Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом
Расчёт плиты покрытия, нормативные нагрузки и атмосферные воздействий. Расчетная схема продольного ребра и прогибов бетона с трещинами. Статический расчет поперечной рамы здания, конструирование фундамента под колонну и влияние на нее ветровой нагрузки.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2015 |
| Размер файла | 692,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Белгородский Государственный
технологический университет им. В.Г.Шухова
Кафедра промышленного и гражданского строительства
Курсовой проект
Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом
Белгород 2009г
Расчёт плиты покрытия
Конструктивное решение
Для плиты принимаем тяжелый бетон класса В25, коэффициент условия работы 0,9. Преднапряженная арматура класса А -800, продольная рабочая арматура в поперечных ребрах класса А400, хомуты - А240.
Основные размеры плиты:
- длина плиты 12 м;
- высота h = 450 мм;
- толщина полки = 30 мм;
- ширина продольного ребра в1 = 150 мм;
- высота поперечного ребра hpr = 200 мм;
– ширина поперечного ребра вpr = 60 мм.
Рисунок 4 - Плита покрытия.
Определение нагрузок на плиту покрытия
Расчетные и нормативные нагрузки от веса кровли и атмосферных воздействий представлены в табличной форме.
Таблица 1 - Нагрузки на плиту покрытия.
|
Вид нагрузки |
Нормативнаянагрузка,кПа. |
Коэффициент надёжности по нагрузке |
Расчетнаянагрузка,кПа. |
|
1.Постоянные gа) рулонный ковер |
0,15 |
1,3 |
0,20 |
|
|
б) стяжка |
0,34 |
1,3 |
0,44 |
|
|
в) утеплитель |
0,15 |
1,2 |
0,18 |
|
|
г) вес плиты покрытия |
0,71 |
1,1 |
0,78 |
|
|
Итого |
gn = 1,35 |
-- |
g = 1,6 |
|
|
2. Временные снеговая p |
1,0 |
1,4 |
1,4 |
|
|
3. Полная q |
qn = 2,35 |
-- |
q = 3,0 |
Расчет полки плиты
Расчетные пролеты в свету:
,
,
следовательно полка считается балочной плитой и работает на изгиб короткой стороной.
Изгибающий момент в плите
От рабочего с инструментом
,
где p1- вес двух рабочих,
p-временная нагрузка из таблицы 1
Конструктивный расчет полки плиты выполняем только по нормальным сечениям по схеме 1, поскольку при действии равномерно распределенной нагрузки прочность бетона наклонных сечений, как правило, достаточна.
Расчет прочности нормальных сечений прямоугольного элемента с одиночной арматурой.
1. Задаемся видом бетона (тяжелым) и классом В30. Назначаем класс арматуры - B500, диаметром 4 мм.
2. По прил. 1 и 2 [1] определяем соответственно Rв=17 МПа и Rs=415МПа.
3. Находим рабочую высоту сечения
, b=1м
4. Определяем величину ,
5. По прил. 3 по А0 находим и
6. Определяем
7. Требуемая площадь арматуры
см2
Принимаем арматуру 94 В500 с As=1,13 см2.
Поперечную арматуру принимаем В500 3 с шагом 200мм.
Расчет поперечного ребра
Расчетный пролет поперечного ребра
Расчетная схема, шарнирно опертая балка (рис. 2). Определяем расчетную нагрузку на один погонный метр ребра:
где q - полная нагрузка, действующая на полку плиты;
br - ширина поперечного ребра;
hr - высота поперечного ребра;
Sn - ширина полки, вводимая в расчет
Сечение поперечного ребра рассчитываем на действие изгибающего момента как тавровое.
1. Задаемся видом бетона (тяжелым) и классом В30. Назначаем класс арматуры - А400
2. По прил. 1 и 2 определяем соответственно Rв=17 МПа и Rs=355 МПа.
3. Находим рабочую высоту сечения
h0 = hr - a,
где hr- высота сечения ребра, принимаем а = 0,03 м.
h0 = 0,155 - 0,025 = 0,13 м.
5.83<62.169 - нейтральная ось находится в полке; сечение рассчитывают как прямоугольное шириной , т.е. выполняют пп. 4--6 по схеме 1.
4. Определяем величину
,
5. По прил. 3 по А0 находим и
6. Определяем
Проверяем условия:
7. Требуемая площадь арматуры
см2
Принимаем один стержень 12 А400, As= 1,131 см2.
Выполняем расчет поперечного ребра по наклонному сечению.
1. По прил. 1 определяем значение Rbt= 1,05*0,9 = 0,945 МПа.
2. Назначаем класс поперечной арматуры В500 и определяем RSW = 300 МПа
3. Назначаем количество каркасов (количество поперечных стержней в одном сечении) - 1; диаметр стержней: в сварных каркасах -5 мм.
4. Поперечная сила, воспринимаемая бетоном при действии равномерно распределенной нагрузки
т.к. Qв1 > Q, 186.03>8.22,то хомуты ставим по конструктивным требованиям.
По конструктивным требованиям
Принимаем шаг S = 600 мм.
Эскиз поперечного ребра приведен на рис. 3.
Рисунок 3 - Эскиз армирования поперечных ребер плиты: а - крайнего ребра, б - среднего ребра.
Расчет продольного ребра
Расчетный пролет поперечного ребра l0 = м.
Расчетная схема шарнирно опертая балка (рис.4). Определяем расчетную нагрузку на один погонный метр ребра (рис.5):
Рисунок 5 - Расчетная схема продольного ребра.
где q - полная нагрузка, действующая на полку плиты;
b - ширина плиты;
b1 - ширина продольного ребра;
h1 - высота продольного ребра;
br - ширина поперечного ребра;
hr - высота поперечного ребра;
l1 - шаг колонн;
n - число поперечных ребер
Определяем ширину верхней полки плиты
;
Сечение продольного ребра рассчитываем на действие изгибающего момента как тавровое.
1. Задаемся видом бетона (тяжелым) и классом В30. Коэффициент принимаем равным 0,9. Назначаем класс арматуры - Ат - V
2. По прил. 1 и 2 определяем соответственно Rв=17 МПа и Rs=680 МПа.
3. Находим рабочую высоту сечения
h0 =h-a,
где h1- высота сечения ребра, принимаем а = 0,03м.
h01=0,45-0,03= 0,42м.
305,7<548,39- нейтральная ось находится в полке; сечение рассчитывают как прямоугольное шириной , т.е. выполняют пп. 4--7 по схеме 1.
4. Площадь сечения преднапряженной арматуры в продольных ребрах определяем без учета не напрягаемой арматуры:
,
5. По прил. 3 по А0 находим и
6. Определяем
Проверяем условия:
Определяем коэффициент условий работы арматуры
7. Требуемая площадь арматуры
см2
Принимаем 225 Ат -V, Asp = 9,82 см2.
Выполняем расчет продольного ребра по наклонному сечению.
1. По прил. 1 определяем значение Rbt=1,05*0,9=0,945 МПа.
2. Назначаем класс поперечной арматуры В500 и определяем RSW=300 МПа
3. Назначаем количество каркасов (количество поперечных стержней в одном сечении) - 1; диаметр стержней: в сварных каркасах - 4 мм.
4. По прил.4 определяем АW=0,283 см2 - площадь всех поперечных стержней одном сечении.
5. Поперечная сила, воспринимаемая бетоном при действии равномерно распределенной нагрузки
т.к. Qв1>Q, то хомуты ставим по конструктивным требованиям.
По конструктивным требованиям
и - принимаем S = 300 мм.
Расчет продольного ребра по второй группе предельных состояний
Определяем геометрические характеристики сечения (рис. 7).
Площадь приведенного поперечного сечения плиты (таврового):
Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани ребра:
где y - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани ребра:
y = Sred/Ared = 0,065/0,195 = 0,34 м
Момент сопротивления приведенного сечения относительно растянутой грани:
Рисунок 7 - К расчету плиты по второй группе предельных состояний.
Определяем величину преднапряжения арматуры.
Используем электротермический способ натяжения арматуры с натяжением на упоры.
Определяем величину предварительного напряжения в напрягаемой арматуре (sp).
,
где Р - усилие предварительного обжатия, определяемое по формуле
,
где l - длина плиты.
Rs,ser= 788 МПа - расчетное сопротивление арматуры А-800 растяжению для предельных состояний второй группы.
Из написанных выше неравенств определяем:
Принимаем sp= 510 МПа.
Определяем потери предварительного напряжения.
Первая группа потерь.
1. Потери от релаксации напряжений в арматуре
1=0,03sp=0,03*510=153 МПа.
-от температурного перепада между арматурой и анкерными устройствами
- от деформации анкеров
- от трении арматуры от стенки каналов
2. Потери от быстро натекающей ползучести
,
т.к.
Здесь - сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного напряжения, которые определяются по формуле
Вторая группа потерь.
1. Потери от усадки бетона
2. Потери от длительной ползучести бетона
,
т.к.
Здесь - коэффициент для расчета конструкций, подвергшихся тепловой обработке при атмосферном давлении.
Определяем суммарные потери
Расчет по образованию нормальных трещин.
Нормативные длительные нагрузки определяются по формуле
где - нормативное значение постоянной нагрузки;
bpl - ширина плиты;
- нормативное значение кратковременной нагрузки на плиту.
Определяем величину момента от действия на плиту длительных нагрузок
Определяем величину момента от действия на плиту кратковременных нагрузок
Определяем величину суммарного момента
.
Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь
,
где mt=0,9 - коэффициент точности натяжения арматуры.
Определяем момент образования трещин:
,
где Rbt,ser=1,8МПа - расчетное сопротивление бетона класса В30 растяжению.
, следовательно трещины в бетоне образуются.
Определение прогибов с трещинами.
Относительная деформация бетона на уровне центра тяжести растянутой арматуры от усадки и ползучести бетона при обжатии
,
где
Относительная деформация бетона на уровне центра тяжести сжатой арматуры от усадки и ползучести бетона при обжатии
,
где
Po2=303,9*9,82*10-4-159,99*1.57*10-4-42,45*4,98*10-4=0.252мПа
op=(303,9*9,82*10-4-159,99*1.57*10-4*0.31+42,45*4,98*10-4*0.08)/0.252=0.25м
Определяем кривизну элемента:
Определяем суммарный прогиб:
< fult = 1/250*l0 = 0,047 м
Расчет по раскрытию нормальных трещин.
Различают продолжительное и кратковременное раскрытие трещин.
Продолжительное раскрытие трещин. Определяем напряжения, действующие в арматуре:
Определяем базовое расстояние между трещинами:
где ds - номинальный диаметр стержней продольной арматуры;
b - ширина двух продольных ребер.
Ширина раскрытия трещин
где 1 - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки
1=1 - при непродолжительном действии нагрузки
1=1,4 - при продолжительном действии нагрузки
2 - коэффициент, учитывающий профиль продольной растянутой арматуры
2=0,5 - для арматуры периодического профиля.
,
где - предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
Кратковременное раскрытие трещин. Определяем напряжения, действующие в арматуре:
Ширина раскрытия трещин
Расчет в стадии изготовления, транспортирования и монтажа.
Определяем нагрузку от собственного веса плиты.
где кd=1,6 - коэффициент динамичности в стадии транспортирования.
Определяем усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь и обжатия бетона:
где mt - коэффициент натяжения арматуры.
где еор - эксцентриситет, определяемый по формуле:
Выполняем проверку прочности плиты как внецентренно-сжатого элемента:
где Rbo - передаточная прочность бетона
Определяем граничную высоту сжатой зоны:
Проверяем условия:
Т.к. Аs>As,тр, то устанавливать дополнительные стержни не обязательно
Конструктивно примем арматуру 214 А400, As=3,08 см2
Расчет по образованию трещин
Определяем момент от внешних сил относительно ядровой точки наиболее удаленной от растянутой грани.
Момент образования трещин:
Так как , то трещин не образуется.
Расчет и конструирование фермы покрытия
Конструктивное решение
1. Тип фермы - сегментная.
2. Шаг ферм равен шагу колонн и равен 12 м.
3. Номинальный пролет фермы - 24,0 м.
4. Расстояние между узлами по верхнему поясу назначаем 3 м, что обеспечивает передачу нагрузки от ребер настила покрытия шириной 3 м в узлы верхнего пояса и исключает влияние местного изгиба.
5. Все элементы фермы выполняются прямоугольными в поперечном сечении и изготавливаются из бетона класса В30.
Сбор нагрузок на ферму
Определяем нагрузки на ферму от покрытия на площади 1 м2. Все нагрузки на ферму прикладываем в виде сосредоточенных грузов в местах опирания продольных ребер крупнопанельного настила. Собственный вес фермы для упрощения расчета учитывается в виде сосредоточенных грузов в узлах верхнего пояса. Геометрическая схема фермы с обозначением узлов и типы загружений приведены на рис.9.
Узловая постоянная нагрузка на ферму:
где g1 - погонное усилие (см. расчет продольного ребра плиты);
l1 - шаг ферм;
b - ширина плиты;
d - расстояние между узлами по верхнему поясу ферм;
Pф - собственный вес фермы (принимаем равным 200 кН);
l - пролет фермы.
Определение усилий в элементах фермы
Расчет производим в ручную. Геометрическая схема фермы с обозначением узлов и типы загружений приведены на рис.9. Упрощенный расчет предварительно напряженной железобетонной стропильной фермы производим с учетом того, что в узлах имеются шарниры, которые обеспечивают свободный поворот стержней при деформации. Каждый элемент фермы остается прямолинейным и находится под воздействием только продольных осевых сил.
Найдем реакции опор:
Ra=Rb=7*P/2=7*225.8/2=790.3кН
Рисунок 8 - Определение усилий в ферме
.
Рисунок 9 - Расчетная схема фермы
Расчет верхнего пояса фермы
Расчет ведем для половины фермы, т.к. ферма симметричная и нагрузка приложена симметрично.
Определяем требуемую площадь сечения пояса по формуле:
где N1 - расчетное усилие (сжимающее), определенное по расчету;
Rb=17,0 МПа (бетон класса В30).
Высота поперечного сечения пояса:
где b - ширина элемента пояса, принимаемая 30 см.
hтр принимаем кратной 5 см одинаковой для всего верхнего пояса,hтр=0,3м.
Определяем расчетную длину элемента пояса:
l0=0,8*l=0,8*3,364=2,7м,
где l - геометрическая длина элемента пояса.
Определяем гибкость элемента:
где h - высота сечения элемента.
Коэффициент продольного изгиба =0,909.
Определяем требуемую площадь арматуры по формуле:
Принимаем 4 стержня арматуры класса А400 диаметром 20 мм,с АS=12.56см2
Расчет нижнего пояса фермы
Расчет ведем для половины фермы, т.к. ферма симметричная и нагрузка приложена симметрично.
Определяем требуемую площадь арматуры по формуле:
где s6 - коэффициент условий работы предварительно напряженной арматуры, принимаемый по
В курсовом проекте принимаем s6=1,15.
В качестве предварительно напряженной арматуры принимаем арматуру класса А-V 8 25 мм, АS=39.27см2
Расчет растянутого раскоса фермы
Расчет ведем для половины фермы, т.к. ферма симметричная и нагрузка приложена симметрично.
Определяем требуемую площадь арматуры по формуле:
Принимаем 8 10 А400,с АS=6,28см2.
Статический расчет поперечной рамы
Поперечный разрез здания показан на рис. 11. Пролет здания - 24 м, шаг колонн - 12 м. Мостовые электрические краны режима работы 3к грузоподъемностью 5 т.
Поперечник одноэтажного промышленного здания представляет раму, состоящую из колонн, защемленных в уровне верха фундаментов и шарнирно связанных по верху фермами. Поперечную раму рассчитываем без учета верхнего смещения стоек при действии вертикальных и крановых нагрузок. Т. е. расчет сводится к определению усилий в отдельных стойках с нижним защемленным и верхним шарнирно опертым концами от действия приложенных непосредственно к этим стойкам нагрузок (рис. 12). Для удобства расчета усилия в стойках рамы определяем отдельно от каждой нагрузки, а затем суммируем в наиболее невыгодных комбинациях.
Рисунок 10 - Поперечный разрез здания.
Расчет и конструирование фундамента под колонну крайнего ряда
Глубина заложения фундамента Hз=1,3 м. Расчетное давление на грунт R0=250 кПа.
Из табл. 4 (сечение 4-4) выбираем расчетную комбинацию усилий:
N=2731,8 кН*м,M=212,4 кН.
Определяем размеры подошвы фундамента. Ширина подошвы фундамента:
где ср=20 кН/м3 - средний вес грунта и фундамента на его уступах.
Длина подошвы фундамента:
Определяем площадь подошвы фундамента:
Определяем момент сопротивления подошвы:
Определяем минимальное и максимальное давление под подошвой фундамента:
Т.к. условия выполняются, следовательно размеры подошвы фундамента выбраны правильно.
Фундамент выполняем из бетона класса В15.
Число ступеней фундамента устанавливаем равным 2 , высота каждой из них равна 45 см.
Проверяем прочность на продавливание фундамента
где h01 - рабочая высота фундамента;
bx=(b+h01)=0.6+0.41=1.01м,
.
Все размеры фундамента приведены на рис. 22.
Рассчитываем фундамент на изгиб.
где lc1 -
Изгибающий момент на грани первой ступени:
Требуемое сечение рабочей арматуры
;
где lc2 - суммарная длина уступов нижней и второй ступеней.
Изгибающий момент на грани второй ступени:
Требуемое сечение рабочей арматуры
,
где Rs-- расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А300.
Необходимое армирование подбираем по большему значению Аs. Принимаем 18 стержней диаметра 16 мм (Аs.=36,198 см2) с шагом 25 см (диаметр стержней должен быть не менее 12 мм, а шаг-- не более 25 см).
По результатам расчета приводим эскиз конструкции фундамента
Конструирование и расчет колонны крайнего ряда
Определение геометрических размеров колонны крайнего ряда
Конструктивное решение колонны - одноветвевая колонна. Подкрановые балки - железобетонные предварительно напряженные высотой hб=1 м. Высота помещения до низа основной несущей конструкции H0=9,6 м. Отметка головки подкранового рельса hГКР=5,3 м. Рельс КР-70 имеет высоту hрл=140 мм. Определяем геометрические размеры средней колонны (рис. 12, 13).
§ Общая высота стойки-колонны:
§ Высота нижней (подкрановой) части стойки-колонны равна:
§ Высота верхней (надкрановой) части стойки-колонны равна:
§ Ширина сечения колонны b=0,6 м.
§ Высота сечения подкрановой части колонны hн=1,6 м.
§ Высота сечения надкрановой части колонны hв=0,6 м.
§ Высота сечения одной ветви подкрановой части колонны h1=0,3 м.
§ Высота сечения распорки hр=0,4 м.
§ Высота проема S=2,4 м (Высота верхнего проема 2,48 м).
Определяем моменты инерции:
для надкрановой части колонны:
для подкрановой части колонны:
Рисунок 11 - Расчетная схема к расчету поперечной рамы.
Нагрузки на колонну среднего ряда
Поперечная рама воспринимает следующие нагрузки: постоянную от веса элементов конструкций покрытия (ферм, плит покрытия, кровли) и временные: снеговую, крановые - вертикальные нагрузки от колес кранов и силы поперечного торможения, ветровую.
Определяем постоянную нагрузку:
где g1 - погонное усилие (см. расчет продольного ребра плиты);
l1 - шаг ферм;
Pф - собственный вес фермы (принимаем равным 200 кН).
Определяем собственный нагрузку от подкрановой балки и рельса:
где Рб - собственный вес подкрановой балки (равен 120 кН);
Рр - вес рельса длиной 1 м (равен 150 кг/м или 1,5 кН/м);
Нагрузка от собственного веса надкрановой части:
где Vк1 - объем надкрановой части колонны:
Нагрузка от собственного веса подкрановой части:
где Vк2 - объем подкрановой части колонны:
Снеговая нагрузка:
где s - полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия
,
где sg - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли;
=1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
l - пролет фермы.
Определяем вертикальное давление колес мостовых кранов.
По заданию имеем кран мостовой электрический с одним крюком грузоподъемностью Q=5 кН, режим работы 3к. Нормативная максимальная нагрузка от одного колеса на рельс подкранового пути Pнmax=275 кН, общий вес крана G=425 кН, вес тележки Gт=120 кН, ширина крана B=6,3 м, база крана К=5,1 м.
Вертикальная нагрузка для расчета рам, колонн и фундаментов в здании с мостовыми кранами в нескольких (двух) пролетах, расположенными в каждом пролете в одном ярусе, должна приниматься на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете двух кранов нагрузки от них умножаем на коэффициент сочетания =0,85. Коэффициент надежности для крановых нагрузок f=1,2. Динамическое воздействие крановой нагрузки при расчете рам, колонн и фундаментов не учитываем.
Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяем по линии влияния нагрузки на колонну (рис. 15):
Определяем горизонтальную нагрузку от поперечного торможения кранов.
Сила поперечного торможения крана передается на одну балку и распределяется поровну на все колеса с одной стороны крана.
где =0,05 - для кранов с гибким подвесом груза.
Горизонтальная нагрузка на колонну:
Рисунок 13 - Установка крановой нагрузки в невыгодное положение по линии влияния давления на колонну.
Определяем ветровую нагрузку.
Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки определяется по формуле:
где w0=0,23 кПа - скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли;
k - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте (kср=0,952);
с - аэродинамический коэффициент для наружных стен: с наветренной стороны с=+0,8, с заветренной стороны с=-0,6.
Коэффициент надежности для ветровой нагрузки на здания f=1,4. Скоростной напор ветра возрастает с увеличением высоты и ветровая нагрузка на стену здания становится неравномерной.
Расчетная ветровая нагрузка на колонны поперечной рамы:
§ равномерно распределенная до отметки +12,6 м с наветренной стороны
§ равномерно распределенная до отметки +12,6 м с заветренной стороны
§ суммарная равномерно распределенная до отметки +9,8 м
Сосредоточенная сила в уровне верха колонны рамы от ветровой нагрузки на стеновые панели, расположенные выше отметки +9,8 м:
где Hп - высота покрытия.
Определение усилий в стержнях колонны
Расчет усилий ведем методом, основанным на методе перемещений.
Необходимо определить усилия в сечениях 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 (рис. 16).
где Н - общая высота колонны;
Нв - высота надкрановой части колонны.
где Iн - момент инерции сечения подкрановой части колонны;
Iв - момент инерции сечения надкрановой части колонны;
где n - число панелей в подкрановой части двухветвевой колонны.
Определяем реакцию от действия вертикальных крановых нагрузок (рис. 16):
Определяем реакцию от действия горизонтальных крановых нагрузок (рис. 16):
Определяем реакцию от действия ветровых нагрузок (рис. 16):
где Rb1 - реакция от всей поперечной рамы
Iср=Iн - момент инерции средней колонны;
Iкр - момент инерции крайней колонны;
Рисунок 14 - К определению усилий в колонне: а - расчетная схема с указанием размеров и сечений; б - загружение вертикальной крановой нагрузкой; в - загружение горизонтальной крановой нагрузкой; г - загружение ветровой нагрузкой.
Результаты расчета сводим в таблицу
После определения усилий составляем таблицу сочетаний усилий (табл. 5).
Таблицу составляем для двух вариантов сочетаний усилий:
§ первое сочетание включает: постоянные, длительно действующую (снеговую) и одну кратковременную нагрузки;
§ второе сочетание включает: постоянные, длительно действующую (снеговую) и неограниченное количество кратковременных нагрузок.
В основных сочетаниях, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные: для длительных нагрузок 1 = 0,95; для кратковременных 2 = 0,9;
Расчет надкрановой части колонны
Из табл. 4 (сечение 2-2) выбираем расчетную комбинацию усилий:
M=152,53 кН*м, N=893,42 кН.
Применяем бетон класса В30.
Определяем расчетную длину надкрановой части колонны:
Рисунок 17 - К расчету надкрановой части колонны.
Расчет надкрановой части колонны крайнего ряда на внецентренное сжатие.
1. Определяем Rв=17 МПа, Rs=355 МПа, Eв=32000 МПа, Es=190000 МПа , выписываем ранее определенные или назначенные параметры (рис. 17):
b=0,6 м, h=0,6 м, a = а' = 4 см, M=250,2 кН*м, N=1650,7 кН.
2. Вычисляем: ;
;
Ml - момент от действия постоянной и длительной нагрузки для расчетной комбинации усилий
(сечение 2-2).
;
.
Из двух значений де принимаем большее.
3.Условная критическая сила
.
4. Определяем .
Случайный эксцентриситет принимаем наибольшим из трех значений
; ; .
Расстояние от места приложения усилия N до центра тяжести растянутой арматуры
e = e0*з + 0,5*h-a + ea.=0,15*1,24+0,5*0,04-0,02=0,5 м
Определяем:
. Здесь Rв и Rs -в МПа;
.
Т. к., ,
,
При этом Аs = As' =0,002*в*h=0,002*60*60=7,2 см2. Из двух значений Аs и As' принимаем большее.
9. По сортаменту подбираем 812А400 (Аs=9,05 см2). Арматура располагается у наиболее напряженных граней.
Поперечную арматуру (хомуты) в колоннах устанавливаем без расчета. В сварных каркасах надкрановой части колонны диаметр хомутов принимаем равным 6 мм (0,3 диаметра продольной арматуры), шаг хомутов -- 360 мм (не более 20 диаметров продольных стержней при сварных каркасах).
Армирование надкрановой части колонны представлено на рис. 18.
Рисунок 18 - Эскиз армирования надкрановой части колонны.
Расчет подкрановой части колонны
Из табл. 4 (наихудшая комбинация из сечений 3-3 и 4-4) выбираем расчетную комбинацию усилий:
M=2622,4кН*м, N=490,6 кН.
Расчет ветви подкрановой части колонны.
Определяем усилия в ветвях:
где S - средний шаг распорок.
Определяем расчетную длину ветви колонны:
Схема 4. Расчет подкрановой ветви колонны крайнего ряда на внецентренное сжатие.
1. Определяем Rв=17 МПа, Rs=355 МПа, Eв=32000 МПа, Es=190000 МПа , выписываем ранее определенные или назначенные параметры (рис. 19):
b=0,6 м, h1=0,3 м, a = а' = 4 см,
2. Вычисляем: ;
;
Ml - момент от действия постоянной и длительной нагрузки для расчетной комбинации усилий
(сечение 4-4).
;
.
Из двух значений де принимаем большее.
3.Условная критическая сила
.
где Iвет - момент инерции сечения ветви:
4. Определяем .
Случайный эксцентриситет принимаем наибольшим из трех значений
; ; .
Расстояние от места приложения усилия N до центра тяжести растянутой арматуры
e = e0*з + 0,5*h-a + ea.=0,013*2,48+0,5*0,6-0,04-0,02=0,27 м
Определяем:
. Здесь Rв и Rs -в МПа;
.
Т.к.,,
,
конструкция железобетонный здание колонна
При этом Аs = As' =0,002*в*h=0,002*60*30=3,6 см2. Из двух значений Аs и As' принимаем большее.
10. По сортаменту подбираем 412А400 (Аs=4,52 см2). Арматура располагается у наиболее напряженных граней.
Поперечную арматуру (хомуты) устанавливаем без расчета. В сварных каркасах подкрановой части колонны диаметр хомутов принимаем равным 6 мм (0,3 диаметра продольной арматуры), шаг хомутов -- 320 мм (не более 20 диаметров продольных стержней при сварных каркасах).
Определяем площадь продольной рабочей арматуры в распорке:
По сортаменту подбираем 414А400 (Аs=6,16 см2).
Поперечную арматуру (хомуты) в распорках устанавливаем без расчета. В сварных каркасах распорок диаметр хомутов принимаем равным 4 мм (0,3 диаметра продольной арматуры), шаг хомутов -- 300 мм (не более h1/2 и не более 30 см).
Эскиз армирования распорки представлен на рисунке 21.
Рисунок 21 - Эскиз армирования распорки.
Расчет и конструирование фундамента под колонну крайнего ряда
Глубина заложения фундамента Hз=1,5 м. Расчетное давление на грунт R0=220 кПа.
N=2731,8 кН*м,M=212,4 кН.
Определяем размеры подошвы фундамента. Ширина подошвы фундамента:
где ср=20 кН/м3 - средний вес грунта и фундамента на его уступах.
Длина подошвы фундамента:
Определяем площадь подошвы фундамента:
Определяем момент сопротивления подошвы:
Определяем минимальное и максимальное давление под подошвой фундамента:
Т.к. условия выполняются, следовательно размеры подошвы фундамента выбраны правильно.
Фундамент выполняем из бетона класса В15.
Число ступеней фундамента устанавливаем равным 2 , высота каждой из них равна 45 см.
Проверяем прочность на продавливание фундамента
где h01 - рабочая высота фундамента;
bx=(b+h01)=0.6+0.41=1.01м,
lx=l+h01=1.6+0.41=2.01м.
.
Все размеры фундамента приведены на рис. 22.
Прочность обеспечена.
Рассчитываем фундамент на изгиб.
где lc1 - длина уступа нижней ступени.
Изгибающий момент на грани первой ступени:
;
где lc2 - суммарная длина уступов нижней и второй ступеней.
Изгибающий момент на грани второй ступени:
Требуемое сечение рабочей арматуры
,
где Rs-- расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А400.
Необходимое армирование подбираем по большему значению Аs. Принимаем 18 стержней диаметра 16 мм (Аs.=36,198 см2) с шагом 25 см (диаметр стержней должен быть не менее 12 мм, а шаг-- не более 25 см).
По результатам расчета приводим эскиз конструкции фундамента.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор несущих конструкций каркаса промышленного здания, компоновка поперечной рамы. Статический расчет рамы, колонны, ребристой плиты покрытия. Определение расчетных величин усилий от нагрузки мостового крана. Комбинация нагрузок для надкрановой части.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.10.2015Объемно-планировочное и конструктивное решение промышленного здания. Несущие конструкции здания. Расчет и конструирование плиты. Усилия в элементах поперечной рамы каркаса. Армирование колонны и фундамента. Определение напряжений под подошвой фундамента.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 06.08.2013Компоновка поперечной рамы. Нагрузки от веса конструкций покрытия и кровли. Определение геометрических размеров фундамента. Характеристика сжатой зоны бетона. Расчёт арматуры фундамента. Проектирование сегментно-раскосной фермы. Расчет сжатого раскоса.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.03.2015Общая компоновка здания, ее обоснование и расчет главных параметров. Определение параметров поперечной рамы. Конструирование крайней колонны. Стропильные конструкции покрытия и требования к ним. Методика разработки фундамента под крайнюю колонну.
курсовая работа [514,3 K], добавлен 24.02.2015Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет поперечной рамы. Вертикальная и горизонтальная крановые нагрузки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 24.04.2012Проект несущих конструкций одноэтажного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы каркаса здания, определение нагрузок от мостовых кранов. Статический расчет поперечной рамы, подкрановой балки. Расчет и конструирование колонны и стропильной фермы.
курсовая работа [1018,6 K], добавлен 16.09.2017Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.
курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010Компоновка конструктивной схемы каркаса. Нагрузки и воздействия на каркас здания. Статический расчет поперечной рамы. Расчет на постоянную нагрузку, на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Расчет и конструирование стержня колонны, стропильной фермы.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.05.2015Элементы конструкции одноэтажного каркасного здания с балочным покрытием. Компоновка поперечной рамы и ее геометрические размеры и статический расчет. Проектирование плоской балки двутаврового сечения, конструирование колонны и нагруженного фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.01.2010Статический расчет рамы, ее компоновка. Сбор нагрузок на раму. Расчет, конструирование колонны по оси Б. Проектирование фундамента под колонну по оси Б. Сведения о материале, расчет арматуры фундамента. Расчет подколонника, конструирование фундамента.
курсовая работа [443,9 K], добавлен 21.10.2008Компоновочная и расчетная схема каркаса одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне, сбор по загружениям. Определение усилий в крайней колонне и комбинация усилий в ее сечениях. Расчет и конструирование отдельно стоящего фундамента и плиты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 10.01.2011Компоновка конструктивной схемы одноэтажного каркасного промышленного здания из сборного железобетона. Сбор нагрузок на раму здания. Расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование колонны. Расчет монолитного внецентренно нагруженного фундамента.
курсовая работа [895,6 K], добавлен 23.11.2016Конструктивная схема одноэтажного каркасного здания. Расчетная схема рамы. Определение постоянной нагрузки от веса элементов покрытия, стен и колонн. Снеговая нагрузка, действие ветра на здание. Определение расчетных усилий. Конструирование узлов фермы.
курсовая работа [940,1 K], добавлен 19.01.2011Выбор несущих железобетонных конструкций каркаса промышленного здания. Технические характеристики кранового оборудования. Определение жесткостей элементов поперечной рамы. Расчет наклонного сечения на действие поперечной силы. Расчет продольного ребра.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 05.02.2012Конструктивная схема одноэтажного промышленного здания со сборными железобетонными элементами. Подбор плиты покрытия, колонн, стропильной конструкции и подкрановой балки. Размещение арматурных изделий в плите. Расчёт центрально-нагруженного фундамента.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 18.12.2011Подбор конструкций поперечной рамы: фахверковой колонны, плит покрытия, стеновых панелей, подкрановых балок, сегментной фермы. Компоновка поперечной рамы. Определение нагрузок на раму здания. Конструирование колонн. Материалы для изготовления фермы.
курсовая работа [571,4 K], добавлен 07.11.2012Компоновка поперечной рамы основных несущих железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания. Общая характеристика местности строительства и требования к зданию. Геометрия и размеры колонн, проектирование здания. Статический расчет рамы.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.05.2009Компоновка поперечной рамы железобетонного каркаса и определение нагрузок на нее. Схема распределения снеговой нагрузки на участке у перепада высот. Расчет раскосной железобетонной арочной фермы и определение нагрузок. Расчет прочности фундамента.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.07.2009Проект основных несущих конструкций одноэтажного каркасного производственного здания с мостовыми кранами. Расчетная схема и компоновка поперечной рамы сборного железобетона; нагрузки и эксцентриситеты. Расчет прочности двухветвевой колонны среднего ряда.
курсовая работа [260,5 K], добавлен 30.01.2016Расчетная и основная схема рамы. Определение реакций верха колонн от единичного смещения, усилий в колоннах от снеговой нагрузки. Расчет подкрановой части. Проектирование фундамента под колонну и стропильной двускатной балки двутаврового сечения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.03.2013
