Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Одноповерховий промисловий будинок в м. Харків
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра будівельних конструкцій та мостів
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Пояснювальна записка до курсового проекту
Предмет:
Залізобетонні та кам`яні конструкції
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Кафедра будівельних конструкцій та мостів
Розрахунково-пояснювальна записка
до курсового проекту
з курсу „Залізобетонні та кам’яні конструкції”
на тему: “Одноповерховий промисловий будинок
в м. Харків”
Львів 2008
Зміст.
Стор.
Вступ 3
1. Компонування конструктивної схеми каркасу будинку. 4
2. Статичний розрахунок поперечної рами будинку. 11
2.1. Визначення навантаження на раму. 11
2.2. Перерізи колон і їх жорсткість. 17
2.3. Визначення зусиль в елементах рами. 18
3. Розрахунок та конструювання двохвіткової колони середнього ряду. 37
3.1. Вихідні дані. 37
3.2. Надкранова частина колони (переріз 1-0). 37
3.3. Підкранова частина колони (переріз 1-2). 42
3.4. Підкранова частина колони (переріз 2-1). 46
3.5. Розрахунок похилих перетинів підкранової вітки. 49
3.6. Розрахунок підкранової частини колони з площини згину. 49
3.7. Розрахунок розпірки. 51
4. Розрахунок та конструювання попередньо напруженої сегментної ферми покриття прольотом 24 м. 53
4.1. Вихідні дані. 53
4.2. Визначення навантажень на ферму. 53
4.3. Визначення зусиль в елементах ферми. 57
4.4. Розрахунок елементів ферми. 74
4.5. Розрахунок та конструювання вузлів ферми. 79
5. Розрахунок та конструювання попередньо напруженої підкранової
балки прольотом 12 м. 85
5.1. Вихідні дані. 85
5.2. Розрахунковий проліт та навантаження. 85
5.3. Зусилля в перетинах балки від діючих навантажень. 87
5.4. Попередній розрахунок міцності нормальних перетинів. 89
5.5. Геометричні характеристики перетину балки. 90
5.6. Визначення попереднього напруження арматури і його втрат. 92
5.7. Остаточний розрахунок міцності нормальних перетинів за згинальним
моментом від вертикального навантаження. 94
5.8. Розрахунок міцності нормальних перетинів від горизонтального навантаження. 95
5.9. Розрахунок міцності похилих перетинів на поперечну силу. 96
5.10. Розрахунок на міцність похилих перетинів за згинальним моментом. 102
5.11. Розрахунок нормальних перетинів по утворенню тріщин в стадії виготовлення. 103
5.12. Розрахунок нормальних перетинів на утворення тріщин. 104
5.13. Розрахунок похилих перетинів на утворення тріщин. 106
5.14. Розрахунок нормальних перетинів на короткочасне розкриття тріщин. 109
5.15. Розрахунок на закриття тріщин, нормальних до поздовжньої осі. 110
5.16. Розрахунок прогинів балки. 111
5.17. Розрахунок на витривалість перетинів, нормальних до поздовжньої осі елемента. 112
5.18. Розрахунок на витривалість похилих перетинів. 114
Література. 119
Вступ.
В даному курсовому проекті,згідно завдання,виданого Кафедрою будівельних конструкцій та мостів,необхідно запроектувати несучі залізобетонні конструкції одноповерхового промислового будинку за такими даними:
1. призначення будинку промисловий;
2. довжина будинку(в осях) 132 м;
3. кількість прольотів та їх розміри 2x24 м;
4. відмітка головки підкранової рейки 12.90 м;
5. кількість і вантажопідйомність мостових кранів 2х20 т;
6. район будівництва м. Харків;
7. матеріал конструкцій: колони B30;
підкранова балка B40;
кроквяні конструкції
B30;
8. крок колон 12 м;
9. тип кроквяної конструкції сегментна ферма;
10. тип підкранової балки двотаврова, L=12м;
11. тип колони решітчата;
12. будинок опалюваний.
Компонування конструктивної схеми каркасу будинку.
Компонування покриття.
Розглядаємо споруду з безпрогоновим покриттям з плоских лінійних елементів, які працюють за балочною схемою – плит покриття , які вкладають на сегментні ферми .
Розбиття споруди на температурні блоки.
Враховуючи те, що довжина будинку складає , і будинок опалюється, проектуємо один температурний шов по осі 7, який розіб’є його на два температурні блоки та .План будинку показано на рис.1.1.
Проектування звязків.
Проектуємо вертикальні сталеві зв’язки по колонах (посередині кожного температурного блоку), на опорах кроквяних конструкцій (по кінцях температурних блоків), горизонтальні зв’язки та зв’язки по ліхтарю. Схеми зв’язків показані на рис.1.3,1.4,1.5.
Компонування поперечної рами.
Висота підкранової частини колони:
;
де: - висота від відмітки підлоги до головки підкранової рейки
- висота підкранової балки;
- висота підкранової рейки з прокладками;
- відстань від підлоги до обрізу фундамента.
Висота надкранової частини колони:
де: - габаритний розмір крана;
- зазор між верхом кранового візка і низом залізобетонних кроквяних конструкцій.
Приймаємо .Тоді висота від відмітки підлоги до низу кроквяних конструкцій:
(кратне 1.2м).
Повна висота колони:
Відстань від осі колони до осі підкранової балки:
- для крайньої колони:
;
- для середньої колони:
;
де: - габарит крана; - зазор між краном і гранню колони.
Схема поперечної рами будинку показана на рис.1.2.
Рис. 1.1.
Рис. 1.2.
Рис. 1.3.
Рис. 1.4.
Рис. 1.5.
Статичний розрахунок поперечної рами будинку.
2.1. Визначення навантаження на раму.
Постійне навантаження.
Навантаження від 1м2 покриття.
Таблиця 2.1.
№
Вид навантаження
Характе-ристичне наванта-ження,
кН/м2
Коефіці-єнт надійності
Граничне
розрахун-кове наванта-ження ,
кН/м2
1
Шар гравію, втопленого в дьогтеву мастику – 20мм, кН/м3
0.36
1.3
0.468
2
Три шари рубероїду на бітумній мастиці – 15мм, кН/м3
0.09
1.3
0.117
3
Асфальтова стяжка -20мм, кН/м3
0.36
1.3
0.468
4
Утеплювач(пінобетон) – 100мм, кН/м3
0.55
1.3
0.715
5
Пароізоляція(шар рубероїду на бітумній мастиці) – 5мм, кН/м3
0.03
1.3
0.039
6
З/б ребристі плити покриття 3х12 м з врахуванням заповнення швів
2.05
1.1
2.255
Всього
3.44
4.062
Розрахункове навантаження від ферми на колону:
від ваги покриття: ;
від ваги ферми: ;
від ваги ліхтаря (2,5т): ;
від ваги засклення і бортів ліхтаря (20кН): ;
Всього:
Розрахункове навантаження від ваги покриття:
на крайню колону: ;
на середню колону: ;
Розрахункове навантаження на крайню колону від ваги стінових панелей і засклення розміщених вище відмітки +9,8м:
Навантаження від ваги підкранових балок:
на крайню колону: ;
на середню колону: ;
Навантаження від ваги колон:
крайня колона:
надкранова частина:;
підкранова частина:
середня колона:
надкранова частина:;
підкранова частина:
Снігове навантаження.
Снігове навантаження визначаємо для м. Харків згідно з вимогами гл. 8 ДБН В.1.2-2. Граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття (конструкції) обчислюється за формулою:
;
де: - коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаженням, що визначається згідно з п.8.11 ДБН В.1.2-2;
- характеристичне значення снігового навантаження (в Па), щовизначається згідно з 8.5 ДБН В.1.2-2;
- коефіцієнт, за п. 8.6 ДБН В.1.2-2:
, - коефіцієнти, що залежать відповідно від режиму експлуатації та географічної висоти будинку;
- коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні ґрунту до снігового навантаження на покрівлю.
При розрахунку рами ,за винятком місць перепаду висоти.
Квазіпостійне розрахункове значення снігового навантаження:
;
де:
Граничне розрахункове снігове навантаження на колони:
на крайню колону: ;
на середню колону: .
Кранове навантаження.
Вертикальне кранове навантаження.
Вантажопідйомність крана . Прогін крана – , вага – (включно з вагою візка – ). Характеристичне максимальне навантаження від одного колеса крана .
Характеристичне мінімальне навантаження від одного колеса крана:
Розрахункове максимальне навантаження від одного колеса крана:
Розрахункове мінімальне навантаження від одного колеса крана:
, - коефіцієнти сполучення навантажень для кранів середнього режиму роботи при відповідно двох та чотирьох зближених кранів;
Вертикальне навантаження на колону(див. рис. 2.1.):
- крайнього ряду (від двох зближених кранів):
;
;
- середнього ряду (від чотирьох зближених кранів):
;
;
- від одного крана(тривале):
;
;
де
Горизонтальне кранове навантаження.
Характеристичне значення горизонтального навантаження чотириколі-сних мостових кранів:
(див. рис. 2.2.);
Граничне розрахункове значення горизонтального навантаження чотириколісного крана поперек кранової колії:
на крайню колону: ;
на середню колону:
Вітрове навантаження.
Вітрове навантаження визначаємо для м. Харків згідно з вимогами гл. 9 ДБН В.1.2-2. Граничне розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою:
- коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження, за п.9.14 ДБН В.1.2-2;
- характеристичне значення вітрового тиску для м. Харків;
;
- аеродинамічний коефіцієнт, для навітряного боку , а для підвітряного при відношенні висоти будинку до його ширини ; з підвітряного боку по висоті ліхтаря
(при та для IV типу місцевості) – коефіцієнт висоти споруди;
(при та для IV типу місцевості);
- коефіцієнт географічної висоти;
- коефіцієнт рельєфу;
- коефіцієнт напрямку дії вітру;
- коефіцієнт динамічності.
Граничне розрахункове значення вітрового навантаження(див. рис. 2.3.):
з навітряного боку до висоти 17.0м:
з навітряного боку до висоти 21.9м:
з підвітряного боку по висоті ліхтаря:
Рис. 2.1.
Рис. 2.2.
Рис. 2.3.
Рис. 2.4.
Рис. 2.5.
- з підвітряного боку до висоти 21.9м:
з підвітряного боку до висоти 17.0м:
Розрахункові рівномірно-розподілені вітрові навантаження на колони каркасу:
- з навітряного боку:
;
- з підвітряного боку:
;
Зосереджена сила на рівні верху колон:
2.2. Перерізи колон і їх жорсткість.
Перерізи як крайніх,так і середніх колон(див. рис. 2.4.):
- надкранова частина:
- підкранова частина:
вітки підкранової частини:
Моменти інерції перерізів як крайніх,так і середніх колон:
;
Момент інерції перерізу однієї вітки:
Відносні значення моментів інерції перерізів колон рами, прийнявши :
;
;
.
2.3. Визначення зусиль в елементах рами.
Розрахункова схема поперечної рами будівлі в цілому показана на рис. 2.6,а розрахункові схеми при розрахунку на різноманітні зовнішні впливи - на рис. 2.7(б-і).
Рис. 2.6.
Рис. 2.7.
Рис. 2.7.
Рис. 2.7.
Одиничне переміщення основної системи(рис.2.7,б).
Невідомим є - горизонтальне переміщення верху колон. Основна система містить горизонтальний зв'язок, який перешкоджає цьому переміщенню.
Піддаємо основну систему одиничному переміщенню і вираховуємо реакції верхнього кінця крайньої та середньої колон і .
Як для крайніх,так і для середніх колон ( - кількість панелей):
;
;
;
Сумарна реакція:
Реакції,спрямовані зліва направо,вважаємо додатніми.
Завантаження постійним навантаженням(рис.2.7,в).
Навантаження на крайні колони:
В надкрановій частині
від ваги покриття діє з ексцентриситетом(див. рис.2.5.), рівним ;
В підкрановій частині
від ваги стін (прикладене на віддалі від веху колони) діє з ексцентриситетом (див. рис.2.5.), який рівний: ;
від ваги надкранової частини колони діє з ексцентриситетом(див.рис.2.5.),рівним:;
від ваги покриття діє з ексцентриситетом(див. рис.2.5.), рівним ;
від ваги підкранової балки діє з ексцентриситетом(див. рис.2.5.), рівним ;
Моменти відповідно в місцях прикладання навантажень та та в місці зміни висоти перерізу колони:
;
;
Додатніми прийнято моменти, які діють за ходом годинникової стрілки. Реакція верхнього кінця крайньої лівої колони в основній системі:
де
Реакція правої колони . Середня колона завантажена центрально, для неї . Сумарна реакція звязків в основній системі - , тому , і для лівої колони , а для правої - .
Згинальні моменти в перерізах лівої колони (визначаються як у консольній балці) при нумерації перерізів див. рис.4.1.:
;
;
;
;
Поздовжні зусилля в перерізах лівої колони:
;
;
;
Поперечна сила в перерізах лівої колони:
Поздовжні зусилля в перерізах середньої колони:
;
;
.
Завантаження сніговим навантаженням(рис.2.7,г).
Навантаження від снігу на крайні колони прикладене з ексцентриситетом (так як і впри постійному навантаженні). Тоді для лівої колони:
;
;
Реакція лівої колони:
Реакція правої колони , реакція середньої колони , а отже .
Згинальні моменти в перерізах лівої колони:
;
;
;
Поздовжні зусилля в перерізах:
лівої колони:
середньої колони:
Поперечна сила в перерізах лівої колони:
.
Завантаження крановим навантаженням лівої колони(рис.2.7,д).
На крайній колоні прикладена з ексцентриситетом .
Момент у вузлі:
;
Реакція лівої колони:
;
Одночасно на середній колоні діє з ексцентриситетом . При цьому:
;
Реакція середньої колони:
Сумарна реакція в основній системі:
;
З врахуванням просторової роботи каркасу при крановому навантаженні канонічне рівняння має вигляд:
де ;
Тоді:
Пружна реакція лівої стійки:
Згинальні моменти в перерізах лівої стійки:
;
;
;
Пружна реакція середньої стійки:
Згинальні моменти в перерізах середньої стійки:
;
;
;
Пружна реакція правої стійки:
;
Згинальні моменти в перерізах правої стійки:
;
;
Поздовжні зусилля в перерізах:
лівої колони:
; ;
середньої колони:
; ;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
середньої колони:
.
Завантаження крановим навантаженням середньої колони(рис.2.7,е).
На середній колоні прикладена з ексцентриситетом
Момент у вузлі:
;
Реакція середньої колони:
;
Одночасно на крайній колоні прикладена з ексцентриситетом . При цьому:
;
Реакція лівої колони:
Сумарна реакція в основній системі:
;
;
Пружна реакція лівої стійки:
;
Згинальні моменти в перерізах лівої стійки:
;
;
;
Пружна реакція середньої стійки:
Згинальні моменти в перерізах середньої стійки:
;
;
;
Пружна реакція правої стійки:
;
Згинальні моменти в перерізах правої стійки:
;
;
Поздовжні зусилля в перерізах:
лівої колони:
; ;
середньої колони:
; ;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
середньої колони:.
Завантаження крановим навантаженням середньої колони.
На крайній колоні прикладена з ексцентриситетом . При цьому:
;
Реакція лівої колони:
Реакція правої колони:
Реакція середньої колони:;отже ;для лівої колони , а для правої - .
Згинальні моменти в перерізах лівої стійки:
;
;
;
Поздовжні зусилля в перерізах:
лівої колони:
; ;
середньої колони:
; ;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
середньої колони:.
Завантаження крановим навантаженням крайньої колони(рис.2.7,ж).
Реакція лівої колони від :
;
При цьому:
;
;
Пружна реакція лівої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах лівої стійки:
;
(див. рис.2.7,ж);
Пружна реакція середньої та правої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах середньої та правої стійки:
;
;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
середньої колони:
.
Завантаження крановим навантаженням середньої колони(рис.2.7,з).
Реакція середньої колони від :
;
При цьому:
;
;
Пружна реакція середньої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах середньої стійки:
;
(див. рис.2.7,ж);
Пружна реакція лівої та правої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах лівої та правої стійки:
;
;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
середньої колони:
;.
Завантаження вітровим навантаженням(рис.2.7,і).
При напрямку вітру зліва направо.
Реакція лівої колони від навантаження :
Реакція правої колони від навантаження :
;
Реакція зв’язків від зосередженої сили :
;
Сумарна реакція в основній системі:
З канонічного рівняння знаходимо:
;
Пружна реакція лівої опори:
;
Згинальні моменти в перерізах лівої стійки:
;
;
Пружна реакція середньої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах середньої стійки:
;
;
Пружна реакція правої колони:
;
Згинальні моменти в перерізах правої стійки:
;
;
Поперечні сили в перерізах:
лівої колони:
;
;
середньої колони:
;
правої колони:
;
На рис.2.8. зображено епюри згинальних моментів від кожного з навантажень на поперечну раму будинку. На основі проведеного розрахунку складаємо табл.2.2. та табл.2.3.
Рис. 2.8.
Рис. 2.8.
Рис. 2.8.
Розрахункові поєднання зусиль в перерізах лівої колони.
Таблиця 2.2.
№ заван-таження
Вид навантаження
Коеф. поєдна-ння
Перерізи лівої колони
1-0
1-2
2-1
М, кНм
N, кН
М, кНм
N, кН
М, кНм
N, кН
1
Постійне
1
139.73
717.61
-25.72
837.79
-79.28
1199.47
2
Снігове
1
31.69
227.52
-30.88
227.52
-22.10
227.52
3
0,9
28.52
204.77
-27.79
204.77
-19.89
204.77
4
Кранове mахNкр на лівій (правій) колоні
1
-47.05
0
125.89
576.47
-1.41
576.47
4а
-1.53
0
-1.53
0
-5.67
0
5
0,9
-42.35
0
113.30
518.82
-1.27
518.82
5а
-1.38
0
-1.38
0
-5.10
0
6
Кранове mахNкр на середній колоні, кран – в лівому (право-му) прольоті
1
-23.84
0
23.33
157.22
-41.19
157.22
6а
10.58
0
10.58
0
39.22
0
7
0,9
-21.46
0
21.00
141.50
-37.07
141.50
7а
9.52
0
9.52
0
35.30
0
8
Два mахNкр на середній колоні (коеф. 0,7)
1
-13.26
0
33.91
157.22
-1.97
157.22
9
0,9
-11.93
0
-30.52
141.50
-1.77
141.50
10
Кранове Т1 на лівій колоні
1
±49.71
0
±49.71
0
±150.62
0
11
0,9
±44.74
0
±44.74
0
±135.56
0
12
Кранове Т2 на середній колоні
1
±22.19
0
±22.19
0
±82.22
0
13
0,9
±19.97
0
±19.97
0
±74.00
0
14
Кранове Т1 на правій колоні
1
±12.03
0
±12.03
0
±44.37
0
15
0,9
±10.83
0
±10.83
0
±40.11
0
16
Вітер зліва
1
83.90
0
83.90
0
826.23
0
17
0,9
75.51
0
75.51
0
743.61
0
18
Вітер справа
1
-117.40
0
-117.40
0
-756.57
0
19
0,9
-105.66
0
-105.66
0
-680.91
0
Розрахункові зусил-ля (основне поєдна-ння навантажень)
З врахуван-ням краново-го і вітрового навантажень
№ завант.
1,3,7а,11,17
1,5,11,17
1,7а,11,17
maxМ
298.02
922.38
207.83
1356.61
835.19
1199.47
№ завант.
1,5,11,19
1,3,5а,11,19
1,3,7,11,19
minМ
-53.02
717.61
-205.29
1042.56
-952.71
1545.74
№ завант.
1,3,7а,11,17
1,3,5,11,17
1,3,5,11,19
maxN
298.02
922.38
-180.04
1561.38
-916.91
1923.06
Без врахува-ння
№ завант.
1,2
1,2
1,2
M, N
171.42
945.13
-56.60
1065.31
-101.38
1426.99
Розрахункові поєднання зусиль в перерізах середньої колони.
Таблиця 2.3.
№ завант.
Коеф. Поєдн.
Перерізи середньої колони
1-0
1-2
2-1
М,кНм
N, кН
Q, кН
М,кНм
N, кН
Q, кН
М,кНм
N, кН
Q, кН
1
1
0
1401.91
0
0
1642.27
0
0
1773.74
0
2
1
0
455.04
0
0
455.04
0
0
455.04
0
3
0,9
0
409.54
0
0
409.54
0
0
409.54
0
4
1
34.64
0
8.15
-83.28
157.22
8.15
10.44
157.22
8.15
4а
-34.64
0
-8.15
83.28
157.22
-8.15
-10.44
157.22
-8.15
5
0,9
31.18
0
7.34
-74.95
141.50
7.34
9.40
141.50
7.34
5а
-31.18
0
-7.34
+74.95
141.50
-7.34
-9.40
141.50
-7.34
6
1
110.84
0
26.08
-321.51
576.47
26.08
-21.59
576.47
26.08
6а
-110.84
0
-26.08
321.51
576.47
-26.08
21.59
576.47
-26.08
7
0,9
99.76
0
23.47
-289.36
518.82
23.47
-19.43
518.82
23.47
7а
-99.76
0
-23.47
289.36
518.82
-23.47
19.43
518.82
-23.47
8
1
0
0
0
0
949.49
0
0
949.49
0
9
0,9
0
0
0
0
854.54
0
0
854.54
0
10
1
±12.03
0
±2.83
±12.03
0
±2.83
±44.57
0
±2.83
11
0,9
±10.83
0
±2.55
±10.83
0
±2.55
±40.11
0
±2.55
12
1
±91.73
0
±32.13
±91.73
0
±32.13
±277.76
0
±32.13
13
0,9
±82.56
0
±28.92
±82.56
0
±28.92
±249.98
0
±28.92
14
1
±12.03
0
±2.83
±12.03
0
±2.83
±44.57
0
±2.83
15
0,9
±10.83
0
±2.55
±10.83
0
±2.55
±40.11
0
±2.55
16
1
172.93
0
40.69
172.93
0
40.69
640.87
0
40.69
17
0,9
155.64
0
36.62
155.64
0
36.62
576.78
0
36.62
18
1
-172.93
0
-40.69
-172.93
0
-40.69
-640.87
0
-40.69
19
0,9
-155.64
0
-36.62
-155.64
0
-36.62
-576.78
0
-36.62
№ завант.
1,3,7,13,17
1,3,7а,13,17
1,3,7а,13,17
maxМ
337.96
1811.45
89.01
527.56
2570.63
42.07
846.19
2702.10
42.07
№ завант.
1,3,7а,13,19
1,3,7,13,19
1,3,7,13,19
minМ
-337.96
1811.45
-89.01
-527.56
2570.63
-42.07
-846.19
2702.10
-42.07
№ завант.
1,3,7(7а),13,17(19)
1,3,9,13,17(19)
1,3,9,13,17(19)
maxN
±337.96
1811.45
±89.01
±238.20
2906.35
±65.54
±826.76
3037.82
±65.54
№ завант.
1,2
1,2
1,2
M, N
0
1856.95
0
0
2097.31
0
0
2228.78
0
Розрахунок та конструювання двохвіткової колони середнього ряду.
3.1. Вихідні дані.
Бетон важкий класу В30, підданий тепловій обробці при атмосферному тиску:
;; .
Поздовжня арматура – зі сталі А-ІІІ:
; ;
Поперечна арматура – зі сталі А-І:
; .
3.2. Надкранова частина колони (переріз 1-0).
Ширина перерізу , висота , корисна висота , .
В перерізі діють три комбінації розрахункових зусиль. В першу та другу комбінацію входять зусилля від постійного, снігового, кранового і вітрового навантаження,а в третю – від постійного і снігового.
Комбінації зусиль в перерізі 1-0 середньої колони.
Таблиця 3.1.
Зусилля
Комбінації зусиль
І
ІІ
ІІІ
М, кНм
337.96
-337.96
0
N, кН
1811.45
1811.45
1856.95
Зусилля від постійного і тривалого навантаження:
, .
Розрахункова довжина надкранової частини колони:
- для комбінації ІІІ (без врахування наванта-ження від мостових кранів);
- для комбінацій І,ІІ (з врахуванням наванта-ження від мостових кранів);
З врахуванням тривалості навантаження коефіцієнт приймаємо:
- для комбінації зусиль І, ІІ - ;
- для комбінації зусиль ІІІ - ;
Радіус інерції перерізу в площині згину:
;
Рис. 3.1.
Оскільки гнучкість колони: ;, необхідно враховувати вплив прогину елементу на величину ексцентриситету поздовжньої сили.
Перша комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Знаходимо величину критичної сили:
де:
;
(при );
;
(для важкого бетону);
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо висоту стиснутої зони бетону:
;
Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону:
де:
;
- для арматури А-ІІІ;
- при ;
Оскільки , то маємо перший випадок стиску.
Підбираємо симетричне армування.
Ексцентриситет з врахуванням величини вигину вітки колони:
Необхідна площа арматури:
При цьому:
Оскільки отриманий коефіцієнт армування незначно відрізняється від прийнятого при визначенні ,то подальшого уточнення площі арматури не проводимо і приймаємо при .
Друга комбінація зусиль.
Аналогічно першій комбінації зусиль. Сприйняття моменту протилежного знаку враховане симетричним армуванням.
Третя комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Тоді необхідно враховувати можливий випадковий ексцентриситет,який приймаємо за найбільшим із значень:
;
;
.
Приймаємо
Знаходимо величину критичної сили:
де:
;
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо висоту стиснутої зони бетону:
;
Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону:
де:
;
Оскільки , то маємо перший випадок стиску.
Підбираємо симетричне армування.
Ексцентриситет з врахуванням величини вигину вітки колони:
Необхідна площа арматури:
За розрахунком арматури не потрібно.
Тоді з конструктивних міркувань:
Остаточно для даного перерізу приймаємо 3Ø16 А-ІІІ, .
Поперечні стержні при в’язаних каркасах приймаємо А-І, з кроком
.
Розрахунок надкранової частини колони в площині, перпендикулярній до площини згину.
Розрахункова довжина надкранової частини колони з площини згину:
;
Радіус інерції перерізу з площини згину:
;
Оскільки гнучкість колони з площини згину - гнучкості колони в площині згину,
розрахунок з площини згину не проводимо.
3.3. Підкранова частина колони (переріз 1-2).
Переріз колони складається з двох віток. Висота усього перерізу . Перерізи віток: , , . Відстань між осями віток . Відстань між осями розпірок .
В перерізі діють три комбінації розрахункових зусиль. В усі комбінації входять зусилля від постійного, снігового, кранового і вітрового навантаження.
Комбінації зусиль в перерізі 1-2 середньої колони.
Таблиця 3.2.
Зусилля
Комбінації зусиль
І
ІІ
ІІІ
М, кНм
527.56
-527.56
±238.20
N, кН
2570.63
2570.63
2906.35
Q, кН
42.07
-42.07
±65.54
Зусилля від постійного і тривалого навантаження:
,
Розрахункова довжина підкранової частини колони:
- для комбінацій І,ІІ,ІІІ (з врахуванням наванта-ження від мостових кранів);
З врахуванням тривалості навантаження приймаємо .
Приведений радіус інерції перерізу двовіткової колони в площині згину:
Приведена гнучкість в площині згину:
, необхідно враховувати вплив прогину елементу на величину ексцентриситету поздовжньої сили.
Перша комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Знаходимо величину критичної сили:
;
де:
(при );
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Визначаємо поздовжні сили у вітках колон:
;
Згинальний момент (місцевий згин) вітки колони:
> (;
;
).
Тоді:
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону:
;
- переріз вітки працює за другим випадком стиску.
;
де:;
;
Тепер визначаємо площу арматури:
За розрахунком арматури не потрібно.
Друга комбінація зусиль.
Аналогічно першій комбінації зусиль. Сприйняття моменту протилежного знаку враховане симетричним армуванням.
Третя комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Знаходимо величину критичної сили:
;
де:
(при );
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Визначаємо поздовжні сили у вітках колон:
;
Згинальний момент (місцевий згин) вітки колони:
>
Тоді:
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону:
;
- переріз вітки працює за другим випадком стиску.
;
;
Тепер визначаємо площу арматури:
За розрахунком арматури не потрібно.
3.4. Підкранова частина колони (переріз 2-1).
В перерізі діють три комбінації розрахункових зусиль. В усі комбінації входять зусилля від постійного, снігового, кранового і вітрового навантаження.
Комбінації зусиль в перерізі 2-1 середньої колони.
Таблиця 3.3.
Зусилля
Комбінації зусиль
І
ІІ
ІІІ
М, кНм
846.19
-846.19
±826.76
N, кН
2702.10
2702.10
3037.82
Q, кН
42.07
-42.07
±65.54
Зусилля від постійного і тривалого навантаження:
,
З врахуванням тривалості навантаження приймаємо .
Перша комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Знаходимо величину критичної сили:
;
де:
(при );
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Визначаємо поздовжні сили у вітках колон:
;
Згинальний момент (місцевий згин) вітки колони:
>
Тоді:
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону:
;
- переріз вітки працює за другим випадком стиску.
;
;
Тепер визначаємо площу арматури:
За розрахунком арматури не потрібно.
Друга комбінація зусиль.
Аналогічно першій комбінації зусиль. Сприйняття моменту протилежного знаку враховане симетричним армуванням.
Третя комбінація зусиль.
Ексцентриситет прикладання поздовжньої сили:
;
Знаходимо величину критичної сили:
;
де:
(при );
;
;
;
Коефіцієнт поздовжнього згину:
;
Визначаємо поздовжні сили у вітках колон:
;
Згинальний момент (місцевий згин) вітки колони:
>
Тоді:
Приймаючи (симетричне армування), знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону:
;
- переріз вітки працює за другим випадком стиску.
;
;
Тепер визначаємо площу арматури:
За розрахунком арматури не потрібно.
Як видно з розрахунків, при всіх комбінаціях зусиль,що діють у підкрановій частині середньої колони,за розрахунком арматури не потрібно.
Тоді з конструктивних міркувань:
Остаточно для даного перерізу приймаємо 3Ø16 А-ІІІ, .
3.5. Розрахунок похилих перетинів підкранової вітки.
Всю поперечну силу буде сприймати стиснута вітка підкранової частини колони, тому для розрахунку вибираємо третю комбінацію зусиль, в якій найбільша поперечна сила: і менша величина стискаючої сили: . Розрахунок виконується у такій послідовності:
Коефіцієнт, що враховує вплив поздовжньої сили:
. Приймаємо .
Поперечна сила, яка може сприйматися бетоном вітки:
.
Оскільки , поперечне армування за розрахунком не потрібне.
Тоді з конструктивних міркувань приймаємо при в’язаних каркасах А-І, з кроком 200мм ().
3.6. Розрахунок підкранової частини колони з площини згину.
Розрахункова довжина: .
Радіус інерції:
Оскільки , необхідно враховувати вплив прогину елемента на величину ексцентриситету поздовжньої сили. Величину випадкового ексцентриситету приймаємо не менше:
;
;
;
Приймаємо .
;
;
;
;
;
При 4Ø16 А-ІІІ (з площини згину,див. рис. 3.2.):
;
Тоді:
Приймаючи знаходимо:
;
;
переріз працює за другим випадком стиску.
;
де:;
;
Тепер визначаємо площу арматури:
За розрахунком арматури не потрібно,отже прийнятої вище арматури достатньо.
3.7. Розрахунок розпірки.
Переріз розпірки – прямокутний: , , . Згинальний момент в розпірці:
;
Оскільки епюра моментів двозначна, то армуємо переріз розпірки подвійним симетричним армуванням:
;
Приймаємо 3 Ø18 A-III, .
Поперечна сила в розпірці:
Перевіряємо умову:
де ;
Умова виконується,висота розпірки прийнята правильно.
Поперечна сила, яка може сприйматися бетоном розпірки:
;
поперечне армування за розрахунком не потрібне.
Тоді з конструктивних міркувань приймаємо при в’язаних каркасах А-І, з кроком 200мм ().
Рис. 3.2
4. Розрахунок та конструювання попередньо напруженої сегментної ферми покриття прольотом 24 м.
4.1. Вихідні дані.
Ферма проектується попередньо напруженою. Напружена арматура нижнього поясу із канатів класу К-7 діаметром 15 мм з натягом на упори. Всі інші елементи армуються арматурою класу А-ІІІ, хомути класу А-І. Бетон важкий класу В30.
Розрахункові характеристики матеріалів:
для бетону класу В30: коефіцієнт умов роботи ;МПа, МПа, МПа, МПа,
для арматури класу А-ІІІ діаметром 10..40 мм: МПа, МПа, МПа,
для канатів класу К-7 діаметром 15 мм: МПа, МПа, МПа.
Значення контрольованого напруження арматури при натягу на упори для канатів класу К-7:
МПа, що задовільняє умови:
;при МПа;
МПа;
МПа.
Геометричні розміри:
ширина панелей 3м з розрахунку опирання ребристих плит покриття 3х12 м;
висота ферми в середині прольоту 2950мм; ;
перетин поясів мм ;
перетин розкосів мм.
4.2. Визначення навантажень на ферму.
Згідно таблиці 2.1.(див. п. 2.1.) постійне навантаження від ваги покриття на ферму:
- нормативне кН/м2;
- розрахункове кН/м2;
Згідно п. 2.1. тимчасове снігове навантаження на ферму:
- нормативне кН/м2;
- розрахункове кН/м2; в тому числі тривале кН/м2(30%);
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора