Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование производственного здания с мостовыми кранами

Проектирование производственного здания с мостовыми кранами

подкрановой и надкрановой частям.


6.2.1 Определение расчетных длин и минимальной площади продольной арматуры

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:

- при учете нагрузки от кранов:


l0в = 2 * Hв,


l0в = 2 * 3.5 = 7 м;

- без учета нагрузки от кранов:


l0в = 2.5 * Hв,


l0в = 2.5 * 3.5 = 8.75 м.

Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:

- при учете нагрузки от кранов:


l0н = 1.5 * Hн,


l0н = 1.5 * 11.05 = 16.575 м;

- без учета нагрузки от кранов:


l0н = 1.5 * H,


l0н = 1.5 * 14.55 = 21.825 м.

Минимальная площадь продольной арматуры в надкрановой части колонны, определяется:

- по конструктивным требованиям: As.min = As.min’ = 0.000402 м2 (2 Ж16 A400);

- из условия работы на внецентренное сжатие:


μs.min = As.min * 100 % / (b * h0),


где h0 = hв - a = 0.38 - 0.05 = 0.33 м – рабочая высота сечения надкрановой части колонны;

а = 0.05 м – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наружной грани сечения;

μs.minкоэффициент при l0в / i = 8.75 / 0.11 = 79.5 > 35 (i = 0.289 * hв = 0.289 * 0.38 = 0.11 м – радиус инерции сечения надкрановой части колонны), μs.min = 0.2 %.

Учитывая симметричность армирования получим:

As.min = As.min’ = μs.min * b * h0 / 100 = 0.2 * 0.4 * 0.33 / 100 = 0.000264 м2.

Принимаем минимальную площадь продольной арматуры в надкрановой части колонны равной: As.min = As.min’ = 0.000402 м2 (2 Ж16 A400).

Минимальная площадь продольной арматуры в подкрановой части колонны, определяется:

- по конструктивным требованиям: As.min = As.min’ = 0.000402 м2 (2 Ж16 A400);

- из условия работы на внецентренное сжатие:


μs.min = As.min * 100 % / (b * h0).


Рабочая высота сечения подкрановой части колонны:

h0 = hн - a = 0.8 - 0.05 = 0.75 м,

где а = 0.05 м – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наружной грани сечения.

При l0н / i = 21.825 / 0.2312 = 94.4 > 83 (i = 0.289 * hн = 0.289 * 0.8 = 0.2312 м – радиус инерции сечения надкрановой части колонны), μs.min = 0.25 %.

Учитывая симметричность армирования получим:

As.min = As.min’ = 0.25 * 0.4 * 0.75 / 100 = 0.00075 м2.

Принимаем минимальную площадь продольной арматуры в подкрановой части колонны равной: As.min = As.min’ = 0.000804 м2 (4 Ж16 A400).


6.2.2 Расчет надкрановой части колонны

Расчетные усилия для расчета надкрановой части - в сечении 2-2 от загружения 1 + 3 + 15:

M = 41.2 кН*м,

N = 245.1 кН.

Расчетные усилия от длительной нагрузки для расчета надкрановой части - в сечении 2-2 от загружения 1 + 3 + 15:

Мl = 14.9 + 3.3 * 0.5 = 16.55 кН*м,

Nl = 169 + 76.1 * 0.5 = 207.05 кН.

Случайный эксцентриситет еа:


еа ≥ Hв / 600;

еа ≥ hв / 30;

еа ≥ 10 мм.


еа ≥ 3500 / 600 = 5.8 мм;

еа ≥ 380 / 30 = 12.7 мм;

еа ≥ 10 мм.

Относительный эксцентриситет:


e0 = М / N,


e0 = 41.2 / 245.1 = 0.168 м.

Принимаем e0 = 0.168 м.

Определяем моменты М1 и М1l относительно растянутой арматуры соответственно от всех нагрузок и длительных нагрузок:


М1 = М + 0.5 * N * (h0 - as’),

M1l = Мl + 0.5 * Nl * (h0 - as’),


М1 = 41.2 + 0.5 * 245.1 * (0.33 - 0.05) = 75.51 кН*м.

M1l = 16.55 + 0.5 * 207.05 * (0.33 - 0.05) = 45.54 кН*м.

Коэффициент приведения арматуры к бетону:


α = Es / Eb,


α = 200000 / 32500 = 6.15.

Коэффициенты


δe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * γb2 * Rb,

δe = е0 / h,


δe,min = 0.5 - 0.01 * 7 / 0.38 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.162,

δe = 0.168 / 0.38 = 0.442 > 0.162 => примем δe = 0.442.

