Проектирование производственного здания с мостовыми кранами - Строительство и архитектура курсовая работа

Главная

Строительство и архитектура
Проектирование производственного здания с мостовыми кранами

Компоновка поперечной рамы и выбор типов колонн. Обеспечение пространственной жесткости задания. Определение нагрузок на поперечную раму. Проектирование и расчет стропильной конструкции. Конструирование колонны и фундамента производственного здания.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
1.1 Определение размеров колонн по высоте
1.2 Привязка колонн. Выбор типов колонн и назначение размеров поперечных сечений колонн
1.3 Выбор и компоновка стенового ограждения и покрытия
2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ЗДАНИЯ
3.1 Расчетная схема поперечной рамы
3.2 Определение постоянных нагрузок на поперечную раму
4 СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ
4.2 Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны
5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ
5.4.1 Расчет по первой группе предельных состояний
5.4.2 Расчет по второй группе предельных состояний
5.8.2 Узел 2 - промежуточный верхний узел
6.2 Расчет прочности нормальных сечений колонны в плоскости рамы
6.2.1 Определение расчетных длин и минимальной площади продольной арматуры
6.2.2 Расчет надкрановой части колонны
6.2.3 Расчет подкрановой части колонны
6.3 Расчет прочности нормальных сечений колонны из плоскости рамы
6.3.2 Расчет надкрановой части колонны
6.3.3 Расчет подкрановой части колонны
6.4 Расчет подкрановой консоли колонны
6.5 Конструирование колонны сплошного прямоугольного сечения
7.2 Предварительный выбор основных размеров фундамента
7.2.2 Размеры стаканной части фундамента
7.3 Расчет и конструирование плитной части фундамента
7.3.1 Конструирование плитной части фундамента
7.3.2 Проверка плитной части фундамента на продавливание
7.3.3 Армирование подошвы фундамента
7.4 Расчёт и конструирование подколонника
7.4.1 Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям
7.4.2 Проверка прочности подколонника по наклонным сечениям
Исходные данные для проектирования находим по трехзначному шифру, который определяем по номеру зачетной книжки.
Сумма второй и пятой цифр номера зачетной книжки: 6 + 6 = 12, принимаем первую цифру шифра - 2. Вторая и третья цифры равны соответственно двум последним в номере зачетной книжки. Итак, шифр - 276.
Исходные данные для проектирования по шифру 276:
- район строительства - г. Хабаровск;
- грузоподъемность крана - Q = 20 т;
- отметка кранового рельса - H р = 11 м;
- расчетное сопротивление грунта - R 0 = 0.2 МПа;
- плотность утеплителя - с 0 = 125 кг/м3;
- поперечная рама - однопролетная с ригелем в виде сегментной раскосной фермы.
где Нкр = 2.4 м - габаритный размер крана;
h п.б. = 0.8 м - высота подкрановой балки;
а 1 = 0.15 м - высота кранового рельса;
а 2 = 0.15 м - зазор между низом стропильной конструкции и верхом крановой тележки.
Н в = 2.4 + (0.8 + 0.15) + 0.15 = 3.5 м.
Ориентировочно высота помещения определяется по формуле :
Принимаем высоту помещения здания Нп = 14.4 м.
где а 3 = 0,15 м - расстояние от уровня чистого пола до обреза фундамента,
Для зданий с шагом колонн a = 6 м при грузоподъемности крана Q = 20 т и при среднем или легком режиме работы принимается привязка колонн 0 м.
При Нп = 14.4 м, Q = 20 т и a = 6 м - принимаю марку крайней колонны - К3 с размерами:
h в = 0.38 м, h н = 0.8 м, b к = 0.4 м.
Стеновое ограждение - стеновые панели из ячеистого бетона класса В2.5 по ГОСТ 11118-73 «Панели из автоклавных ячеистых бетонов для наружных стен зданий».
Толщину стеновых панелей и утеплителя кровли определим из теплотехнического расчета, выполним его в программе ТеРеМОК.
Принятая конструкция покрытия приведена на рисунке 1.
Принимаем однослойные стеновые панели из ячеистого бетона толщиной ст = 300 мм.
Ориентировочная высота остекления в надкрановой части здания определяется по формуле:
h 20 = 3.5 - (0.8 + 0.15) - 0.6 = 1.95 м.
Принимаю высоту остекления h 2 = 1.8 м.
Высота здания от обреза фундамента до верха стенового ограждения:
Hl = 14.4 + 3 - 0.6 + 0.15 = 16.95 м.
Компоновка поперечной рамы представлена на рисунке поперечного разреза здания (рисунок 2).
Пространственная жесткость одноэтажного промышленного здания и диска покрытия обеспечивается защемлением колонн в фундаментах и устройством специальных связей.
В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается поперечными рамами, образованными колоннами, жестко защемленными в фундаментах, и ригелями, шарнирно связанными с колоннами.
В продольном направлении жесткость здания частично обеспечивается продольными рамами (колонны и шарнирно связанные с ними подкрановые балки и плиты покрытия). Для повышения пространственной жесткости здания в продольном направлении и обеспечения устойчивости колонн при действии крановых тормозных и ветровых сил, в подкрановой части колонн устанавливаются (рисунки 2, 3, 4):
1) вертикальные крестовые связи ВС1 из двух уголков,
2) горизонтальные связевые фермы ГС1 в уровне консолей из двух швеллеров №16 соединённых распорками из швеллеров №6.5.
Рисунок 2. Поперечный разрез здания
Принимаем жесткое защемление колонн в фундаментах. Крайняя колонна в расчетной схеме заменяется стержнем ломаного очертания. Стропильную ферму ввиду её большой жесткости в плоскости рамы считаем абсолютно жесткой. Соединение стропильной конструкции с колонной считаем шарнирным. Расчетная схема поперечной рамы изображена на рисунке 5.
Рис унок 5 . Расчетная схема поперечной рамы
Нагрузка от веса покрытия определена в таблице 1 (конструкция покрытия - рисунок 1).
Слой изопласта К q к1 = 5,0 кг/м2 (ТУ 5774-005-05766480-95)
q к1 * q * 10-3 * г n = 5.0 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047
Слой изопласта П q к2 = 5,5 кг/м2 (ТУ 5774-005-05766480-95)
q к2 * q * 10-3 * г n = 5.5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.051
Цементно-песчаная стяжка с т = 0,02 м, ст = 1800 кг/м3
ст * ст * q * 10-3 * г n = 1800 * 0.02 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.336
Минераловатные плиты о = 0,14 м, о = 125 кг/м3 (ГОСТ 9573-96)
о * о * q * 10-3 * г n = 125 * 0.14 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.163
Слой рубероида q р = 5,0 кг/м2 (ГОСТ 10923-93)
q р * q * 10-3 * г n = 5 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 0.047
Ж/б ребристые плиты покрытия размером 3 * 6 м q пл = 157 кг/м2 (с заливкой швов) ( ГОСТ 28042-89)
q пл * q * 10-3 * г n = 157 * 9.81 * 10-3 * 0.95 = 1.463
Массу стропильной фермы пролетом 18 м при шаге колонн 6 м примем Gр = 6000 кг.
Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной поверхности земли:
где S 0 - расчетное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, город Хабаровск находится во II снеговом районе, S 0 = 120 кг/м2;
гf = 0.7 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке.
Хабаровск находится в III ветровом районе, нормативное значение ветрового давления - 0 = 38 кг/м2.
Максимальное и минимальное давления колеса крана Fmax = 170 кН, Fm in = 71.5 кН.
Статический расчет поперечной рамы проведем в программе «Poperechnik», исходные данные для которой собраны в таблице 2.
Исходные данные для расчета программы «Poperechnik »
Высота сечения надкрановой части крайней колонны
Высота сечения подкрановой части крайней колонны
Высота надкрановой части крайней колонны
Высота подкрановой части крайней колонны
Высота сечения надкрановой части средней колонны
Высота сечения подкрановой части средней колонны
Высота надкрановой части средней колонны
Высота подкрановой части средней колонны
Расчет усилий в расчетном сечении средней колонны
Расчетная нагрузка от веса покрытия и кровли
Масса снегового покрова на 1 м2 поверхности земли
Грузоподъемность основного крюка крана
Высота здания до верха стенового ограждения
Суммарная высота остекления в надкрановой части
Суммарная высота панелей в надкрановой части
Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны однопролетной рамы
Район строительства - г. Хабаровск.
Принимаем в качестве предварительно напрягаемой арматуры канаты класса К1500, в качестве ненапрягаемой арматуры горячекатаную стержневую арматуру класса А400 и бетон класса В30. В качестве конструктивной арматуры принимаем стержневую арматуру А240 и проволочную арматуру В500.
Характеристики напрягаемой арматуры - канатов класса К1500:
R sp . ser = 1500 МПа; R sp = 1250 МПа; E sp = 180000 МПа.
Характеристики ненапрягаемой арматуры класса А400:
R s = 355 МПа; R sc = 355 МПа; Rsw = 285 МПа; Es = 200000 МПа.
R bt . ser = 1.75 МПа; Rb . ser = 22 МПа; Rbt = 1.15 МПа; Rb = 17 МПа; гb 2 = 0.9; Eb = 32500 МПа.
Нормативная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна q n = 2.11 кН/м2.
Нагрузка от собственного веса фермы:
q ф . ser = 6000 * 10-3 * 9.81 / (18 * 6) = 0.55 кН/м2.
Нормативная кратковременная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности покрытия:
Sser = 1.2 * 0.7 * 1 = 0.84 кН/м2.
Нормативная длительная снеговая нагрузка:
Расчетная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна q = 2.43 кН/м2.
Расчётная нагрузка от собственного веса фермы:
Расчётная нагрузка от снегового покрова:
Расчётная длительная снеговая нагрузка:
Узловые (сосредоточенные) нагрузки:
Р n , ser = 2.11 * 6 * 3 = 37.98 кН;
Р ф , ser = 0.55 * 6 * 3 = 9.90 кН;
Нормативная и расчетная нагрузки от собственного веса покрытия с учётом веса фермы:
Геометрическая схема фермы изображена на рисунке 6, расчёт усилий в элементах фермы от постоянной и временной (снеговой) нагрузок приведен в таблице 4.
Рисунок 6. Геометрическая схема фермы
Нормативные полное и длительное усилия определяем только в наиболее растянутых элементах для расчёта по второй группе предельных состояний:
U 2, ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 5.33 = 335.79 кН,
U2l,ser = Nl.ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 5.33 = 295.50 кН;
D2,ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 0.78 = 49.14 кН,
D2l,ser = Nl,ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 0.78 = 43.24 кН.
Сечение нижнего пояса h * b = 200 * 250 мм.
Наибольшее расчётное усилие в нижнем поясе U2 = N = 406.79 кН.
Изгибающий момент, возникающий от собственного веса рассчитываемого пояса:
М2 = 0.02 * (54.72 + 21.6) = 1.53 кН*м.
Эксцентриситет силы N относительно центра тяжести сечения:
е0 < h / 2 - a = 0.2 / 2 - 0.05 = 0.05 м > 0.00376 м, следовательно, сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S '.
Требуемая площадь сечения арматуры:
Asp? = N * e / (гsb6 * Rsp * (h0 - a?)),
Asp = N * e? / (гsb6 * Rsp * (h0 - a?)),
где гsb6 - коэффициент условий работы арматуры равный 1.15,
e = h / 2 - a? - е 0 = 20 / 2 - 5 - 0.376 = 4.62 cм,
e? = h / 2 - a? + е 0 = 20 / 2 - 5 + 0.376 = 5.38 cм,
Asp ? = 406.79 * 10 * 4.62 / (1.15 * 1250 * (15 - 5)) = 1.31 см2,
Asp = 406.79 * 10 * 5.38 / (1.15 * 1250 * (15 - 5)) = 1.52 см2.
Принимаем Ш12 К1500, Asp = Asp? = 0.906 см2, тогда число канатов:
Принимаем 2 Ш12 К1500 с площадью поперечного сечения арматуры Asp = Asp ? = 1.812 см2.
Предварительные напряжения в напрягаемой арматуре класса К1500:
0.3 * Rsp,ser ? уsp ? 0.8 * Rsp,ser,
0.3 * 1500 = 450 МПа ? уsp ? 0.8 * 1500 = 1200 МПа.
Передаточная прочность бетона в момент отпуска арматуры назначается из условий:
М 2,ser = 0.02 * (37.98 + 9.90 + 15.12) = 1.26 кН*м,
М 2l,ser = 0.02 * (37.98 + 9.90 + 7.56) = 1.09 кН*м.
Площадь приведённого поперечного сечения:
б - коэффициентом приведения арматуры к бетону:
Asp , Asp' - площадь сечения напрягаемой арматуры.
Ared = 25 * 20 + 5.54 * 1.812 + 5.54 * 1.812 = 520.08 см2.
1) Потери от релаксации напряжения арматуры для арматуры класса К1500 при механическом способе натяжения:
?у1 = (0.22 * уsp / Rsp,ser - 0.1) * уsp,
? у1 = (0.22 * 1200 / 1500 - 0.1) * 1200 = 91.20 МПа.
2) Потери от температурного перепада ? t = 65? при тепловой обработке бетона:
3) Потери от деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму:
4) Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:
? у4 = 2 * 180000 / 18000 = 20 МПа.
Д у sp (1) = 91.20 + 81.25 + 30 + 20 = 222.45 МПа.
где еb , sh - деформация усадки бетона, принимаемая равной для бетона класса В35 и ниже равной 0.0002.
2) Потери напряжений в рассматриваемой напрягаемой арматуре ( S или S ' ) от ползучести бетона:
6 = 0.8 * b,cr * * bp / [1 + * sp * (1 + e0p1 * asp * Аred / Ired) * (1 + 0.8 * b,cr)],
где ц b ,с r =2.3 - коэффициент ползучести для бетона класса B30 при нормальной влажности воздуха;
м sp - коэффициент армирования, равный:
где А и А sp - площади поперечного сечения соответственно элемента и рассматриваемой напрягаемой арматуры ( Asp и Asp ' );
у bp - напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой напрягаемой арматуры, определяемое по приведенному сечению согласно формуле:
bp = P(1) / Ared + P(1) * е0р1 * уs / Ired,
где P (1) - усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь:
P(1) = (Asp + A'sp) * (уsp - Дуsp(1)),
P (1) = (1.812 + 1.812) * (1200 - 222.45) /10 = 354.26 кН.
e 0 p 1 - эксцентриситет усилия P (1) относительно центра тяжести приведенного сечения элемента равный 0, так как ysp = y ' sp .
bp = 354.26 *10 / 520.08 = 6.81 МПа < 0.9 * Rbp = 0.9 * 21 = 18.9 МПа.
6 = 0.8 * 2.3 * 5.54 * 6.81 / [1 + 5.54 * 0.00724 * 1 * (1 + 0.8 * 2.3)] = 62.32 МПа.
Д у sp (2) = 36 + 62.32 = 98.32 МПа.
Д уsp = 222.45 + 98.32 = 320.77 МПа.
100 МПа < Д у sp = 320.77 МПа < 0.35 * 1200 = 420 МПа => Д у sp = 320.77 МПа.
Усилие обжатия бетона с учётом всех потерь:
P(2) = (Asp + A'sp) * (уsp - Дуsp),
P (2) = (1.812 + 1.812) * (1200 - 320.77) / 10 = 318.63 кН.
С учётом гsp = 0.9 усилие обжатия бетона:
Расчёт внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится из условия:
где М - изгибающий момент от внешней нагрузки:
r - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки:
Wred - момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна, определяемый как для упругого тела по формуле:
I red = 25 * 203 /12 + 5.54 * 2 * 1.812 * 52 = 17168.59 cм4,
Wred = 2 * 17168.59 / 20 = 1716.86 cм3,
M = 335.79 * (0.0037 + 0.033) = 12.32 кН*м;
Mcrc изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин:
Mcrc = г * Wred * Rbt,ser + P(2) * (e0p + r),
г - коэффициент равный 1.3 для прямоугольного сечения;
e 0 p - эксцентриситет усилия обжатия P (2) относительно центра тяжести приведенного сечения, e 0 p = 0.
Mcrc = 1.3 * 1716.86 * 1.15 / 1000 + 318.63 * 0.033 = 13.08 кН*м.
M = 12.32 кН*м < Mcrc = 13.08 кН*м => трещины в сечениях нижнего пояса не образуются.
Сечение верхнего пояса h * b = 180 * 250 мм.
Расчётная длина в плоскости и из плоскости фермы:
При гибкости пояса l0 / h = 271 / 18 = 15 см > 4 см следует учитывать влияние прогиба пояса на величину изгибающего момента.
1) Изгибающие моменты относительно оси арматуры:
М 1 = 0 + 0.5 * 503.71 * (0.135 - 0.045) = 22.67 кН*м,
М 1 l = 0 + 0.5 * 432.43 * (0.135 - 0.045) = 19.46 кН*м.
3) Изгибающие моменты М1 и М 1 l одного знака.
4) Коэффициент ц l , учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб пояса:
ц l = 1 + 19.46 / 22.67 = 1.86 < 2.
5) Пояс является статически определимой конструкцией.
дe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * гb2 * Rb,
д e , min = 0.5 - 0.01 * 271 / 18 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.196,
9) ц р = 1, так как в верхнем поясе отсутствует напрягаемая арматура.
10) Определим жесткость при коэффициенте армирования м = 0.01:
D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (цl * (0.3 + дe)) + 0.175 * м * б1 * ((h0 - a') / h)2],
D = 32500 * 25 * 183 * [0.0125 / (1.86 * (0.3 + 0.196)) + 0.175 * 0.01 * 6.15 * ((13.5 - 4.5)/18)2] / 100000 = 769.53 кН*м.
Ncr = р 2 * 769.53 / 2.712 = 1034.16 кН.
N = 503.71 кН < Ncr = 1034.16 кН.
з = 1 / (1 - 503.71 / 1034.16) = 1.95.
12) Расстояние от усилия N до арматуры:
е = 1.95 * 0.6 + 0.5 * (13.5 - 4.5) = 5.67 см.
13) Относительная величина продольной силы:
бn = 503.71 *10 / (0.9 * 17 * 25 * 13.5) = 0.98.
14) Граничная относительная высота сжатой зоны бетона:
R = 0.8 / (1 + 355 / 700) = 0.531.
16) д = a? / h0 = 4.5 / 13.5 = 0.333.
17) б m = N * e / ( г b2 * R в * b * h02) = 503.71 * 5.67 *10 / (0.9 * 17 * 25 * 13.52) = 0.41.
18) = ( m - n * (1 - 0 . 5 * n )) / (1 - д) = (0.41 - 0.98 * (1 - 0.5 * 0.98)) / (1 - 0.333) = - 0.134 < 0 => принимаем 4 Ш12 А400, As = As c = 2.26 см2.
м1 = ( As ? + As ) / ( b * h 0 ) = (2.26 + 2.26) / (25 * 13.5) = 0.013.
Гибкость л = l 0 / i = l 0 / (0.289 * h ) = 271 / (0.289 * 18) = 52.
мmin = 0.002 ? м1 = 0.013 ? мmax = 0.035 .
21) Диаметр поперечных стержней определяем из условий:
21) Шаг поперечных стержней вычисляем из условий:
Сечение раскоса h * b = 120 * 150 мм.
Расчётное растягивающее усилие в раскосе N = D 2 = 59.53 кН.
Требуемая площадь сечения рабочей продольной арматуры:
А s = 59.53 * 10 / 355 = 1.67 см2.
Принимаем с учётом конструктивных требований 4 Ш12 А400 с А s = 4.52 см2.
Диаметр поперечных стержней принимаем из условии: dsw ? 0 . 25 * ds = 0.25 * 12 = 3 мм, dsw ? 6 мм, принимаем Ш6 А400.
Напряжения в арматуре от непродолжительного и продолжительного действия нагрузок:
у s = 49.14 * 10 / 4.52 = 108.72 МПа,
у s , l = 43.24* 10 / 4.52 = 95.66 МПа.
Ширина раскрытия нормальных трещин:
acrc = ц1 * ц2 * ц3 * ш s * уi * ls / Es,
где у i - напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки;
ls - базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными нормальными трещинами:
ls = 0.5 * 0.5 * 12 * 15 * 1.2 / 4.52 = 11.95 см;
шs - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать шs = 1;
ц 1 - коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки и принимаемый равным:
1.0 - при непродолжительном действии нагрузки;
1.4 - при продолжительном действии нагрузки;
ц 2 - коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры и принимаемый равным 0,5 - для арматуры периодического профиля (классов А300, А400, А500, В500);
ц 3 - коэффициент, учитывающий характер нагружения и принимаемый равным 1,2 - для растянутых элементов.
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:
acrc1 = 1 * 0.5 * 1.2 * 1 * 108.72 * 119.5 / 200000 = 0.039 мм.
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:
a crc 2 = 1 * 0.5 * 1.2 * 1 * 95.66 * 119.5 / 200000 = 0.034 мм.
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и временной нагрузок:
a crc 3 = 1.4 * 0.5 * 1.2 * 1 * 95.66 * 119.5 / 200000 = 0.048 мм.
Непродолжительная ширина раскрытия трещин:
acrc = 0.039 - 0.034 + 0.048 = 0.053 < 0.4 мм.
Продолжительная ширина раскрытия трещин:
a crc = a crc 3 = 0.048 мм < 0.3 мм.
Условия трещиностойкости выполняются.
Сечение стойки h * b = 120 * 150 мм.
Расчётная длина стойки в плоскости и из плоскости фермы:
l 0 = 0 . 9 * l = 0.9 * 220 = 198 см.
При гибкости стойки l 0 / h = 198 / 12 = 16.5 > 4 следует учитывать влияние прогиба стойки на величину изгибающего момента.
1) Изгибающие моменты относительно оси арматуры:
М 1 = 0 + 0.5 * 34.34 * (0.09 - 0.03) = 1.03 кН*м,
М 1 l = 0 + 0.5 * 29.48 * (0.09 - 0.03) = 0.88 кН*м.
3) Изгибающие моменты М1 и М1 l одного знака.
4) Коэффициент цl , учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб пояса:
5) Стойка является статически определимой конструкцией.
дe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * гb2 * Rb,
д e , min = 0.5 - 0.01 * 198 / 12 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.182,
9) ц р = 1, так как в стоиках отсутствует напрягаемая арматура.
10) Определим жесткость при коэффициенте армирования м = 0.01:
D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (цl * (0.3 + дe)) + 0.175 * м * б1 * ((h0 - a') / h)2],
D = 32500 * 15 * 123 * [0.0125 / (1.85 * (0.3 + 0.182)) + 0.175 * 0.01 * 6.15 * ((9 - 3) / 12)2] / 100000 = 140.75 кН*м2.
Ncr = р 2 * 140.75 / 1.982 = 354.34 кН.
з = 1 / (1 - 34.34 / 354.34) = 1.11.
12) Расстояние от усилия N до арматуры:
е = 1.11* 0.33 + 0.5 * (9 - 3) = 3.37 см.
13) Относительная величина продольной силы:
бn = 34.34 *10 / (0.9 * 17 * 15 * 9) = 0.17.
14) Граничная относительная высота сжатой зоны бетона:
16) д = a s ? / h0 = 3 / 9 = 0.333.
17) б m = N * e / ( b 2 * R в * b * h02) = 34.34 * 3.49 *10 / (0.9 * 17 * 15 * 92) = 0.06.
18) = ( m - n * (1 - 0.5 * n )) / (1 - д ) = (0.06 - 0.17 * (1 - 0.5 * 0.17)) / (1 - 0.333) = - 0.14 < 0 => принимаем 4 Ш12 А400, As = Asc = 2.26 см2.
м1 = ( As ? + As ) / ( b * h 0) = (2.26 + 2.26) / (15 * 9) = 0.03.
Гибкость л = l 0 / i = l 0 / (0.289 * h ) = 198 / (0.289 * 12) = 57
мmin = 0.002 ? м1 = 0.03 ? мmax = 0.035 ,
21) Диаметр поперечных стержней определяют из условия свариваемости:
21) Шаг поперечных стержней вычисляем из условий:
Опорный узел фермы армируется самоанкерующейся предварительно напряженной арматурой, натянутой на упоры.
Рассчитываем: а) нижний пояс на отрыв в месте соединения с опорным узлом, б) поперечную арматуру на прочность из условия обеспечения надёжности анкеровки продольной арматуры, в) поперечную арматуру на прочность по наклонному сечению на действие изгибающего момента.
Расчётное растягивающее усилие в приопорной панели нижнего пояса N = 376.26 кН . Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней:
As = 0.2 * 376.26 * 10 / 355 = 2.12 см2.
Принимаем с учётом конструктивных требований 4 Ш12 А400 с As = 4.52 см2.
Длина заделки напрягаемой арматуры lan , sp обеспечивающей полное использование расчётного сопротивление, для канатов Ш12 К1500 принимается не менее 1500 мм.
Фактическая величина заделки канатов
l1,sp = lузл - l2 = lузл - h1 * tg,
где - угол наклона лини трещины к продольной оси растянутой панели ( = 29є30?).
l 1, sp = 120 - 39 * 1.77 = 50.97 см .
Величина заделки ненапрягаемой арматуры, обеспечивающая полное использование её расчётного сопротивления:
Фактическая длина заделки ненапрягаемой арматуры:
Число поперечных стержней в узле, пересекающих линию АВ, при двух каркасах n = 10 * 2 = 20 шт. Площадь сечения одного поперечного стержня определяем по формуле:
Asw(1) = (N - Rsp * Asp * l1,sp / laп,sp - Rs * As * (l1,s / lоп,sp)) / (n * Rsw * ctg),
Asw (1) = (376.26 * 10 - 1250 * 4.52 * 50.97 / 150 - 355 * 4.52 * 28 / 42) / (20 * 285 * 1.77) = 0.077 см2.
Усилие в приопорной панели верхнего пояса N = 420.52 кН.
Расстояние от верхней грани узла до центра тяжести напрягаемой и ненапрягаемой арматуры:
Расстояние от торца фермы до точки пересечения осей верхнего и нижнего поясов а = 12 см .
x = (Rsp * Asp * l1,sp / lоп,sp + Rs * As) / (гb2 * Rb * b),
x = (1250 * 2* 1.812 * 50.97 / 150 + 355 * 4.52) / (0.9 * 17 * 25) = 8.22 см
Требуемая площадь поперечного сечения одного стержня:
Аsw(2) = [N * (lузл - a) * sinв - Rsp * Asp * (l1,sp / lоп,sp) * (ho,sp - x / 2) - Rs * As * (l1,s / lоп,s) * (ho,sp - x / 2)] / (n * Rsw * zх),
А sw (2) = [420.52 * 10 * (120 - 12) * 0.5 - 1250 * 2* 1.812 * (50.97 / 150) * (68 - 8.22 / 2) - 355 * 4.52 * (28 / 42) * (68 - 8.22 / 2)] / (20 * 285 * 49.2) = 0.215 см2.
Принимаем А sw = 0.283 см2 . С учётом конструктивных требований назначаем поперечные стержни Ш8 А400 .
Для предотвращения разрушения от растягивающих усилий узел должен иметь поперечные стержни, привариваемые к закладной детали с площадью сечения
где м 0 - эмпирический коэффициент.
А s , o = 0.2 * 420.52 * 10 / 355 = 2.36 см2.
Принимаем 8 Ш12 А400 с А s = 9.05 см2.
Фактическая длина заделки продольных стержней раскоса за линию АВС l 1 = 27 см .
Длина заделки стержней из условия полного использования расчётного сопротивления арматуры:
l1' = 16 * ds * N / (214 * As) > l1,
l1' = 16 * 1.2 * 59.53 * 10 / (214 * 4.52) = 11.82 см < l 1 = 27 см, следовательно, соединение продольных стержней верхнего пояса в узле не требуется.
Требуемая площадь поперечного сечения поперечных стержней определяется из условия:
Аsw ? [N * (1 - (г2 * l1 + a) / (г1 * lan,s))] / n * Rsw * cosц,
где г 1 = N / ( Rs * А s ) = 59.53 * 10 / (355 * 4.52) = 0.37;
г 2 - коэффициент условий работы верхнего пояса ( г 2 = 1);
ц - угол наклона нисходящего раскоса ;
а - условное увеличение длины заделки растянутой арматуры (а = 5 * ds = 5 * 12 = 60 мм)
А s = [59.53 *·10 * (1 - (1 * 27 + 6) / (0.37 * 42))] / (2 * 285 * 0.45) = - 2.61 см2 < 0, следовательно, поперечные стержни в узле не требуются.
Площадь поперечного сечения окаймляющего стержня:
где n 0 = 2 - число стержней в узле;
Rso = 90 МПа - расчётное сопротивление арматуры, принимаемое из условия ограничения раскрытия трещин в вуте;
k = 0.04 - эмпирический коэффициент.
Аs = 0.04 * 59.53 * 10 / (2 * 90) = 0.132 см2.
С учётом конструктивных требований принимаем 2 Ш12 А400 с А s = 2.26 см2 .
Геометрические размеры сечений колонны:
- высота поперечного сечения надкрановой части колонны - h в = 0.38 м;
- высота сечения подкрановой части колонны - h н = 0.8 м;
- ширина сечения колонны - b = 0.4 м.
- высота надкрановой части колонны Н в = 3.5 м;
- высота подкрановой части колонны Н н = 11.05 м;
Принимаем в качестве ненапрягаемой арматуры горячекатаную стержневую арматуру класса А400 и бетон класса В30.
Характеристики ненапрягаемой арматуры класса А400:
R s = 355 МПа; R sc = 355 МПа; Rsw = 285 МПа; Es = 200000 МПа.
R bt . ser = 1.75 МПа; Rb . ser = 22 МПа; Rbt = 1.15 МПа; Rb = 17 МПа; гb 2 = 0.9; Eb = 32500 МПа.
Сочетания усилий в расчетных сечениях колонны от различных нагрузок представлены в таблице 3.
Точный расчет прямоугольных колонн сплошного сечения одноэтажных промзданий с мостовыми кранами представляет значительные трудности, поэтому для упрощения расчета рассчитываем отдельно подкрановую и надкрановую части. Взаимовлияние этих частей учтем назначением условных расчетных длин подкрановой и надкрановой частям.
Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:
Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:
Минимальная площадь продольной арматуры в надкрановой части колонны, определяется:
- по конструктивным требованиям: A s . min = A s . min ' = 0.000402 м2 (2 16 A400);
- из условия работы на внецентренное сжатие:
мs.min = As.min * 100 % / (b * h0),
где h 0 = h в - a = 0.38 - 0.05 = 0.33 м - рабочая высота сечения надкрановой части колонны;
а = 0.05 м - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наружной грани сечения;
мs.min - коэффициент при l 0в / i = 8.75 / 0.11 = 79.5 > 35 ( i = 0.289 * h в = 0.289 * 0.38 = 0.11 м - радиус инерции сечения надкрановой части колонны), мs.min = 0.2 %.
Учитывая симметричность армирования получим:
As . min = As . min ' = мs.min * b * h 0 / 100 = 0.2 * 0.4 * 0.33 / 100 = 0.000264 м2.
Принимаем минимальную площадь продольной арматуры в надкрановой части колонны равной: As . min = As . min ' = 0.000402 м2 (2 16 A400).
Минимальная площадь продольной арматуры в подкрановой части колонны, определяется:
- по конструктивным требованиям: As . min = As . min ' = 0.000402 м2 (2 16 A400);
- из условия работы на внецентренное сжатие:
мs.min = As.min * 100 % / (b * h0).
Рабочая высота сечения подкрановой части колонны:
h0 = h н - a = 0.8 - 0.05 = 0.75 м ,
где а = 0.05 м - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наружной грани сечения.
При l 0н / i = 21.825 / 0.2312 = 94.4 > 83 ( i = 0.289 * h н = 0.289 * 0.8 = 0.2312 м - радиус инерции сечения надкрановой части колонны), мs.min = 0.25 %.
