- •Введение
- •Компоновка и проектирование основного варианта конструктивного решения здания
- •Расчет предварительно напряженной плиты покрытия
- •2.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •2.2 Расчет продольного ребра плиты
- •2.4 Расчет поперечного ребра плиты
- •2.4.1 Расчет поперечного ребра по наклонному сечению
- •2.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения
- •2.7 Расчёт по образованию трещин
- •2.8 Расчёт по раскрытию трещин нормальных к продольной оси элемента
- •2.9 Расчет прогиба плиты
- •3. Расчет предварительно напряженной стропильной конструкции
- •3.1 Назначение геометрических размеров
- •3.2 Подсчет узловых нагрузок
- •3.3 Определение усилий в элементах фермы.
- •3.4 Расчетные характеристики бетона и арматурной стали
- •3.5 Расчет элементов фермы
- •3.5.1 Расчет нижнего пояса
- •3.5.2 Расчет верхнего пояса
- •3.5.3 Расчет элементов решетки
- •3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы
- •4. Статический расчет поперечной рамы
- •4.1 Установление нагрузок на поперечную раму
- •4.1.1Постоянная нагрузка
- •4.1.2 Временная нагрузка
- •4.2 Определение усилий в стойках рамы
- •4.3 Составление таблицы расчетных усилий
- •5 Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда
- •5.1 Расчет надкрановой части колонны
- •5.2 Расчет подкрановой части колонны
- •5.3 Расчет промежуточной распорки
- •6 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •6.1 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •6.2 Определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчет фундамента по прочности
- •6.4 Определение сечений арматуры фундамента
- •6.5 Расчет подколонника
- •2 Установление нагрузок на поперечную раму цеха
- •2.1Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
- •2.2 Снеговая нагрузка
- •2.3Ветровая нагрузка
- •2.4Крановая нагрузка
- •3 Определение усилий в стойках рамы
- •4 Расчёт прочности колонны среднего ряда
- •4.1 Надкрановая часть колонны
- •4.2 Подкрановая часть колонны
- •5 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •5.1 Исходные данные
- •5.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •5.3 Определение размеров подошвы фундамента
- •5.4 Расчет фундамента по прочности
- •5.5 Определение сечений арматуры фундамента
- •5.6 Расчет подколонника
- •6.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •6.2 Расчет продольного ребра плиты
- •6.3 Расчет полки плиты
- •6.4 Расчёт и конструирование поперечных рёбер.
- •6.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения.
- •6.6Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •6.7 Расчёт по образованию трещин
- •6.8 Расчёт прогиба плиты
- •7.Расчет и конструирование балки покрытия с параллельными поясами
- •7.1 Расчетные данные
- •7.2.Предварительное назначение размеров сечения балки
- •7.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
- •7.3.1 Определение нагрузок и усилий
- •7.3.2 Предварительный расчет сечения арматуры
- •7.3.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
- •7.3.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •7.3.5 Расчет прочности балки по нормальному сечению
- •7.3.6 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
- •7.4 Расчет по предельным состояниям второй группы
- •7.4.1 Расчет по образованию трещин, нормальных к оси балки
- •7.4.2 Определение прогиба балки
- •470/09- Пз
4 Расчёт прочности колонны среднего ряда
Исходные данные для расчёта бетон тяжелый класса С20/25, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении fcd =13.33 МПа; МПа; Ecm=3210 3 МПа.
Продольная арматура класса S400, fud = 367 МПа, Еs=200103 МПа.
Поперечная арматура (хомуты) класса S240, размеры сечения: b=500мм., h1=600мм., h2=1200мм.
4.1 Надкрановая часть колонны
Подбор арматуры производим по расчетным усилиям сечения 2-2:
Mmax167,61 кНм; N564,56 кН;
Mmin-54,974 кНм; N687,68 кН;
Mmax185,07 кН; N687,68 кН;
Ме=0 Nе=564,56 кН.
Радиус инерции сечения:
Расчетная длина надкрановой части колонны ℓeff = 2Н1 24,35=8,7 м.- при учете крановой нагрузки; ℓeff = 2,5Н1 2,54,35=10,875 м – без учета крановой нагрузки.
Так как ℓeff / i 8,7/0,1732 = 50,23 > 14, необходимо учесть влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы.
Значение случайного эксцентриситета назначают равным:
1)
2)
3)
Эксцентриситет продольной силы:
eo = M/N
eo =185,07 /687,68 =0,27м.
Принимаем
Условная критическая сила равна:
где I с 50603 / 12 9105 см4
кlt 1 + 1M1ℓ / Msd (4.4)
кet =1 + 1146,79 /363,87 1,4
M1ℓ Mℓ + Nℓ(h1 / 2 с)
M1e 0+564,56 (0,6/20.04)146.79кНм
MsdM+N(h1/2с)
M1185,07 +687,68 (0,6/20,04)363,87кНм
eeo/h10.29/0,60,48>e,min0,50,01ℓo/h0,01fcdb2=0,50,018,7/0,60,0113.331,150.175,
еEs/Ecm200103/321036.25
еIs= b h1(h1/2-с)26,25*0,004*50*60*(60/2-4)2=50700см4
Коэффициент 1 / (1 N / Ncr) 1 / (1 687,68 /6410,164)1,12
eeo+eа+0,5h1 с
e 0,27*1,12+0,5*0,6-0,04=0,562м
Граничное значение высоты сжатой зоны:
где 0,85 0,008fcd 0,85 0,00813.33 0.743
- случай больших эксцентриситетов
Определяем площадь арматуры
,
где
Площадь сечения арматуры Аs назначается по конструктивным соображениям. Минимальный процент армирования – 0,2%
Аs 0,002bd 0,0025056 5,6 см 2
Принимаем: 316 S400 с As 6,03 см 2
Расчетная длина из плоскости изгиба ℓо = 1,5Н11,54,35=6,53 м.
Радиус инерции сечения
Так как l0/i=653/17,32=37,9l0/i=50,23, то расчёт из плоскости изгиба не производим.
4.2 Подкрановая часть колонны
Размеры сечения: ширина b = 500 мм, высота h2 = 1400 мм, с=с'=40мм,
h =300 мм полезная высота d = h c = 300 40 = 260 мм; с=1100мм, s=8,4/4=2,1м
Наибольшие расчетные усилия в сечении 4-4
Mmax170,715 кНм; N1952,99 кН;Q=18,724 кН
Mе=0кНм; Nе808,64 кН
Расчетная длина подкрановой части колонны ℓо=1,2Н2=1,28,4=10,08м.
Приведенный радиус инерции сечения в плоскости изгиба
Приведенная гибкость в плоскости изгиба
14, следовательно, необходимо учесть влияние прогиба на несущую способность.
Значение случайного эксцентриситета назначают равным:
1)
2)
3)
Эксцентриситет продольной силы:
eo = M/N
eo =170,715 /1952,99 =0,087м.
Принимаем
Условная критическая сила:
Mℓ 808,64 (1,4/20,04)533,7 кНм
M/170,715 +1952,99 (1,4/20,04)1459,69 кНм
кet =1 + 1533,7/1459,691,37
e0,13/1,2=0,11<e,min=0,50,01(1008/140)0,0113,331,150,274
Is=2*0,015*6,25*50*30*(110/2)2=8,5105 см4
Коэффициент 1 / (1 1952,99 /71058,65)1,03
Усилия в ветвях колонны
Nbr=N/2M/c
Nbr=1952,99 /2170,715 *1, 03/1,1=976,495159,85 кН
Nlr1=976,495-159,85 =816,65 кН – в наружной ветви
Nilr2=976,495+159,85 =1136,35 кН – в подкрановой ветви
Мbr=Q*s/4
Мbr=18,724 *2,1/4=9,83 кНм
eo=9,83 /1136,35 =0,009м=1см.
e 1+30/2 - 4=12 см
Принимаем
Определяем площадь арматуры
Принимаем: 316 S400 с A's 6.03 см2
Поперечную арматуру принимаем из стержней класса S240 диаметром 6мм с шагом s=300мм<20d=20*16=320мм, в местах стыковки каркасов надкрановой и подкрановой частей колонны с шагом s=10d =160мм
Расчёт промежуточной распорки
Изгибающий момент в распорке
Mр=Q*s/2
Mp=18,724 *2,1/2=19,66 кНм
Сечение распорки арматуры прямоугольное
В=500мм, h=400мм, d=360мм.
Сечение распорки армируем двойной симметричной арматурой
Принимаем 310 S400 с А=236мм2.
Поперечная сила в распорке
Vp=2Mp/c
Vp=2*19,66/1,1=35,74 кН
Так как
То поперечная арматура устанавливается конструктивно. Устанавливаем хомуты 6 S240 с шагом 100мм.