Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование и расчеты одноэтажного промышленного здания

Проектирование и расчеты одноэтажного промышленного здания

1. КОМПОНОВКА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ


1.1 Общие данные


Требуется рассчитать и законструировать основные несущие железобетонные конструкции одноэтажного промышленного здания.

Здание отапливаемое, двухпролетное (рис. 1, а). Район строительства г. Липецк, местность типа В. Здание состоит из трёх температурных блоков длиной 54+54+54м. (рис. 1,б). Пролеты здания - 21 м, шаг колонн - 6 м. Покрытие здания – тёплое. Плиты покрытия железобетонные размером 3х6 м. Стропильные конструкции - железобетонные сегментные фермы пролетом 21 м. Устройство светоаэрационных фонарей не предусматривается, цех оснащен лампами дневного света.

Каждый пролет здания оборудован двумя мостовыми кранами с группой работы 5К и грузоподъемностью 20/5 т. Отметка верха кранового рельса 9,2 м, высота кранового рельса 150 мм (тип КР-70).

Подкрановые балки разрезные железобетонные, предварительно напряженные, высотой 1,0 м.

Наружные стены – панельные: нижняя панель самонесущая, выше – навесные.

Для обеспечения пространственной жесткости здания в продольном направлении предусмотрены стальные вертикальные связи по колоннам крестового типа. Место установки связей – середина температурного блока в пределах одного шага колонн на высоту от пола до низа подкрановых балок (рис. 1,б).

Жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается защемлением колонн в фундаментах и размерами сечений колонн, назначенными в соответствии с рекомендациями гл.XII [9].

Жесткость диска покрытия в горизонтальной плоскости создается крупноразмерными железобетонными плитами покрытия, приваренными не менее чем в 3-х точках к стропильным конструкциям. Швы между плитами должны быть замоноличены бетоном класса не менее В10.


1.2 Геометрия и размеры колонн


Расстояние от пола до головки подкранового рельса . Высота надкрановой части ступенчатой колонны определяется из условия:


(Hкр - из прил.15)


Высота подкрановой части колонн:


.


Полная высота колонны при минимальном значении


.


Тогда габаритный размер здания , что не

кратно модулю 0,6 м. Условию кратности размера H=12,0 м отвечает высота

надкрановой части

,

при которой


. (рис.1,а).

а)


б)


Рис. 1. Монтажная схема здания разрез (а), план (б).


привязка колонн.

0 мм – шаг, т, .

250 мм – если одно из трех условий не выполнено. В данном случае грузоподъемность , что не превышает допустимые 30т, значит, привязка к оси будет равна 0 мм.


Типы колонн

Размер сечений колонн:

-крайних: в подкрановой части - для кранов грузоподъёмностью 20т. Тогда . Принимаем (кратно 100 мм). Т.к. >1,0м, то колонну принимаем двухветвевой (рис. 2).

В надкрановой части (рис. 3):



где:

- привязка кранового пути к разбивочной оси;

- привязка осей крайних колонн к разбивочным осям;

- расстояние от оси кранового рельса до торца крана (прил. 15);

- минимально допустимый зазор между торцом крана и гранью колонны.

Принимаем - из условия опирания стропильных конструкций.

Ширина колонны «b» принимается большей из трёх значений, кратной 100 мм:

- для шага колонн 6м . (bі 50 см – для шага колонн 12 м.).

Принимаем .

-средних : (900 мм.)

- из условия опирания стропильных конструкций.

;

;

.


Окончательно принимаем ширину средних колонн (рис. 2).

Размеры сечений ветвей двухветвенных колонн (в плоскости рамы) примем равными для крайних колонн

а) б)

Рис. 2. Размеры колонн


Рис. 3. К назначению высоты сечения верхней части колонны


1.3 Определение нагрузок на раму


Постоянные нагрузки


Таблица 1

Нагрузка от веса покрытия

Элементы покрытия

Источник

Нормативная нагрузка, Па

Коэфф.

надежности по нагрузке,

Расчетная нагрузка, Па

Рулонный ковер


100

1,3

130

Цементно- песчаная стяжка


630

1,3

819

Плитный утеплитель


360

1,2

432

Пароизоляция


50

1,3

65

Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 3х6 м

Приложение

21

1570

1,1

1727

Итого: g


2710


3173


Расчетное опорное давление фермы:

- от покрытия;кН;

- от фермы. кН.

где:

1,1 - коэффициент надежности по нагрузке ;

68 кН - вес фермы (прил. 21).

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

кН;

на среднюю:

кН.

Здание состоит из трех температурных блоков длинной 54 м. Наружные панельные стены до отметки 7,2 м самонесущие, выше – навесные.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления на участке между отметками 7,2 ….. 10,2 м ( - высота панелей, - высота остекления):



На участке между отметками 10,2 ….. 13,2 м. (рис. 4,а):


.

а)


б)

Рис. 4. Схема расположения стенового ограждения (а);


Линия влияния опорного давления подкрановых балок на колонну (б).

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового пути.

Вес подкрановой балки пролетом 6м – 42 кН (прил. 21),а кранового пути

1,5 кН/м. Следовательно, расчетная нагрузка на колонну:


.


Расчетная нагрузка от веса колонн

Крайние колонны:

- надкрановая часть


;


- подкрановая часть


.


Средние колонны:

- надкрановая часть


;


- подкрановая часть


.


Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка. Район строительства – г. Липецк, относящийся к III району по весу снегового покрова, для которого (см. прил. 16). Расчетная снеговая нагрузка при :

- на крайние колонны;кН;

- на средние колонны кН.

Крановая нагрузка. Вес поднимаемого груза . Пролет крана

21-2•0,75=19,5 м. Согласно прил. 15 база крана М=5600 мм, расстояние между колесами К=4400 мм, вес тележки Gn=60 кН, Fn,max=155 кН, Fn,min=64 кН. Расчетное максимальное давление колеса крана при :


кН; кН.


Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:


.


Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний :


кН;

кН.

где:


сумма ординат линий влияния давления двух подкрановых балок на колонну (рис. 4,б).

Вертикальная нагрузка от четырех кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний равна:

кН;

на крайние колонны: кН;

Горизонтальная крановая нагрузка от 2-х кранов при поперечном торможении:


.

Горизонтальная сила поперечного торможения приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке 9,05 м. Относительное расстояние по вертикали от верха колонны до точки приложения тормозной силы : Н=12,00-8,05=3,95 :

- для крайних колонн ;

- для средних колонн .

Ветровая нагрузка. г. Липецк расположен в III районе по ветровому давлению, для которого Н/м2 (прил. 17). Для местности типа В коэффициент , учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания равен (прил. 18):

на высоте 5 м---0,5;

то же 10 м ------0,65;

то же 20 м ------0,85;

то же 40 м -----1,1;

На высоте 12,0 м в соответствии с линейной интерполяцией (рис. 5):



На уровне парапета (отм. 13,2м.):


.


На уровне верха покрытия (отм. 14,90м.):



Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной стойки длиной 12,0 м:


.


При условии и значение аэродинамического коэффициента для наружных стен согласно приложения 4 [1] принято:

- с наветренной стороны , с подветренной (здесь и L соответственно длина и ширина здания). Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки Н=12,0 м при коэффициенте надежности по нагрузке :

- с наветренной стороны


;


- с подветренной стороны


.


Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка между отметками 12,0м и 14,9м:



Рис. 5. Распределение ветровой нагрузки по высоте здания.

2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ


Расчет рамы может выполняться одним из методов строительной механики, причем для сложных рам общего вида – с помощью ЭВМ.

Между тем, в большинстве одноэтажных промышленных зданий ригели располагаются на одном уровне, а их изгибная жесткость в своей плоскости значительно превосходит жесткость колонн и поэтому может быть принята равной EJ=Ґ. В этом случае наиболее просто расчет рам производится методом перемещений. Основную систему получим введением связи, препятствующей горизонтальному смещению верха колонн (рис.7.а.).

Определение усилий в стойках рамы производим в следующем порядке:

  • по заданным в п.1.2. размерам сечений колонн определяем их жесткость как для бетонных сечений в предположении упругой работы материала;

  • верхним концам колонн даем смещения и по формуле приложения 20 находим реакцию каждой колонны и рамы в целом


где n – число колонн поперечной рамы;


  • по формулам приложения 20 определяем реакции верхних опор стоек рамы в основной системе метода перемещений и суммарную реакцию в уровне верха колонн для каждого вида нагружения;

  • для каждого из нагружений (постоянная, снеговая, ветровая, комплекс крановых нагрузок) составляем каноническое уравнение метода перемещений, выражающее равенство нулю усилий во введенной (фиктивной) связи


, (2.1)


и находим значение ; здесь – коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса здания.

При действии на температурный блок постоянной, снеговой и ветровой нагрузок все рамы одинаково вовлекаются в работу, пространственный характер деформирования не проявляется и поэтому принимают . Крановая же нагрузка приложена лишь к нескольким рамам блока, но благодаря жесткому диску покрытия в работу включаются все остальные рамы. Именно в этом и проявляется пространственная работа блока рам. Величина для случая действия на раму крановой (локально приложенной) нагрузки может быть найдена по приближенной формуле:


, (2.2)

где:

– общее число поперечников в температурном блоке;

– расстояние от оси симметрии блока до каждого из поперечников, a– то же для второй от торца блока поперечной рамы (наиболее нагруженной);

– коэффициент, учитывающий податливость соединений плит покрытия; для сборных покрытий может быть принят равным 0,7;

=1, если в пролете имеется только 1 кран, в противном случае =0,7;

– для каждой стойки при данном нагружении вычисляем упругую реакцию в уровне верха:


(2.3)


– определяем изгибающие моменты M, продольную N и поперечную Q силы в каждой колонне как в консольной стойке от действия упругой реакции и внешних нагрузок.

Для подбора сечений колонн определяем наибольшие возможные усилия в четырех сечениях: I-I – сечение у верха колонны; II-II – сечение непосредственно выше подкрановой консоли; III-III – то же – ниже подкрановой консоли; IV-IV – сечение в заделке колонны.


2.1 Геометрические характеристики колонн


Размеры сечений двухветвевых колонн приведены на рис. 2.

Для крайней колонны:

количество панелей подкрановой части , расчетная высота колонны НК=15,75 м, в том числе подкрановой части НН=11,8 м, надкрановой части НВ=3,95 м, расстояние между осями ветвей с=0,95 м.

Момент инерции надкрановой части колонны


;


Момент инерции одной ветви


;


Момент инерции подкрановой части


;


Отношение высоты надкрановой части к полной высоте колонн


;


отношение моментов инерции подкрановой и надкрановой частей колонн:


.


По формулам приложения 20 вычисляем вспомогательные коэффициенты:


- ;

- ;

- .


Реакция верхней опоры колонны от ее единичного смещения:


.


для средней колонны:


HK=12,15 м, в т.ч. НН=8,2 м, НВ=3,95 м.

;

;

; ;


- принимаем равным 0;

- ;

- .

.


Суммарная реакция .


2.2 Усилия в колоннах от постоянной нагрузки


Продольная сила на крайней колонне действует с эксцентриситетом


(рис. 6).


Момент


.


В надкрановой части колонны действует также расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 30 см: с эксцентриситетом


.


Момент: .


Суммарное значение момента, приложенного в уровне верха крайней колонны:


.


В подкрановой части колонны кроме сил G1 и , приложенных с эксцентриситетом


,


действуют: расчетная нагрузка от стеновых панелей с эксцентриситетом



расчетная нагрузка от подкрановых балок и кранового пути с эксцентриситетом


;


расчетная нагрузка от надкрановой части колонны с м. Суммарное значение момента, приложенного в уровне верха подкрановой консоли:


.


Вычисляем реакцию верхнего конца колонны по формулам прил.20:


.


Изгибающие моменты в сечениях колонны (нумерация сечений показана на рис. 8.а) равны (рис. 8.б):


- ;

- ;

- ;

- .


Рис. 6. К определению продольных эксцентриситетов.


Продольные силы в крайней колонне:


- ;

- ;

- .


Поперечная сила: .

Продольные силы в средней колонне:


- ;

- ;

- .


2.3 Усилия в колоннах от снеговой нагрузки


Продольная сила на крайней колонне действует с эксцентриситетом . Момент:


.


В подкрановой части колонны эта же сила приложена с эксцентриситетом , т.е. значение момента составляет:


.


Реакция верхнего конца крайней колонны от действия моментов M1 и M2 равна:


.


Изгибающие моменты в сечениях крайних колонн (рис. 8.в):


- ;

- ;

- ;

- .


Продольные силы в крайней колонне: .

Поперечная сила: .

Продольные силы в средней колонне: .


2.4 Усилия в колоннах от ветровой нагрузки


Реакция верхнего конца левой колонны по формуле приложения 20 от нагрузки


:

.


Реакция верхнего конца правой колонны от нагрузки :


.


Реакция введенной связи в основной системе метода перемещений от сосредоточенной силы .

Суммарная реакция связи: .

Горизонтальные перемещения верха колонн :


Вычисляем упругие реакции верха колонн:


- левой: ;

- средней: ;

- правой: ;


Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис. 8. и):

- левой:


;

.


- средней:


;

.


- правой:


;

.


Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: ;

- средней: ;

- правой: .


2.5 Усилия в колоннах от крановых нагрузок


Рассматриваются следующие виды нагружений:

  1. вертикальная нагрузка Dmax на крайней колонне и Dmin на средней (рис. 7.а);

  2. Dmax на средней колонне и Dmin на крайней;

  3. Четыре крана с 2 Dmax на средней колонне и Dmin – на крайних (рис. 7.б);

  4. Горизонтальная крановая нагрузка Н на крайней колонне (рис. 7.а);

  5. Горизонтальная нагрузка Н на средней колонне.


а)

б)

Рис. 7. Схема расположения мостовых кранов для определения опорного давления подкрановых балок на колонну.


Рассмотрим загружение 1. На крайней колонне сила приложена с эксцентриситетом . Момент, приложенный к верху подкрановой части колонны . Реакция верхней опоры левой колонны:



Одновременно на средней колонне действует сила кН

с эксцентриситетом


м, т.е. .


Реакция верхней опоры средней колонны:



Суммарная реакция в основной системе .

Коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса здания, для сборных покрытий и двух кранах в пролете определим по формуле (2.2) при .

Для температурного блока длиной 48м:


м и n=9: ,

Тогда


Упругие реакции верха колонн:


- левой: кН

- средней: кН

- правой: кН.


Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис. 8.г):

- левой:


;

;

.


- средней:


;

;

.

-

правой:


;

.


Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: ;

- средней: ;

- правой: .

Продольные силы в сечениях колонн:

- левой: ; ;

- средней: ; ;

- правой: ; .

Рассмотрим загружение 2. На крайней колонне сила кН, приложена с эксцентриситетом , т.е. . Реакция верхней опоры левой колонны:



На средней колонне действует сила с эксцентриситетом

м, т.е. . Реакция верхней опоры средней колонны:


.


Суммарная реакция в основной системе


.


Тогда .


Упругие реакции верха колонн:


- левой: кН

- средней: кН

- правой: кН.


Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис. 8.д):

- левой:


;

;

.


- средней:

;

;

.


- правой:

;

.


Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: ;

- средней: ;

- правой: .

Продольные силы в сечениях колонн:

- левой: ; ;

- средней: ; ;

- правой: ; .


Рассмотрим загружение 3. На крайних колоннах сила Dmin, определенная с коэффициентом сочетаний (четыре крана), действует с эксцентриситетом , т.е. . Реакция верхней опоры левой колонны:



Реакция правой колонны , средней колонны (загружена центральной силой кН).

Так как рассматриваемое загружение симметрично, то усилия в колоннах определяем без учета смещения их верха. Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис. 8.е):


левой ;

;

.

средней


Поперечные силы в защемлениях колонн:


левой

средней

правой


Продольные силы в сечениях колонн:


левой ; ;

средней ; .


Рассмотрим загружение 4. Реакция верхней опоры левой колонны, к которой прложена горизонтальная крановая нагрузка .


.


В частном случае при значение может быть вычислено по упрощенной формуле:


кН


Реакции остальных колонн поперечной рамы в основной системе: ;

Суммарная реакция .


Тогда .


Упругие реакции верха колонн:


- левой: кН

- средней: кН

- правой: кН.


Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис.8, ж):

- левой:

- в точке приложения силы :


;

;

.

- средней:

;

.


- правой:

;

.


Поперечные силы в защемлениях колонн:

-

левой: ;

- средней: ;

- правой: .


Рассмотрим загружение 5. Реакция верхней опоры средней колонны, к которой приложена горизонтальная нагрузка .


.


Реакции остальных колонн поперечной рамы в основной системе: ;

Суммарная реакция .

Тогда .

Упругие реакции верха колонн:

- левой и правой: кН

- средней: кН


Изгибающие моменты в сечениях колонн (рис.8, з):

- левой и правой:


;

.


- средней:

- в точке приложения силы :


;

;

.


Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой и правой:


;


- средней:


.

Результаты расчета поперечной рамы на все виды нагружений приведены в табл.2.

2.6 Расчетные сочетания усилий


Значения расчетных сочетаний усилий в сечениях колонн по оси А от разных нагрузок и их сочетаний, а также усилий, передаваемых с колонны на фундамент, приведены в табл. 2. Рассмотрены следующие комбинации усилий: наибольший положительный момент и соответствующая ему продольная сила; наибольший отрицательный момент и соответствующая ему продольная сила; наибольшая продольная сила и соответствующий ей изгибающий момент. Кроме того, для каждой комбинации усилий в сечении IV–IV вычислены значения поперечных сил, необходимые для расчета фундамента.

Значение изгибающих моментов и поперечных сил в загружениях 4 и 5 приняты со знаком ±, поскольку торможение тележек крана может осуществляться в обе стороны.

Учитывая, что колонны находятся в условиях внецентренного сжатия, в комбинацию усилий включены и те нагрузки, которые увеличивают эксцентриситет продольной силы.


а)

б)

в)

г)

д)

е)

ж)

з)

и)

к)

Рис. 8. К статическому расчету поперечной рамы:

а – основная система метода перемещений; б – эпюра от постоянной

нагрузки; в – снеговой; г-ж – крановых в соответствии с

нагружениями 1 ….. 5; и,к – ветровой слева и справа.


Таблица 2


Расчетные усилия в левой колонне (ось А) и их сочетания

(изгибающие моментвы в кН·м, силы – в кН).


Усилия в сечениях колонн

Нагрузки

№ нагру-жения

Коэф-фици-ент

Соче-таний

II-II

III-III

IV-IV




M

N

M

N

M

N

Q

Постоянная

1

1

25,54

281,78

-39,36

361,41

-8,34

438,87

3,53

Снеговая

2

1

20,47

143,64

-15,44

143,64

-10,85

143,64

0,488


3

0,9

18,42

129,28

-13,90

129,28

-9,77

129,28

0,44

Крановая

(от2-х кранов)

Mmax на левой колонне

4

1

-87,19

0

196,55

630,52

37,41

630,52

-16,93


5

0,9

-78,47

0

176,90

567,47

33,67

567,47

15,24

Крановая

(от2-х кранов)

Mmax на средней колонне

6

1

-52,69

0

36,19

197,52

-59,97

197,52

-10,23


7

0,9

-47,42

0

32,57

177,77

-53,97

177,77

-9,21

Крановая(от 4-х кранов)

8

1

-24,57

0

48,63

162,67

3,80

162,67

-4,77


9

0,9

-22,11

0

43,77

146,40

3,42

146,40

-4,29

Крановая на левой колонне

10

1

±27,42

0

±27,42

0

±105,86

0

±14,19


11

0,9

±24,69

0

±24,69

0

±95,27

0

±12,77

Крановая

на средней колонне

12

1

±14,0

0

±14,0

0

±39,58

0

±2,72


13

0,9

±12,6

0

±12,6

0

±35,62

0

±2,45

Ветровая слева

14

1

13,99

0

13,99

0

122,26

0

17,21


15

0,9

12,59

0

12,59

0

110,03

0

15,29

Ветровая справа

16

1

-21,47

0

-21,47

0

-112,43

0

-13,23


17

0,9

-19,32

0

-19,32

0

-101,19

0

-11,91

Основные сочетания нагрузок с учетом крановой и ветровой

Mmax

1+3+9+11(+)+15

1+5+11(+)+15

1+5+11(+)+15



59,13

411,06

174,82

928,88

230,63

1006,34

46,60


Mmin

1+5+11(-)+17

1+3+17

1+3+7+11(-)+17



-96,94

281,78

-72,58

490,69

-268,54

745,92

-30,15


Nmax

1+3+5+11(-)+17

1+3+5+11(+)+15

1+3+5+11(+)+15



-78,52

411,06

160,92

1058,16

220,86

1135,62

47,04

То же, без учета крановых и ветровой

1+2

1+2

1+2


46,01

425,42

-54,80

505,05

-19,19

582,51

3,79

3. Расчет прочности двухветвевой колонны крайнего ряда


Для проектируемого здания принята сборная железобетонная колонна.

Бетон – тяжелый класса В15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. . Арматура – класса А400. .


3.1 Надкрановая сплошная часть колонны


Расчет проводится для сечения II–II. В результате статического расчета поперечной рамы (табл. 2) имеем следующие сочетания усилий:


1)

2)

3)

4)


Для 1-го, 2-го и 3-го сочетаний т.к. в них входят усилия от кратковременных

нагрузок непродолжительного действия (крановые, ветровые). Для 4–го сочетания , так как в него входят только усилия от постоянной и снеговой нагрузок. В реальном проектировании необходимо выполнять расчет на все сочетания усилий. В курсовом проекте допускается по согласованию с консультантом выбрать одно наиболее неблагоприятное с точки зрения несущей способности колонны сочетание. Таковым для данного примера является третье сочетание.


Напомним геометрические характеристики надкрановой (верхней) части колонны (см. п. 1.2):

, , .

Рабочая высота сечения см. (см.).

Эксцентриситет продольной силы (знак «-» при вычислении эксцентриситета не учитываем):


.


Свободная длина надкрановой части при наличии крановой нагрузки в третьем сочетании:

м


(при отсутсвии в расчетном состонии крановой нагрузки вводится коэффициент 2,5)

Радиус инерции сечения:


Гибкость верхней части колонны:



Следовательно, в расчете прочности сечения необходимо учесть увеличение эксцентриситета продольной силы за счет продольного изгиба.

Момент от постоянной и длительно действующей части временной нагрузки (последняя учитывается, если в расчетное сочетание входит снеговая нагрузка)

в соответствии с табл. 2.



где к=0,5- коэффициент учитывающий длительно действующую часть снеговой нагрузки.

Продольная сила

,


знак «-» перед силой N1 принят в связи с отрицательным значением момента M1

Для тяжелого бетона .

Поскольку моменты и разных знаков и , принимаем равным 1,0. При одинаковых знаках моментов и коэффициент определяем по формуле:



Так как 0,15, принимаем .

Поскольку площадь арматуры надкрановой части колонны неизвестна

(ее определение – цель настоящего расчета), зададимся количеством арматуры, исходя из минимального процента армирования.

При суммарный минимальный процент армирования .

Тогда .

Жесткость железобетонного элемента:



Значение критической силы .

– условие выполнено.

Коэффициент продольного изгиба


Расчетный момент с учётом прогиба равен:

(знак «-» при вычислении момента не учитываем.)

В случае симметричного армирования сечения () высота сжатой зоны


Относительная высота сжатой зоны

Граничная относительная высота сжатой зоны



, следовательно, имеем первый случай внецентренного сжатия – случай «больших» эксцентриситетов.


;

.


т.е.рабочая арматура по расчёту не требуется.

Армируем сечение верхней части колонны конструктивно, исходя из минимального процента армирования.



Принимаем 3Ж16 А400 с , что больше .

Количество стержней (в нашем примере – 3) выбирается с тем расчетом, чтобы наибольшее расстояние между ними по ширине колонны не превышало 400 мм.

В случае, если при расчёте получится и процент армирования превосходит принятый при определении, следует скорректировать значение и повторить расчёт.

Поперечная арматура принята класса А400 Ж6 мм (из условия сварки с продольной рабочей арматурой Ж16 мм). Шаг поперечных стержней мм (кратно 50мм), что удовлетворяет требованиям норм: мм и мм.

Проверим необходимость расчета надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечной рамы.


см


т.к. – расчет из плоскости рамы не производится.


3.2 Подкрановая двухветвевая часть колонны


Расчет следует производить для сечений III–III и IV–IV, т.е. на 8 сочетаний усилий

(табл. 2):


1) ц

2) ч

3) эIII–III

4) ш

5) ц

6) ч

7) эIV–IV

8) ш


Из приведенных 8 сочетаний наиболее невыгодными являются сочетания N6 и N7, относящиеся к сечению IV–IV, в месте заделки колонны в фундамент. Таким образом, всё армирование подкрановой части колонны определяется расчетом прочности сечения IV–IV.

Геометрические характеристики подкрановой части колонны:


, , .


Размеры сечения ветви:


, ,.


Расстояние между осями ветвей:


.


Количество панелей в соответствии с рис. 2, (под панелью понимается часть колонны между осями двух смежных распорок).

Среднее расстояние между осями распорок:



Высота сечения распорки

Далее по аналогии с расчетом надкрановой части колонны вычисляем:

а) для сочетания усилий N6: .

(знак «-» при вычислении эксцентриситета не учитываем)

м. т.к. крановая нагрузка в данном сочетании присутствует (при отсутствии крановой нагрузки в расчетном сочетании для однопролетного здания и при числе пролетов ).

Приведенный момент инерции сечения:



Приведенная гибкость

– в величине эксцентриситета необходимо учесть прогиб элемента.



Т.к. снеговая нагрузка в данном сочетании присутствует (табл. 2.):


;

;

;


Железобетонные колонны О.П.З изготавливаются в горизонтальной опалубке. В процессе высвобождения из опалубки и транспортировки колонна работает как изгибаемый элемент, в растянутой зоне которого могут образовываться трещины. Чтобы гарантировать их отсутствие, продольная арматура должна иметь диаметр не менее 16 мм. Исходя из этого, зададимся предварительным процентом армирования где – площадь сечения арматуры, принятой в виде 3Ж16 А400.

Тогда



Отсюда > -условие выполнено.


.

Определяем усилия в ветвях колонны(поперечная сила в сечении IV–IV для сочетания N6 (табл. 2) кН):


кН – ветвь сжата

кН – ветвь сжата

.


Случайный эксцентриситет продольной силы принимается наибольшим из следующих значений:


  1. см

  1. см

  1. см.


Поскольку эксцентриситет , в дальнейших расчетах используем его, тогда м.

Итак, для сочетания усилий N6, на одну ветвь получено:

Nb1=708,79кН; e=0,118м.

б) для сочетания усилий N7

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: