- •Введение.
- •Шаг колонн в продольном направление, м………………………12.00
- •2.1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок.
- •2.3. Проектирование стропильной конструкций. Безраскосная ферма.
- •2.5. Оптимизация стропильной конструкции.
- •Проектирование колонны. Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования.
- •2.6. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет подкрановой консоли .
- •2.7. Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного
Содержание
Введение………………………………………………………………...2
2.1. Компановка поперечной рамы и определение нагрузок……….. 3
2.3. Проектирование стропильных конструкций……………………. 7
Безраскосная ферма
2.5. Определение расчетных комбинаций усилий и продольного…. 15
армирования
2.6. Конструирование продольной и поперечной арматуры и расчет 18
подкрановой консоли
2.7. Расчет и конструирование монолитного внецентренно…………20
нагруженного фундамента под колонну
Введение.
В данном проекте мы производим компановку поперечной рамы одноэтажного промышленного здания, а так же с помощью ЭВМ производим расчет элементов данной рамы: стропильной конструкции – безраскосной фермы, а так же расчет колонны и фундамента внецентренно нагруженного под колонну.
Исходные данные представлены ниже.
Данные для выполнение проекта
Шаг колонн в продольном направление, м………………………12.00
Число пролетов в продольном направление, м…………………..6.00
Число пролетов в поперечном направление, м………………….3
Высота до низа стропильной конструкции, м……………………13.20
Тип ригеля и пролет………………………………………………..ФБ-18
Грузоподъемность (ТС) и режим работы крана………………….16H
Тип конструкции кровли…………………………………………..4
Класс бетона монол. констр. и фундамента……………………...В25
Класс бетона для сборных конструкций….……………………...В35
Класс бетона предв. напряж. конструкций……………………....В40
Вид бетона строп. констр. и плит покрытия ……………………Легкий
Класс арматуры монол. констр. и фундамента…………………..А-1
Класс арматуры сборных ненапр. конструкций………................А-111
Класс предвар. ненапрягаемой арматуры………...........................А-V
Тип и толщина стеновых панелей………………………………...ПСЯ-240
Проектируемая колонна по оси…………………………………...(А)
Номер расчетного сечения колонны……………………………...3-3
Глубина заложения фундамента,м………………………………..2.55
Усл. расчетное сопративление грунта, мПа……………………...0.30
Район строительства……………………………………………….Пенза
Тип местности……………………………………………………...В
Влажность окружающей среды …………………………………..50%
Класс ответственности здания…………………………………….2
2.1. Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок.
Решение.
Находим высоту надкрановой части колонн, принимая высоту подкрановой балки 0,8 м (по прил. 12), а кранового пути 0,15 с учетом минимального габарита приближения крана к стропильной конструкции 0,1 м и высоты моста крана грузоподъемностью 16т, Нк=2,20м (см. прил.15):
Н22,20+0,8+0,15+0,1=3,25 (м).
С учетом унификации размеров колонн серии 1.424.1 (прил. 5) назначаем Н2=3,5 м.
Высоту подкрановой части колонн определяем по заданной высоте до низа стропильной конструкции 13.20м и отметки обреза фундамента –0,150 м при Н2=3,5 м:
Н1=13.20-3,5+0,15=9.85 (м).
Расстояние от верха колонны до уровня головки подкранового рельса соответственно будет равно у = 3,5-0,8-0,15=2,55 (м).
Табл.1.1
Часть колонны |
При расчете в плоскости поперечной рамы |
В перпендикулярном направлении
| |
При учете нагрузок от крана |
Без учета нагрузок от крана | ||
Подкрановая Н1=9.85 м. |
1,5 Н1=1,59.85= =14.77 (м).
|
1,2(Н1+ Н2)=1,2(9.85+ +3,5)=16.02 (м).
|
0,8 Н1=0,89.85= =7.88 (м). |
Надкрановая Н2=3,5 м.
|
2Н2 =23,5=7,0 (м).
|
2,5Н2=2,53,5=8.75 (м).
|
1,5Н2=1,53,5=5,25 (м).
|
По условиям максимальной гибкости высота сечения подкрановой части колонн должна быть не менее 16.02/35=0,457 (м), а надкрановой – 8.75/35=0,25 (м).