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:


φl = l + М1l / М1, но не более 2,

φl = 1 + 16.55 / 41.2 = 1.401.

Коэффициент армирования:


μ = (As.min + As.min’) / (b * h0),


μ = (0.000402 + 0.000402) / (0.4 * 0.33) = 0.0061.

Определим жесткость по формуле:


D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (φl * (0.3 + δe)) + 0.175 * μ * α1 * ((h0 - a’) / h)2],


D = 32500 * 40 * 383 * [0.0125 / (1.401 * (0.3 + 0.442)) + 0.175 * 0.0061 * 6.15 * ((75 - 5) / 80)2] / 100000 = 12163 кН*м2.

Условная критическая сила:


Ncr = π2 * D / l02,


Ncr = π2 * 12163 / 8.752 = 1567 кН.

Коэффициент продольного изгиба:


η = 1 / (1 - N / Ncr),


η = 1 / (1 - 245.1 / 1567) = 1.185.

Расчетный момент:


M = M * η,


M = 41.2 * 1.185 = 48.82 кН*м.

αn = N / (Rb * b * h0) = 245.1 / (17 * 103 * 0.4 * 0.33) = 0.109.

ξR = 0.531

αn = 0.109 < ξR =0.531

Расчет ведем для случая αnξR:


As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),


где αm = (M + N * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (48.82 + 245.1 * (0.33 - 0.05) / 2) / (17000 * 0.4 * 0.332) = 0.112.

δ = as′ / h0 = 5 / 33 = 0.152.

As = As’ = 17 * 104 * 0.4 * 0.33 * (0.112 - 0.109 * (1 - 0.109 / 2)) / (355 * (1 - 0.152)) = 0.67 cм2.

Принимаем продольную арматуру колонны 2 Ж16 A400 (As = As’ = 4.02 cм2).


6.2.3 Расчет подкрановой части колонны

Расчетные усилия для расчета подкрановой части - в сечении 4-4 от загружения 1 + 3 + 5 + 7 + 15:

M = 322.5 кН*м,

N = 734.7 кН.

Расчетные усилия от длительной нагрузки для расчета надкрановой части - в сечении 4-4 от загружения 1 + 3 + 5 + 7 + 15:

Мl = 22 + 7.3 * 0.5 - 17.7 * 0.5 = 16.8 кН*м,

Nl = 368.7 + 76.1 * 0.5 +289.9 * 0.5 = 551.7 кН.

Случайный эксцентриситет еа:


еа ≥ Hн / 600;

еа ≥ hн / 30;

еа ≥ 10 мм.


еа ≥ 11050 / 600 = 18.42 мм;

еа ≥ 800 / 30 = 26.67 мм;

еа ≥ 10 мм.

Относительный эксцентриситет:


e0 = М / N,


e0 = 322.5 / 734.7 = 0.439 м.

Принимаем e0 = 0.439 м.

Определяем моменты М1 и М1l относительно растянутой арматуры соответственно от всех нагрузок и длительных нагрузок:


М1 = М + 0.5 * N * (h0 - as’),

M1l = Мl + 0.5 * Nl * (h0 - as’),


М1 = 322.5 +0.5 * 734.7 * (0.75 - 0.05) = 579.65 кН*м.

M1l = 16.8 + 0.5 * 551.7 * (0.75 - 0.05) = 209.89 кН*м.

Коэффициент приведения арматуры к бетону:


α = Es / Eb,


α = 200000 / 32500 = 6.15.

Коэффициенты


δe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * γb2 * Rb,

δe = е0 / h,


δe,min = 0.5 - 0.01 * 21.825 / 0.8 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.074,

δe = 0.439 / 0.8 = 0.549 > 0.074 => принимаем δe = 0.549.

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:

φl = l + М1l / М1, но не более 2,


φl = 1 + 209.89 / 579.65 = 1.362.

В первом приближении принимаем коэффициент армирования:


μ = (As.min + As.min’) / (b * h0),


μ = (0.000804 + 0.000804) / (0.4 * 0.75) = 0.0054.

Определим жесткость по формуле:


D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (φl * (0.3 + δe)) + 0.175 * μ * α1 * ((h0 - a’) / h)2],


D = 32500 * 40 * 803 * [0.0125 / (1.362 * (0.3 + 0.549)) + 0.175 * 0.0054 * 6.15 * ((75 - 5) / 80)2] / 100000 = 101567 кН*м2.

Условная критическая сила:


Ncr = π2 * D / l02,


Ncr = π2 * 101567 / 16.5752 = 3648 кН.

