Проектирование одноэтажного промышленного здания

Сбор нагрузок на поперечную раму. Определение усилий в колоннах рамы. Расчет внецентренно сжатой крайней колонны. Армирование стакана фундамента. Усилия, действующие на его основание. Конструирование предварительно-напряженной двускатной балки покрытия.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 02.04.2017
Размер файла 3,6 M

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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тюменский индустриальный университет

Кафедра строительных конструкций

Пояснительная записка

к курсовому проекту ЖБК №2:

«Проектирование одноэтажного промышленного здания»

Выполнила:

студентка 5 курса

Виноградова К.О.

Тюмень 2016

Содержание

Исходные данные

1. Компоновка каркаса здания

2. Сбор нагрузок на поперечную раму

2.1 Постоянная нагрузка

2.2 Временные нагрузки

2.2.1 Снеговая нагрузка

2.2.2 Крановая вертикальная нагрузка

2.2.3 Крановая горизонтальная нагрузка (тормозная сила)

2.2.4 Ветровая нагрузка

3. Статический расчёт поперечной рамы

3.1 Определение усилий в колоннах рамы

3.2 Определяем усилия в колоннах рамы от загружений

4. Расчет внецентренно сжатой колонны крайнего ряда

4.1 Характеристика материалов

4.2 Расчет надкрановой части колонны

4.3 Расчет подкрановой части колонны

4.4 Расчёт подкрановой консоли

4.5 Расчёт промежуточной распорки

5. Расчёт фундамента под крайнюю колонну

5.1 Характеристика материалов

5.2 Определение нагрузок и усилий

5.3 Определение усилий, действующих на основание

5.4 Определение размеров фундамента

5.5 Определение краевого давления на основание

5.6 Рассчёт прочности фундамента на продавливание

5.7 Расчёт арматуры подошвы фундамента

5.8 Армирование стакана фундамента

6. Расчет и конструирование предварительно-напряженной двускатной балки покрытия

6.1 Характеристики прочности бетона и арматуры

6.2 Предварительное назначение размеров балки

6.3 Определение нагрузок и усилий

6.4 Предварительный расчет площади предварительно напряженной арматуры

6.5 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

6.6 Определение потерь предварительного напряжения арматуры

6.7 Расчет прочности нормального сечения

6.8 Расчет по сечению наклонному к продольной оси

6.9 Расчет балки на образование трещин

6.10 Расчет прогиба балки

Список используемой литературы

Исходные данные

1. Величина пролёта поперечной рамы - 30 м

2. Ширина здания - 60 м

3. Длина здания - 132 м

4. Тип проектируемой предварительно напряжённой конструкции - балка подстропильная.

5. Продольный шаг колонн крайнего ряда - 6 м

6. Продольный шаг колонн среднего ряда - 12 м

7. Отметка низа стропильной конструкции - 16,2м

8. Район строительства - Санкт-Петербург

9. Характеристики материалов:

- класс бетона предварительно напряжённой конструкции - В 35

- класс бетона колонн - В 25

- класс бетона фундамента - В 12,5

- класс напрягаемой арматуры - Вр-II

- класс ненапрягаемой арматуры - А-III

10. Грузоподъёмность крана - 50/10 т

11. Тип грунта под подошвой фундамента - Суглинок е =1.0; JL=0.7

12. Глубина заложения фундамента - 2,1 м

1. Компоновка каркаса здания

Конструктивная схема мостового крана

Рисунок 1.1 Одноэтажное промышленное здание с плоским покрытием

Рисунок 1.2 б - расчетная схема поперечной рамы, в - расчетная схема продольной рамы

Рисунок 1.3 Схема мостового крана и тележки с крюком на гибкой подвеске

В качестве основной несущей конструкции покрытия выбираем арку с предварительно напряженной затяжкой пролетом 30 м. Устройство фонарей не предусматривается, цех оборудуется лампами дневного света. Фермы подстропильные, пролётом 12 метров. Плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3х6 метров.

Рисунок 1.4 Конструктивная схема здания при шаге колон 6м с подстропильными фермами

Рисунок 1.5 Схема колонны одноэтажного здания сквозные двухветвевые

Рисунок 1.6 Схема конструкции соединения двухветвевой колонны с фундаментом в одном общем стакане

Подкрановые балки железобетонные высотой 1,4м (для колонн среднего ряда) и высотой 1м (для колонн крайнего ряда). Наружные стены панельные навесные. Колонны крайние и средние железобетонные двухветвевые. Учитываем кран грузоподъемностью 50/10 т.

Рисунок 1.7 План здания

В качестве основной несущей конструкции покрытия выбираем арку с предварительно напряженной затяжкой пролетом 30 м. Устройство фонарей не предусматривается, цех оборудуется лампами дневного света. Фермы подстропильные, пролётом 12 метров. Плиты покрытия предварительно напряженные железобетонные ребристые размером 3х6 метров. Подкрановые балки железобетонные высотой 1,4м (для колонн среднего ряда) и высотой 1м (для колонн крайнего ряда). Наружные стены панельные навесные. Колонны крайние и средние железобетонные двухветвевые. Учитываем кран грузоподъемностью 50/10 т.

