательно принимаем в надкрановой части колонны у граней, перпендикулярных плоскости изгиба по 3Ш16АIII As =6.03 см2

5.3 Расчет подкрановой части колонны


Размеры сечения подкрановой части b = 500 мм; h = h2 = 1000 мм; а =а`=40 мм; h0 = 900 – 30 = 870 мм.

Комбинация расчетных усилий для сечений I-I и II-II приведены в таблице 4.


Таблица 6

Комбинация усилий для подкрановой части колонны

Вид усилия Величина усилий в комбинациях

+Mmax -Mmax +Nmax
М, кН∙м 182 -381 -381
N, кН 1250 2082 2082
Q, кН 27 -60 -60





Подбор арматуры выполняется для комбинации +Nmax.

Расчет в плоскости изгиба

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба: при учете крановых нагрузок l0 = ψH = 1,5∙6,75 = 10,125 м. Приведенный радиус инерции двухветвевой колонны в плоскости изгиба определяем по формуле



Приведенная гибкость сечения λred=l0/rred=10.125/0.27=37.5>14 – необходимо учитывать влияние прогиба колонны на ее несущую способность.

Вычисляем эксцентриситет e0=M/N=382/2082=18см

Коэффициента условия работы γb2 = 1,1; тогда расчетное сопротивление бетона Rb = 1,1∙11,5 = 12,65 МПа; Rbt = 1,1∙0,90 = 0,99 МПа.

Находим условную критическую силу Ncr и коэффициент увеличения начального эксцентриситета η.


1. δе = е0/h = 18/100 = 0,18 > δe,min = 0,5 – 0,01l0/h – 0,01Rb = 0.27

2. φl = 1+β(MiL/M)=1+1*245.4/554.9=1.44

MiL=ML+NL(h0-a)/2=-163+907.5*0.9/2=245.4

ML=-382+2082*45=554.9


3. Задаемся в первом приближении коэффициентом армирования μ = 0,0065.

4. Условная критическая сила


Ncr = ((1,6Ebbh)/(l0/h)2[((0,11/(0,1 + δe) + 0,1)/3φl) + μαs((h0 – a)/h)2] =

= ((1,6·24000·500·1000)/(10.125)2[((0,11/(0,1 + 0.27) + 0,1)/3·1) + 0,0065·6,3((860 – 40)/1000)2] = 28200 кН


5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета


η = 1/(1 – 2082.5/28200) = 1.08


Усилия в ветвях колонны

Nbr=N/2±Mη/c

Nbr1=582.85кН Nbr2=1499.65кН

Вычисляем Mbr=QS/4=-60*2/4=-30 кНм

е0=30/1500=0,02м

Расчетный эксцентриситет продольной силы

е = η·е0 + 0,5·h – а = 1,08·2 + 0,5·30 – 4 = 13 см.

Определим требуемую площадь сечения симметричной арматуры по формулам:


1. ξR = ω/(1 + (Rssc,u)·(1 – ω/1,1)) = 0,749/(1 + (365/400)(1 – 0,749/1,1) = 0,58,


где ω = 0,85 – 0,008Rb = 0, 85 – 0,008∙12,65 = 0,749;


σsc,u = 400 МПа при γb2 > 1.

2. αn = N/(Rbbh0) = 1500∙103/11,5∙500∙260 = 0,91.

3. αs = αn (e/h0-1+ αn /2)/(1-δ) = 0.91(13/2-1+0.91/2)/(1-0.15)<0

4. δ = а/h0 = 4/26 = 0,15.


При αs <0 требуемая площадь сечения симметричной арматуры принимается конструктивно

Окончательно принимаем в подкрановой части колонны у граней, перпендикулярных плоскости изгиба по 3Ш18 АIII (As = As` = 7,63 см2).

Расчет из плоскости изгиба

Проверка необходимости расчета подкрановой части