Коэффициент продольного изгиба:


η = 1 / (1 - N / Ncr),


η = 1 / (1 - 734.7 / 3648) = 1.252.

Расчетный момент:


M = M * η,


M = 322.5 * 1.252 = 403.77 кН*м.

αn = N / (Rb * b * h0) = 734.7 / (17 * 103 * 0.4 * 0.75) = 0.144.

ξR = 0.531

αn = 0.144 < ξR =0.531

Расчет ведем для случая αnξR:


As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),


где αm = (M + N * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (403.77 + 734.7 * (0.75 - 0.05) / 2) / (17000 * 0.4 * 0.752) = 0.173.

δ = as′ / h0 = 5 / 75 = 0.067.

As = As’ = 17 * 104 * 0.4 * 0.75 * (0.173 - 0.144 * (1 - 0.144 / 2)) / (355 * (1 - 0.067)) = 6.06 cм2.

Принимаем продольную арматуру колонны 4 Ж16 A400 (As = As’ = 8.04 cм2).


6.3 Расчет прочности нормальных сечений колонны из плоскости рамы


6.3.1 Определение расчетных длин

Рассчитываем отдельно подкрановую и надкрановую части колонны. Взаимовлияние этих частей учтем назначением условных расчетных длин подкрановой и надкрановой частям.

Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости поперечной рамы:

- при учете нагрузки от кранов:


l0в = 2 * Hв,


l0в = 2 * 3.5 = 7 м;

- без учета нагрузки от кранов:


l0в = 2 * Hв,


l0в = 2 * 3.5 = 7 м.

Расчетная длина подкрановой части колонны из плоскости поперечной рамы:

- при учете нагрузки от кранов:


l0н = 1.2 * Hн,


l0н = 1.2 * 11.05 = 13.26 м;

- без учета нагрузки от кранов:


l0н = 1.2 * H,


l0н = 1.2 * 14.55 = 17.46 м.


6.3.2 Расчет надкрановой части колонны

Надкрановую часть колонны рассчитываем на действие продольных сил N = 253.5 кН и Nl = = 169 +0.5 * 84.5 = 211.3 кН (от сочетания нагрузок 1+2) приложенных с эксцентриситетом:


еа ≥ Hв / 600;

еа ≥ hв / 30;

еа ≥ 10 мм.


еа ≥ 3500 / 600 = 5.83 мм;

еа ≥ 400 / 30 = 13.3 мм;

еа ≥ 10 мм.


Принимаем е0 = еа = 0.0133 м.

M = N * е0


M = 253.5 * 0.0133 = 3.37 кН*м.

Ml = 211.3 * 0.0133 = 2.81 кН*м.

Определяем моменты М1 и М1l относительно растянутой арматуры соответственно от всех нагрузок и от постоянных и длительных нагрузок:


М1 = М + 0.5 * N * (h0 - as’),

M1l = Мl + 0.5 * Nl * (h0 - as’),


М1 = 3.37 + 0.5 * 253.5 * (0.35 - 0.05) = 41.40 кН*м,

M1l = 2.81 + 0.5 * 211.3 * (0.35 - 0.05) = 34.51 кН*м.

Коэффициенты


δe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * γb2 * Rb,

δe = е0 / h,


δe,min = 0.5 - 0.01 * 7 / 0.4 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.172.

δe = 0.0133 / 0.4 = 0.033 < 0.172 => принимаем δe = 0.172.

Коэффициент:


φb = 1 + β * Nl / N,


где b = 1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона.

φb = 1 + 1 * 211.3 / 253.5 = 1.834.

Коэффициент армирования (из расчета надкрановой части в плоскости рамы) μ = 0.0061.

Определим жесткость по формуле:

D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (φb * (0.3 + δe)) + 0.175 * μ * α1 * ((h0 - a’) / h)2],


D = 32500 * 38 * 403 * [0.0125 / (1.834 * (0.3 + 0.172)) + 0.175 * 0.0061 * 6.15 * ((35 - 5) / 40)2] / 100000 = 14332 кН*м2.

Условная критическая сила:


Ncr = π2 * D / l02,


Ncr = π2 * 14332 / 72 = 2886 кН.

Коэффициент продольного изгиба:


η = 1 / (1 - N / Ncr),


η = 1 / (1 - 253.5 / 2886) = 1.096.

Расчетный момент:


M = M * η,


M = 3.37 * 1.096 = 3.69 кН*м.

αn = N / (Rb * b * h0) = 253.5 / (17 * 103 * 0.38 * 0.35) = 0.112.