Рисунок 1.8 Поперечный разрез здания

Назначаем поперечные размеры крайней колонны.

Надкрановая часть b = 600 мм; hв = 600 мм;

Нв=100мм+Нкр+hкр.р+hп.б.=100 мм+3150 мм+150 мм+1000 мм = 4400 мм;

Подкрановая часть b = 600 мм; hн = 1600 мм;

Нн = Hстр.к. Hв + 150 мм = 16200 мм 4400 мм + 150 мм = 11950 мм;

Итого высота крайней колонны Нкр=17800мм (полностью, с учётом заделки в фундамент 1450 мм)

Рис. 1.9

На основании принятых размеров определяем моменты инерции крайней колонны.

Надкрановая часть

Подкрановая часть

Момент инерции одной ветви

Назначаем поперечные размеры средней колонны.

Надкрановая часть b=600 мм; hв=600 мм;

(700 мм - подстропильная ферма)

Подкрановая часть b= 600 мм; hн= 1600 мм;

Нн = Hстр.к. Hв + 150 мм = 16200 мм 4800 мм + 150 мм = 11550 мм;

Итого высота средней колонны (полностью, с учётом заделки в фундамент 1450 мм)

Рис. 1.10

На основании принятых размеров определяем моменты инерции средней колонны.

Надкрановая часть

Подкрановая часть

Момент инерции одной ветви

Определяем относительную жёсткость крайней колонны

Определяем относительную жёсткость средней колонны

2. Сбор нагрузок на поперечную раму

Поперечная рама воспринимает следующие нагрузки:

1) Постоянную нагрузку, состоящую из:

а) Гидроизоляционный ковёр и плиты покрытия

б) Стропильная конструкция

в) Подстропильная конструкция

г) Вес стеновых панелей

д) Вес подкрановых балок и рельса

е) Вес надкрановой и подкрановой части

2) Временной:

а) Снеговая

б) Ветровая

в) Крановая вертикальная (давление колёс крана)

г) Крановая горизонтальная (сила поперечного торможения)

Таблица 2.1 Сбор нагрузок на 1 м2покрытия

Вид нагрузки

Нормативная величина нагрузки кгc/м2

Коэффициент надёжности по нагрузке гf

Расчётная величина нагрузки кгс/м2

1

Три слоя рубероида на битумной мастике

15

1,3

19,5

2

Цементно-песчаная стяжка д=20мм, с=1800 кг/м3

36

1,3

46,8

3

Утеплитель, керамзит д=150мм, с=600кг/м3

90

1,2

108

4

Пароизоляция 1слой рубероида

5

1,3

6,5

5

Собственный вес плиты 150 кгс/м2

150

1,1

165

Итого:

296

345,8

2.1 Постоянная нагрузка

Нагрузка от покрытия:

Нагрузка от собственного веса стропильной конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1

Нагрузка от стеновых панелей

Нагрузка от подкрановой балки (6м) с крановым рельсом (1 м.п.=150кг)

Нагрузка от верхней части колонны

Нагрузка от нижней части колонны

Таблица 2.2

Нагрузка

ев, мм

ен, мм

Nпокр

125

375

Nстр.к.

125

375

Nст.п.

-

950

Nп.б.

-

200

Nв

0

500

Nн

-

0

2.2 Временные нагрузки

2.2.1 Снеговая нагрузка

Снеговую нагрузку определяем согласно СП 20.13330.2011 п. 10

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:

S0 = 0,7 ce ct Sg,

где се - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5 [2]

ct - термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.6[2] .

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4[2]

Sg - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с 10.2[2]

Вес снегового покрова на 1(м2) горизонтальной поверхности земли, для площадок, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации по данным таблицы 10.1[2]

для г. Санкт-Петербург, 3-й снеговой район Sg= 180 (кгс/м2),

Нормативное значение снеговой нагрузки

S0 = 0,7·1·1·1·180=126 кг/м2

Расчетное значение снеговой нагрузки

S= S0 * f = 126·1,4=176,4 кг/м2

где коэффициент надежности по снеговой нагрузке f =1,4 согласно п. 10.12 [2]

2.2.2 Крановая вертикальная нагрузка

Для расчета необходимо выписать следующие величины согласно стандарта на мостовые краны:

Пролет крана - Lкр= 28,5 м

Ширина крана - Вкр= 6,86 м

Расстояние между колесами крана - К= 5,6 м

Расстояние от оси ПБ до торца габарита крана - В1 = 0,28 м

Давление колеса на рельс Рmax = 415 кН

Рmin =

Вес тележки крана - Gт =13,5 тс = 135 кН

Общий вес крана - Gкр =59,5 тс = 595 кН

Вертикальная нагрузка для расчета рам, колонн, фундаментов и оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах , расположенных в каждом пролете на одном ярусе, должна приниматься на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете совмещения в одном створе крана разных пролетов - от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете двух кранов от них необходимо умножать на коэффициент ш = 0,85 (для кранов среднего режима работы) При учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний ш = 0,7(для кранов среднего и легкого режимов работы). Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок принимается равным гf =1,2 п.9.8[2]. Динамическое воздействие крановых нагрузок при расчете рам, колонн фундаментов и оснований не учитывается

Расчетное вертикальное давление кранов на колонны определяем по линиям влияния опорных реакций подкрановых балок от двух сближенных кранов.

Рис. 2.2

Необходимо найти сумму ординат линий влияния от двух сближенных кранов:

Определим расчетное максимальное и минимальное давление на колесо крана:

Fmax = Pmax гf гn = 415·1,2·0,95 = 433,675 кН

Fmax = Pmax гf гn = 132,5·1,2·0,95 = 138,463 кН

Определим вертикальную крановую нагрузку на колонны от двух сближенных кранов с учетом коэффициента сочетания Ш=0,85 согласно СНиП Нагрузки и воздействия:

2.2.3 Крановая горизонтальная нагрузка (тормозная сила)

Изначально определим расчетную поперечную силу на одно колесо:

Определим горизонтальную крановую нагрузку на колонну от двух сближенных кранов при поперечном торможении:

2.2.4 Ветровая нагрузка

Расчёт ведём по формуле (11.2) из СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки в зависимости от эквивалентной высоты над поверхностью земли следует определять по формуле:

Рис. 2.3

,

где - нормативное значение ветрового давления;

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ;

с - аэродинамический коэффициент.

, т.к. Санкт-Петербург во втором ветровом районе (прил. Ж карта 3) [2] и типе местности - А. по таблице (11.2) [2]

Наветренная сторона:

Подветренная сторона:

Эквивалентный момент от ветровой нагрузки

Мэкв=0.5*0,622*5І+0,5*(0,622+0,706)*(10-5)*((10-5)/2+5)+0.5*(0,706+ +0.806)*(15.5-10)*((15,5-10)/2+10)=85,69т*м

Определим расчетные величины давления ветра:

Давление на конструкции, расположенные выше верха колонны заменяют сосредоточенной силой, приложенной на уровне верха колонн:

рама колонна балка фундамент

3. Статический расчёт поперечной рамы

3.1 Определение усилий в колоннах рамы

Расчет рамы выполняем методом перемещений. Одно и двух пролетные здания рассматриваются с учетом смещения верха колонн на все виды нагрузок, т.е. составляется каноническое уравнение метода перемещений.

Рис. 3.1

Накладываем связи на уровне верха колонны (на каждую колонну). Основная система метода перемещений будет выглядеть следующим образом:

Рис. 3.2 Основная схема

Каноническое уравнение имеет вид:

- это коэффициент учитывающий пространственный характер работы каркаса здания (данный коэффициент учитывается только для крановых нагрузок и его величина зависит от шага средних колонн в продольном направлении при шаге средних колонн 12м = 3,4 при рассмотрении остальных нагрузок т.е. постоянной , временной снеговой, временной ветровой =1). (В моём случае шаг колонн разный: крайних - 6м, средних - 12м, но полноценные рамы, состоящие из 3ёх колонн получаются через 12м, поэтому принимаем = 3,4).

- это суммарная реакция в фиктивной связи от единичного перемещения.

Д1 - это фактическое перемещение верха колонны.

R1p - это суммарная реакция в фиктивной связи от действующей нагрузки

Определяем реакции в колоннах с учетом заданного горизонтального перемещения верха колонн равного 1.

Определяем реакции для крайнего ряда колонн:

б - отношение высот над крановой и всей колонны.

H- высота колонны см . лист 6

n = 5 - количество панелей колонны.

Определяем реакции для среднего ряда колонн:

б - отношение высот над крановой и всей колонны.

n = 5 - количество панелей колонны.

Определяем суммарную реакцию:

3.2 Определение усилий в колоннах рамы от загружений

Загружение 1.

Постоянная вертикальная нагрузка на колоннах по оси «А». В верхней части колонн действует продольная сила Nпокр = 29566 кгс c эксцентриситетом ев = 125 мм и Nстр = 15675 кгс c эксцентриситетом ев = 125 мм, создавая момент :

(направлен по ходу часовой стрелки)

В подкрановой части действуют продольные силы Nпокр = 29566 кгс (с ен = 375 мм), Nстр.к. = 15675 кгс (ен = 375 мм), Nп.б. = 5050 кгс (ен = 200 мм), Nнадкр. =4140кгс (ен =500мм), Nст.п. =41834 кгс (ен =950мм) создавая момент :

(направлен тоже по ходу часовой стрелки, но, так как знак минус, меняем направление. Следовательно, момент =57767,68кгс м и направлен против хода часовой стрелки)

Рис. 3.3

Вычисляем реакцию верхнего конца левой колонны по формулам прил. 12 [3] определяем реакцию R колонны по оси «А»:

(реакция направлена влево)

(реакция направлена вправо)

Определяем общую реакцию R.

R = R2 - R1= 3436 - 739,1 = 2696,9 кгс. (реакция направлена вправо, так как R2 больше, чем R1).

Реакция R колонны по оси «А» равна 2696,9 кгс (направлена вправо).

Реакция R колонны по оси «В» равна 2696,9 кгс (направлена влево).

Средняя колонна загружена центрально и для нее R=0, R= 0, Д= 0, Rуп = R.

Таблица усилий от постоянной нагрузки:

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.1

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

2696,9кгс

0

-2696,9кгс

0,00

0

0,00

? = - R/ Cdim r11

0,00

0

0,00

2696,90кгс

0

-2696,9кгс

М1-1

5655,13кгс·м

0

-5655,13кгс·м

М2-2

17521,50кгс·м

0

-17521,50кгс·м

М3-3

-45901,12кгс·м

0

45901,12кгс·м

М4-4

-13673,36кгс·м

0

13673,36кгс·м

Q1-1

2696,90кгс

0

-2696,90кгс

Q2-2

2696,90кгс

0

-2696,90кгс

Q3-3

2696,90кгс

0

-2696,90кгс

Q4-4

2696,90кгс

0

-2696,90кгс

N1-1

45240,9кгс

190263,6 кгс

45240,9кгс

N2-2

49379,1кгс

193953,6 кгс

49379,1кгс

N3-3

96263,1кгс

206453,6 кгс

96263,1кгс

N4-4

113043,2кгс

223233,7 кгс

113043,2кгс

Рис. 3.4 Эпюра моментов

Загружение 2.

Снеговая нагрузка на колоннах по оси «А». В верхней части колонны действует продольная сила Nсн = 17640 кгс c эксцентриситетом ев = 125 мм создавая момент:

М1 = Nсн ? ев =17640·12,5= 211612,5 кгс?см = 2116,13 кгс?м; (по часовой)

В подкрановой части действует продольная сила Nсн = 17640 кгс с эксцентриситетом ен = 375 мм создавая момент М2:

М2 = 17640·37,5 = 634837,5 кгс?см = 6348,38 кгс?м. (против часовой)

(направлена влево)

(направлена вправо)

Определяем общую реакцию R.

R = R2 - R1= 377,6 - 276,55 = 101,05 кгс. (реакция направлена вправо, так как R2 больше, чем R1).

Реакция R колонны по оси «А» равна 101,05 кгс (направлена вправо).

Реакция R колонны по оси «В» равна 101,05 кгс (направлена влево).

Средняя колонна загружена центрально и для нее R= 0, R= 0, Д= 0, Rуп = R.

Таблица усилий от снеговой нагрузки:

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.2

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

0

-101,05кгс

0,00

0

0,00

? = - R/ Cdim r11

0,00

0

0,00

101,05кгс

0

-101,05кгс

М1-1

2116,13кгс·м

0

-2116,13кгс·м

М2-2

2560,75кгс·м

0

-2560,75кгс·м

М3-3

-5903,8кгс·м

0

5903,8кгс·м

М4-4

5736,21кгс·м

0

-5736,21кгс·м

Q1-1

101,05кгс

0

-101,05кгс

Q2-2

101,05кгс

0

-101,05кгс

Q3-3

101,05кгс

0

-101,05кгс

Q4-4

101,05кгс

0

-101,05кгс

N1-1

16929кгс

67716 кгс

16929кгс

N2-2

16929кгс

67716 кгс

16929кгс

N3-3

16929кгс

67716 кгс

16929кгс

N4-4

16929кгс

67716 кгс

16929кгс

Рис. 3.5

Загружение 3.

Крановая вертикальная нагрузка от 2-х кранов на колоннах по оси «А». В подкрановой части действует сила Dmax = 68453,4 кгс с эксцентриситетом ен = 200 мм создавая момент М:

М = 68453,4?20 = 1369068 кгс?см = 13690,68 кгс?м. (по часовой)

(направлена влево)

Крановая вертикальная нагрузка от 2-х кранов на колонне по оси «Б». В подкрановой части действует сила Dmin = 21855,6 кгс с эксцентриситетом ен = 750 мм создавая момент М:

М = 21855,6?75 = 1639170 кгс?см = 16391,7 кгс?м. (против часовой)

(направлена вправо)

Таблица усилий от вертикальной крановой нагрузки (Dmax на левой стойке).

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.3

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

-814,3кгс

974,96 кгс

0

160,66кгс

160,66 кгс

160,66кгс

? = - R/ Cdim r11

-838,23кгс

951,64 кгс

-23,93кгс

М1-1

0

0

0

М2-2

-3688,21кгс·м

4187,2 кгс·м

-105,3кгс·м

М3-3

10002,47кгс·м

-12204,5 кгс·м

-105,3кгс·м

М4-4

-14,38кгс·м

-832,39 кгс·м

-391,25кгс·м

Q1-1

-838,23кгс

951,94 кгс

-23,93кгс

Q2-2

-838,23кгс

951,94 кгс

-23,93кгс

Q3-3

-838,23кгс

951,94 кгс

-23,93кгс

Q4-4

-838,23кгс

951,94 кгс

-23,93кгс

N1-1

0

0

0

N2-2

0

0

0

N3-3

68453,4кгс

21855,6 кгс

0

N4-4

68453,4кгс

21855,6 кгс

0

Рис. 3.6 Эпюра моментов

Загружение 4.

Крановая вертикальная нагрузка от 2-х кранов на колоннах по оси «А». В подкрановой части действует сила Dmin = 21855,6 кгс с эксцентриситетом ен = 200 мм создавая момент М:

М = 21855,6?20 = 437112 кгс?см = 4371,12 кгс?м. (по часовой)

(направлена влево)

Крановая вертикальная нагрузка от 2-х кранов на колонне по оси «Б». В подкрановой части действует сила Dmax = 68453,4 кгс с эксцентриситетом ен = 750 мм создавая момент М:

М = 68453,4 ?75 = 5134005 кгс?см = 51340,05 кгс?м. (против часовой)

(направлена вправо)

Таблица усилий от вертикальной крановой нагрузки(Dmax на средней стойке).

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.4

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

-260кгс

3053,66 кгс

0

2793,66 кгс

2793,66 кгс

2793,66 кгс

? = - R/ Cdim r11

-676,17кгс

2648,16 кгс

-416,17кгс

М1-1

0

0

0

М2-2

-2975,15кгс·м

11651,9 кгс

-1831,15кгс·м

М3-3

1395,97кгс·м

-39688,15 кгс

-1831,15кгс·м

М4-4

-6684,26кгс·м

-8042,63 кгс

-6804,38кгс·м

Q1-1

-676,17кгс

2648,16 кгс

-416,17кгс

Q2-2

-676,17кгс

2648,16 кгс

-416,17кгс

Q3-3

-676,17кгс

2648,16 кгс

-416,17кгс

Q4-4

-676,17кгс

2648,16 кгс

-416,17кгс

N1-1

0

0

0

N2-2

0

0

0

N3-3

21855,6кгс

68453,4 кгс

0

N4-4

21855,6кгс

68453,4 кгс

0

Рис. 3.7 Эпюра моментов

Загружение 5.

Крановая горизонтальная нагрузка от 2-х кранов на колоннах по оси «А». В надкрановой части действует сила Т = 2619 кгс, которая приложена на уровне головки кранового рельса.

(направлена влево)

Усилия от горизонтальной крановой нагрузки (сила Т на стойке по оси “А”)

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Рис. 3.8 Эпюра моментов

Таблица 3.5

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

-1611,7кгс

0

0

-1611,7 кгс

-1611,7 кгс

-1611,7 кгс

? = - R/ Cdim r11

-1371,6кгс

233,9 кгс

240кгс

М1-1

0

0

0

М3,25

-4457,7кгс·м

760,18 кгс·м

780кгс·м

М2-2

-3023,2кгс·м

1029,16 кгс·м

1056кгс·м

М3-3

-3023,2кгс·м

1029,16 кгс·м

1056кгс·м

М4-4

11883,24кгс·м

3824,2 кгс·м

3924кгс·м

Q1-1

-1371,6кгс

233,9 кгс

240кгс

Q3,25

1247,4кгс

233,9 кгс

240кгс

Q2-2

1247,4кгс

233,9 кгс

240кгс

Q3-3

1247,4кгс

233,9 кгс

240кгс

Q4-4

1247,4кгс

233,9 кгс

240кгс

N1-1

0

0

0

N2-2

0

0

0

N3-3

0

0

0

N4-4

0

0

0

Загружение 6.

Крановая горизонтальная нагрузка от 2-х кранов на колонне по оси «Б». В надкрановой части действует сила Т = 2619 кгс, которая приложена на уровне головки кранового рельса.

(направлена влево)

Усилия от горизонтальной крановой нагрузки (сила Т на стойке по оси “Б”)

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.6

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

0

-1494,06 кгс

0

-1494,06кгс

-1494,06 кгс

-1494,06кгс

? = - R/ Cdim r11

222,6кгс

-1277,2 кгс

222,6кгс

М1-1

0

0

0

М3,25

723,45кгс·м

-4150,9 кгс·м

723,45кгс·м

М2-2

979,44кгс·м

-2607,8 кгс·м

979,44кгс·м

М3-3

979,44кгс·м

-2607,8 кгс·м

979,44кгс·м

М4-4

3639,5кгс·м

13426,6 кгс·м

3639,5кгс·м

Q1-1

222,6кгс

-1277,2 кгс

222,6кгс

Q3,25

222,6кгс

1341,8 кгс

222,6кгс

Q2-2

222,6кгс

1341,8 кгс

222,6кгс

Q3-3

222,6кгс

1341,8 кгс

222,6кгс

Q4-4

222,6кгс

1341,8 кгс

222,6кгс

N1-1

0

0

0

N2-2

0

0

0

N3-3

0

0

0

N4-4

0

0

0

Рис. 3.9 Эпюра моментов

Загружение 7.

Ветровая нагрузка на колоннах по оси «А». В надкрановой части действует сосредоточенная сила W =1027,1 кгс (вправо), которая приложена на уровне низа стропильной конструкции и на всю колонну действует равномерно распределенная нагрузка qнав= 147 кгс/м (вправо).

Ветровая нагрузка на колонне по оси «В». На всю колонну действует равномерно распределенная нагрузка qподв= 92 кгс/м (вправо).

Ещё есть реакция от сосредоточенной силы W, R от неё = 1027,1 кгс (направлена влево).

Усилия от ветровой нагрузки (ветер слева на право).

Принятое правило знаков: положительная сила направлена вправо.

Таблица 3.7

Расчетные величины

Колонны

По оси А

По оси Б

По оси В

R

-1864,7кгс

0

-524,2кгс

-2388,9кгс

-2388,9 кгс

-2388,9кгс

? = - R/ Cdim r11

-654,7кгс

1178,9 кгс

685,8кгс

М1-1

0

0

0

М2-2

3061,5кгс·м

5187,2 кгс·м

3017,5кгс·м

М3-3

3061,5кгс·м

5187,2 кгс·м

3017,5кгс·м

М4-4

25736,9кгс·м

19275,0 кгс·м

23509,6кгс·м

Q1-1

372,4кгс

1178,9 кгс

685,8кгс

Q2-2

1019,2кгс

1178,9 кгс

1090,6кгс

Q3-3

1019,2кгс

1178,9 кгс

1090,6кгс

Q4-4

2775,8кгс

1178,9 кгс

2190,0кгс

N1-1

0

0

0

N2-2

0

0

0

N3-3

0

0

0

N4-4

0

0

0

Рис. 3.10 Эпюра моментов

Таблица 3.8

Нагрузки

Эпюра моментов

№ Загружения

Коэф. Сочетания

1 - 1

2 - 2

3 - 3

4 - 4

M, кгс·м

N, кгс

M, кгс·м

N, кгс

M, кгс·м

N, кгс

M, кгс·м

N, кгс

Q, кгс

Постоянная

1

1

5655,13

45240,9

17521,50

49379,1

-45901,12

96263,1

-13673,36

113043,2

2696,9

Снеговая

2

1

2116,13

16929

2560,75

16929

-5903,8

16929

5736,21

16929

101,05

3

0,9

1904,5

15236,1

2304,675

15236,1

-5313,42

15236,1

5162,589

15236,1

90,945

Крановая (от двух кранов) Dmax на левой колонне

4

1

-3688,21

0

10002,47

68453,4

-14,38

68453,4

-838,23

5

0,9

-3319,3

0

9002,2

61608

-12,9

61608

-754,4

Крановая (от двух кранов) Dmax на средней колонне

6

1

-2975,15

0

1395,97

21855,6

-6684,26

21855,6

-676,17

7

0,9

-2677,6

0

1256,3

19670

-6015,8

19670

-608,5

Крановая Т на левой колонне

8

1

-3023,2

0

-3023,2

0

11883,24

0

1247,4

9

0,9

-2720,8

0

-2720,8

0

10694,9

0

1122,6

Крановая Т на средней колонне

10

1

979,44

0

979,44

0

3639,5

0

222,6

11

0,9

881,4

0

881,4

0

3275,5

0

200,3

Ветер слева направо

12

1

3061,5

0

3061,5

0

25736,9

0

2775,8

13

0,9

2755,3

0

2755,3

0

23163,2

0

2498,2

Ветер справа налево

14

1

-3017,5

0

-3017,5

0

-23509,6

0

-2190,0

15

0,9

-2715,75

0

-2715,75

0

-21158,64

0

-1971

Основное сочетание нагрузок с учетом крановой и ветровой

Мmax, Nсоот

1,3,15

1,3,7,9,15

1,3,7,11,15

17070,88

64615,2

-55394,8

131169,2

-32409,71

147949,3

408,645

Мmin, Nсоот

1,3,13

1,3,5,11,13

1,3,7,9,13

22581,55

64615,2

-49923,7

173107,2

19331,529

147949,3

5800,14

Nmax, Mсоот

1,3

1,3,5

1,3,5

19826,18

64615,2

-42212,34

173107,2

-8523,671

189887,3

2033,44

То же, без учета крановой и ветровой

1+2

1+2

1+2

20082,25

66308,1

-51804,92

113192,1

-7937,15

129972,2

2797,95

4. Расчет внецентренно сжатой колонны крайнего ряда

4.1 Характеристики материалов

Тяжелый бетон колонны класса В25, естественного твердения, с расчетными характеристиками при b2=1: Rb=148 кгс/см2, Еb=306000 кгс/см2, Rbt=10,7 кгс/см2.

В расчетное сопротивление бетона Rb следует ввести коэффициент условия работы бетона b2: а) при учете постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кроме крановых и ветровых, - b2 = 0,9; б) при учете постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, включая крановые и ветровые нагрузки, - b2=1,1.

Продольная арматура из стали класса А-III (для диаметра 1040 мм) Rs=3750 кгс/см2, Rsc=3750 кгс/см2, Еs=2,0·106 кгс/см2, бs=Es/Eb=2,0·106/3,06·105=6,5. Поперечная арматура (хомуты) из стали класса A-III Rs=3750 кгс/см2, Rsw=3000 кгс/см2 .

4.2 Расчет надкрановой части колонны

Подбор рабочей арматуры подкрановой части колонны осуществляется на три комбинации загружения:

1) Мmax Nсоот

2) Мmin Nсоот

3) Nmax Мсоот

Усилия в комбинациях

Таблица 4.1

M

N

Мmax, Nсоот

17070,88 кгс·м

64615,2 кгс

Мmin, Nсоот

22581,55 кгс·м

64615,2 кгс

Nmax, Mсоот

19826,18 кгс·м

64615,2 кгс

Исходя из расчета в каждой комбинации определяется необходимая площадь рабочей арматуры, окончательно принимается наибольшая величина площади рабочей арматуры из трех комбинаций и на основании этого производится конструирование надкрановой части колонны.

Расчёт ведём для сечения 2-2

Рис. 4.1

Произведем расчет в плоскости действия момента на первую комбинацию:

Первоначальный эксцентриситет

Случайный эксцентриситет ;

Случайный эксцентриситет .

Выбираем максимальный эксцентриситет из трёх случайных: еа=0,02м.

Сравниваем с и принимаем больший.

В дальнейший расчёт принимаем значение эксцентриситета ео=0,26м.

Далее находим расчётную длину элемента согласно СНиП 2.03.01.

Для определения расчетных длин принимаем расчетную схему подкрановых балок как разрезных.

Для надкрановой части:

- расчетная длина при учете крановой нагрузки.

- расчетная длинна без учета крановой нагрузки.

- расчетная длинна в плоскости рамы.

Н -- полная высота колонны от верха фундамента до горизонтальной конструкции (стропильной или подстропильной распорки) в соответствующей плоскости;

Н1 -- высота подкрановой части колонны от верха фундамента до низа подкрановой балки;

Н2 -- высота надкрановой части колонны от ступени колонны до горизонтальной конструкции в соответствующей плоскости.

Определим гибкость колонны:

Так как гибкость колонны больше 14, то коэффициент, учитывающий влияние прогиба, определяем по формуле:

N - продольная сила из рассматриваемой комбинации.

Ncr - условная критическая сила.

488641,4кгс

Но не более

М - момент из рассматриваемой комбинации.

Ме - момент от действия постоянной и снеговой нагрузки.

в - коэффициент в зависимости от вида бетона для тяжелого, в=1

Принимаем для расчета цl=2

Для расчета принимаем дe/min =0,172

Is - момент инерции по арматуре.

м - коэффициент армирования.

I - момент инерции верхней части колонны.

Проверим условие:

Условие выполняется.

Определим расчетный эксцентриситет:

Определим горизонтальное значение высоты сжатой зоны:

щ - характеристики сжатой зоны бетона.

б=0,85 для тяжелого бетона.

так как

так как колонны без предварительного напряжения.

Определим коэффициенты:

Определяем процент армирования

.

Принимаем 4 стержня диаметром 22 мм с . Класс A-III.

Произведем расчет в плоскости действия момента на вторую комбинацию:

Первоначальный эксцентриситет

Случайный эксцентриситет ;

Случайный эксцентриситет

.

Выбираем максимальный эксцентриситет из трёх случайных: еа=0,02м .

Сравниваем с и принимаем больший.

В дальнейший расчёт принимаем значение эксцентриситета ео=0,35м .

Далее находим расчётную длину элемента согласно СНиП 2.03.01

Расчётные длины будут такими же, как в расчёте на первую комбинацию.

- расчетная длина при учете крановой нагрузки.

- расчетная длинна без учета крановой нагрузки.

- расчетная длинна в плоскости рамы.

Определим гибкость колонны:

Так как гибкость колонны больше 14, то коэффициент, учитывающий влияние прогиба, определяем по формуле:

N - продольная сила из рассматриваемой комбинации.

Ncr - условная критическая сила.

514303,3кгс

Но не более

М - момент из рассматриваемой комбинации.

Ме - момент от действия постоянной и снеговой нагрузки.

в - коэффициент в зависимости от вида бетона для тяжелого, в=1

Принимаем для расчета цl=1,89

Для расчета принимаем дe/min =0,172

Is - момент инерции по арматуре.

м - коэффициент армирования.

I - момент инерции верхней части колонны.

Проверим условие:

Условие выполняется.

Определим расчетный эксцентриситет:

Определим горизонтальное значение высоты сжатой зоны:

Значение будет таким же, как в расчёте на первую комбинацию.

.

Определим коэффициенты:

Определяем процент армирования

.

Принимаем 4 стержня диаметром 22 мм с . Класс A-III.

Произведем расчет в плоскости действия момента на третью комбинацию:

Первоначальный эксцентриситет

Случайный эксцентриситет ;

Случайный эксцентриситет

.

Выбираем максимальный эксцентриситет из трёх случайных: еа=0,02м .

Сравниваем с и принимаем больший.

В дальнейший расчёт принимаем значение эксцентриситета ео=0,31м .

Далее находим расчётную длину элемента согласно СНиП 2.03.01

Расчётные длины будут такими же, как в расчёте на первую комбинацию.

- расчетная длина при учете крановой нагрузки.

- расчетная длинна без учета крановой нагрузки.

- расчетная длинна в плоскости рамы.

Определим гибкость колонны:

Так как гибкость колонны больше 14, то коэффициент, учитывающий влияние прогиба, определяем по формуле:

N - продольная сила из рассматриваемой комбинации.

Ncr - условная критическая сила.

488641,4 кгс

Но не более

М - момент из рассматриваемой комбинации.

Ме - момент от действия постоянной и снеговой нагрузки.

в - коэффициент в зависимости от вида бетона для тяжелого, в=1

Принимаем для расчета цl=2

Для расчета принимаем дe/min =0,172

Is - момент инерции по арматуре.

м - коэффициент армирования.

I - момент инерции верхней части колонны.

Проверим условие:

Условие выполняется

Определим расчетный эксцентриситет:

Определим горизонтальное значение высоты сжатой зоны:

Значение будет таким же, как в расчёте на первую комбинацию.

.

Определим коэффициенты:

Определяем процент армирования

.

Принимаем 4 стержня диаметром 22 мм с . Класс A-III.

Окончательно принимаем 4 стержня диаметром 22 мм с . Класс A-III.

4.3 Расчет подкрановой части колонны.

Данный расчет осуществляем по комбинации усилий в сечении 4-4.

Таблица 4.2

M, кгсм

N, кгс

Q, кгс

Мmax, Nсоот, Qсоот

-32409,71

147949,3

408,65

Мmin, Nсоот, Qсоот

19331,53

147949,3

5800,14

Nmax, Mсоот, Qсоот

-8523,67

189887,3

2033,44

Подкрановая часть колонны состоит из двух ветвей соединенных между собой распорками.

Для определения расчетных длин принимаем расчетную схему подкрановых балок как разрезных.

Для надкрановой части:

- расчетная длина при учете крановой нагрузки.

- расчетная длинна без учета крановой нагрузки для многопролётной рамы.

- расчетная длинна из плоскости рамы.


Подобные документы

  • Компоновка конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания. Сбор нагрузок на поперечную раму; определение усилий в колоннах; расчёт прочности надкрановой и подкрановой частей колонны. Определение усилий в элементах стропильной фермы и фундамента.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 04.04.2012

  • Компоновка 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 23.11.2016

  • Компоновка поперечной рамы: расчет нагрузок. Геометрические характеристики колонны. Реакции колонны и рамы. Определение усилий в колонне от постоянных нагрузок. Определение усилий в стойке от собственного веса. Расчёт внецентренно сжатой колонны.

    курсовая работа [722,5 K], добавлен 15.06.2011

  • Статический 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 21.10.2008

  • Компоновочная 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 10.01.2011

  • Компоновка поперечной рамы. Расчет внецентренно-сжатой колонны, узла сопряжения верхней и нижней частей колонны. Подбор сечения сжатых стержней фермы. Сбор нагрузок на ферму. Расчет анкерных болтов. Расчетные сочетания усилий. Статический расчёт рамы.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.11.2016

  • Объемно-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 06.08.2013

  • Нагрузки и моменты колонн крайнего ряда, сбор нагрузок на поперечную раму здания и определение ее расчетной схемы. Составление сочетаний расчетных усилий в сечениях колонн крайнего ряда. Расчет монолитного столбчатого фундамента колонны крайнего ряда.

    курсовая работа [7,7 M], добавлен 22.05.2022

  • 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 13.12.2009

  • Компоновка поперечной рамы. Расчет крайней колонны прямоугольного сечения. Конструирование двускатной балки покрытия. Определение потерь предварительного напряжения арматуры. Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадиях подъема, монтажа.

    курсовая работа [423,7 K], добавлен 02.09.2015

  • Конструктивное 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 16.01.2016

  • Компоновочная схема здания. Расчет двускатной балки покрытия по предельным состояниям I и II группы. Определение геометрических размеров фундамента, расчет прочности конструкции, прогиба, образования и раскрытия трещин. Расчет фундамента от отпора грунта.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.12.2013

  • Подбор 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 07.11.2012

  • Компоновка стального каркаса. Расчет нагрузок на поперечную раму. Определение усилий в элементах рамы. Проектирование ступенчатой внецентренно-сжатой колонны крайнего ряда. Сортамент сварных двутавров. Коэффициент условия работы стальных конструкций.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.04.2015

  • Проект 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 01.12.2010

  • Монтажная схема каркасного производственного здания. Назначение размеров конструктивных элементов. Определение усилий в несущих элементах здания. Конструирование железобетонной предварительно напряженной балки покрытия. Усилия предварительного обжатия.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 16.12.2012

  • Расчетная 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

  • Компоновка поперечной рамы и выбор типов колонн. Обеспечение пространственной жесткости задания. Определение нагрузок на поперечную раму. Проектирование и расчет стропильной конструкции. Конструирование колонны и фундамента производственного здания.

    курсовая работа [601,6 K], добавлен 03.11.2010

  • Проект 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 16.09.2017

  • Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.

    курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.10.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.