Зміст
1. Вихідні дані
2. Компонування збірного залізобетонного каркаса будівлі з встановленням геометричних параметрів
3. Визначення навантажень на раму
3.1 Постійне навантаження
3.2 Тимчасові навантаження
4. Статичний розрахунок рами
5. Розрахунок суцільний колони ряду А
5.1 Дані для проектування
5.2 Розрахунок надкрановой частини колони
5.3 Розрахунок підкранової частини колони
6. Конструювання і розрахунок фундаменту під колону ряду А
6.1 Дані для проектування
6.2 Підбір арматури підошви
6.3 Розрахунок подколонніка і його стаканних частини
7. Розрахунок попередньо напруженої безраскосной ферми прольотом
L = 18 м
7.1 Дані для проектування
7.2 Визначення навантажень на ферму
7.3Определеніе зусиль в стержнях ферми
7.4 Розрахунок перерізів елементів ферми
Завдання № 1
на курсовий проект по залізобетонних конструкцій № 3 «Проектування збірних залізобетонних елементів каркаса одноповерхової промислової будівлі»
1. Вихідні дані
Призначення зданіяодноетажное промислове
Місце будівництв Уфа
Кількість пролетов2
Розміри прольотів, М18
Довжина будівлі, м.72м
Відмітка низу кроквяних конструкцій, М10, 8
Умовне розрахунковий опір грунту, МПа 0,1
Наявність ліхтаря немає
Тепловий режим будівлі опалювальне
Вид кранів і кількість у прольоті по два мостових електричних крана у прольоті;
Вантажопідйомність кранів, Т30
Виконати розрахунок та конструювання наступних збірних елементів каркасу:
- Ригель перекриття (кроквяна конструкція) К-7
- Колона крайнього ряду
- Фундамент під колону
13. Додаткові вимоги:
- Крок колон, м 12
- Крок кроквяних конструкцій, м 6
2. Компонування збірного залізобетонного каркаса будівлі з встановленням геометричних параметрів
В якості основних несучих конструкцій покриття приймаємо сегментні ферми розкосів прольотами L 1 = 18 м, L 2 = 18 м. Плити покриття залізобетонні попередньо напружені ребристі 3х6 м.
Рис.1. Поперечний розріз
Колони крайнього і середнього рядів - суцільні. Прив'язка координатних осей крайніх рядів «250», прив'язка осей кранових шляхів λ = 750 мм.
Рис.2. Вузли рами.
Додаткові дані:
- Габаритний розмір крана по висоті Н = 2750 мм (для крана вантажопідйомністю Q = 30 / 5 т);
- Висота підкранової рейки КР-70 з прокладками 150 мм;
- Висота підкранової балки 1400 мм;
3. Визначення навантажень на раму
3.1 Постійне навантаження
Навантаження від ваги покриття наведена в таблиці 1.
Таблиця 1
Навантаження від ваги покриття
Нормативна | Коефіцієнт | Розрахункова | |
Власний вага | навантаження, | надійності | навантаження, |
Н / м ² | за навантаженням | Н / м ² | |
Залізобетонних ребристих | 2050 | 1,1 | 2255 |
плит покриття розміром в | |||
плані 3х6 м з урахуванням | |||
заливки швів | |||
Обмазувальної пароізоляції | 50 | 1,1 | 60 |
Утеплювач (готові плити) хв / ват | 160 | 1,2 | 190 |
Асфальтової стяжки товщиною | 350 | 1,3 | 455 |
2 см | |||
Рулонного килима | 200 | 1,3 | 260 |
РАЗОМ | - | - | 3220 |
Навантаження від покриття збираємо з вантажних площ, рівних 9х6 м для колон по рядах А і В, 18х6 - для В. Навантаження від маси підкранових балок, кранових шляхів, стінових панелей, від вітру збираємо зі смуги 12 м, що дорівнює по ширині рамі - блоку .
Маси основних несучих конструкцій:
кроквяна ферма L = 18 м: маса 6,0 т, вага 60 кН;
підкроквяних ферма L = 12 м: маса 9,4 т, 94 кН;
підкранова балка L = 12 м: маса 12 т, 125 кН.
Розрахункові навантаження:
На одну колону по рядах:
- Від ваги покриття G = 3,22 ∙ 9 ∙ 12 = 347,76 кН;
- Від ферми G = 60 / 2 ∙ 1,1 ∙ 0,95 = 33 кН;
- Від підкроквяний ферми G = 94 / 2 ∙ 1,1 ∙ 0,95 = 51,7 кН;
Розрахункове навантаження на крайню колону: F 1 = 516,2 кН,
на середню колону: F 2 = 1032,3 кН ексцентриситет навантаження F 1,2 щодо геометричній осі надкрановой частини колони
е = 425 - h 1 / 2 = 425 - 600 / 2 = 125 мм;
- Від ваги надкрановой частини однієї колони
F 3 = bh 1 H 1 γγ f γ n = 0,5 ∙ 0,6 ∙ 4,2 ∙ 25 ∙ 1,1 ∙ 0,95 = 32,9 кН;
Розрахункове навантаження від ваги підкранових частин: крайня колона - F 4 = 51,7 кН, середня колона - F 5 = 90 кН ексцентриситет навантаження F 3,4,5 щодо геометричній осі підкранової частини колони
е = (h 2 - h 1) / 2 = (1000 - 600) / 2 = 200 мм;
- Від стінових панелей товщиною 300 мм і заповнення віконних прорізів від позначки 10,95 м до 17,25 м.
F 6 = (2,5 ∙ 5,4 + 0,4 ∙ 2,4) ∙ 12 ∙ 1,1 ∙ 0,95 = 181,3 кН;
ексцентриситет навантаження F 6 щодо геометричній осі підкранової частини колони
е w = (t w + h 2) / 2 = (300 + 1000) / 2 = 650 мм;
- Від ваги підкранових балок і кранового шляху
F 7 = 120 ∙ 1,1 ∙ 0,95 = 125,4 кН;
ексцентриситет навантаження F 7 щодо підкранової частини колони
е 3 = 250 + λ - h 2 / 2 = 250 + 750 - 1000 / 2 = 500 мм.
3.2 Тимчасові навантаження
Снігове навантаження
Сніговий район для м. Уфа - V.
Вага снігового покриву на 1 м 2 проекції покриття для IV району, згідно з главою СНіП 2.01.07-85 «Навантаження і впливи», S 0 = 2 кПа = 2 кН / м 2.
Так як ухил покрівлі <12%, середня швидкість вітру за три найбільш холодних місяця υ = 3 м / с> 2 м / с знижують коефіцієнт переходу μ = 1 множенням на коефіцієнт k:
k = 1,2 - 0,1 ∙ υ = 1,2 - 0,1 · 3 = 0,9, тобто
k μ = 1 ∙ 0,9.
Розрахункове снігове навантаження при
k μ = 0,8; γ f = 1,4; γ n = 0,95;
на крайні колони:
S 1 = S 0 k μ a (l / 2) γ f γ n = 2 ∙ 0,9 ∙ 12 (18 / 2) ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 258,6 кН;
на середні колони:
S 2 = 2,4 ∙ 0,8 ∙ 12 (24 / 2 + 18 / 2) ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 643,5 кН.
Кранові навантаження
Кран Q = 30 / 5 т
Вага вантажу, що піднімається Q = 300 кН.
Проліт крана 16,5 м.
Відповідно до стандарту на мостові крани база крана М = 630 см, відстань між колесами К = 510 см, вага візка G п = 87 кН, вага крана G кр = 520 кН, F n, max = 315 кН, F n, min = 58 кН.
Розрахункове максимальний тиск на колесо крана при γ f = 1,1:
F max = F n, max γ f γ n = 315.1, 1.0, 95 = 330 кН,
F min = F n, min γ f γ n = 58.1, 1.0, 95 = 60 кН.
Розрахункова гальмівна сила на одне колесо
Н max = (Q + G n) 0,5 γ f γ n / 20 = (300 + 87) ∙ 0,5 ∙ 1,1 ∙ 0,95 / 20 = 10,1 кН.
Вертикальне кранове навантаження на колони від двох зближених кранів з коефіцієнтом сполучень ψ = 0,85:
D max = F max ψ Σ y = 330 ∙ 0,85 ∙ 3,3 = 925,6 кН,
D min = 60 ∙ 0,85 ∙ 3,3 = 168,3 кН, де
Σ y = 3,3 сума ординат лінії впливу тиску двох підкранових балок на колону.
Рис.3. Лінії впливу тиску на колону крана Q = 30 / 5 т.
Вертикальне кранове навантаження на колони від чотирьох зближених кранів з коефіцієнтом сполучень ψ = 0,7
D max 4-х = 2 ∙ 0,7 ∙ 3,3 ∙ 330 = 1524,6 кН.
Горизонтальна кранове навантаження на колону від двох кранів при поперечному гальмуванні:
Н = Н min ψ Σ y = 0.57 (300 +87) / 20 = 9,6 кН.
H = 9,6 ∙ 0,85 ∙ 3,3 = 27,1
Вітрова навантаження
Вітровий район для м. Уфи - II.
Для II-го району швидкісний тиск вітру ω 0 = 0,3 кПа; коефіцієнт надійності за навантаженням γ f = 1,4. Коефіцієнт k, що враховує зміну вітрового тиску по висоті будівлі для типів місцевості Б:
Аеродинамічні коефіцієнти для вертикальних стін:
= 0,8 - з навітряного боку;
з = - 0,6 - з підвітряного.
на відм. 10,800 k 1 = 1,08;
на відм. 14,370 k 2 = 1,1.
Швидкісний напір вітру:
на відм. 5,000 ω 1 = 0,75 ∙ ω 0 ∙ з = 0,75 ∙ 0,3 ∙ 0,8 = 0,285 кПа;
на відм. 10,000 ω 2 = 1,0 ∙ ω 0 ∙ з = 1,0 ∙ 0,3 ∙ 0,8 = 0,38 кПа;
на відм. 10,800 ω 3 = 1,08 ∙ ω 0 ∙ з = 1,08 ∙ 0,3 ∙ 0,8 = 0,433 кПа;
на відм. 14,370 ω 4 = 1,1 ∙ ω 0 ∙ з = 1,1 ∙ 0,3 ∙ 0,8 = 0,45 кПа.
Змінний по висоті колони швидкісний напір замінюємо рівномірно розподіленим, еквівалентним по моменту в закладенні колнни:
з навітряного боку
ω а = 2М а / Н 2 = 2 [180 ∙ 5 2 / 2 + (180 + 240) (10 - 5) ((10 - 5) / 2 + 5) / 2 +
+ (240 + 245) (10,8 - 10) ((10,8 - 10) / 2 + 10) / 2] / 10,8 2 = 0,21 кПа,
де М а - момент у закладенні від фактичної вітрового навантаження.
з підвітряного боку
ω р = (0,5 / 0,8) ∙ 210 = 130 кН / м.
Розрахункова погонне навантаження на колону крайнього ряду до позначки 10,8 м: з навітряного боку
Р а = ω а ∙ а ∙ γ f ∙ γ n = 0,21 ∙ 12 ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 3,3 кН / м;
з підвітряного боку
Р р = 0,13 ∙ 12 ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 2,075 кН / м.
Навантаження від вітрового тиску на надколонную частина будівлі (шатер покриття) вище відмітки 10,8 м приводимо до зосередженої сили за формулою:
W = (з 1 + з 2) (ω eq + ω max) (Н max - Н 0) а / 2 = [(0,8 + 0,5) (0,26 + 0,245 (14,37 -
- 10,8) / 2] ∙ 12 ∙ 1,4 ∙ 0,95 = 18,5 кН.
Зосереджена сила W умовно вважається прикладеною на рівні верху колони.
4. Статичний розрахунок рами
Зусилля в колонах рами від постійного навантаження
Поздовжня сила F 1 = 516,2 на крайній колоні діє з ексцентриситетом е 1 = 0,125 м. У верхній частині момент М 1 = F 1 е 1 =
= 516,2 ∙ 0,125 = 64,53 кН ∙ м.
У підкранової частини крім сили F 1 = 516,2 кН, прикладеної з ексцентриситетом е 2 = 0,2 м, діє: розрахункове навантаження від стінових панелей F 6 = 181,3 кН з е w = 0,65 м; розрахункове навантаження від підкранових балок F 7 = 125,4 кН з е 3 = 0,5 м; розрахункове навантаження від надкрановой частини колони F 3 = 32,9 кН з е 2 = 0,2 м.
Сумарне значення моменту
М 2 = -165 кН ∙ м.
Зусилля в колонах від снігового навантаження
Снігове навантаження S 1 = 258,6 кН на крайній колоні діє з ексцентриситетом е 1 = 0,125 м. У верхній частині момент М 1 = S 1 е 1 =
= 258,6 ∙ 0,125 = 32,3 кН ∙ м.
У підкранової частини S 1 = 258,6 кН, прикладена з ексцентриситетом е 2 = 0,12 м
У підкранової частини момент М 2 = -258,6 ∙ 0,2 = 51,7 кН ∙ м.
Зусилля в колонах від вітрового навантаження
Розрахункова погонне навантаження на колону крайнього ряду до позначки 10,8 м: з навітряного боку
ω а = 3.3 кН / м;
з підвітряного боку
ω р = 2.1 кН / м.
Навантаження від вітрового тиску на надколонную частина будівлі (шатер покриття) вище відмітки 10,8 м.
W = 18,5 кН.
Зусилля в колонах від кранового навантаження
Розглядаємо наступні види завантаження:
1) М max на крайній колоні і M min на середній;
2) М max на середній і M min на крайній колоні;
3) чотири крана з М max на середній колоні;
4) гальмівна сила на крайній колоні;
5) гальмівна сила на середній колоні.
1. У першому випадку на крайній колоні сила D max = 925,6 кН прикладена з ексцентриситетом е 3 = 0,5 м.
Момент у вузлі
М max = 925,6 ∙ 0,5 = 462,8 кН ∙ м.
Одночасно на середній колоні діє сила D min = 168,3 кН з ексцентриситетом е = λ = 0,75 м.
2. У першому випадку на крайній колоні сила D min = 168,3 кН прикладена з ексцентриситетом е 3 = 0,5 м.
Момент у вузлі
М min = 168,3 ∙ 0,5 = 84,2 кН ∙ м.
Одночасно на середній колоні діє сила D max = 925,6 кН з ексцентриситетом е = λ = 0,75 м.
При цьому
М max = 925, 6 ∙ 0,75 = 694,2 кН ∙ м
3. Для третього випадку сумарний момент
D max = 925,6 кН
М max = 0кН ∙ м.
на крайньому колоні сила D min = 168,3 кН прикладена з ексцентриситетом
е 3 = 0,5 м.
Момент у вузлі
М min = 168,3 ∙ 0,5 = 84,2 кН ∙ м.
Таблиця 2
Таблиця зусиль у перетинах колон
Управління | ||
Тип | Найменування | Дані |
1 | Шифр завдання | рама ЖБК Вова |
2 | Ознака системи | 2 |
39 | Імена завантаженні | 1: постійна 2: снігова 3: вітрова 4: кран зліва 5: кранова праворуч 6: крани центр 7: гальмування зліва 8: гальмування праворуч |
33 | Одиниці виміру | Лінійні одиниці виміру: м; Одиниці виміру розмірів перерізу: см; Одиниці виміру сил: кН; Одиниці виміру температури:; |
Елементи |
Номер
елемента
Тип
елемента
Тип
жорсткості
Вузли
1
2
2
2 Січень
2
2
1
2 Березня
3
2
3
4 березня
4
2
1
4 Травня
5
2
2
5 червня
6
2
3
7 Квітень
7
2
1
7 серпня
8
2
2
9 серпня