С учетом требований унификации для мостовых кранов грузоподъемностью более 30 т принимаем поперечные сечения колонн в надкрановой части 400600 мм. В подкрановой части для крайних колонн 400700 мм, а для средней - 400800 мм. В этом случае удовлетворяются требования по гибкости и рекомендации по назначению высоты сечения подкрановой части колонн в пределах (1/10…1/14) Н1=(1/10..1/14)9.85 = 0,985…0,704 м.
В соответствии с таблицей габаритов колонн ( приложение 5 ) и назначенными размерами поперечных сечений принимаем для колонн крайнего ряда по оси А номер типа опалубки 4, а для колонн среднего ряда по оси Б-9.
Стропильную конструкцию по заданию принимаем в виде решетчатой двухскатной балки типа ФБ-18 из легкого бетона. По прил. 6 назначаем марку балки ФБ-18 1 с номером типа опалубочной формы 1 с максимальной высотой в середине пролета 3.00 м (объем бетона 2.60 м3).
По прил.11 назначаем тип плит покрытия размером 312 м, ( номер типа опалубочной формы 3, высота ребра 455 мм, приведенная толщина с учетом заливки швов бетоном 77.0 мм);
Толщина кровли (тип 1) прил.13 составляет 170 мм.
По заданию проектируем наружные стены из сборных навесных панелей. В соответствии с прил. 14 принимаем панели из ячеистого бетона марки по плотности D800 толщиной 240 мм;
Размеры остекления назначаем по приложению 14 с учетом грузопод-и мостовых кранов.
Определяем постоянные и временные нагрузки на поперечную раму.
Постоянные нагрузки.
С учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,95 и шага колонн в продольном направлении 12.00 м, расчетная постоянная нагрузка на 1 м ригеля рамы будет равна:
G= 3.560,9512.00=40.58 (кН/м).
Табл. 1.2 Постоянные нагрузки на 1 м2
Элемент покрытия |
Нормативная нагрузка кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка кН/м2 |
Кровля -Слой гравия, втопленного в битум |
0,16 |
1,3 |
0,208 |
-Трехслойный рубероидный ковер |
0,12 |
1,3 |
0,156 |
-Цементная стяжка ( = 20,= 18 кН/м3) |
0,45 |
1,3 |
0,585 |
-Утеплитель-керамзит ( = 120,= 5 кН/м3) |
0,55 |
1,3 |
0,715 |
- Пароизоляция |
0,05 |
1,3 |
0,065 |
-Ребристые плиты покрытия размером 312 м с учетом заливки швов (= 77,0,= 19.9 кН/м3) |
1,6375
|
1,1 |
1,8 |
-Решетчатая балка (Vb=2.60 м3, пролет 18м, шаг колонн 12 м, бетон легкий D800) 2.6019.9/(18.012.0)=0,239кН/м2 |
0,239 |
1,1 |
0,263 |
Итого |
|
|
3.56 |
Нормативная нагрузка от 1 м2стеновых панелей из ячеистого бетона маркиD800 при толщине 240 мм составит 8,80,24=2.112 (кН/м3).
Расчетные нагрузки от стен и остекления оконных переплетов:
- на участке между отметками 12.6 и 15.00
G1=2,412.02.1121,10,95=63.56 (кН);
- на участке между отметками 9.0 и 12.6
G2=(1,212.02.112+2,412.00,5)1,10,95=43.07 (кН);
- на участке между отметками 0,0 и 9.0
G3=(1,212.02.112+7.812.00,5)1,10,95=84.45 кН
Колонна по оси А, подкрановая часть с консолью
G41=(0,79.85+0,60,6+0,50,60,6)0,4251,10,95=77.64 (кН);
Надкрановая часть G42=0.40.63.5251,10,95=21,86 (кН);
Итого G4=G41+G42 =77.64+21.86=99.50кН
Колонна по оси Б, подкрановая часть с консолями
G51=(0,89.85+20,60,65+0,650,65)0,4251,10,95=94.92 (кН);
Надкрановая часть G52 =G42=21.95 (кН);
Итого G5=G51+G52 =94.92+21.95=116.87 (кН);
Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановых балок (по рил. 12) и кранового пути (1,5 кН/м ) будет равна:
G6=(103+1,512.0)1,10,95=126.45 (кН).
Временные нагрузки.
Снеговая нагрузка для расчета поперечной рамы принимается равномерно распределенной во всех пролетах здания. Для города Пензы определяем нормативное значение снегового покрова S0=1 (р-н 3) и соответственно полное нормативное значение снеговой нагрузкиS=S0=11=1 (кПа). Коэффициент надежности для снеговой нагрузкиf=1,4. Тогда расчетная нагрузка от снега на 1 м ригеля рамы с учетом класса ответственности здания будет равна:
Рsn=11,412.00,95=15.96 (кН/м).
Длительно действующая часть снеговой нагрузки составит:
Рsn,l= 0,5Рsn=0,515.96=7.98 (кН/м).
Крановые нагрузки.
По прил.15 находим габариты и нагрузки от мостовых кранов грузоподъемностью
16 т: ширина крана Вк=5.6 м; база крана Ак=4.4 м; нормативное максимальное давление колеса крана на подкрановый рельс Рmax,n=140 кН; масса тележкиGт=3.7 т; общая масса кранаGк=18.7 т.
Нормативное минимальное давление одного колеса крана на подкрановый рельс ( при 4 колесах):
Рmin,n=0,5(Q+Qк)- Рmax,n=0,5(156.8+18.79,81)-140=30.12 (кН).
Нормативное горизонтальная нагрузка на одно колесо крана, направленная поперек кранового пути и вызываемая торможение тележки , при гибком подвесе груза будет равна:
Тn=0,50,05(Q+Qт)=0,50,05(156.8+3.79,81)=4.83 (кН).
Расчетные крановые нагрузки вычисляем с учетом коэффициента надежности
по нагрузке f=1,1.
Определим расчетные нагрузки от двух сближенных кранов по линии влияния без учета коэффициента сочетания :
Максимальное давление на колонну Dmax = Рmax,n f уn=1401,13.080,95=450.60 (кН)
Где у- сумма ординат линии влиянияу=0,8+1+2.28=3.08;
Минимальное давление на колонну Dmin = Рmin,n f уn=30.121,13.080,95=96.90 (кН).
Тормозная поперечная нагрузка на колонну
Т=Тnf уn =4.831,13.080,95=15.50 (кН).
Ветровая нагрузка.
Пенза расположен в 2 ветровом районе по скоростным напорам ветра. Нормативное значение ветрового давления равно w0=0,3 кПа.
Для заданного типа местности Вс учетом коэффициентакполучим следующее значение ветрового давления по высоте здания:
На высоте до 5 м wn1= 0,50,30=0,15 кПа.
На высоте до 10 м wn2= 0,650,30=0,195 кПа.
На высоте до 20 м wn3= 0,850,30=0,255 кПа.
Вычислим значения нормативного давления на отметках верха колонн и покрытия,
-на отм. 13.20:
wn4= 0,30+((0,255-0,30)/(20-10))(13.20-10)=0,286 кПа.
-на отм. 15.35:
wn5= 0,30+((0,255-0,30)/(20-10))(15.31-10)=0,2761 кПа.
Переменный по высоте скоростной напор ветра заменяем равномерно распределенным, эквивалентным по моменту в заделке консольной балки и длиной 12 м:
wn=
(кПа).
Для определения давления с учетом габаритов здания находим по прил. 4(7) аэродинамические коэффициенты се= 0,8 и се3 = 0,5. Тогда с учетом коэффициента надежности по нагрузкеf=1,4 и шага колонн 12.0 м получим:
Расчетная равномерно распределенная нагрузка на колонну рамы с наветренной стороны w1= 0,18320,81,412.00,95=2,34 (Кн/м);
То же, с подветренной стороны w2= 0,18320,51,412.00,95=1,27 (Кн/м).
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка от давления ветра на ограждающие конструкции выше отм. 12,0
f Ln =
(0,286+0,2761)/2 (15.31-13.20 )(0,8+0,5)1,412.00,95 = 15.74 (Кн).