• RU
  • icon На проверке: 6
Меню

Железобетонный каркас одноэтажного промышленного здания в г.Новороссийске

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 6 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Железобетонный каркас одноэтажного промышленного здания в г.Новороссийске

Состав проекта

icon
icon
icon эмблема МИИТа.jpg
icon
icon Интерполяция(Free).xls
icon
icon Титульник.docx
icon ТАБЛИЦА СОЧЕТАНИЙ.xlsx
icon 1-6(полностью).docx
icon РАСЧЁТЫ.xlsx
icon ТАБЛИЦА НАГРУЗОК.docx
icon
icon
icon ФЕРМА ЛИСТ №2.dwg
icon КОЛОННА и ФУНДАМЕНТ ЛИСТ №1.dwg
icon
icon РАЗРЕЗ И ПЛАН(СВЯЗИ).dwg
icon ФЕРМА ПРИЛ..dwg
icon К1,К2,ПР.dwg
icon РАСЧЁТНЫЕ СХЕМЫ.dwg

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Титульник.docx

Кафедра «Строительные конструкции здания и сооружения»
«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»
«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ В Г.НОВОРОССИЙСКЕ»
для студентов специальности ПГС
-й семестр 2009-2010 учебного года
гр. СГС - 512 Авдеев Андрей Евгеньевич
доцент М.Ю.Красовицкий

icon 1-6(полностью).docx

Компоновка конструктивной схемы ОПЗ.4
1.Компоновка по вертикали.4
2.Компоновка по горизонтали.6
3.Температурно-усадочные швы и система связей в ОПЗ.12
Сбор нагрузок на поперечную раму.17
1.Постоянная нагрузка.17
1.1.Собственный вес покрытия.17
1.2.Собственный вес колонн.19
1.3.Собственный вес наружных стен.20
1.4.Собственный вес подкрановой балки и кранового рельса.21
2.Снеговая нагрузка.23
3.Ветровая нагрузка.24
4.Вертикальная крановая нагрузка.27
5.Горизонтальная крановая нагрузка.31
Статический расчет поперечной рамы.33
1.Общие положения расчета.33
2.Постоянная нагрузка.42
3.Снеговая нагрузка.45
4.Ветровая нагрузка.48
5.Вертикальная крановая нагрузка.53
6.Горизонтальная крановая нагрузка.69
Расчёт и конструирование сквозной двухветвевой железобетонной колонны крайнего ряда.76
1. Определение расчетной длины надкрановой и подкрановой частей колонны.76
2. Расчет надкрановой части колонны.77
3. Расчет подкрановой части колонны.86
Расчёт фундамента.103
1. Выбор расчетной схемы103
2.Расчет плитной части фундамента на продавливание.106
3.Расчет плитной части фундамента на раскалывание.109
4.Расчет плитной части фундамента на прочность по нормальным и наклонным сечениям.110
5.Расчет подколонника на прочность по нормальным и наклонным сечениям.113
6.Расчет подколонника на местное смятие.115
Расчет и конструирование железобетонной стропильной фермы.116
1.Сбор нагрузок на ферму.116
2.Статический расчет фермы.117
3.Геометрические и расчетные длины элементов фермы.122
4.Расчет верхнего пояса фермы.124
5.Расчет нижнего пояса фермы.125
6.Расчет растянутого раскоса.128
7.Расчет сжатого раскоса.130
8.Расчет сжатой стойки.131
9.Расчет длины анкеровки.132
Список литературы133
Компоновка конструктивной схемы ОПЗ.
1.Компоновка по вертикали.
отметка верха головки рельса (по заданию);
грузоподъёмность крана (по заданию);
– по прил. 1(поз.6) МУ «Расчёт и конструирование железобетонных предварительно напряжённых подкрановых балок» (часть 1) в зависимости от и ;
- пролёт крана: где - пролёт здания м (по заданию);
Высота надкрановой части колонны:
- высота подкрановой балки: при где шаг колонн м (по заданию);
(*) Первоначально следует принимать меньшие размеры.
высота кранового рельса м: принимается от максимальной нормативной нагрузки на одно ходовое колесо крана – стр.9 МУ (часть 1);
поз.9 прил.1 МУ (часть 1);
Принимаем рельс КР70:
Конструкция и геометрические размеры крановых рельсов - прил.2 МУ (часть 1):
КР70: – погонный вес рельса;
– допускаемый прогиб фермы:
необходимый зазор между фермой (после её прогиба) и верхом тележки подкрановой балки (по правилам техники безопасности);
Округляем в большую сторону кратно 06м:
Высота от уровня чистого поля (±000)до низа фермы:
Высота от уровня чистого пола до уровня уступа колонны:
Проверка отметки головки кранового рельса:
Условие не выполняется.
Т.к. разница ≤ 02м принимаем
При этом ранее вычисленные размеры оставляют без изменений.
Условие выполняется.
Окончательно принимаем:
Высота подкрановой части колонны от уровня обреза фундамента до уровня уступа колонны:
где 015м – расстояние от уровня чистого пола до уровня обреза фундамента;
Высота колонны от уровня обреза фундамента до низа фермы:
м (округляем в большую сторону кратно 03м)при
высота плиты покрытия (ребристые плиты шириной 3м) м;
высота (толщина) покрытия (рулонный ковёр асфальтовая стяжка утеплитель обмазочная пароизоляция) м;
Отметка верха покрытия здания:
Отметка верха парапета здания:
кратно 06м разница отметок верха плиты покрытия и парапета не менее 300мм;
Наружные стеновые панели: трёхслойные жб (керамзитобетон) с утеплителем
Высота панелей 12м или 18м (кратно 06м). От уровня верха фундаментной балки (практически совпадает с уровнем ±000) и до уровня уступа колонны панели – самонесущие (фиксируются к закладным деталям колонны передают свой вес друг на друга по высоте и на фундаментную балку). От уровня уступа колонны и до уровня верха парапета панели – ненесущие (навесные т.е. фиксируются к закладным деталям колонны и передают свой вес на неё через специальные опорные столики).
Раскладка панелей по высоте:
- в подкрановой части колонны: (остекление)
- в надкрановой части колонны от уровня её уступа до верха парапета:
Окончательно принимаем: 11 панелей – 12 м;
Фундаментные балки опираются на специальные бетонные столбики а те в свою очередь на плитную часть фундамента.
2.Компоновка по горизонтали.
Привязка наружных граней крайних колонн принимается 250 мм т.к. выполняется условие (независимо от значения );
Ширина поперечного сечения колонны принимается м и равной 400 или 500мм. Больший размер следует принимать при привязке равной 250мм.
Вывод: т.к. не соблюдаются условия –
Расстояние от разбивочной оси до оси передачи нагрузки с фермы на надкрановую часть колонны при составят Конструктивно длина фермы на 60 мм (по 30мм с каждой стороны) меньше пролета. Ось передачи нагрузки совпадает с серединой закладной детали фермы.
Высота поперечного сечения надкрановой части колонны составляет:
Принимают ближайший больший типовой размер:
Конструктивный зазор принимаемый по правилам ТБ между внутренней гранью надкрановой части колонны и торцевой частью мостового крана составляет не менее 60мм. Расстояние от торцевой части мостового крана до оси его колёс (оси рельса оси подкрановой балки) принимают равным:
Расстояние от разбивочной оси до оси подкрановой балки :
привязка «250» - принимают кратно 250мм в большую сторону:
Высота поперечного сечения подкрановой части колонны составляет:
привязка «250» - принимают ближайший больший типовой размер:
0мм – ширина закладной детали подкрановой балки.
Поперечное сечение подкрановой части колонны принимают сквозным т.к.
. Сквозные колонны в сечении имеют две ветви соединённые короткими распорками.
Высота поперечного сечения ветви :
Высота сечения средних распорок :
привязка «250»- принимаем кратно 50мм в большую сторону:
Высота сечения нижней распорки (ниже уровня обреза фундамента) составляет 200мм.
Высота сечения верхней распорки :
привязка «250»- принимают
Расстояние между осями распорок принимают кратно 50мм таким образом чтобы все отверстия в колонне были одинаковы а расстояние от уровня пола до низа первой надземной распорки составляло не менее 1800мм (для удобства свободного прохода людей).
Итак При привязке «250» число отверстий – (3+1) все отверстия высотой нижнее – .
Нижнее отверстие может отличаться от всех вышерасположенных (как в большую так и в меньшую сторону) но в пределах
Предварительное назначение размеров фундамента.
округляем в большую сторону кратно
глубина заложения колонны в стакан м;
В плоскости рамы: поэтому при
толщина стенок стакана м;глубина стакана м;
высота подколонника м; высота ступеней м;
Размеры подколонника в плане должны быть кратны 100мм поэтому при следует при конструировании фундамента принять
размеры в плане подколонника м;
размеры в плане первой ступени (размеры фундамента) м;
размеры в плане второй ступени м;
Если при предварительном конструировании следует принять
У средних колонн их разбивочная ось совпадает с серединой высоты поперечного сечения как для надкрановой так и для подкрановой части.
Высота поперечного сечения надкрановой части колонны составляет:
принимают кратно 100мм в большую сторону(типовой размер):
Расстояние от разбивочной оси до оси передачи нагрузки с фермы на надкрановую часть колонны также составляет (при . Ширина поперечного сечения колонны принимается равной значению у крайней колонны:
Расстояние от разбивочной оси до оси подкрановой балки
принимают кратно 250мм в большую сторону:
Высота поперечного сечения подкрановой части колонны в уровне ее консолей (на отметке ) будет являться суммой двух участков:
принимают в большую сторону кратно 100мм поэтому
Для средних колонн в их нижней подкрановой части допускает смещение оси ветви с оси подкрановой балки в меньшую сторону. Короткие консоли формируют таким образом чтобы их высота (высота сечения верхней распорки ) совпадала с аналогичной величиной у крайней колонны. Аналогично крайней колонне принимают высоту отверстий высоту сечения распорок т.е. расстояние между осями распорок оставляют без изменений.
Высота поперечного сечения ветви принимается равной 300мм:
высота поперечного сечения подкрановой части колонны;
Глубина заложения колонны в стакан (общий для всех ветвей колонны) составит
округляем в большую сторону кратно 50мм;
Размеры фундамента по вертикали принимаются аналогично крайней колонне:
Толщина стенок стакана в плоскости рамы поэтому при Принимают и в этом случае больший размер подколонника в плане будет кратен 100мм:
Размеры ступеней плитной части в плоскости рамы:
Из плоскости рамы толщина стенок стакана и размеры ступеней плитной части принимаются по аналогии с фундаментом под крайнюю колонну:
3.Температурно-усадочные швы и система связей в ОПЗ.
Для сборно-каркасных отапливаемых зданий из ЖБК расстояние между температурно-усадочными швами составляет не более 60 м. (В этом случае не требуется дополнительного расчета на температурно-климатические воздействия). Для ОПЗ это расстояние увеличивается на 20% и составляет 72 м. Поэтому в курсовом проекте в ОПЗ продольные температурно-усадочные швы отсутствуют (3х24=72 м – это максимальная ширина ОПЗ) а поперечный температурно-усадочный шов выполняют на спаренных колонах при этом ось шва совмещают с поперечной разбивочной осью а оси колонн смещают с разбивочной оси на 500 мм. Такой шов выполняют в середине длины здания которая составляет 120 м. В результате: 120:2=60 м 72 м.
Колонны торцов здания смещают с поперечной разбивочной оси на 500мм для размещения фахверковых стоек к которым крепятся панели торцевых стен.
Колонны фахверка представляют собой железобетонные стойки сечением 40х40 см расположенными до уровня низа ферм покрытия ОПЗ. Далее по высоте на них устанавливаются и крепятся с помощью закладных деталей металлические стойки которые в свою очередь крепятся к узлам верхнего пояса фермы. В этих узлах осуществляется передача горизонтальных нагрузок (ветер на торцевую поверхность здания) на продольные рамы ОПЗ. Эти продольные рамы образуются из колонн каркаса вертикальных связевых ферм (2) из стальных уголков устанавливаемых в крайних пролетах температурно-усадочного блока между фермами железобетонных распорок или распорок из стальных уголков (1) устанавливаемых по верху колонн подкрановых балок ферм и плит покрытия. Вертикальные связевые фермы (2) проектируют с крестовой решеткой что позволяет воспринимать горизонтальные силы действующие как слева-направо так и наоборот. Шаг стоек таких ферм составляет 3 м.
В зданиях большой высоты для фахверковых стоек создают горизонтальную дополнительную опору в уровне низа ферм с помощью горизонтальной связевой фермы (4). Ее выполняют из стальных уголков с крестовой решеткой. Шаг стоек и «ширина» (в плане) такой фермы составляет 6 м.
Устойчивость сжатого пояса ферм поперечной рамы из своей плоскости обеспечивается плитами покрытия прикрепленными сваркой закладных деталей к этим фермам.
Кроме этого при движении мостовых кранов с грузом вдоль здания и их торможения возникают горизонтальные силы которые с подкрановых балок передаются на колонны. Для их восприятия между колоннами в каждом продольном ряду в середине температурно-усадочного блока устанавливаются вертикальные связи из стальных уголков (3). При в крайних и средних рядах колонн такие связи выполняют портальными с высотой связевой фермы равной т.е. 12 м. Решетка такой фермы треугольная с длиной панели равной 6 м.
Пространственная жесткость каркаса ОПЗ в поперечном направлении обеспечивается расчетом и конструкцией поперечной рамы. Специальные связи в этом случае установлены быть не могут т.к. препятствуют технологическому процессу.
Основными факторами обеспечивающими поперечную пространственную жесткость является защемление колонн в фундаментах и достаточная изгибная жесткость колонн. Фермы покрытия проектируются в одном уровне по высоте а их жесткость в своей плоскости значительно выше жесткости колонн. Поэтому в расчетной схеме их заменяют жестким горизонтальным стержнем соединяющим оголовки колонн. Вся вертикальная нагрузка с покрытия снеговая нагрузка и ветровая нагрузка с навесных стен расположенных выше оголовка колонн передаются на фермы а с них - на колонны. Узел сопряжения ферм с колоннами проектируют шарнирным (стальной опорный лист фермы фиксируется с помощью анкеров установленных в торце оголовка колонны с ее закладной деталью и выполняется их монтажная сварка) что упрощает конструкцию стыка отвечает требованиям массового заводского изготовления и делает стык более экономичным. Кроме этого при шарнирном соединении возможна независимая типизация ферм и колонн т.к. в этом случае нагрузки приложенные к одному из элементов не вызывают изгибающих моментов в другом.
Постоянные снеговые и ветровые нагрузки приложены одновременно ко всем поперечным рамам температурно-усадочного блока ОПЗ рамы находятся в одинаковых условиях и расчет каждой их них производится независимо. Крановая нагрузка может быть приложена к одной или нескольким рамам. Остальные рамы за счет вертикальных связей и плит покрытия будут также участвовать в работе т.е. проявляется пространственная работа каркаса. Это учитывают в расчете.
Сбор нагрузок на поперечную раму.
1.Постоянная нагрузка.
1.1.Собственный вес покрытия.
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности по нагрузки
Расчетная нагрузка кНм2
Жб ребристые плиты покрытия 3х12м с учетом заливки швов
Обмазочная пароизоляция
Утеплитель (готовые минераловатные плиты )
Асфальтовая стяжка ()
Рулонный ковер (3 слоя)
Равномерно распределенная (погонная) нагрузка на ферму покрытия:
коэффициент надежности по ответственности здания ОПЗ;
нагрузка от веса железобетонной фермы (при );
Вертикальная нагрузка передаваемая с фермы на оголовок колонны:
коэффициент надежности по нагрузке: для ЖБК
(СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» табл.1)
эксцентриситет силы относительно середины высоты сечения надкрановой части колонны м.
В расчетной схеме поперечной рамы ОПЗ надкрановая и подкрановая части колонны заменяются стержневыми элементами расположенными в середине высоты соответствующего поперечного сечения колонны. Расположив силу по оси «заменяющегося» стержня получают изгибающие моменты в уровне оголовка колонны. Для средней колонны = 0 в связи с симметричным опиранием двух примыкающих ферм. Вертикальная нагрузка в этом случае расположена по оси «заменяющего» стержня и равна .
Между «заменяющими» надкрановую и подкрановую части крайней колонны стержнями также существует эксцентриситет (верхняя распорка колонны из-за своей большой высоты считается жестким элементом связывающим «заменяющие» стержни в уровне верха уступа колонны – на отметке. Поэтому в крайних колоннах сила в уровне уступа колонны создает изгибающий момент (растягивает внутренние волокна колонны). У средней колонны «заменяющие» стержни расположены на одной вертикальной оси и .
1.2.Собственный вес колонн.
Нагрузка от собственного веса колонн расположена по оси «заменяющих» стержней поэтому у крайних колонн в уровне уступа возникает изгибающий момент растягивающий ее внутренние волокна.
Надкрановая часть колонны:
плотность железобетона;;;
Подкрановая часть колонны:
площадь отверстия в крайней колонне кроме нижнего м2;
количество отверстий в колонне (крайней или средней) кроме нижнего;
– площадь отверстия в средней колонне кроме нижнего м2;
площадь нижнего отверстия в крайней колонне м2;
площадь нижнего отверстия в средней колонне м2;
площадь консоли в средней колонне м2;
! Ширина отверстий в крайней и средней колонне различна:
-крайняя колонна: привязка «250» -
Нагрузка от собственного веса надкрановой и подкрановой частей колонны является равномерно распределенной по их высоте но их максимальные значения и в расчетной схеме поперечной рамы прикладывают в уровне уступа колонны и обреза фундамента соответственно.
1.3.Собственный вес наружных стен.
– нагрузка от собственного веса наружных стен.
– нагрузка от веса остекления и его каркаса.
В расчетной схеме поперечной рамы нагрузку от веса стен и остекления от уровня до уровня прикладывают в уровне уступа колонны (там стены опираются на специальные столики). Относительно «заменяющего» подкрановую часть колонны стержня возникает изгибающий момент. растягивающий внутренние волокна.
Ниже отметки наружные стены опираются на фундаментную балку и в статическом расчете поперечной рамы ОПЗ не учитываются. Их учитывают при расчете фундамента.
1.4.Собственный вес подкрановой балки и кранового рельса.
Нагрузка от веса подкрановой балки и кранового рельса приложена в уровне уступа колонны и относительно «заменяющего» подкрановую часть колонны стержня создает изгибающий момент . У крайних колонн этот момент растягивает их наружные волокна а на средней колонне из-за симметричного расположения подкрановых балок равен нулю.
Площадь поперечного сечения подкрановой балки
погонный вес рельса кНм: КР-70кНм;
СУММАРНАЯ ПОСТОЯННАЯ НАГРУЗКА.
2.Снеговая нагрузка.
Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяют по формуле СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»:
коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие при уклоне до 25° (по приложению 3*); (по приложению 7*);
расчетное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли (таблица 4* в зависимости от снегового района РФ):
г. Новороссийск– II снеговой район –;
Коэффициент учитывающий снижение снеговой нагрузки на покрытие за счет сдувания ее ветром зимой принимаем равным единице (в запас прочности):
Снеговая нагрузка при уклонах кровли до 20° принимается равномерно распределенной и передается с фермы на оголовок колонны в виде сосредоточенной силы на крайние колонны или двух сосредоточенных сил на среднюю колонну по аналогии с собственным весом покрытия.
3.Ветровая нагрузка.
Начиная с уровня земли и до уровня верха оголовка колонны ветровая нагрузка воспринимается наружными стеновыми панелями и передается на крайние колонны поперечной рамы. Выше отметки и до отметки верха парапета стен ветровая нагрузка через стеновые панели передается на фермы крайних пролетов здания а с них – в виде горизонтальной нагрузки – на оголовки колонн крайних рядов.
В ОПЗ высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 15 учитывают только среднюю (статическую) составляющую ветровой нагрузки и не учитывают пульсационную (динамическую).
Нормативное значение ветрового давления на уровне 10 м для открытых местностей (тип А) определяют по табл. 5 СНиП 2.01.07-85* в зависимости от ветрового района РФ:
г. Новороссийск –V-ой ветровой район –
коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте: для типа местности В (городские территории и другие местности равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м до 25 м включительно) его значение приведены в табл. 6 СНиП 2.01.07-85* в зависимости от высоты от уровня земли:
аэродинамический коэффициент: для ОПЗ с плоским покрытием (фермы с параллельными поясами а в кровле уклон создается только для стока воды) для наветренной стороны здания (ветровая нагрузка направлена к поверхности стеновых панелей) и (при ) для заветренной стороны здания (ветровая нагрузка направлена от поверхности стеновых панелей);
– коэффициент надежности по ветровой нагрузке;
При расчете поперечной рамы ОПЗ погонная ветровая нагрузка от отметки 0.000 до отметки заменяется равномерно распределенной нагрузкой от уровня обреза фундамента (уровня заделки колонны в расчетной схеме: -015м) до уровня . Такая нагрузка эквивалентна по изгибающему моменту в уровне обреза фундамента. Ветровая нагрузка Wm от отметки до отметки заменяется сосредоточенными силами приложенными горизонтально в уровне верха оголовка колонн крайних рядов.
Коэффициенты и вычисляют по интерполяции между значениями коэффициента на отметках 10 м и 20 м:
4.Вертикальная крановая нагрузка.
грузоподъемность мостового крана т – по заданию: 20 т(200кН).
Через колесо мостового крана (прит с каждой стороны крана расположено колеса) на крановый рельс и подкрановую балку передается вертикальная нагрузка. При крайнем положении тележки крана с грузом на крюке (смещении тележки к одной из колонн) с одной стороны крана передаются максимальные крановые нагрузки а с другой стороны – минимальные .
Нормативное значение максимальной крановой вертикальной нагрузки на одно колесо принимают по ГОСТ 25711-83 (см. приложение 1 МУ поз. 9). Значение следует принимать для «своего» пролета крана :
Рассматривая мостовой кран как балку на двух опорах определяют нормативное значение минимальной вертикальной крановой нагрузки:
нагрузка от веса моста крана (поз.11 МУ приложение 1);
нагрузка от веса тележки (поз.10 МУ приложение 1);
Расчетные значения вертикальной крановой нагрузки передаваемой через одно колесо крана на крановый рельс и подкрановую балку:
– коэффициент надежности по крановой нагрузке;
При расчете поперечных рам ОПЗ вертикальные крановые нагрузки учитывают на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных (максимальных) по воздействию на колонны кранов. Так поступают в однопролетных ОПЗ. При трех пролетах кроме этого рассматривают и варианты совмещения в одном створе четырех кранов двух соседних пролетов (по два крана в каждом пролете).
Максимальное воздействие на колонну происходит при таком сближении двух кранов когда колесо одного из них расположено над колонной и тележки с грузом у обоих кранов сместились к колонне.
Значения вертикальных крановых нагрузок на колонны определяют по их линии влияния:
– коэффициент сочетания крановых нагрузок:
– для группы режима работы кранов 5К и учете нагрузки от двух кранов.
– для группы режима работы кранов 5К и учете нагрузки от четырех кранов.
– база колес крана м (расстояние между ними) (поз. 4 приложение 1 МУ);
– ширина крана м (поз. 5 приложение 1 МУ);
Значения ординат линии влияния вычисляются из соответствующих пропорций:
Вертикальные нагрузки и создают изгибающие моменты относительно «заменяющих» подкрановые части колонн стержней:
В курсовом проекте выполняется расчет колонны крайнего ряда и для нее составляется таблица сочетания нагрузок. Поэтому следует рассмотреть четыре возможных варианта вертикальной крановой нагрузки:
на крайней стойке (тележки кранов переместились справа-налево)
на крайней стойке (тележки кранов переместились слева-направо)
5.Горизонтальная крановая нагрузка.
При движении мостовых кранов вдоль здания и их торможении возникают горизонтальные продольные силы которые учитывают при расчете продольных рам а именно вертикальных связей между колоннами.
При расчете поперечной рамы учитывают горизонтальную силу вызываемую торможением тележки с грузом при ее движении по крану поперек пролета. Расчетное значение этой нагрузки составляет:
; – коэффициент трения при торможении тележки при гибком подвесе груза;
Такая нагрузка передается с колес крана на рельс с рельса на подкрановую балку а с нее – на колонну. Тормозная сила передаваемая через одно колесо крана может быть вычислена следующим образом:
где – число колес крана с одной его стороны.
Эта сила может быть направлена как слева-направо так и наоборот. Кроме этого тележка может тормозить как вблизи колонны крайнего ряда так и среднего ряда.
На колонну поперечной рамы ОПЗ (крайнюю или среднюю) такая нагрузка передается в уровне верха подкрановой балки с помощью стального листа на ребро привариваемого к закладным деталям балки.
Максимальное воздействие на колонну крайнего или среднего ряда происходит при таком сближении двух кранов в одном пролете здания когда колесо одного из них расположено над колонной и тележки с грузом у обоих кранов сместились к колонне и тормозят т.е. аналогично вертикальной крановой нагрузке. Поэтому значение горизонтальной крановой нагрузки на крайнюю или среднюю колонну поперечной рамы определяют по линии влияния как это делалось ранее только расположенной не в вертикальной а в горизонтальной плоскости.
Вариант одновременного торможения четырех тележек при совмещении в двух соседних пролетах здания (одном створе) четырех кранов считается маловероятным и не рассматривается.
на крайней стойке (м.б. направлена как слева-направо так и наоборот).
на средней стойке (м.б. направлена как слева-направо так и наоборот).
Статический расчет поперечной рамы.
1.Общие положения расчета.
Расчетная схема поперечной рамы – это многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. Фактически при расчете поперечных рам ОПЗ используют упрощенные расчетные схемы которые резко сокращают трудоемкость расчета и приводят к погрешностям практически не влияющим на его результаты: ригель покрытия (балка ферма) при небольших уклонах кровли принимается прямолинейным и расположенным в уровне своего нижнего пояса; ригель принимается бесконечно жестким при расчете на горизонтальные силы и изгибающие моменты; сквозные колонны заменяются сплошными стержнями эквивалентной жесткости и т.д.
Цель расчета поперечной рамы – определить усилия в колоннах и подобрать армирование их поперечных сечений.
При указанном выше подходе к расчету наиболее удобным оказывается метод перемещений с одним неизвестным – горизонтальным перемещением плоской загружаемой рамы на – ое воздействие а именно перемещение верха колонн т.к. все колонны жестко защемлены в фундаментах и имеют шарнирную опору на верхнем конце. Основную систему получают введением стерженька – связи препятствующего горизонтальному смещению.
Каноническое уравнение метода перемещений имеет вид:
что выражает равенство нулю усилий во введенной горизонтальной связи при – ом внешнем воздействии (постоянной нагрузке снеговой нагрузке ветровой нагрузке вертикальной и горизонтальной крановых нагрузках) и соответствующем перемещении верха колонн рамы в этом случае на (поскольку в действительности эта связь отсутствует).
– реакция во введенной связи от единичного перемещения верха колонн:
пролета в поперечной раме:
При указанном единичном перемещении верха колонн слева – направо во введенной связи возникает растяжение (на нее «тянут»). Такое перемещение и направление реакций принимая за положительные.
– реакция во введенной связи от - го внешнего воздействия:
при трех пролетах в поперечной раме где - сумма реакций в соответствующих колоннах поперечной рамы от – го внешнего воздействия (крайней левой крайней правой средней левой средней правой реакции).
За положительное принимаю направление реакций слева - направо
За отрицательное – справа - налево
За положительное принимаю перемещение слева - направо
– коэффициент учитывающий пространственный характер работы каркаса здания при его работе на крановые (вертикальные и горизонтальные) нагрузки; при действии постоянной снеговой и ветровой нагрузках .
Значения коэффициента определяют рассматривая работу пространственного блока состоящего из поперечных и продольных рам соединенных вертикальными связями и горизонтальной (жесткой в своей плоскости) связевой диафрагмой состоящей из железобетонных плит покрытия соединенных сваркой закладных деталей и замоноличиванием швов. Размеры такого блока в плане определяются расстояниями между
- усадочными швами. В наименее благоприятных условиях работы (в части помощи оказываемой работой соседних рам) оказывается вторая от торца блока поперечная рама т.к. на первой раме четыре крана просто физически не могут съехаться наиболее неблагоприятным образом. Величина зависит от длины блока и шага колонн (шага поперечных рам).
Геометрические характеристики колонн и расчетные коэффициенты.
число панелей (распорок включая верхнюю; отверстий включая нижнее) в подкрановой части колонны.
Реакции в колоннах (стойках) основной системы при расчете поперечной рамы ОПЗ.
При вычислении и а также в дальнейшем остальных реакций и значения и следует принимать в м4 а значение - в м. Численное значение модуля упругости бетона вводить не следует ( в дальнейших расчетах сократится) а следует принимать в виде множителя.
При направлении изгибающий моментов М против часовой стрелки и будут направлены слева-направо и иметь положительное значение (+).
При направлении горизонтальной силы T справа-налево и будут направлены слева-направо и иметь положительное значение (+).
При направлении горизонтальной нагрузки W справа-налево реакция будет направлена слева-направо и иметь положительное значение (+).
При направлении горизонтальной силы справа-налево реакция будет направлена слева-направо и иметь положительное значение (+).
Ветровая нагрузка ( ) действует только на крайние стойки поперечной рамы поэтому реакции в этом случае не вычисляются.
Определение внутренних усилий М Q в поперечной раме производя в следующей последовательности:
)определяют реакции в крайних и средних стойках (колоннах) в основной системе от внешних нагрузок при данном том загружении (постоянной нагрузке снеговой нагрузке ветровой нагрузке вертикальной и горизонтальной крановой нагрузках) при этом учитывают направление (знак + или -);
)для каждого - того вида загружения определяют значение (с учетом знака);
)для рассматриваемого - того вида загружения решают каноническое уравнение метода перемещений и находят (с учетом знака); при этомвсегда положительное (+) а может быть как положительное (+) так и отрицательное (-).
Если значение положительное (+) то при данном загружении поперечной рамы верх колонн перемещается слева-направо (у всех колонн одинаково!).
Если значение отрицательное (-) то при данном загружении поперечной рамы верх колонн перемещается справа-налево (у всех колонн одинаково!).
)для каждой стойки (колонны) при рассматриваемом загружении вычисляю упругую реакцию в уровне верха этой стойки (колонны):
при трех пролетах в поперечной раме
Знак на каждой стойке (колонне) укажет ее направление:
+ направление слева-направо
- направление справа-налево.
) Для рассматриваемого вида загружения определяют продольные силы N изгибающие моменты М и поперечные силы Q в каждой колонне как в консольной стойке от действия упругой (опорной) реакции в уровне верха колонны (определив направление значение реакции принимают по модулю т.е. положительным) и действующих на нее внешних нагрузок; для расчета колонн определяют внутренние усилия (N M Q) в четырех сечениях:
-1 – надкрановая часть колонны в уровне ее оголовка (верха);
-2 - надкрановая часть колонны в уровне уступа (несколько выше);
-3 - подкрановая часть колонны в уровне уступа (несколько ниже);
-4 - подкрановая часть колонны в уровне обреза фундамента
)При построении эпюры N все продольные усилия являются сжимающими ( ) принимаются со знаком (-) и откладываются на правых волокнах колонн;
)При построении эпюры М за положительные значения принимаются изгибающие моменты растягивающие левые волокна колонн а за отрицательные значения – растягивающие правые волокна; построение эпюры М производится на соответствующих волокнах испытывающих растяжение;
)При построении эпюры Q за положительные значения принимаются поперечные силы направленные слева-направо («крутят» отсеченный элемент по часовой стрелке) а за отрицательные значения – направленные справа-налево («крутят» отсеченный элемент против часовой стрелки); (+) значения эпюры Q откладывают на левых волокнах колонн а (-) значения – на правых волокнах колонн.
2.Постоянная нагрузка.
при трех пролетах в поперечной раме;
т.е. смещение рамы при симметричной нагрузке отсутствует.
Крайняя левая стойка
Крайняя правая стойка
Средняя стойка.следовательно на средней стойке изгибающие моменты и поперечные силы отсутствуют.
! После определения направления реакций или ее значение при построении эпюры М и эпюры Q принимаю по модулю.
3.Снеговая нагрузка.
4.Ветровая нагрузка.
Продольные силы в стойках отсутствуют (эпюра );
5.Вертикальная крановая нагрузка.
Средняя левая стойка
Средняя правая стойка
6.Горизонтальная крановая нагрузка.
Расчёт и конструирование сквозной двухветвевой железобетонной колонны крайнего ряда.
1. Определение расчетной длины надкрановой и подкрановой частей колонны.
Расчетная длина для зданий с мостовыми кранами определяется по таблице 32
При учете в сочетании
loxв = 2·Нв = 2·42 = 84 м
loув = 15·Нв = 15·42 = 63 м
loxн = 15·Нн = 15·975 = 1463 м
loун = 08·Нн = 08·975 = 78 м
Без учета в сочетании
loxв = 25·Нв = 25·42 = 105 м
loxн = 15·Н = 15·1395 = 2093 м
loун = 15·Нн = 15·975 = 1463 м
2. Расчет надкрановой части колонны.
Для расчета надкрановой части колонны выбираются неблагоприятные сочетания нагрузок в сечениях 1-12-2. По данным таблицы сочетаний в рассматриваемых сечениях имеются два неблагоприятных сочетания нагрузок:
сеч 2-2: [1+2+3] (с учетом ветровой);
сеч 2-2: [1+2] (без учета ветровой);
расчет на 1ое неблагоприятное сочетание нагрузок.
– расстояние от оси продольной арматуры до наружной поверхности бетона;
- жесткость поперечного сечения надкрановой части колоны;
- модуль упругости бетона класса В30;
– модуль упругости арматуры класса А400(AIII);
- коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки;
- моменты относительно центра наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня арматуры соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок;
–коэффициент учитывающий влияние прогиба на значение эксцентриситета продольной силы ;
– относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях равных ;
- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях
расчетные значения сопротивления арматуры класса А400 (AIII) растяжению и сжатию соответственно;
расчетное значения сопротивления бетона класса В30 осевому сжатию (призменная прочность).
Расчет площади продольной арматуры надкрановой части колонны в плоскости рамы:
т.к. и армирование симметричное то:
– означает что текучесть в арматуре возникает до разрушения бетона;
– коэффициент учитывающий характер разрушения железобетонных конструкций:
- без учета крановых и ветровых нагрузок в сочетании нагрузок;
- при учёте крановых и ветровых нагрузок в сочетании нагрузок.
т.к. то продольной арматуры по расчету не требуется но она ставится конструктивно исходя из минимального процента армирования
() – число стержней арматуры;
- диаметр растянутой и сжатой арматуры соответственно;
Определение процента армирования:
Расчет площади продольной арматуры надкрановой части колонны из плоскости рамы:
и армирование симметричное то:
В курсовом проекте этого делать не требуется.
- в плоскости рамы:
- из плоскости рамы:
Окончательно принимаю по всему сечению надкрановой части колонны для первого неблагоприятного сочетания нагрузок арматуру .
расчет на 2ое неблагоприятное сочетание нагрузок.
Окончательно принимаю для всего сечения надкрановой части колонны продольная арматура .
Поперечная арматура.
Поперечная арматура в надкрановой части устанавливается конструктивно класса А240(AI) исходя из условия:
Шаг поперечной арматуры выбирается из условия:
Принимаю шаг (кратно 1 см);
В верхней части надкрановой части устанавливаются сетки для предотвращения смятия бетона на этом участке. Они устанавливаются с шагом ;
Размер ячеек сетки (кратно 5 мм);
Арматура для сеток принимается А240 (АI) диаметром
Арматура для сеток и принимается как и для поперечной арматуры.
3. Расчет подкрановой части колонны.
- расстояние между осями ветвей;
- расстояние между осями распорок.
Для расчета надкрановой части колонны выбираются неблагоприятные сочетания нагрузок в сечениях 3-34-4. По данным таблицы сочетаний в рассматриваемых сечениях имеются два неблагоприятных сочетания нагрузок:
сеч 4-4: [1+2+4+8+(-9)] (с учетом крановой и ветровой);
сеч 4-4: [1+2+3+5+9] (с учетом крановой и ветровой);
– число отверстий включая нижнее;
- высота поперечного сечения ветви;
Первоначально назначаем по конструктивным требованиям () и исходя из геометрии ветви ().
- жесткость поперечного сечения подкрановой части колоны;
Расчет площади продольной арматуры в подкрановой части колонны в плоскости рамы
Определяем продольные силы в ветвях колонны:
В данном сочетании нагрузок в сеч. 4-4 действует поперечная сила равная:
Армирование сечения ветвей и распорок принимают симметричным т.к. на них действуют моменты разных знаков но одинаковые по абсолютной величине.
Далее расчет ведем при поскольку учли его при определении .
Продольная арматура:
- рабочая высота поперечного сечения распорки;
Поперечная арматура:
Принимаю первоначально поперечную арматуру c шагом .
- условие удовлетворяется;
где - коэффициент учитывающий влияние поперечных стержней распорки;
- модуль упругости арматуры класса ;
– коэффициент принимаемый для тяжелого и мелкозернистого бетона;
- условие удовлетворяется поперечная арматура ставится конструктивно;
где - расчетное значение сопротивления бетона класса В30 осевому растяжению.
Окончательно принимаю армирование распорки для 1ого неблагоприятного сочетания нагрузок:
- продольная арматура: ;
- поперечная арматура: ;
Расчет площади продольной арматуры в подкрановой части колонны из плоскости рамы.
Средняя арматура не учитывается в расчете.
– коэффициент учитывающий характер разрушения железобетонных конструкций:
(по 2 в каждой ветви) – число стержней арматуры;
Определение процента армирования:
Подведение итогов расчета:
- в плоскости рамы: ;
- из плоскости рамы: ;
Окончательно принимаю по всему сечению подкрановой части колонны для 1ого неблагоприятного сочетания нагрузок арматуру ;
Окончательно принимаю армирование распорки для 2ого неблагоприятного сочетания нагрузок:
Окончательно принимаю по всему сечению подкрановой части колонны для 2ого неблагоприятного сочетания нагрузок арматуру ;
Окончательно принимаю для всего сечения подкрановой части колонны продольная арматура (по 6 в каждой ветви).
Поперечная арматура в подкрановой части устанавливается конструктивно класса А240(AI) исходя из условия:
( подсчитан для одной ветви).
В нижней части подкрановой части устанавливаются сетки для предотвращения смятия бетона на этом участке. Они устанавливаются с шагом ;
1. Выбор расчетной схемы
Отдельный фундамент под колонну проектируют монолитным в инвентарной щитовой опалубке. Обрез фундамента устраивают на отметке т.е. на ниже уровня чистого пола первого этажа. Это позволяет произвести обратную засыпку грунта до монтажа сборных жб колонн. Глубина заложения подошвы фундамента задана исходя из инженерно-геологических условий площадки строительства на отметке . Высота фундамента в этом случае составит Предварительно назначены две ступени плитной части высотой по каждая и подколонник высотой .
Для предотвращения вытекания цементного молока под фундаментом устраивают бетонную подготовку толщиной 10 см из бетона класса. Для изготовления самого фундамента используют бетон класса .
Сборные жб колонны устанавливают в специальное углубление подколонника – стакан. Глубина заложения колонны в стакан (см. п.1.2).
Глубину стакана принимают на 5 см больше величины для возможности рихтовки колонны в процессе монтажа. При этом расстояние от дна стакана до подошвы фундамента () должно составлять не менее 20 см для исключения возможности его продавливания колонной в процессе монтажа.
Зазоры между стенками стакана и колонны принимают не менее 50 мм у дна стакана и 75 мм – в уровне обреза фундамента. Они необходимы для рихтовки колонны с помощью деревянных клиньев или специального кондуктора. В последующем зазоры замоноличивают бетоном класса не менее В125. (В курсовом проекте принимаем класс бетона - В15).
При предварительном конструировании приняты размеры:
Размеры ступеней плитной части фундамента следует принимать такими чтобы их контур находился снаружи или касался боковых граней усеченной пирамиды верхним основанием которой служит подколонник а грани наклонены к горизонту под углом 45.
Уточняем размеры нижней ступени фундамента в плане:
Предварительная требуемая площадь подошвы фундамента определяется как для центрально нагруженного фундамента (сечение 4-4 ).
Где - вес фундаментной балки;
- площадь поперечного сечения подкрановой балки при шаге ;
- плотность железобетона;
- коэффициент надежности по ответственности здания;
- коэффициент надежности по нагрузке для железобетонных конструкций;
- нормативная нагрузка от веса фундаментной балки;
- нагрузка от веса наружных стен расположенных от отметки 0000 до отметки (они опираются на фундамент);
- нормативная нагрузка от веса наружных стен;
– нормативная максимальная вертикальная сила действующая в обрезе фундамента (сечение 4-4);
- условное расчетное сопротивление основания (из задания);
- средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах;
- глубина заложения фундамента (см. п 1.2);
Т.к. увеличение площади нижней ступени фундамента не требуется;
- момент сопротивления подошвы фундамента.
Уточняем расчетное сопротивление несущего слоя:
где – коэффициент принимаемый в зависимости от грунта несущего слоя (песок).
Определяем отпор грунта:
Где - высота фундамента (от подошвы до отметки -0150 м);
– эксцентриситет наружных стен и фундаментной балки относительно центральной оси фундамента;
Знак (+) перед и () означает что сила догружает момент а (–) разгружает;
По данным таблицы 4 выбираем сочетания нагрузок
Первое сочетание нагрузок: [ ] (1+3+7+9);
Условие выполняется.
Второе сочетание нагрузок: [ ] (1+2+4+8+(-9));
Третье сочетание нагрузок: [ ] (1+2+3+5+9);
Четвертое сочетание нагрузок: [ ] (1+5+(-9));
Все комбинации показали что площадь подошвы фундамента не надо увеличивать. Для дальнейшего расчета выбираю комбинацию с максимальным значением .
Выбираю второе сочетание нагрузок:
2.Расчет плитной части фундамента на продавливание.
Сопряжение колонны с фундаментом низкое т.к.:
где - высота стакана фундамента;
- глубина стакана фундамента ;
- длина стакана фундамента;
– длина по низу стакана в подколоннике фундамента;
–высота поперечного сечения крайней колонны (большее);
В этом случае продавливание происходит от дна стакана под действием вертикальной продольной силы действующей в уровне торца колонны.
где - максимальное значение продольной силы в сечении 4-4;
коэффициент учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть за счёт трения о стенки стакана; принимается не менее 085;
(для В15) - расчетное сопротивление бетона замоноличивания растяжению;
- площадь боковой поверхности колонны заделанной в стакан;
– площадь одной баковой поверхности колонны заделанной в стакан;
- площадь второй баковой поверхности колонны заделанной в стакан;
- глубина заложения колонны в стакан
- ширина поперечного сечения крайней колонны;
- высота сечения нижней распорки;
- высота поперечного сечения ветви.
Для внецентренно нагруженных фундаментов проверяется наиболее нагруженная грань пирамиды продавливания.
где - расчетное значение сопротивления бетона класса В15 осевому растяжению;
- средний размер проверяемой грани;
-длина по низу стакана в подколоннике фундамента;
- рабочая высота плитной части;
– защитный слой для арматуры плитной части при наличии бетонной подготовки;
- коэффициент учитывающий характер разрушения железобетонных конструкций (учет в сочетании крановой и ветровой нагрузки);
–максимальный отпор грунта проверяемой грани;
– часть площади основания фундамента ограниченного нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжение в плане соответствующих ребер;
- условие выполняется продавливание не происходит.
3.Расчет плитной части фундамента на раскалывание.
При низком сопряжении фундамента с колонной производят расчет на раскалывание плитной части фундамента.
Расчет производят в зависимости соотношения: ;
- площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях проходящих по осям поперечного сечения колонны параллельно большей и меньшей сторонам подошвы соответственно;
- ширина поперечного сечения колонны;
- высота поперечного сечения колонны;
Т.к. то расчет на раскалывание производят по формуле:
где - коэффициент трения бетона по бетону;
– коэффициент учитывающий совместную работу фундамента с грунтом (при наличии обратной засыпки грунтом);
- расчетное значение сопротивления бетона класса В15 осевому растяжению;
- условие выполняется раскалывания плитной части фундамента не происходит.
4.Расчет плитной части фундамента на прочность по нормальным и наклонным сечениям.
В основе расчета лежит предпосылка что плитная часть фундамента под давлением грунта работает подобно консолям заделанным в массиве фундамента. Расчетными в плоскости действия момента являются сечения 1-1 и 2-2 из плоскости действия момента – сечения 3-3 и 4-4. При расчете учитываются только усилия от расчетных нагрузок. Вес фундамента и грунта на его уступах не учитывают т.к. вызванные ими усилия уравновешиваются реактивным давлениями и не вызывают усилий изгиба в теле грунта.
Армируется плитная часть по подошве плоской сварной сеткой С-11 из арматуры класса в обоих направлениях. Шаг стержней от 100 -200 мм. При : .
Краевые давления на грунт по подошве фундамента:
В сечениях 1-1 и 2-2 расчет ведут как для внецентренно нагруженного фундамента а в сечениях 3-3 и 4-4 как для центрально нагруженного.
Проверку прочности плитной части по наклонным сечениям (на поперечную силу) производят для каждой ступени из условия восприятия поперечной силы только бетоном.
где - средняя ширина рассматриваемого-ого сечения;
- рабочая высота -ого сечения;
-условие выполняется;
Т.к. во всех сечениях вся поперечная сила воспринимается бетоном то поперечная арматура не требуется.
При расчете прочности плитной части фундамента по нормальным сечениям используют условия равновесия и . Цель расчета – определить сечение рабочей арматуры сетки.
где - расчетное значение сопротивления бетона В15 на осевое сжатие;
- высота сжатой зоны;
- расчетное значение сопротивления арматуры класса А400(АIII) растяжению;
Определяем коэффициент по формуле: ;
По таблице (источник 7 табл. 3.1) определяем относительную высоту сжатой зоны и сравниваем её с граничной высотой сжатой зоны ;
Находим высоту сжатой зоны по формуле: ;
Находим необходимую площадь арматуры по формуле:
Армирование производят по наибольшей площади сечения арматуры в каждом направлении.
В плоскости действия момента :
Из плоскости действия момента:
Принимаю в плоскости действия момента:
Принимаю из плоскости действия момента:
План раскладки арматуры
5.Расчет подколонника на прочность по нормальным и наклонным сечениям.
Подколонник является внецентренно сжатым жб элементом. В общем случае расчет прочности по нормальным сечениям производится для двух его сечений по высоте:
Сечение 1-1: прямоугольного сечения (в уровне плитной части);
Сечение 2-2: коробчатого сечения (в уровне дна стакана) которое в расчете заменяют эквивалентным по площади двутавровым.
В курсовом проекте производим расчет только сечения 1-1.
Армируется подколонник продольной арматурой класса А400(АIII). Минимальный диаметр продольной арматуры 12 мм .
Армирование подколонника симметричное поэтому .
Расчет подколонника производится из условия равновесия и .
Гибкость подколонника: при
– число стержней арматуры;
Из плоскости действия момента:
Заглубление стержней продольной арматуры ниже дна стакана составляет:
Поперечное армирование:
Поперечное армирование стаканной части подколонника осуществляется плоскими сварными сетками С-10 с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. Продольная вертикальная арматура должна размещаться внутри горизонтальных сеток. Диаметр поперечной арматуры принимается по свариваемости с продольной арматурой () но не менее 8 мм.
В случае действия продольной силы в пределах ядра сечения колонны () поперечное армирование подколонника назначается конструктивно в соответствии с вышеприведенным чертежом (5 сеток по высоте).
поперечная арматура устанавливается конструктивно.
Принимаю конструктивно 5 сеток.
6.Расчет подколонника на местное смятие.
Выполняется под торцом колонны на усилие ;
коэффициент учитывающий характер распределения местной нагрузки:
сопротивление бетона местному смятию;
- расчетное значение сопротивления бетона В15 на осевое сжатие;
– коэффициент условия работы учитывающий снижение прочности бетона при бетонировании в вертикальном положении;
- высота поперечного сечения ветви колонны;
- расчетная площадь смятия;
Проверка: - условие выполняется сеток под дном стакана фундамента не требуется.
Расчет и конструирование железобетонной стропильной фермы.
1.Сбор нагрузок на ферму.
Коэффициент надежности по нагрузке
а) ЖБ ребристые плиты покрытия 3х12
с учетом заливки швов
б) Обмазочная пароизоляция
в) Утеплитель (готовые минераловат-
ные плиты =100 мм ρ=400 кгм3)
г) Асфальтовая стяжка (=20 мм
д) Рулонный ковер (3 слоя)
е) Ж.Б. ферма с параллельными поясами
Временная (снеговая):
- полная (Sо=07S S=SqCe)
- длительная (05Sо 05S)
- кратковременная (05Sо 05S)
- полная (qн + So q+S)
- постоянные и длительные (qн + 05So q + 05S)
- кратковременные (05So 05S)
- постоянные и временно длительные:
2.Статический расчет фермы.
Расчет производим методом сечений. В предельном по прочности состоянии в узлах жб ферм образуются трещины и их жесткость снижается. При этом в фермах с раскосной решеткой в элементах фермы возникают в основном продольные сжимающие и растягивающие силы. Влиянием изгибных деформаций пренебрегают.
Расчетная схема фермы
Схема сечений и узлов фермы
Длина первого раскоса: ;
Длина остальных раскосов:
Обозначение на расчетной схеме
Усилия в элементах фермы кН
Постоянная и временная длительная G=1
Усилия от нормативных нагрузок кН
Усилия от расчетных нагрузок кН
постоянная и временная длительная
3.Геометрические и расчетные длины элементов фермы.
Первоначально принимаю высоту и ширину поперечного сечения верхнего и нижнего поясов фермы 30 см стоек – 16 см и раскосов - 20 см.
Определение расчетной длины:
- из плоскости рамы:
- ширина верхнего пояса фермы;
- ширина сечения раскоса;
- ширина сечения стойки;
- высота сечения верхнего пояса.
Геометрическая длина l мм (му узлами)
Расчетная длина l0мм
4.Расчет верхнего пояса фермы.
Для расчета верхнего пояса фермы выбираем наиболее сжатый стержень верхнего пояса. Их 2 В4 и В5.
Верхний пояс армируется 4 стержнями продольной арматурой класса А400(AIII).
Ориентировочная требуемая площадь сечения верхнего сжатого пояса:
- расчетное значение сопротивления бетона В35 на осевое сжатие;
- коэффициент условия работы бетона учитывающий длительность действия нагрузки;
- коэффициент армирования;
- расчетное значение сопротивления арматуры класса А400 (АIII) осевому растяжению (сжатию);
Случайный начальный эксцентриситет:
Условная гибкость сечения:.
В этом случае расчет прочности внецентренно сжатого элемента разрешается производить как центрально сжатого по формуле:
- площадь поперечного сечения верхнего пояса;
- коэффициент продольного изгиба принимаемый при длительном действии нагрузки в зависимости от условной гибкости.
– рабочая высота сечения;
Расчет сечения пояса из плоскости фермы не требуется т.к. (сечение квадратное и расчетная длина одинакова).
Поперечная арматура ставится конструктивно с шагом ;
5.Расчет нижнего пояса фермы.
Для расчета верхнего пояса фермы выбираем наиболее растянутый стержень нижнего пояса. Их 2 Н2 и Н3.
Нижний пояс фермы армируется напрягаемой арматурой канатов К1500(К-7). Она окаймлена хомутами которые предотвращают появление продольных трещин при обжатии бетона. Такие стержни устанавливают конструктивно с шагом 500 мм они объединяются продольной конструктивной арматурой в каркасы: c
Площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры канатов:
– коэффициент учитывающий работу арматуры выше нормируемого значения предела текучести;
- расчетное значение сопротивления арматуры класса К1500(K-7) растяжению;
Предварительно принимаем с учетом симметричного расположения с
Коэффициент армирования нижнего пояса фермы:
где - ширина поперечного сечения нижнего пояса фермы;
- высота поперечного сечения нижнего пояса фермы;
Приведенная площадь бетона:
- модуль упругости арматурных канатов К1500 (К-7);
– модуль упругости арматуры класса A400 (AIII);
- модуль упругости бетона класса В35 подвергнутый тепловой обработке
при атмосферном давлении;
Определение потерь предварительного напряжения.
Способ натяжения арматуры – механический на упоры.
Величина предварительного напряжения определяется по формуле:
- нормативное значение сопротивления арматуры класса К1500(K-7) растяжению;
Величина предварительного напряжения арматуры назначается в пределах:
- механический метод натяжения арматуры на упоры стенда;
Первые потери образуются во время изготовления строительной конструкции а вторые во время эксплуатации.
а)Потери от релаксации напряжений в арматуре:
б)Потери от разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств при пропаривании фермы:
в)от деформации анкеров и упоров стенда:
г)от быстронатекающей ползучести бетона:
- передаточная прочность бетона при пропаривании;
Первые потери составляют:
а)от усадки бетона класса В35 подвергнутого тепловой обработке:
б)от длительной ползучести бетона:
Вторые потери составляют:
Расчетный разброс напряжений при механическом способе натяжения:
Коэффициент точности натяжения арматуры:
Усилие предварительного обжатия:
Расчет по образованию трещин.
– коэффициент учитывающий снижение трещиностойкости элемента вследствие жесткости узлов фермы;
- нормативное значение сопротивления бетона В35 на осевое растяжение;
- трещины образуются и требуется расчет на их раскрытие.
Расчет ширины раскрытия трещин.
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.
– предельно допустимая ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
где – коэффициент учитывающий жесткость узлов фермы;
- коэффициент учитывающий вид напряженного состояния (растяжение);
- коэффициент учитывающий профиль арматуры (для канатов);
- коэффициент армирования;
приращения напряжений в арматуре от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
- усилие от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
- условие выполнено.
Ширина раскрытия трещин от полных нагрузок.
- предельно допустимая ширина раскрытия трещин от полных нагрузок;
- ширина раскрытия трещин от кратковременного действия нагрузок
- напряжения в арматуре от действия полной нагрузки;
- усилие от действия полной нагрузки;
– условие выполняется;
6.Расчет растянутого раскоса.
Для расчета растянутого раскоса выбираем наиболее растянутый раскос. Их 2 P2 и P7.
Раскосы армируются 4 стержнями продольной арматурой класса А400(AIII).
Площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаю сечение раскосов 20х20 см.
- расчетное значение сопротивления арматуры класса A400(AIII) растяжению;
– количество стержней;
- коэффициент учитывающий профиль арматуры (периодического профиля);
- напряжения в арматуре от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
- условие выполнено.
- напряжения в арматуре от действия кратковременных нагрузок;
- усилие от действия кратковременных нагрузок;
7.Расчет сжатого раскоса.
Для расчета сжатого раскоса фермы выбираем наиболее сжатый раскос . Их 2 Р1 и Р8.
Раскос армируется 4 стержнями продольной арматурой класса А400(AIII).
Ориентировочная требуемая площадь сечения сжатого раскоса:
- коэффициент продольного изгиба принимаемый при длительном действии нагрузки по Таблице 11 в зависимости от условной гибкости.
8.Расчет сжатой стойки.
Для расчета сжатой стойки фермы выбираем наиболее сжатая стойка. Их 2 С2 и С4.
Стойка армируется 4 стержнями продольной арматурой класса А400(AIII).
Т.к. то выбираю площадь арматуры исходя из минимального процента армирования в зависимости от гибкости;
9.Расчет длины анкеровки.
При раздельном армировании элементы решетки с выпусками арматуры втапливают в узлы фермы на 3050 см. Длина анкеровки определяется в зависимости от напряженного состояния арматуры и бетона в котором она находится.
Длина анкеровки определяется по формуле:
Растянутая арматура в растянутом бетоне: ;
Сжатая арматура в сжатом бетоне или растянутая арматура в сжатом бетоне или сжатая арматура в растянутом бетоне: ;
Растянутый раскос в растянутом бетоне:
Растянутый раскос в сжатом бетоне:
Сжатый раскос в сжатом и растянутом бетоне:
Стойка в сжатом и растянутом бетоне:
Длина анкеровки нижнего пояса:
- первые потери предварительного напряжения;
Узлы армируются окаймляющими цельногнутыми стержнями (при L=24 м) с 2-х сторон которые предотвращают чрезмерное раскрытие трещин а также вертикальными поперечными стержнями (при L=24 м) с шагом 100 мм обеспечивающие прочность узла фермы по линии отрыва растянутого элемента.
В опорном узле кроме этого устанавливаются сетки охватывающие каркас нижнего пояса с шагом 5-10 см (кратно 1см); на длине не менее и не менее 20 см.
Методические указания «Расчет и конструирование железобетонных предварительно напряженных подкрановых балок »; Москва МИИТ 1988г.
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
СНиП52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».
СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».
СП 52-102-2004 «Предварительно напряженные железобетонные конструкции».
Байков В.Н. Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции: Общий курс» Учебник для вузов – 5-е изд.перераб. и доп. – Москва: Стройиздат 1991г.

icon ТАБЛИЦА НАГРУЗОК.docx

Расчётные усилия в сечениях
Ветровая слева-направо
Ветровая справа-налево
Крановая вертикальная
Крановая горизонтальная на крайней левой стойке
Крановая горизонтальная на средней левой стойке

icon ФЕРМА ЛИСТ №2.dwg

ФЕРМА ЛИСТ №2.dwg
Ведомость деталей (продолжение)
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
по дисциплине "ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Закладная деталь 200х200х10
Армирование фермы покрытия 1:50
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ В Г.НОВОРОССИЙСКЕ
по дисциплине "ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

icon КОЛОННА и ФУНДАМЕНТ ЛИСТ №1.dwg

КОЛОННА и ФУНДАМЕНТ ЛИСТ №1.dwg
чертежи для 4и5части.
Для расчета первой сжатой ветви
Для расчета второй сжатой ветви
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ В Г.НОВОРОССИЙСКЕ
по дисциплине "ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
для студенотов специальности "ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Армирование колонны крайнего ряда 1:50
Бетонный столбик 300х600
Поперечный разрез 1:200
Продольный разрез 1:400
Армирование фундамента под крайнюю колонну 1:50
- Распорки из стальных уголков
устанавливаемые по верху колонн. 2 - Вертикальные связи по фермам. 3 - Вертикальные связи по колоннам. 4 - Горизонтальные связи в уровне низа ферм
для крепления фахверковых колонн.

icon РАЗРЕЗ И ПЛАН(СВЯЗИ).dwg

РАЗРЕЗ И ПЛАН(СВЯЗИ).dwg

icon ФЕРМА ПРИЛ..dwg

ФЕРМА ПРИЛ..dwg

icon К1,К2,ПР.dwg

К1,К2,ПР.dwg
(ФУНДАМЕНТ И ФУНДАМЕНТНАЯ
БАЛКА УСЛОВНО НЕ ПОКАЗАНЫ)
Поперечный разрез М 1:200

icon РАСЧЁТНЫЕ СХЕМЫ.dwg

РАСЧЁТНЫЕ СХЕМЫ.dwg
Вес подкрановой балки и кранового рельса
Горизонтальная крановая нагрузка
Вертикальная крановая нагрузка
n=6-число рам в t°блоке
Ветровая нагрузка слева-направо
Ветровая нагрузка справа-налево

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 13 часов 51 минуту
up Наверх