ξR = 0.531

αn = 0.112 < ξR =0.531

Расчет ведем для случая αnξR:

As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),

где αm = (M + N * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (3.69 + 253.5 * (0.35 - 0.05) / 2) / (17000 * 0.38 * 0.352) = 0.053.

δ = as′ / h0 = 5 / 35 = 0.143.

As = As’ = 17 * 104 * 0.38 * 0.35 * (0.053 - 0.112 * (1 - 0.112 / 2)) / (355 * (1 - 0.143)) = - 4 cм2.

Прочность обеспечена.


6.3.3 Расчет подкрановой части колонны

Подкрановую часть колонны рассчитываем на действие продольных сил N = 734.7 кН и Nl = = 368.7 + 76.1 * 0.5 + 289.9 * 0.5 = 551.7 кН (от сочетания нагрузок 1 + 3 + 5 + 7 + 15) приложенных с эксцентриситетом:


еа ≥ Hв / 600;

еа ≥ hв / 30;

еа ≥ 10 мм.


еа ≥ 11050 / 600 = 18.42 мм;

еа ≥ 400 / 30 = 13.3 мм;

еа ≥ 10 мм.


Принимаем е0 = еа = 0.0184 м.


M = N * е0


M = 734.7 * 0.0184 = 13.52 кН*м.

Ml = 551.7 * 0.0184 = 10.15 кН*м.

Определяем моменты М1 и М1l относительно растянутой арматуры соответственно от всех нагрузок и от постоянных и длительных нагрузок:


М1 = М + 0.5 * N * (h0 - as’),

M1l = Мl + 0.5 * Nl * (h0 - as’),


М1 = 13.52 + 0.5 * 734.7 * (0.35 - 0.05) = 123.73 кН*м,

M1l = 10.15 + 0.5 * 551.7 * (0.35 - 0.05) = 92.91 кН*м.

Коэффициенты

δe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * γb2 * Rb,

δe = е0 / h,


δe,min = 0.5 - 0.01 * 13.26 / 0.4 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.015.

δe = 0.0184 / 0.4 = 0.046 > 0.015 => принимаем δe = 0.046.

Коэффициент:


φb = 1 + β * Nl / N,


где b = 1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона.

φb = 1 + 1 * 551.7 / 734.7 = 1.751.

Коэффициент армирования (из расчета подкрановой части в плоскости рамы) μ = 0.0054.

Определим жесткость по формуле:


D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (φb * (0.3 + δe)) + 0.175 * μ * α1 * ((h0 - a’) / h)2],


D = 32500 * 80 * 403 * [0.0125 / (1.751 * (0.3 + 0.046)) + 0.175 * 0.0054 * 6.15 * ((35 - 5) / 40)2] / 100000 = 39771 кН*м2.

Условная критическая сила:


Ncr = π2 * D / l02,


Ncr = π2 * 39771 / 13.262 = 2232 кН.

Коэффициент продольного изгиба:


η = 1 / (1 - N / Ncr),


η = 1 / (1 - 734.7 / 2232) = 1.49.

Расчетный момент:


M = M * η,


M = 13.52 * 1.49 = 20.15 кН*м.

αn = N / (Rb * b * h0) = 734.7 / (17 * 103 * 0.8 * 0.35) = 0.154.

ξR = 0.531

αn = 0.154 < ξR =0.531

Расчет ведем для случая αnξR:


As = As’ = Rb * b * h0 * (αm - αn * (1 - αn / 2) / (Rs * (1 - δ)),


где αm = (M + N * (h0 - as’) / 2) / (Rb * b * h02) = (20.15 + 734.7 * (0.35 - 0.05) / 2) / (17000 * 0.8 * 0.352) = 0.078.

δ = as′ / h0 = 5 / 35 = 0.143.

As = As’ = 17 * 104 * 0.8 * 0.35 * (0.078 - 0.154 * (1 - 0.154 / 2)) / (355 * (1 - 0.143)) = - 10 cм2.

Прочность обеспечена.


6.4 Расчет подкрановой консоли колонны


а) Расчёт продольной арматуры

Рабочая высота консоли колонны:


hok = hк - aк,


hok = 0.7 - 0.05 = 0.65 м.

Эксцентриситет усилия относительно грани колонны внизу консоли:

eк = l - hнk,

= 0.75 - 0.8 = -0.05 м.

Поперечная сила, действующая на консоль, от постоянных и крановых нагрузок:


Qк = F4 + D2max,


Qк = 40 + 322.1 = 362.1 кН.

Изгибающий момент

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.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: