Железобетонные конструкции


Реферат >> Архитектура

Сечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая

Dmax по оси А

Dmax по оси Б в пролёте АБ

Dmax по оси Б в пролёте БВ

H по оси А

H по оси Б

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

слева

справа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

0

M

N

Q

1

M

N

Q

2

M

N

Q

3

M

N

Q

4

M

N

Q

Исходные данные для проектирования.

  1. Ширина пролёта – 24(м)

  2. Шаг рам – 6(м)

  3. Грузоподъёмность крана – 20(т)

  4. Режим работы крана – лёгкий

  5. Длина здания – 192(м)

  6. Место строительства – город Пермь

  7. Расчётная колонна - по оси А

  8. Агрессивность среды – неагрессивная

Расчёт железобетонной фермы с параллельными поясами

Рассчитываем предварительно напряжённую ферму с параллельными поясами для плоской кровли одноэтажного промышленного здания пролётом 24(м) при шаге ферм 6(м).

Предварительно напряжённый пояс армируется канатами К-7 диаметром 15(мм) с натяжением на упоры Rs=1080(Мпа), Rs,ser=1295(Мпа), Es=1.8(100000)(Мпа). Остальные элементы фермы армируются ненапрягаемой арматурой класса A-III, Rs=Rsc=365(Мпа), d>10(мм), Es=2(100000)(Мпа); хомуты из арматуры класса A-I, Rsw=175(Мпа). Бетон класса В40, Rb=22(Мпа); Rbt,ser=2.1(Мпа). Прочность бетона к моменту обжатия Rbp=0.7B= =0.7·40=28(Мпа); Rbt=1.4(Мпа); b2=0.9; Eb=32.5·10(Мпа).

Назначаем геометрические размеры: ширину панели принимаем 3(м) с расчётом опирания рёбер плит покрытия в узлы верхнего пояса. Решётка треугольная, угол наклона раскоса 45°.

Высоту фермы принимаем 3(м), что составляет h/l=3/240=1/8. Сечения ВП и НП 240240(мм); сечение раскосов h2b2=180180(мм), стоек 120120(мм). Решётка фермы выполняется из готовых элементов с выпусками арматуры, которые заделывают в узлах при бетонировании поясов.

Сбор нагрузок на ферму

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка кн./м

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м

Постоянная:

-от Ж/Б ребристых плит покрытия 36(м) с учётом заливки швов

-от пароизоляции

-от трёхслойного рубероидного ковра

-от асфальтобетонной стяжки 20(мм)

-от утеплителя

1.75

0.1

0.15

0.35

0.4

1.1

1.3

1.3

1.3

1.2

1.925

0.13

0.195

0.455

0.48

Итого:

2.75

-

3.185

Временная(снеговая):

-длительная

-кратковременная

2000

600

1400

1.4

1.4

1.4

2800

840

1960

Полная:

-постоянная и длительная

-кратковременная

4750

3350

1400

-

-

-

5985

4025

1960

Узловые расчётные нагрузки по верхнему поясу(ВП) фермы

постоянные: P1=g·a·b·n =3.185·6·3·0.95=54.46(кн)

длительные: P2=0.84·6·3·0.95=14.36(кн)

кратковременные: P3=1.96·6·3·0.95=33.516(кн)

Нормативные узловые нагрузки будут ровны:

Постоянные: P1=g·a·b·n =2.75·6·3·0.95=47(кн)

длительные: P2=0.6·6·3·0.95=10.26(кн)

кратковременные: P3=1.4·6·3·0.95=23.94(кн)

Усилия в элементах фермы получаем из расчёта на компьютере. Фактичекие усилия в элементах фермы получаем умножением единичных усилий на действительные значения узловых нагрузок P.

Расчёт верхнего пояса фермы:

П
редварительно принимаем сечение верхнего пояса h1b1=2424(см), A=576(см). Требуемую минимальную площадь сечения сжатого пояса фермы можно определить по формуле:

Что меньше принятого сечения. Свободную длину пояса для учёта продольного изгиба в плоскости фермы принимаем равной ширине одной панели 3(м), так как в узлах ферма раскреплена панелями покрытия.

Предварительно вычисляем площадь сечения арматуры, полагая As=As’, =x/h0=1 и =1

П
ринимаем из конструктивных соображений 412 А-III, Аs=4.52(см); процент армирования =4.52/(24·24)·100=0.79%>0.2%.

У
точняем расчёт. Определяем условную критическую силу:


Здесь As=2.26(см) для 212 А-III принято конструктивно.

С
ледовательно армирование по расчёту не требуется; армирование назначаем конструктивно, как принято ранее, - 412 А-III, Аs=4.52(см). Расчёт сечёния пояса из плоскости фермы не выполняем, так как сечение квадратное и все узлы фермы раскреплены плитами покрытия.

Расчёт нижнего пояса на прочность

Максимальное расчётное усилие растяжения N=711.6(кн)

Определяем площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

П
ринимаем с учётом симметричного расположения 5 канатов К-7 диаметром 15(мм), Аsp=7.08(см). Напрягаемая арматура окаймляется хомутами. Продольная арматура каркасов из стали класса А-III(410 с Аs=3.14(см)) назначается конструктивно. Суммарный процент армирования:

П
риведённая площадь сечения Аred=A+Asp+As=24·24+5.55·7.08+6.15+3.14=635(см), где =Es/Eb=180·10/325·10=5.55 – для напрягаемой арматуры класса К-7

=200·10/325·10=6.15 – для арматуры класса А-III

Расчёт нижнего пояса на трещиностойкость

Элемент относится к третьей категории трещиностойкости. Максимальное предварительное напряжение арматуры принимаем sp=0.7Rs,ser=0.7·1295=906(Мпа)

Проверяем условия: sp+p=906+45.3=951.3<Rs,ser=1295(Мпа)

sp-p=906-45.3=855.7>0.3·Rs,ser=387(Мпа), где p=0.05·sp=0.5·906=45.3(Мпа)

Определяем потери предварительного напряжения арматуры.

Первые потери:

П
ервые потери составляют los,1=1+2+3+6=48.8+81.2+14.5+10.2=154.7(Мпа)

В
торые потери:

Расчёт по раскрытию трещин:

Вычисляем ширину раскрытия трещин с учётом коэффициента i=1.15 и суммарного действия постоянной нагрузки и полной снеговой нагрузки. Приращение напряжений в растянутой арматуре от полной нагрузки:

П

роверим прочность нижнего пояса в процессе натяжения:

Контролируемое усилие при натяжении канатов:

Расчёт наиболее сжатого раскоса:

Р
асчётное сжимающее усилие с учётом n=0.95 от постоянной и длительной нагрузок N·n=361.4·0.95=343.3(кн), от кратковременной 462·0.95=439(кн). Бетон класса В40, Rb=22·0.9=19.8(Мпа). Назначаем сечение раскоса 1518(см), А=270(см). Случайный эксцентриситет: ea=414/600=0.69(см), ea=15/30=0.5(см), ea=1(см). Принимаем e0=ea=1(см). Так как e0=1(см)<(1/8)/h=15/8=1.88(см), то расчётная длина раскоса будет l0=0.9·l=0.9·414=373(см). При l0=373(см)>20·h=20·15=300(см) расчёт ведём как внецентренно сжатого элемента. При симметричном армировании, когда As=As и Rsc=Rs, площадь сечения арматуры можно вычислить по формуле:

Назначаем из конструктивных соображений симметрично по контуру 412 А-III, As=4.52(см); =4.52/(15·18)·100%=1.67%>0.25%

Расчёт наиболее растянутого раскоса:

Расчётное усилие растяжения при n=0.95 N=345·0.95=327.75(кн). Назначаем сечение hb=1818(см). Площадь сечения арматуры из условия прочности: As=N/Rs= =327.75/365·10=9(см); предварительно принимаем 418 А-III, As=10.18(см)

Расчёт по раскрытию трещин:

С
ледовательно, трещины образуются, требуется проверка условий расчёта по их ширине раскрытия. Определяем ширину раскрытия трещин при длительном действии постоянной и длительной нагрузок при l=1.5:

С
ечение подобрано удовлетворительно. Аналогично вышеизложенному рассчитываются и другие элементы фермы на внецентренное сжатие и центральное растяжение. Малонагруженные элементы, например стойки, проектируют конструктивно; их сечение принято минимальным 1214(см) с армированием 412 A-III.

Усилия в элементах фермы

Элемент

Стержень

От загружения силами F=1 всего пролёта

От постоянной нагрузки

От кратковременного действия полной снеговой нагрузки

От длительной снеговой нагрузки

От постоянной и полной снеговой нагрузки

От постоянной и длительной нагрузок

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

Верхний

Пояс

III-1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

IV-3

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

V-4

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

VI-6

-94

-4418

-5120

-2250

-3151

-9644

-1350

-6668

-8271

-53824

-6470

Нижний

Пояс

I-2

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

27808

3450

22446

2698

I-5

877

41219

4776

2100

2340

900

12594

62219

7116

50219

60354

Раскосы

1-2

-525

-24675

-2860

-12568

-1760

-5386

-754

-37243

-4620

-30061

-3614

2-3

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

2781

3450

22446

2698

4-5

-237

-1114

-1291

-5674

-794

-2432

-340

-16814

-2085

-13572

-1631

5-6

083

390

452

1987

2782

852

1192

5887

7302

4752

5712

Стойки

1-II

-05

-235

-2723

-1197

-1676

-513

-718

-3547

-440

-2863

-3441

3-4

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

6-6

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

Расчёт колонны.

Бетон тяжёлый: , подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении; ; ; ; ; арматура .

I.Надкрановая часть стойки.

Размеры сечения: ; ; ; .

Расчётная длина надкрановой части: .

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации

Первая

Вторая

Третья

Усилия

Мmax, Nсоотв

Mmin, Nсоотв

Nmax, Mсоотв

М,Кн·м

100

-9942

-485

N,Кн

612

612

78415

Для первой комбинации:

; ; . Принимаем случайный эксцентриситет . Расчётный - .

; ; ;

>.

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

.

.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 314 c .

Для второй комбинации:

Так как значения внутренних усилий и для второй комбинации нагрузок, почти совпадают со значениями внутренних усилий для первой комбинации, то конструктивно принимаем 314 с .

Для третьей комбинации:

; случайный эксцентриситет . Расчётный эксцентриситет - .

< принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

.

.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 314 с .

Окончательно принимаем 314 с . Горизонтальная арматура устанавливается конструктивно: шаг 300, 6 .

II.Подкрановая часть стойки.

Размеры сечения: ; ; ; .

Расчётная длина подкрановой части: .

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации

Первая

Вторая

Третья

Усилия

Мmax, Nсоотв

Mmin, Nсоотв

Nmax, Mсоотв

М,Кн·м

11984

-1193

-10965

N,Кн

94237

94237

795

Для первой комбинации:

; ; . Принимаем случайный эксцентриситет . Расчётный - .

; ; ;

<.

принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

.

.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 316 c .

Для второй комбинации:

Так как значения внутренних усилий и для второй комбинации нагрузок, почти совпадают со значениями внутренних усилий для первой комбинации, то конструктивно принимаем 316 с .

Для третьей комбинации:

; случайный эксцентриситет . Расчётный эксцентриситет - .

< принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

.

.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 316 c .

Окончательно принимаем 316 с .

Проверим необходимость расчёта подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба.

; .

.

В расчёте нет необходимости.

Расчёт ребристой плиты покрытия

Нормативные и расчётные нагрузки на 1м перекрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка кн./м

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м

Постоянная от веса:

- рулонного покрытия(6мм)

- ц/п стяжки(20мм; =2000)

- от утеплителя(базальтоволокнистые плиты 120мм; =250)

- от пароизоляции(2 слоя пергамина на мастике 10мм)

- от ребристых панелей(25мм)

100

400

300

100

1350

1.2

1.3

1.2

1.2

1.1

120

520

360

120

1485

Всего от постоянной нагрузки:

2250

-

2605

Временная от снега:

- длительная

- кратковременная

2000

1540

660

1.4

1.4

1.4

2800

2156

924

Полная:

- постоянная и длительная

- кратковременная

4250

3790

660

-

-

-

5405

4761

924

Расчёт плиты по прочности.

Расчёт полки:

Плиту рассматриваем как многопролётную неразрезную балку.

Изгибающий момент в сечении:

где

а общая нагрузка на плиту: +=(120+520+360+120+687)+2800=4.61(кн/м)

Полезная толщина плиты

Определяем коэффициент при =1(м):

Принимаем сварную сетку С-2 с продольной арматурой 3 класса Вр-I, шаг 100(мм), As=0.71(см) и поперечной 3 класса Вр-I, шаг 200(мм), As=0.35(см).

Процент армирования

Расчёт поперечных рёбер по прочности:

Поперечные рёбра запроектированы с шагом .

Поперечное ребро рассчитываем как балку таврового сечения с защемлённой опорой. Постоянная расчётная нагрузка с учетом собственного веса ребра:

Временная(снеговая) нагрузка:

Общая нагрузка:

Принимаем полезную высоту сечения ребра . Расчётное сечение ребра в пролёте является тавровым с полкой в сжатой зоне:

Находим коэффициент по пролётному моменту:

Находим коэффициент по опорному моменту:

Учитывая на опоре работу поперечных стержней сетки плиты, у которой на 1(м) имеется 53 , на продольный стержень плоского каркаса требуется . Из конструктивных соображений принимаем верхний стержень таким же, как нижний, т.е.

Проверим необходимость постановки хомутов:

Следовательно требуется расчёт поперечной арматуры. Зададимся шагом хомутов и диаметром стержней: ; 5 Вр-I.

где

;

Принимаем .

Условие прочности обеспечивается.

Расчёт продольных рёбер по прочности

1. Предельные состояния первой группы

Плиту рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку П-образного поперечного сечения, которое приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне. Находим расчётный пролёт плиты, принимая ширину опоры 10см:

Максимальный изгибающий момент:

где - номинальная ширина панели(расстояние в осях) 3(м), (сбор нагрузок). Ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать половины расстояния в свету между соседними рёбрами и 1/6 пролёта рассчитываемого элемента. При расчётная ширина полки в сжатой зоне: .

Рабочая высота ребра: .

Для установления расчётного случая таврового сечения проверим условие, считая

Условие соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки т.е. . Определим положение границы сжатой зоны:

Предварительные напряжения следует назначать с учётом допустимых отклонений значения предварительного напряжения таким образом, чтобы выполнялось условие: , где (т.к. механический способ натяжения арматуры).

Т.к. то должно быть умножено на коэффициент

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

Принимаем

Расчёт по наклонному сечению

Расчёт на действие поперечной силы:

Проверим необходимость постановки хомутов:

Определим длину проекции наиболее опасного наклонного сечения:

Условие выполняется.

Расчёт на действие изгибающего момента:

Т.к. у продольной арматуры отсутствует анкеровка, то принимают сниженным.

Условие выполняется. Прочность по наклонной трещине обеспечена.

2. Предельные состояния второй группы

Определение геометрических характеристик приведённого сечения.

Статический момент площади приведённого сечения относительно нижней грани:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведённого сечения:

, то же до верхней ,

где .

Момент инерции приведённого сечения:

.

Момент сопротивления приведённого сечения относительно нижней грани:

,

то же по верхней зоне .

; ,

где - для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне.

Расстояния от верхней и нижней ядровой точек до центра тяжести приведённого сечения, где

.

Определим потери предварительного напряжения арматуры.

Первые потери:

  • от релаксации напряжений а арматуре

  • от температурного перепада(при )

  • от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств

,где

- длина натягиваемого стержня.

Потери от быстронатекающей ползучести бетона, подвергнутого тепловой обработке, при

, где

Первые потери напряжений: .

Вторые потери:

  • от усадки бетона

  • от ползучести бетона при , для бетона подвергнутого

тепловой обработке при атмосферном давлении

, где .

Вторые потери напряжений: .

Общие потери предварительного напряжения арматуры:

.

Равнодействующая сил обжатия с учётом всех потерь и точности натяжения , где .

Расчёт по деформациям (определение прогибов).

Вычисляем момент, воспринимаемый сечением нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин:

Следовательно трещины в растянутой зоне образуются. Необходим расчёт по раскрытию трещин.

Расчёт по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

Предельная ширина раскрытия трещин:

  • непродолжительная

  • продолжительная

Изгибающий момент от нормативных нагрузок: постоянной и длительной

; суммарной . Приращения напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок:

, где т.к. усилие обжатия Р приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры; ; .

Приращения напряжений в растянутой арматуре от действия полной нагрузки:

.

Ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки:

,

где

Ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузки:

Ширину раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузок:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

Расчёт прогиба плиты:

Прогиб определяем от нормативного значения постоянной и длительных нагрузок; предельный прогиб составляет = 587/200 = 2.94(см). Вычисляем параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учётом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок ; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учётом всех потерь и при ; ; эксцентриситет ; коэффициент - при длительном действии нагрузки.

Вычислим кривизну оси при изгибе:

Вычислим прогиб плиты:

3. Расчёт плиты в стадии изготовления.

Проверка прочности:

, где


Нагрузка от собственного веса плиты шириной 3(м): .

, где взято для В21.

, принято конструктивно.
Проверка трещиностойкости:

Следовательно трещины образуются.

Сбор нагрузок

I.Постоянные нагрузки:

Нагрузка от веса покрытия:

Собственный вес

Нормативная нагрузка кн./м

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м

Ж/Б ребристых плит покрытия 36м с учётом заливки швов.

175

11

1925

Пароизоляции

01

13

013

Утеплителя (готовые плиты)

04

12

048

Асфальтовой стяжки t=2см

035

13

0455

Рулонного ковра

015

13

0195

ИТОГО:

275

-

3185

Расчётная нагрузка от веса подкрановой балки:

(06·012+02·088)·595·25·11=40579кн

Расчётная нагрузка от веса колонн

- надкрановая часть: (038·04·38)·25·11=15884кн

- подкрановая часть: (04·08·59+04·09·105)·25·11=62315кн

Расчётное опорное давление фермы

- от покрытия: 3185·6·24/2=22932кн

- от фермы: (120/2)·11=66кн

Расчётная нагрузка от веса покрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания <095 на колонну F=(22932+66)·095=2895кн

II.Временные нагрузки:

г.Пермь – V снеговой район

вес снегового покрова земли 2кн/м

Расчётная нагрузка на стойку будет: Рсн=26·24/2·14·095=19152кн

III.Крановые нагрузки:

1
) Вертикальные нагрузки от кранов: Pmax=220кн,Pmin=58кн,Gтел=52кн

Dmax=Pmax·yi=220·11·085·(027+1+068)=401115кн

Dmin=58·11·085·(027+1+068)=10575кн

2) Горизонтальные нагрузки от кранов:

Hmax=(Q+Gn)·0n/20=(200+52)·05·11·095/20=658кн

H=Hmax·yi=658·085·195=1091кн

IV.Ветровая нагрузка:

1.Участок - от 0.00м до низа стропильных конструкций 9.60м: Н1=9600м

2.Участок - высота стропильной конструкции: H2=2950м

Находим средний коэффициент Kсрij:

Kср11=Кн11+(Н11/2)·tg1=K5=05

Kср12=K5+(46/2)·003=0569

Kср21=064+(295/2)·002=067

Kср1=(05·5+0569·46)/96=053

Kср2=067

Расчётное значение ветровой нагрузки на первом участке:

Wнав1=cKср1·W0=14·08·053·03=018кн/м

Wпод1=cKср1·W0=14·06·053·03=013кн/м

Расчётное значение ветровой нагрузки на втором участке:

Wнав2=cKср2·W0=14·08·067·03=022кн/м

Wпод2=cKср2·W0=14·06·067·03=017кн/м

Ветровая нагрузка, действующая на шатёр, приводится к узловой нагрузке, приложенной на уровне низа ригеля рамы.

Интенсивность нагрузки:

Wнав=Wнав1·Bk=018·6=108кн/мп

Wпод=Wпод1·Bk=013·6=078кн/мп

Грузовая площадь шатра: A1=Bk·h2=6·295=177м

Pнав=Wнав2·A1=022·177=39кн

Pпод=WподA1=017·177=30кн

Статический расчёт рамы

Определение геометрических характеристик стойки по оси А:

Моменты инерции сечений колонн составляют:

  • надкрановой части I1=bhверх/12=04·038/12=00018м

  • подкрановой части I2=04·08/12=0017м

Отношение высоты надкрановой части колонны к её полной высоте: =Нв/Н=38/106=036

Определение усилий в стойках от отдельных видов загружений:

1)Постоянная нагрузка.

Продольная сила F1=2805кн действует на колонну с эксцентриситетом e0=0015м

В подкрановой части колонны действуют: расчётная нагрузка от подкрановых балок F=40579кн c e=035м; расчётная нагрузка от надкрановой части колонны F=15884кн e0=021м.



С
ечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая

Dmax

H

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1-1

M

-376

-287

0

0

0

0

N

25046

19152

0

0

0

0

2-2

M

1645

1575

-4347

874

1919

2045

3-8

3-5-6

3-4

3-4-8

3-5-6

3-4

369

-3576

322

5265

-3576

322

N

26634

19152

0

0

0

0

26634

26634

45786

45786

26634

45786

3-3

M

-2528

-2447

9691

874

1919

2045

3-4

3-5-6

3-5-6

3-4

3-5-6

3-4-5-6

4975

837

8037

4975

8037

559

N

30692

19152

4011

0

0

0

49844

708

708

49844

708

708

4-4

M

636

492

2827

2552

8126

7567

3-7

3-4

3-5-6

3-4-5-6-7

3-5-6

3-4-5-6

8762

1128

6015

14633

911

6507

N

36923

19152

4011

0

0

0

36923

56075

77033

96185

770

96185

Q

532

49

-1144

571

1154

1154

1686

1022

-1183

461

1183

-693

З






агружение 1(снеговая нагрузка):

Загружение 2(постоянная нагрузка):

Загружение 3(ветровая нагрузка):

Загружение 4(вертикальная нагрузка от мостовых кранов):

Загружение 5(горизонтальная крановая нагрузка):

Расчёт колонны

Бетон тяжёлый: B15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

Rb=85(Мпа); Rbt=075(Мпа); Eb=205·10(Мпа); арматура А-,d>10(мм)

Rs=Rsc=365(Мпа); Es=200·10(Мпа)

I.Надкрановая часть:

B·h=40·38(см) (а=а=4см)

h0=h-a=38-4=34(см)

расчётная длина над крановой части: l0=2·Hверх=2·38=76(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации

Первая

Вторая

Третья

Усилия

Мmax, Nсоотв

Mmin, Nсоотв

Nmax, Mсоотв

М,Кн·м

5265

-3576

322

N,Кн

45786

26634

45786

Д

ля первой комбинации:

Так как 0>14, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

еа – случайный эксцентриситет. Принимаем еа=13(см)

Р
асчётный эксцентриситет
e=e0+ea=11+13=123(см)

Принимаем е=032(см)

Для тяжёлого бетона =1

Предварительно принимаем =0005, тогда при =Es/Eb=200·10/205·10=98

Площадь арматуры As=As назначаем по сортаменту:

Принимаем 214 A- c As=308(см)

Для второй комбинации:

П
лощадь арматуры As=As назначаем по сортаменту:

Принимаем 28 A- c As=101(см)

Для третьей комбинации:

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·34=272(см)

Принимаем 214 A- c As=308(см)

Окончательно принимаем 214 A- c As=308(см)

Горизонтальная арматура устанавливается конструктивно: шаг 300, 6 А-I

II Подкрановая часть:

bh=4080(см) (a=a’=4см)

h0=80-4=76(см)

Расчётная длина подкрановой части колонны: l0=1H1=15·6=9(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации

Первая

Вторая

Третья

Усилия

Мmax, Nсоотв

Mmin, Nсоотв

Nmax, Mсоотв

М,Кн·м

14633

911

6507

N,Кн

96185

770

96185

Q,Кн

461

1183

-693

Д

ля первой комбинации:

Так как 0>14, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

еа – случайный эксцентриситет. Принимаем еа=267(см)

Р
асчётный эксцентриситет
e=e0+ea=152+267=179(см)

Принимаем е=0294(см)

Для тяжёлого бетона =1

Предварительно принимаем =0005, тогда при =Es/Eb=200·10/205·10=98

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

A
s=0002·b·h0=0002·40·76=61(см)

Принимаем 220 A- c As=628(см)

Для второй комбинации:

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(см)

Принимаем 220 A- c As=628(см)

Для третьей комбинации:

П
лощадь арматуры
As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(см)

Принимаем 220 A- c As=628(см)

Проверим необходимость расчёта подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба:

Р


асчёт необходим Так как l0/i=4174>14, необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность

Следовательно принятого количества арматуры достаточно

Окончательно принимаем 220 A- c As=628(см)

Расчёт колонны на транспортные нагрузки.

Расчёт арматуры верхней части колонны:

Р
асчёт арматуры нижней части колонны:

Расчёт трещиностойкости:

Принятого количества арматуры достаточно.


Сбор нагрузок

I. Постоянные нагрузки:

Нагрузка от веса покрытия:

Собственный вес

Нормативная нагрузка кн./м

Коэффициент надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м

Ж/Б ребристых плит покрытия 3x6м - 25

135

11

1485

Пароизоляции - 10

01

12

012

Утеплителя - 120

03

12

036

Цементной стяжки - 20

04

13

052

Рулонного ковра - 6

01

12

012

ИТОГО:

225

-

2.61

Расчётная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и кранового пути:

{(06·012+025·088)·25+070}611=528(кн)

Расчётная нагрузка от веса колонн

  • надкрановая часть: (06·04·38)·25·11=251(кн)

  • подкрановая часть: {08·04·715+(09·06+06/2)042}·25·11=79(кн)

Расчётное опорное давление фермы на стойку (включая постоянную нагрузку от покрытия): (112/2·11+261·6·24/2)095=23712(кн)

Расчётное опорное давление балки на стойку (включая постоянную нагрузку от покрытия): (91/2+261618/2)095=1772(кн)

II.Временные нагрузки:

Для расчёта стоек распределение снеговой нагрузки по покрытию во всех пролётах здания принимается равномерным.

г.Пермь – V снеговой район

вес снегового покрова земли 2(кн/м)

Расчётная нагрузка на стойку будет: =26·24/2·14·095=19152(кн)

III.Крановые нагрузки:

  1. Вертикальные нагрузки от кранов:

  1. Горизонтальные нагрузки от кранов:

IV.Ветровая нагрузка:

1.Участок - от 0.00(м) до низа стропильных конструкций:

2.Участок - высота стропильной конструкции:

Находим средний коэффициент :

= +(/2)·==05

=+(5/2)·003=0575

=+(08/2)·003=0587

=(055+05755+058708)/108=0541

=+(33/2)003=0636

Расчётное значение ветровой нагрузки на первом участке:

Расчётное значение ветровой нагрузки на втором участке:

Ветровая нагрузка, действующая на шатёр, приводится к узловой нагрузке, приложенной на уровне низа ригеля рамы.

Интенсивность нагрузки:

Грузовая площадь шатра:

Статический расчёт рамы

Определение геометрических характеристик стойки по оси А:

Моменты инерции сечений колонн составляют:

  • надкрановой части

  • подкрановой части

Отношение высоты надкрановой части колонны к её полной высоте:

Смещение осей надкрановой и подкрановой частей стойки:

Определение усилий в стойках от отдельных видов загружений:

Загружение 1(снеговая нагрузка):

Снеговая нагрузка на покрытии пролёта АБ.

Для по интерполяции находим .

Коэффициент не определяем, тк эксцентриситет e=0.

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

продольные силы:

поперечная сила:

При действии силы со стороны пролёта БВ усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 2(постоянная нагрузка):

Благодаря симметрии точек приложения сил относительно оси стойки, усилия

и возникают только от разности сил и . Усилия и от -=1772-23712=-60(кн) получаем умножением усилий от на коэффициент .Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

;

продольные силы:

; ;

поперечная сила:

Загружение 3(крановая нагрузка действует со стороны пролёта АБ):

Для по интерполяции находим .

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

продольные силы:

;

поперечная сила:

При действии крановой нагрузки со стороны пролёта БВ усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 4(крановая нагрузка Т действует слева на право):

Для по интерполяции находим .

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

изгибающий момент в точке приложения силы H:

продольные силы:

поперечная сила:

При действии силы справа на лево усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 5(ветровая нагрузка действует слева на право):

Определяем горизонтальные реакции в загруженных (крайних) стойках.

Для по интерполяции находим .

Горизонтальная реакция в стойке по оси :

.

Горизонтальная реакция в стойке по оси :

.

Усилие в дополнительной связи: .

Распределяем усилие в дополнительной связи между стойками поперечника.

Для по интерполяции находим (стойки по осям и ).

Горизонтальные силы, приходящиеся на стойки по осям и :

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

продольные силы:

поперечная сила:

При направлении ветра справа на лево усилия в стойках не изменяются.

Составляем таблицу расчётных усилий.


Т а б л и ц а р а с ч ё т н ы х у с и л и й .

Сечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая на покрытии пролёта

Dmax по оси Б в пролёте АБ

Dmax по оси Б в пролёте БВ

H по оси Б

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

АБ

БВ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

M

-12

-383

383

0

0

0

0

0

3-5

3-4

3-4

3-5

3-4

3-4

263

-503

-503

2247

-4647

-4647

N

41432

19152

19152

0

0

0

0

0

60584

60584

60584

587

587

587

2

M

-485

-155

155

8273

-8273

685

114

114

3-6-8

3-7-8

3-4

3-5-6-8-9

3-4-7-8

3-4-5

8473

-9443

-2035

100

-9942

-485

N

43942

19152

19152

0

0

0

0

0

43942

43942

631

612

612

78415

3

M

-485

-155

155

-1048

1048

685

114

114

3-7-8

3-6-8

3-6

3-5-7-8-9

3-4-6-8

3-4-5-6

1068

-1165

-10965

11984

-1193

-9917

N

545

19152

19152

250

250

0

0

0

795

795

795

94237

94237

111474

4

M

792

253

-253

4326

-4326

11

318

318

3-6-8

3-7-8

3-7-8

3-4-6-8-9

3-5-7-8

3-4-5-6

6218

-4634

-4634

10814

-637

4685

N

624

19152

19152

250

250

0

0

0

874

874

874

102137

102137

1194

Q

188

6

-6

188

-188

233

3

3

61

233

233

1377

-731

357

Т а б л и ц а р а с ч ё т н ы х у с и л и й .

Сечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая на покрытии пролёта

Dmax по оси Б в пролёте АБ

Dmax по оси Б в пролёте БВ

H по оси Б

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

АБ

БВ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

M

-12

-383

383

0

0

0

0

0

3-5

3-4

3-4

3-5

3-4

3-4

263

-503

-503

2247

-4647

-4647

N

41432

19152

19152

0

0

0

0

0

60584

60584

60584

587

587

587

2

M

-485

-155

155

8273

-8273

685

11324

11324

3-9

3-7-8

3-4

3-5-6-8-9

3-4-7-8

3-4-5

112755

-9443

-2035

1109

-9942

-485

N

43942

19152

19152

0

0

0

0

0

43942

43942

631

612

612

78415

3

M

-485

-155

155

-1048

1048

685

11324

11324

3-9

3-6-8

3-6

3-5-7-8-9

3-4-6-8

3-4-5-6

112755

-1165

-10965

1129

-1193

-9917

N

545

19152

19152

250

250

0

0

0

545

795

795

94237

94237

111474

4

M

792

253

-253

4326

-4326

11

3159

3159

3-9

3-7-8

3-7-8

3-4-6-8-9

3-5-7-8

3-4-5-6

3167

-4634

-4634

292262

-637

4685

N

624

19152

19152

250

250

0

0

0

624

874

874

102137

102137

1194

Q

188

6

-6

188

-188

233

298

298

300

233

233

27927

-731

357