Проектирование одноэтажного промышленного здания с крановыми нагрузками
Расчет поперечной рамы каркаса здания, колонны, фундамента под колонну, предварительно напряженной сегментной фермы на продавливание и на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже. Определение размеров и сечения арматуры подошвы фундамента.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.11.2015 |
| Размер файла | 755,6 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/
1. Расчет поперечной рамы каркаса
1.1 Исходные данные для расчета
Схема поперечника здания - двухпролетное здание с двускатной кровлей в каждом пролете, сборочный цех.
Пролет - , отметка головки рельса подкранового пути -
Нормативное давление на грунт -
Место строительства - г. Братск
Грузоподъемность кранов - кН
Район по давлению ветра - II зона
Район по снеговой нагрузке - III зона
Общая длина здания -
1.2 Конструктивное решение здания
Принимаем вариант конструктивного решения с шагом крайних и средних колонн 12 м.
Статический расчет поперечной рамы.
Данные для статического расчета
1) Шифр 35
Число ветвей крайней колонны - 1
Число ветвей средней колонны - 2
Привязка крайней колонны - 250 мм
2) Крайний пролет - 24 м
Средний пролет - 24 м
Длина колонны h:
м
Высота верха колонны - 11,02 м
Коэффициент пространственной жесткости - 3,4
Тип панелей - самонесущие
3) Высота сечения подкрановой части крайней колонны - 800 мм
Высота сечения надкрановой части крайней колонны - 600 мм
Высота сечения подкрановой части средней колонны - 1200 мм
Высота сечения надкрановой части средней колонны - 600 мм
Ширина сечения крайней колонны - 400 мм
Высота сечения ветви крайней колонны - 0
Ширина сечения средней колонны - 400 мм
Высота сечения ветви средней колонны - 300 мм
Толщина стеновой панели - 200 мм
Постоянные нагрузки:
4) Собственный вес 1 м2 покрытия:
|
Наименование элементов конструкции |
Нормативная нагрузка , Н/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка , Н/м2 |
|
|
3 слоя рубероида |
150 |
1.2 |
180 |
|
|
Асфальтовая стяжка 20 мм |
400 |
1.3 |
520 |
|
|
Утеплитель - минерало-ватные плиты |
400 |
1.2 |
480 |
|
|
Пароизоляция |
100 |
1.1 |
110 |
|
|
Железобетонные плиты |
2020 |
1.1 |
2222 |
|
|
Итого |
3070 |
- |
3512 |
Расчетная нагрузка, передаваемая фермой покрытия на крайнюю колонну,
кН,
- вес фермы, равный 150 кН; - коэффициент надежности.
Расчетная нагрузка на среднюю колонну
кН;
расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и веса подкранового пути на колонну: кН;
расчетная нагрузка от собственного веса колонн:
крайней колонны:
надкрановой части
кН;
подкрановой части
кН,
средней колонны:
надкрановой части
кН;
подкрановой части
кН,
нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в данном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая существенного влияния на стойки.
Временные (кратковременно действующие) нагрузки:
снеговая нагрузка.
Для расчета колонн распределение снеговой нагрузки по покрытию принимается равномерным. Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 площади покрытия
Н/м2,
где - вес снегового покрова для II района строительства.
Расчетная нагрузка от снега: на крайнюю колонну
кН;
на среднюю колонну
кН;
вертикальная нагрузка от кранов.
Для заданного мостового электрического крана грузоподъемностью Q=100 (ГОСТ 3332-54) имеем пролет крана L=22,5 м; ширина B=6,3 м; база крана k=4,4 м; наибольшее нормативное давление колеса на подкрановый рельс max Nn=145 кН, общий вес крана G=270 кН, вес тележки Gt=40 кН.
кН,
где m - число колес на одной стороне крана.
Расчетные давления при коэффициенте надежности
кН,
кН.
Расчетные максимальное и минимальное давления на колонну от двух сближенных кранов определяем по линии влияния давления на колонну:
кН;
кН.
Здесь - коэффициент сочетания - равен 0,85 (для двух сближенных кранов среднего режима работы);
расчетная горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана с гибким подвесом груза
кН,
где 0,05 - коэффициент для кранов с гибким подвесом груза.
Горизонтальная нагрузка на колонну от поперечного торможения двух сближенных кранов
кН;
горизонтальная ветровая нагрузка.
Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки
,
где - скоростной напор, принимаемый для II района строительства равным 30 кгс/м2 = 300 Н/м2; - аэродинамический коэффициент для нагруженных стен: с наветренной стороны =+0,8; с заветренной =-0,6; k - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте: на высоте 20 м k=1,25, на высоте 10 м k=1,0.
В рассматриваемом случае высота здания +13,20 м, отметка верха колонны+11,02 м.
Среднее значение увеличения нагрузок на участке высотой (13,2-10) м
Расчетная ветровая нагрузка на каждую из колонн крайнего ряда, расположенных с шагом l=12 м,
с наветренной стороны: равномерно распределенная в пределах высоты колонны
;
дополнительная сосредоточенная ветровая нагрузка на участке от 10 м до 11,02 м, получающаяся за счет разных коэффициентов k и приложенная на уровне верха колонны,
кН;
сосредоточенная ветровая нагрузка , действующая на стену выше верха колонны на участке от 13,37 м до 15,17 м,
кН;
Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка в уровне верха колонны
кН;
с заветренной стороны: равномерно распределенная нагрузка в пределах высоты колонны
кН/м;
суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка на уровне верха колонны здание каркас колонна фундамент
кН.
Учитывая, что в поперечной раме ригель в продольном направлении условно принимается абсолютно жестким, можно действие сосредоточенных сил с наветренной и заветренной сторон здания принять как действие суммы этих сил, приложенных с наветренной стороны:
кН.
Расчет с помощью программы.
Исходные данные для статического расчета поперечной рамы.
Крайний пролет L1=24,00 м; средний пролет L2=24,00 м.
Шаг колонн B=12,00 м.
Высота рамы Н=11,02 м; высота надкрановой части колонны HB= 3,42 м.
Модуль упругости бетона колонн E= 0,300E+08кН/м2.
Привязка крайних колонн к продольным разбивочным осям PR=250мм.
Количество пролетов рамы N=3.
Количество распорок в сквозных колоннах NR=3.
Высота сечения надкрановой части крайней колонны Hbk=0,60м;
Высота сечения подкрановой части крайней колонны Hhk=0,80м.
Ширина сечения крайней колонны Bk= 0,4м.
Высота сечения распорки крайней колонны Hdk=0,00м.
Толщина стеновой панели Hs=0,20м.
Высота сечения надкрановой части средней колонны Hbc=0,60м;
Высота сечения подкрановой части средней колонны Hhc=1,20м.
Ширина сечения средней колонны Bc=0,40м.
Высота сечения распорки средней колонны Hdc=0,30м.
Расчётная постоянная нагрузка, передаваемая ригелем на крайнюю колонну
Gb1= 588,2кН.
Pасчётная постоянная нагрузка, передаваемая ригелем на среднюю колонну
Gb2= 1176,4 кН.
Собственный вес подкрановой балки и подкранового пути Gcb=138,00кН.
Вес навесных стеновых панелей в уровне верха колонны Gs1= 0,00кН.
Вес навесных стеновых панелей и оконных переплетов в уровне консоли колонны Gs2= 0,00кН.
Вес надкрановой части крайней колонны Gc1k= 21,70кН;
Вес подкрановой части крайней колонны Gc2k= 65,5кН.
Bес надкрановой части средней колонны Gc1c= 21,70кН;
Вес подкрановой части средней колонны Gc2c= 80,0кН.
Расчётная нагрузка от снега на крайнюю колонну Psn1= 141,1кН.
Pасчётная нагрузка от снега на среднюю колонну Psn2= 282,2кН.
Pасчётное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов
Dmax= 400 кН;
Расчётное минимальноедавление на колонну от двух сближенных кранов
Dmin= 110 кН;
расчётная горизонтальная нагрузка на колонну от поперечного торможения двух сближенных кранов T1= 9,65кН.
Расчётная ветровая нагрузка (равномерно распределённая в пределах высоты колонны) с наветренной стороны WH= 3,46 кН/м;
Расчётная ветровая нагрузка (равномерно распределённая в пределах высоты колонны) с заветренной стороны W3= 2,38кН/м;
Расчётная суммарная сосредоточенная нагрузка на уровне верха колонн W= 14,33кН.
Результаты статического расчета поперечной рамы и комбинации наиболее неблагоприятных расчетных усилий в сечениях колонны.
|
Вид нагрузки |
Усилия в сечениях колонны по оси А |
||||||||||
|
сечения |
I - I |
II - II |
III - III |
IV - IV |
|||||||
|
1.Постоянная |
58,8 |
-588,2 |
20,2 |
-609,9 |
42,0 |
-747,9 |
-43,7 |
-813,4 |
-11,3 |
||
|
2.Снеговая |
14,1 |
-141,1 |
12,7 |
-141,1 |
-1,4 |
-141,1 |
-4,6 |
-141,1 |
-0,4 |
||
|
3 Dmax у оси |
0,0 |
0,0 |
-93,6 |
0,0 |
146,4 |
-400,0 |
-61,6 |
-400,0 |
-27,4 |
||
|
4 Dmin у оси |
0,0 |
0,0 |
-29,5 |
0,0 |
36,5 |
-110,0 |
-29,2 |
-110,0 |
-8,6 |
||
|
5 Т1 у оси А |
0,0 |
0,0 |
±7,3 |
0,0 |
±7,3 |
0,0 |
±19,7 |
0,0 |
±3,6 |
||
|
6 Т1 у оси Б |
0,0 |
0,0 |
±1,0 |
0,0 |
±1,0 |
0,0 |
±,3 |
0,0 |
0,3 |
||
|
7 Ветер слева |
0,0 |
0,0 |
-6,8 |
0,0 |
-6,8 |
0,0 |
123,1 |
0,0 |
30,2 |
||
|
8 Ветер справа |
0,0 |
0,0 |
-1,8 |
0,0 |
-1,8 |
0,0 |
-105,4 |
0,0 |
-22,7 |
||
|
Соч. 1 группы |
Dmax + соотв. N и Q |
1+2 |
1+2 |
1+(3+5) |
1+7 |
||||||
|
72,9 |
729,3 |
32,9 |
751 |
195,7 |
1147,9 |
79,4 |
813,4 |
18,9 |
|||
|
Dmin + соотв. N и Q |
- |
1+(3+5) |
- |
1+8 |
|||||||
|
- |
- |
-80,7 |
609,9 |
- |
- |
-149,1 |
813,4 |
-34,0 |
|||
|
Nmax + соотв. M и Q |
1+2 |
1+2 |
1+(3+5) |
1+(3+5) |
|||||||
|
72,9 |
729,3 |
32,9 |
751 |
195,7 |
1147,9 |
-125 |
1213,4 |
-42,3 |
|||
|
Qmax + соотв. M и N |
- |
- |
- |
1+(3+5) |
|||||||
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
-125 |
1213,4 |
-42,3 |
|||
|
Соч. 2 группы |
Dmax + соотв. N и Q |
- |
1+2 |
1+(3+5) |
1+7 |
||||||
|
- |
- |
32,9 |
751 |
195,7 |
1147,9 |
79,4 |
813,4 |
-34,0 |
|||
|
Dmin + соотв. N и Q |
- |
1+(3+5)+7+8 |
- |
1+2+(3+5)+8 |
|||||||
|
- |
- |
-80,4 |
548,9 |
- |
- |
-211,5 |
1219,1 |
-58,9 |
|||
|
Nmax + соотв. M и Q |
- |
1+2 |
1+2+(3+5) |
1+2+(3+5) |
|||||||
|
- |
- |
32,9 |
751 |
174,9 |
1160,1 |
-116,6 |
1219,1 |
-38,4 |
|||
|
Qmax + соотв. M и N |
- |
- |
- |
1+2+(3+5)+8 |
|||||||
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
-211,5 |
1219,1 |
-58,9 |
2. Расчет колонны
2.1 Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А.
Колонна К1 по оси А имеет прямоугольный профиль и сплошное сечение.
Исходные данные для расчета.
Бетон тяжелый класса B15, подвергнутый тепловой обработки при атмосферном давлении,
МПа, МПа (СНиП 2.03.01-84, табл. 13),
МПа (табл. 18 [5]).
Арматура класса А-III d>10 мм
МПа (СНиП 2.03.01-84, табл. 22);
МПа (табл. 29 [5]).
Надкрановая часть колонны.
Ширина сечения b=40 см, высота h=60 см, a=a'=4 см, полезная высота сечения h0=h-a=60-4=56 см.
Подбор сечения арматуры производим по наибольшим расчетным усилиям в сечении II-II
|
Усилия |
Комбинации усилий |
||
|
II (Mmin) |
III (Nmax) |
||
|
M, |
-80,7 |
32,9 |
|
|
N, кН |
609,9 |
751 |
Комбинация усилий II (Mmin)
Расчетная длина надкрановой части колонны
м.
В комбинации расчетных усилий учитывается крановая нагрузка:
см;
(см. [5, п. 33]),
Следовательно, необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.
Условная критическая сила
кН.
Коэффициент, учитывающий влияние прогиба на значение эксцентриситета продольного усилия
.
Расстояние от точки приложения продольной силы до равнодействующей усилия в растянутой арматуре
см.
При условии, что , высота сжатой зоны
см.
Относительная высота сжатой зоны бетона
.
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона
где
МПа;
МПа;
;
Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:
см2.
Принимаем 3 Ш14AIII с As=4,62 см2.
Подкрановая часть колонны.
Подбор сечения арматуры производится по наибольшим расчетным усилиям в сечении IV-IV.
Размеры подкрановой части колонны
B=40 см; h=80 см; a=a'=4 см; h0=76 см.
Комбинации усилий в сечении IV-IV
|
Усилия |
Комбинации усилий |
|||
|
I (Mmax) |
IIa (Mmin) |
IVa (Nmax) |
||
|
M, |
79,4 |
-211,5 |
-211,5 |
|
|
N, кН |
813,4 |
1219,1 |
1219,1 |
Во все комбинации усилий входит крановая нагрузка, поэтому Rb берется с коэффициентом
Усилия от длительно действующей нагрузки
; кН.
Расчетная длина подкрановой части колонны
м.
см.
Необходимо учитывать влияние прогиба.
Условная критическая сила
кН.
Коэффициент
,
.
При условии As=As'
см.
;
где ;
;
см2.
Таким образом, принимаем As=As', конструктивно
см2.
Принимаем 3 Ш18AIII с As=7,63 см2.
Расчет колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, не производим, так как
,
где
м.
см.
Расчет на усилия ,возникающие при транспортировании и монтаже.
Эпюры изгибающих моментов в колонне от собственного веса и сил инерции в момент подъема ее при монтаже и транспортировке.
Изгибающий момент в опасном сечении а-а
.
; .
Требуемое количество арматуры в сечении II-II при изгибе в плоскости грани h (при ).
см.
.
.
см2.
Принимаем 3Ш16AIII c см2.
3. Расчет фундамента под колонну по оси А
3.1 Определение усилий
На фундамент передаются усилия от колонны (сечение IV-IV), веса стены и фундаментной балки, веса фундамента и грунта на его обрезах. Стеновая панель из легкого бетона размерами 1,2Ч0,3Ч12,0 весит 10 кН; до отметки 13,2 укладываются 6 панелей.
Суммарная высота 2 оконных проемов составляет 6,0 м (0,5 кН/м2). Вес фундаментной балки 51 кН. Нормативная нагрузка от веса стены
кН.
Расчетная нагрузка
кН.
м.
Усилия, действующие на уровне подошвы фундамента:
,
,
где M3, Q3 и N3 - усилия от колонны в сечении IV-IV на уровне обреза фундамента. Hf=1,55 м.Средний коэффициент перегрузки .
|
Основные сочетания нагрузок |
Комбинации усилий |
Усилия в сечении IV-IV колонны по оси А,; кН |
Усилия от стены ; кН |
Суммарные усилия на уровне подошвы фундамента ; кН |
||||||
|
M |
N |
Q |
QHf |
G |
Ge01 |
M |
N |
|||
|
Расчетные значения |
12 3 |
-125,0-149,1-211,5 |
1213,4813,41219,1 |
-42,3-34,0-58,9 |
-65,6-52,7-91,3 |
161,7 |
-88,9 |
-279,5-290,7-391,7 |
1375,1975,11380,8 |
|
|
Нормативные значения |
45 6 |
-108,7-129,7-183,9 |
1055,1707,31060,1 |
-36,8-29,6-51,2 |
-57,0-45,8-79,4 |
140,6 |
-77,3 |
-243,0-252,8-340,6 |
1195,7847,91200,7 |
Определение размеров подошвы фундамента.
Размеры подошвы фундамента определяем по наибольшему усилию для расчета по II группе предельных состояний
м2.
где 1,05 - коэффициент, учитывающий влияние момента; R0=250 кН/м2 - условное расчетное давление на грунт основания; кН/м3 - вес единицы объема материала фундамента и грунта на его обрезах; H1 - глубина заложения фундамента.
Задаемся соотношением сторон подошвы фундамента
; м, тогда м.
Фактическая площадь подошвы фундамента
м2.
Принятые размеры подошвы фундамента проверяем на действие комбинацией усилий для расчета по II группе предельных состояний из следующих условий:
,
,
.
Комбинация усилий 4.
Эксцентриситет силы , веса фундамента и грунта на его уступах
м.
Следовательно, сила находится внутри площади сечения ядра, вычисляем и краевые давления на грунт:
Следовательно, принятые размеры фундамента недостаточны.
Принимаем a=3,0 м, b=2,4 м, тогда A=7,2 м2,
Комбинация усилий 5.
Эксцентриситет
м.
Комбинация усилий 6.
Эксцентриситет
м.
Принятые размеры фундаментов достаточны.
Расчет прочности тела фундамента.
Фундамент выполнен из тяжелого бетона класса B12,5;
, арматура из горячекатаной стали класса А-II.
Расчет на продавливание плитной части фундамента при стаканном сопряжении сборной колонны.
Определим высоту плитной части фундамента из расчета на продавливание от нижнего обреза подколонника (стакана) для случая монолитного его сопряжения с плитой.
Назначим размеры подколонника.
м,
где - зазор между колонной и стенкой подколонника; м - минимальная толщина стенки.
м.
Принимаем размеры стакана м и м.
Вычислим наибольшее давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах на усилия комбинаций 1, 2, 3.
Комбинация 1
.
Комбинация 2
.
Комбинация 3
.
Для расчета принимаем максимальное краевое давление .
С учетом защитного слоя арматуры, равного 7 см, и рекомендаций принимаем плиту фундамента см; см.
Высота подколонной части
.
Проверка крайней грани на продавливание:
- среднее арифметическое величины периметров верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания
м;
- площадь прямоугольника ABCDG, на которую действует продавливающая сила,
Расчетная продавливающая сила, действующая на рассматриваемую грань,
кН.
Прочность сечения
,
т. е. прочность рассматриваемой грани обеспечена.
Проверяем прочность плиты на поперечную силу:
,
кН,
где - для тяжелого бетона.
Следовательно, прочность плиты на действие поперечной силы обеспечена.
Определение сечения арматуры подошвы фундамента.
Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне а, определяем по изгибающему моменту в сечении I-I.
где кН/м2;
;
см2.
Принимаем в продольном направлении 16 стержней Ш12 мм с шагом 15 см и см2.
Сечение арматуры, укладываемой параллельно стороне b, определяем по изгибающему моменту в сечении II-II
кН/м2.
см2.
Принимаем 12 стержней
Ш14A-II c см2>.
Расчет подколонника.
Отношение ,
следовательно, стаканная часть фундамента рассчитывается как железобетонный элемент и армируется продольной и поперечной арматурой.
Принимаем глубину стакана h=1000 см, что удовлетворяет условию анкеровки арматуры колонны.
см
и условию заделки колонны см.
Площадь сечения продольной арматуры определяем из расчета на внецентренное сжатие коробчатого сечения на уровне дна стакана.
Усилия на уровне дна стакана (сечение IV-IV)
,
кН.
Эксцентриситет усилия относительно центра тяжести сечения (оси колонны)
см;
эксцентриситет усилия относительно центра тяжести растянутой арматуры
см,
где
см; см; см.
Приводим коробчатое сечение стакана к двутавровому.
Проверка условия:
Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке
По расчету арматура не требуется и назначается конструктивно. Принимаем минимальный процент армирования % от площади поперечного сечения стакана
см2;
см2.
Устанавливаем с каждой стороны сечения стакана по 6Ш12A-III c см2.
Поперечную арматуру определяем из расчета на изгибающий момент по наклонному сечению, проходящему через верхние ребра стакана и условную ось поворота колонны.
Эксцентриситет усилия
см;
см,
см.
Следовательно, см.
В качестве поперечного армирования принимаем сварные сетки из арматуры класса A-I с МПа. Шаг сеток 10 см по всей высоте стакана.
Площадь сечения поперечных стержней одной сетки в направлении действия изгибающего момента определяем по формуле
см.
Принимаем минимально допустимый диаметр стержня 8 мм с см2; см2.Проверяем прочность стакана на местное сжатие при осевом приложении силы N=1380,8 кН.
Площадь смятия см2. Рабочая площадь см2. a=1 для бетона марки B25.
МПа.
кН.
при равномерном распределении нагрузки, т. е. прочность бетона на местное сжатие обеспечена, косвенного армирования не требуется.
4. Расчет предварительно напряженной сегментной фермы ФС-1
4.1 Исходные данные для расчета
Ферма изготавливается из бетона класса B40? Имеющего
МПа;
МПа;
МПа;
МПа.
Прочность бетона к моменту обжатия
МПа.
Арматура (растянутая) канаты к7Ш15
МПа;
МПа;
МПа;
МПа.
Определение усилий в элементах фермы.
Нормативные нагрузки.
Постоянная с учетом собственного веса фермы:
Постоянная: от веса покрытия
Собственный вес фермы 15,0 т=150 кН
Итого:
Постоянная сосредоточенная (узловая)
Кратковременная (снеговая)
Суммарная нормативная нагрузка
Расчетные нагрузки.
Постоянная
Кратковременная
Итого:
Усилия в элементах фермы. Постоянная нагрузка+длительная
142,1+10,6=152,7 кН;
Полная 152,7+24,7=177,4 кН.
|
Элемент |
Обозначение стержня |
От единичного загружения |
От постоянной и длительной нагрузок |
Полное загружение |
|
|
Верхний пояс |
2-а3-б 4-в 5-д 6-е 7-и 8-к 9-л |
-5,6 -5,0 -4,8 -3,9 -3,9 -4,8 -5,0 -5,6 |
-855,1 -763,5 -733,0 -595,5 -595,5 -733,0 -763,5 -855,1 |
-993,4 -887,0 -851,5 -691,9 -691,9 -851,5 -887,0 -993,4 |
|
|
Нижний пояс |
11-а 11-г 11-ж 11-л |
5,0 5,1 5,1 5,0 |
763,5 778,8 778,8 763,5 |
887,0 904,7 904,7 887,0 |
|
|
Стойки |
б-в д-е и-к |
-0,2 -0,2 -0,2 |
-30,5 -30,5 -30,5 |
-35,5 -35,5 -35,5 |
|
|
Раскосы |
а-б в-г г-д е-ж ж-и к-л |
0,2 0,1 -1,3 -1,3 0,1 0,2 |
30,5 15,3 -198,5 -198,5 15,3 30,5 |
35,5 17, 7 -230,6 -230,6 17,7 35,5 |
Расчет по первой группе предельных состояний (по прочности).
Наибольшее расчетное усилие в нижнем поясе N=904,7 кН
- коэффициент надежности.
Площадь сечения напрягаемой арматуры
Площадь сечения одной пряди Ш15к7
S=1,415 см2. Число прядей
Принимаем 5Ш15к7 с фактической площадью поперечного сечения
Расчет по второй группе предельных состояний.
Расчетное усилие N=859,5 кН
Расчет по второй группе предельных состояний
|
Вид расчета и формула |
Данные расчета |
|
Расчетное уилиеТо же |
859,5716,3 |
|
Приведенное сечение |
||
Принятые характеристикиКонтролируемое напряжение Прочность бетона при обжатии Коэффициент точности натяжения при расчете потерь То же по образованию трещин |
28 МПа 1 0,9 |
|
|
Расчет по образованию трещин |
||
Первые потериРелаксация напряжений при механическом способе натяжения арматуры |
||
От температурного перепада |
||
От деформации анкеров |
||
Усилие обжатия бетона с учетом потерь |
||
Напряжение обжатия бетона от усилия P1
|
||
Отношение |
||
От деформации бетона вследствие быстронатекающей ползучести |
||
Итого: первые потери |
62,8+81,2+15,0+10,44=169,4 МПа |
|
Напряжение в арматуре за вычетом первых потерь |
970-169,4=800,6 МПа |
|
Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь |
||
Напряжения в бетоне от действия P01 |
||
Вторые потериУсадка бетона Ползучесть бетона |
40 МПа |
|
Итого: вторые потери |
169,4+38,7=208,1 МПа |
|
Полные потери предварительного напряжения |
970-208,1=761,9 МПа |
|
Расчетное отклонение напряжений при механическом способе натяжения |
Принято |
|
Полное усилие обжатия бетонаAs=2,26 (8Ш6A-I - огибающие стержни) |
||
Усилие, воспринимаемое сечением, нормальным к продольной оси: |
||
|
Так как Nn>Ncrc, то необходим расчет на раскрытие трещин |
||
|
Расчет по кратковременному раскрытию трещин |
||
|
Расчетное нормативное усилие от действия всех нагрузок при |
716,3 кН |
|
Ширина раскрытия трещин, |
Расчет верхнего пояса фермы.
Максимальное расчетное усилие:
N=993,4 кН.
Все элементы верхнего пояса с учетом армируем по усилию
Сечение верхнего пояса bхh=25х30 см
A=750 см2.
Принимаем арматуру класса A-III с Rs=365 МПа.
В расчете учитывается случайный эксцентриситет
Геометрическая длина стержня l=300 см.
Расчетная длина стержня .
Радиус инерции
Гибкость
Необходимо учитывать влияние прогиба
;
коэффициент
где
МПа (при мм A-III);
Относительная продольная сила
Значение
При требуемая площадь симметрично расположенной арматуры
Следовательно, арматура не требуется (назначаем конструктивно =1%).
Принимаем 4Ш16A-III c As=8,04 см2.
Расчет элементов решетки.
1) Рассмотрим растянутые элементы
Раскосы а-б и к-л
N=35,5 (), с учетом коэффициента
.
Сечение раскосов 20х20 см.Арматура класса A-III c Rs=365 МПа, требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности
Принимаем 4Ш12A-III с As=4.52 см2, определяем ширину длительного раскрытия трещин acrc при действии усилий от постоянных и длительных нагрузок, учитываемых с коэффициентом
2) Рассмотрим сжатые элементы
Раскосы г-д и е-ж
Сечение раскосов 20х20 см. Арматура класса A-III c Rs=365 МПа,
Расчетная длина раскоса
где
Назначаем из конструктивных соображений симметрично по контуру 4Ш12A-III: .
Остальные раскосы и стойки армируем аналогично, так как усилия в них меньше. Длину заделки lан напрягаемой арматуры согласно принимают для канатов диаметром 12-15 мм lан=150 мм, для проволоки периодического профиля -- 100 см и для стержневой арматуры 35d, где d--диаметр стержня
где N=887,0·0.95=842,7 кН--расчетное усилие 1 стержня нижнего пояса.
Принимаем 4Ш14А-III с Аs=6.16см2. Длина заделки lан=35·d==35·1.4=49см.
Расчет поперечной арматуры в опорном узле
кН
Площадь сечения одного поперечного стрежня
Asw=
Где Rsw=290МПа (при d>10 мм класса А-III);
n-количество поперечных стержней в узле, пересекаемых линией АВ; при двух каркасах и шаге 100 мм n=2·10=20 штук.
Принимаем поперечный стержень Ш8А-III с Аsw=0.503см.
Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении по линии АВ'С требуемая площадь поперечного сечения стержня.
где - угол наклона приопорной панели -- угол наклона приопорной панели ; N1=993,40,95=937,9кН;
Усилие в приопорном стержне; х--высота сжатой зоны;
zsw==0.6h0=0.6·66=39.6;
см
принимаем диаметр 16мм с Аs=2,011 см2
2) расчет промежуточного узла
Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле верхнего пояса выполняем на действие силы
Фактическая длина заделки раскоса а-б за линией ABC=27 см, а требуемая длина заделки арматуры 4Ш12A-III составляет Необходимое сечение поперечных стержней каркасов определяем по формуле
,
т.е. поперечные стержни не нужны. Принимаем конструктивно Ш8A-III c шагом 100 мм. Площадь поперечного сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяем по условному усилию
Принимаем Ш10A-III c As=0,785 см2.
Список литературы
СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985 -79 с.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. М: ЦИТП Госстроя СССР, 1976 - 60с.
Железобетонные конструкции: Методические указания к курсовому проекту №2 «Проектирование одноэтажного промышленного здания с крановыми нагрузками»/ ЛИСИ; Сост.: Г.Н. Шоршнев, Ю.С. Конев, Г.П. Яковлено Л./1978. 48с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Компоновка сборного железобетонного каркаса здания с установлением геометрических параметров. Определение нагрузок на раму и ее статический расчет. Конструирование фундамента под колонну. Расчет предварительно напряженной безраскосной фермы пролетом 18 м.
курсовая работа [375,9 K], добавлен 13.12.2009Объемно-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 06.08.2013Конструктивное решения здания. Расчет поперечной рамы каркаса. Определение нагрузок и усилий в сечениях арматуры. Расчет колонн и фундамента. Расчет предварительно напряженной балки покрытия. Определение прочности по нормальным и наклонным сечениям.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.01.2016Компоновка 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 14.03.2015Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Нагрузки и статический расчёт элементов каркаса. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия, ригеля перекрытия, колонны. Основные размеры фундамента, подбор арматуры подошвы.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 11.12.2010Расчет и конструирование железобетонной колонны, промежуточной распорки, сечений элементов фермы, растянутого раскоса, стоек, фундамента под среднюю колонну. Проектирование стропильной сегментной фермы, определение нагрузок и усилий в элементах фермы.
курсовая работа [841,9 K], добавлен 05.06.2012Статический 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 21.10.2008Проект 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 16.09.2017Характеристика компоновки конструктивной схемы производственного здания. Определение вертикальных размеров стоек рамы. Расчеты стропильной фермы, подкрановой балки, поперечной рамы каркаса, колонны. Вычисление геометрических характеристик сечения.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 29.12.2010Определение компоновочных размеров поперечной рамы стального каркаса здания. Расчёт стропильной фермы, составление схемы фермы с нагрузками. Определение расчётных усилий в стержнях фермы. Расчёт и конструирование колонны. Подбор сечения анкерных болтов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.04.2019Особенности проектирования стальных конструкций одноэтажного промышленного здания. Расчет подкрановой балки, нагрузок на фермы из тавров и уголков, поперечной рамы, одноступенчатой колонны. Подбор сечения и размеров колонны, фермы, подкрановой балки.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.02.2015Особенности расчета и принципы конструирования основных несущих конструкции (колонны крайнего ряда, фундамента колонны и фермы покрытия) одноэтажного, двухпролётного промышленного здания. Методика определения геометрических размеров и арматуры фундамента.
курсовая работа [285,7 K], добавлен 06.09.2010Расчеты поперечной рамы, стоек, решетчатой двускатной балки. Подбор армирования колонн, плиты покрытия. Расчет потерь предварительного напряжения и поперечной арматуры преднапряженного элемента. Определение размеров подошвы и ступеней фундамента.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 16.06.2016Подбор 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 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 23.11.2016Расчет железобетонных колонн поперечника одноэтажной рамы промышленного здания по несущей способности. Проверка прочности колонны при съёме с опалубки, транспортировании и монтаже. Определение эксцентриситетов приложения продольных сил и сечения арматуры.
курсовая работа [589,9 K], добавлен 27.10.2010Элементы 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 22.01.2010Проект 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 01.12.2010Общая 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 24.04.2012