Учитывая симметричность армирования получим:
As . min = As . min ' = 0.25 * 0.4 * 0.75 / 100 = 0.00075 м2.
Принимаем минимальную площадь продольной арматуры в подкрановой части колонны равной: As . min = As . min ' = 0.000804 м2 (4 16 A400).
Расчетные усилия для расчета надкрановой части - в сечении 2-2 от загружения 1 + 3 + 15:
Расчетные усилия от длительной нагрузки для расчета надкрановой части - в сечении 2-2 от загружения 1 + 3 + 15:
Мl = 14.9 + 3.3 * 0.5 = 16.55 кН*м,
Определяем моменты М 1 и М 1 l относительно растянутой арматуры соответственно от всех нагрузок и длительных нагрузок:
М1 = 41.2 + 0.5 * 245.1 * (0.33 - 0.05) = 75.51 кН*м.
M 1 l = 16.55 + 0.5 * 207.05 * (0.33 - 0.05) = 45.54 кН*м.
Коэффициент приведения арматуры к бетону:
дe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * гb2 * Rb,
д e , min = 0.5 - 0.01 * 7 / 0.38 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.162,
дe = 0.168 / 0.38 = 0.442 > 0.162 => примем дe = 0.442.
Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:
м = (0.000402 + 0.000402) / (0.4 * 0.33) = 0.0061.
D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (цl * (0.3 + дe)) + 0.175 * м * б1 * ((h0 - a') / h)2],
D = 32500 * 40 * 383 * [0.0125 / (1.401 * (0.3 + 0.442)) + 0.175 * 0.0061 * 6.15 * ((75 - 5) / 80)2] / 100000 = 12163 кН*м2.
Ncr = р2 * 12163 / 8.752 = 1567 кН.
з = 1 / (1 - 245.1 / 1567) = 1.185.
бn = N / ( Rb * b * h 0) = 245.1 / (17 * 103 * 0.4 * 0.33) = 0.109.
As = As' = Rb * b * h0 * (бm - бn * (1 - бn / 2) / (Rs * (1 - д)),
где бm = ( M + N * ( h 0 - as ' ) / 2) / ( Rb * b * h 02) = (48.82 + 245.1 * (0.33 - 0.05) / 2) / (17000 * 0.4 * 0.332) = 0.112.
As = As ' = 17 * 104 * 0.4 * 0.33 * (0.112 - 0.109 * (1 - 0.109 / 2)) / (355 * (1 - 0.152)) = 0.67 cм2.
Принимаем продольную арматуру колонны 2 16 A400 ( As = As ' = 4.02 cм2).
Проект основных несущих конструкций одноэтажного каркасного производственного здания с мостовыми кранами. Компоновка поперечной рамы. Расчет нагрузок, прочности колонны, фундамента. Конструирование крупноразмерной железобетонной сводчатой панели-оболочки. курсовая работа [301,5 K], добавлен 16.02.2016
Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания. Определение нагрузок, действующих на поперечную раму. Статический расчет однопролетной поперечной рамы. Определение расчетны
Проектирование производственного здания с мостовыми кранами курсовая работа. Строительство и архитектура.
Курсовая Работа Льготы Ветеранов Боевых Действий Hc Бурятия
Курсовые Работы На Заказ Кемерово
Доклад по теме Роль константинопольского патриархата
Доверие Сочинение Огэ
Реферат Олимпизм Олимпийское Движение Олимпийская Хартия
Реферат по теме Повременная оплата труда
Эссе Организация Производства И Повышение Производительности Труда
Реферат по теме Анализ риска - основа для решения проблем безопасности населения и окружающей среды
Реферат по теме Костистые рыбы
Экономическая Преступность Угроза Экономической Безопасности Курсовая Работа
Сочинение: Отрицание суетного, бездуховного образа жизни в рассказе И.А. Бунина «Господин из Сан-Франциско»
Реферат по теме Проблема эгоизма и альтруизма в современной русской неоконсервативной философии
Сочинения На Тему Позитивного Отношения К Жизни
Курсовая работа по теме Анализ функций и роли профсоюзов на рынке труда России
Курсовая Работа Создать Сайт Для Организации В Html
Готовое Сочинение Про Медного Всадника
Книга: Страховые взносы на зарплату - 2010: новый порядок уплаты обязательных платежей в Пенсионный фонд, фонды социального и медицинского страхования
Дипломная работа по теме Сосуществование традиционных и современных начал в политической жизни стран Востока
Научный Менеджмент Курсовая
Доклад: Простейшие — обитатели пограничного слоя
Проектирование грунтовой плотины - Строительство и архитектура дипломная работа
Дискретная обработка сигналов и цифровая фильтрация - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Облік розрахунків з постачальниками та підрядниками - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа