Содержание:
Содержание
Исходные данные
Конструктивная схема здания
Компоновка оборудования
Определение нагрузок на раму
Определение усилий в колоннах рамы
Расчет сплошной колонны ряда А
Конструирование и расчет фундамента ряда А
Расчет сегментной фермы
Подсчет нагрузок
Определение усилий в элементах фермы
Расчетные характеристики бетона и арматуры
Расчет элементов фермы
Список используемой литературы
Исходные данные:
Несущая конструкция покрытия здания – сегментная ферма
Пролет здания – 24 м
Продольный шаг колонн – 12 м
Плиты покрытия здания – предварительно напряженные железобетонные ребристые (3х12 м).
Класс бетона железобетонной конструкции без предварительного напряжения В20
Класс бетона для предварительного напряжения фермы В40
Расчетное сопротивление грунта основания R0 = 0,32 МПа
Класс арматуры без предварительного напряжения А-III (А400)
Класс арматуры с предварительным напряжением для фермы К-7 (К1400) канаты
Принять 2 мостовых электрокрана грузоподъемность Q =20 т.
Расстояние от нулевой отметки до верха подкранового рельса Н = 9,6 м.
Принять климатический район места постройки – г. Пермь
снеговая нагрузка Sq = 3,2 кН/м2
ветровая нагрузка W0 = 0,3 кН/м2
Высота фермы покрытия Нф = 2,95 м.
Рис. 1. Конструктивная схема здания. Фрагмент плана.
Компоновка оборудования:
Колонны – ступенчатые сплошные, прямоугольного сечения. Подкрановые балки пролетом 12 м, высотой 1 м. Высота кранового рельса 0,15 м. Наружные стены здания – из навесных панелей толщиной 30 см.
Высота надкрановой части колонны
(кратно 0,2).
где
где при шаге колонн 12 м, .
- высота крана
– зазор между низом фермы и верхом тележки крана.
Высота подкрановой части колонны
где - заглубление ниже нулевой отметки до обреза фундамента.
При этом полная длина колонны
Принимаем Н = 13,2 м, что отвечает модулю кратности 1,2.
Тогда
Тогда
Сечение надкрановой части колонны принимаем 40х40 см. Высота сечения подкрановой части:
Привязка колонн к разбивочным осям – нулевая.
Определение нагрузок на раму
А. Постоянные нагрузки.
1. Нагрузка от покрытия
Таблица 1
Нагрузка
Нормативная
нагрузка, Н/м2
Коэффициент
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка Н/м2
Рулонный ковер
150
1,3
195
Асфальтовая стяжка толщиной t = 2 см
350
1,3
455
Плитный утеплитель
400
1,2
480
Обмазочная пароизоляция
50
1,3
65
Ребристая плита покрытия 3х12 м
1983
1,1
2181,3
Итого
2933
3376,3
Принято для расчета
Нагрузка от сегментной фермы покрытия шагом 12 м –
Расчетная нагрузка на колонну от покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания .
Нагрузка от покрытия приложена на уровне опирания балок покрытия по вертикали, проходящей по оси анкерных болтов на расстоянии 150 мм от разбивочной оси. Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси надкрановой части колонны:
2. Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну выше отм. +8,050
то же на фундаментную балку
где 2,5 кН/м2 и 0,4 кН/м2 вес 1 м2 стеновых панелей и остекления соответственно (см. табл. 6 МУ).
3. Расчетная нагрузка от веса подкрановой балки
Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны:
4. Расчетная нагрузка от веса колонны:
Надкрановой части:
Подкрановой части:
Б. Временные нагрузки.
1. Снеговая нагрузка на колонну (полная)
в том числе длительная
2. Крановые нагрузки
Характеристики крана грузоподъемностью 20 т.
Вес груза
Q = 100 кН
Расчетное максимальное давление на колесо крана при
Продет крана
24 – 2·0,75 = 22,5 м
Размеры:
В2
5600 мм
К
4400 мм
Вес тележки
84 кН
Давление колес крана
Рис. 2. Линия влияния.
Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо
Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетания .
где - сумма ординат линии влияния двух подкрановых балок на колонну (рис. 7).
3. Ветровая нагрузка.
Тип местности – В
Для части здания высотой до 5 м от поверхности земли
Для части здания высотой до 10 м от поверхности земли
то же высотой до 20 м
По линейной интерполяции на высоте 14,05 м имеем:
то же на высоте 13,05 м:
Рис. 3. Ломаная эпюра ветровой нагрузки
При условии
значения аэродинамических коэффициентов для наружных стен приняты: с наветренной стороны С = +0,8, с подветренной стороны с = -0,5.
Рис. 4. Расчетная схема поперечной рамы.
Схема расположения расчетных сечений.
Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 11,85 с наветренной стороны
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 11,85:
Подвергаем основную систему единичному перемещению ?1 = 1 и вычисляем реакции верхнего конца колонны R? по формулам:
Суммарная реакция от единичного перемещения:
1. Усилия от постоянной нагрузки.
В надкрановой части продольная сила действует с эксцентриситетом . Момент
Рис. 5.
В подкрановой части F1, приложенной с эксцентриситетом
Действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 30 см с эксцентриситетом расчетная нагрузка от подкрановых балок
с эксцентриситетом ; расчетная нагрузка от надкрановой части колонны с эксцентриситетом .
Суммарное значение момента М2:
Реакция верхнего конца левой колонны по оси А:
Согласно принятому правилу знаков, реакция, направленная слева на право – положительная.
Реакция в колонне по оси Б равна .
Суммарная реакция в основной системе
Упругая реакция левой колонны
Изгибающие моменты в сечениях колонны (рис. стр. 8):
Эпюры изгибающих моментов рис.6.
Продольные силы
Поперечная сила
Проверка
2. Усилия от снеговой нагрузки.
Упругая реакция верха колонны:
Изгибающие моменты в сечениях колонны:
Продольные силы
Поперечная сила
Проверка
3. Усилия от вертикальной крановой нагрузки.
Рассматриваем загружение: – на левой колонне, – на правой колонне.
Реакция верха левой колонны:
Реакция верха правой колонны:
Суммарная реакция в основной системе
Горизонтальное перемещение
где - при шаге колонн 12 м
Упругая реакция левой колонны:
То же, правой колонны, которая является зеркальным отображением левой:
Изгибающие моменты в расчетных сечениях левой колонны:
Проверка
Изгибающие моменты в расчетных сечениях правой колонны:
Проверка
4. Усилия от поперечного торможения кранов.
Горизонтальная тормозная сила Н передается через подкрановую балку на высоте
от уровня заделки колонны в фундамент и на расстоянии 3,6 м от низа балок покрытия.
Сила приложенной к левой колонне
– определяется с учетом пространственной работы каркаса.
Упругая реакция левой колонны
Изгибающие моменты в сечениях левой колонны:
Проверка
Упругая реакция правой колонны:
Изгибающие моменты в сечениях левой колонны:
5. Ус