- •Фгоу впо «калининградский государственный технический университет»
- •Курсовой проект «Проектирование железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания» по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
- •2010 Г.
- •1. Исходные данные для проектирования
- •2. Компановка колонн поперечной рамы и размеры колонн
- •3. Определение нагрузок, действующих на поперечную раму
- •3.1 Постоянные нагрузки
- •3.2 Временные нагрузки
- •4. Статический расчет рамы
- •4.1 Геометрические параметры элементов рамы
- •4.2 Учёт пространственной работы каркаса
- •5. Расчёт сечения двухветвевой колонны по крайнему ряду
- •5.1 Расчёт сечений в плоскости рамы
- •5.2 Проверка прочности сечений ветвей колонны на эксплуатационные нагрузки из плоскости рамы
- •5.3 Проверка прочности нормальных сечений на монтажные нагрузки
- •6. Проектирование фундамента под крайнюю колонну
- •6.1 Определение размеров
- •6.2 Расчёт на изгиб плиты фундамента
- •6.3 Расчёт армирования стенок стакана
3.2 Временные нагрузки
3.2.1 Снеговая нагрузка
Полное нормативное значение снеговой нагрузки Sn для III района на 1м2 площади горизонтальной проекции покрытия определяем по СНиП 2.01.07-85 с учетом понижающих коэффициентов К и К1:
Sn=S0KK1=1,0·1·0,8·0,89=0,72 кПа, где:
K=1,2-0,1·v=1,2-0,1·4=0,8 ( v=4 м/с – скорость ветра для Москвы);
К1 = 1 - 0,2(1 - b / 90)(Hn /10 -1)=1-0,2(1-24·2/90)(22/10-1)0,89;
S0=1,0 кПа - для Москвы.
Пониженное (длительное) нормативное значение снеговой нагрузки для III района строительства:
Snl =0,3· Sn = 0,3·0,72 = 0,21 кПа.
Для отношения qn/ Sn = 4,85/0,72 = 6,73 > 0,8 = 1,4;
S= Sn=0,72·1,4=0,99 кПа.
На условные (сдвоенные) колонны крайнего ряда снеговая нагрузка передается в виде сосредоточенных сил F6 с эксцентриситетом е1 =0,1 м:
F6n = Sn A= 0,72·144·0,95=97,1 кН ;
F6= F6n=97,1·1,4=135,9 кН .
Момент сил F6n и F6 :
М6п = F6ne1 =97,1·0,1=9,7 кН;
М6 = F6e1 =135,9·0,1=13,6 кН.
На колонны среднего рада снеговая нагрузка передается по оси надкрановой ветви (одностороннее нагружение крыши снегом не учитываем) в виде сосредоточенных сил F7:
F7n =2Sn A=2·0,72·144·0,95=194,3 кН;
F7 = F7n =194,3·1,4=272 кН.
В уровне сопряжения подкрановой и надкрановой ветвей колонн крайнего ряда передаются сосредоточенные моменты М6 :
= - F6n·0,5(h1-h2)= -97,1·0,5(1,3-0,6)= -34 кНм;
== -34·1,4= -47,6 кНм;
== -34·0,3·1,4= -14,3 кНм.
3.2.2 Крановые нагрузки
Построим линии влияния опорных реакций подкрановых балок, считая (условно) шаг колонн по крайним и средним рядам одинаковым и равным 12 м.
y1=1;
y2=10,8/12=0,9;
y3=6,4/12=0,53;
y4=7,6/12=0,63.
Определяем максимальное и минимальное давления колес крана:
Кран Q=20 тс: Pmax=180 кН;
Pmin=0,5(G+Gкр+Q)-Pmax=0,5(63+255+200)-180=79 кН;
Rmax= Pmax(y1+y2+y3+y4)=180(1+0,9+0,53+0,63)=550,8 кН;
Rmin= Pmin(y1+y2+y3+y4)=79((1+0,9+0,53+0,63)=223,4 кН.
Нормативные и расчетные значения полных и длительных вертикальных крановых нагрузок определяем с учетом коэффициента сочетаний и коэффициента надежности по нагрузке =1,1.
Колонны крайнего ряда при работе двух кранов(=0,85):
= Rmax=550,8·0,85=468,2 кН;
==468,2·1,1=515 кН;
= Rmin=223,4·0,85=189,9 кН;
==189,9·1,1=208,9 кН;
=0,5=208,9·0,5=104,5 кН;
=0,5=515·0,5=257,5 кН.
Колонны среднего ряда при работе четырех кранов (=0,7):
= Rmax=550,8·0,7=385,6 кН;
==385,6·1,1=424,1 кН;
= Rmin=223,4·0,7=156,4 кН;
==156,4·1,1=172 кН;
=0,5=172·0,5=86 кН;
=0,5=424,1·0,5=212 кН.
Нормативные и расчетные значения горизонтальных крановых нагрузок (не более, чем от двух кранов в пролете):
H=0,05(Gm+Q)((y1+y2+y3+y4)=0,05(63+200) (63+255+200)=40,2 кН;
=H=40,2·0,85=34,2 кН;
==34,2·1,1=37,6 кН.
Вертикальные крановые нагрузки передаются на колонны с эксцентриситетом e8, e9, e10:
е8=-(h1-h2)/2=0,75-(1,3-0,6)/2=0,4 м;
e9= e10=0,75 м.
Сосредоточенные моменты - работают два крана:
=е8=468,2·0,4=187,3 кНм;
=е8=515·0,4=206 кНм;
=е8=257,5·0,4=103 кНм;
=е8=189,9·0,4=76 кНм;
=е8=208,9·0,4=83,6 кНм;
=е8=104,5·0,4=41,8 кНм.
Работают четыре крана:
=е9=385,6·0,75=289,2 кНм;
=е9=424,1·0,75=318,1 кНм;
=е9=212·0,75=159 кНм;
=е9=156,4·0,75=117,3 кНм;
=е9=172·0,75=129 кНм;
=е9=86·0,75=64,5 кНм.
=(-) е10=(385,6-156,4)·0,75=171,9 кНм;
=(-)е10=(424,1-172)·0,75=189,1 кНм;
=(-) е10=(212-86)±0,75=94,5 кНм.
3.2.3 Ветровая нагрузка
Ветровую нагрузку передаём на колонны крайнего ряда в виде эквивалентно распределённой нагрузки. Предварительно вычисляем фактические значения ветровой нагрузки, отнесённые к единице площади поверхности наружных стен на высоте 5, 10, 15, 20, 22 м. Территория застройки отнесена к типу «В».
При высоте до 5 м от поверхности земли положительное значение ветрового давления (с наветренной стороны):
W5=W0KCе=0,23·0,5·0,8=0,09 кПа;
отрицательное значение ветрового давления (с подветренной стороны):
= -W0KCеz= -0,23·0,5·0,5= -0,06 кПа.
При высоте от 5 до 10 м:
W10 =0,23·0,65·0,8=0,12 кПа;
= -0,23·0,65·0,5= -0,07 кПа.
При высоте от 10 до 15 м (с учетом интерполяции W, выполненной для значений высот между 10 и 20 м):
W15=0,23(0,65+5)0,8=0,14 кПа;
= -0,23(0,65+5)0,5= -0,09 кПа.
При высоте от 15 до 20 м:
W20=0,23·0,85·0,8=0,16 кПа;
= -0,23·0,85·0,5= -0,1 кПа.
При высоте от 20 до 22 м (с учетом интерполяции W, выполненной для значений высот между 20 и 40 м):
W20=0,23(0,85+2)0,8=0,16 кПа;
= -0,23(0,85+2)0,5= -0,1 кПа.
Приведение фактической нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной выполняем из условия равенства моментов на уровне поверхности земли от фактической и эквивалентной нагрузки для здания, рассматриваемого как консольный брус. Момент от фактической нагрузки:
Mact=0,5W5·222+0,5(W10-W5)5(5+2·5/3)+0,5(W15-W10)5(10+2·5/3)+0,5(W20-W15)5(15+2·5/3)+0,5(W22-W20)2(20+2·2/3)=24 кНм;
=24·0,5/0,8=15 кНм;
Wэ=2 Mact/H2=2·24/222=0,1 кНм;
=2/H2=0,062 кПа.
Погонная равномерно распределённая по высоте здания ветровая нагрузка на условную колонну:
=Wэl1=0,1·12=1,2 кН/м;
q==1,2·1,4=1,68 кН/м;
= - l1= -0,062·12= -0,744 кН/м;
== -0,744·1,4= -1,04 кН/м.
Положительная и отрицательная составляющие распределенной нагрузки, действующие на часть здания, расположенную выше верха колонн, передаются на раму в виде сосредоточенных сил F14 и :
=Wэ(Hп-H)l1=0,1(22-18)12=4,8 кН;
= (Hп-H)l1=0,062(22-18)12=2,98 кН.
Полное нормативное и расчетное значение этих сил:
=+=4,8+2,98=7,78 кН;
==7,78·1,4=10,9 кН.