Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы (в doc-е вставка CorelDraw11)

Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы (в doc-е вставка CorelDraw11)

| | | | | | | | | | |

| | | |краны с одним | | | | |

| | | |крюком | | | | |

|грузоп|пролет | Основные | |давление| |Тип |

|од. | |габариты | | |масса,т | |

|крана,|крана,L|ширин|база,| | |колеса |тележк|крана |подкра|

|Qт |к м |а, | | | |на |и |с |н. |

| | |В |К |Н |В1 |подкран.| |тележк|рельса|

| | | | | | | | |ой | |

| | | | | | |рельс, | | | |

| | | | | | |F,кН | | | |

| |10,5 |500 |3500 | | |70 | |13,6 | |

| |16,5 | | | | |82 | |18,1 | |

|5 | | | |1650 |230 | |22 | |КР70 |

| |22,5 |6500 |5000 | | |101 | |25 | |

| |28,5 | | | | |115 | |31,2 | |

| |10,5 | |4400 | | |115 | |17,5 | |

| |16,5 | | | | |125 | |21 | |

|10 | |6300 | |1900 |260 | |4 | |КР70 |

| |22,5 | |5000 | | |145 | |27 | |

| |28,5 | | | | |170 | |34,8 | |

| |10,5 | |4400 | | |145 | |20 | |

| |16,5 | | | | |165 | |25 | |

|15 | |6300 | |2300 |260 | |5,3 | |КР70 |

| |22,5 | |4400 | | |185 | |31 | |

| |28,5 | | | | |210 | |41 | |

| | | | | | | | | | |

| | | |краны с двумя | | | | |

| | | |крюками | | | | |

| |10,5 | |4000 | | |155 | |22,5 | |

| |16,5 | | | | |175 | |26,5 | |

| 15/3 | |6300 | |2300 |260 | |7 | |КР70 |

| |22,5 | |5000 | | |190 | |24 | |

| |28,5 | | | | |220 | |43,5 | |

| |10,5 | |4400 | | |175 | |23,5 | |

| |16,5 | | | | |195 | |28,5 | |

|20/5. | |6300 | |2400 |260 | |8,5 | |КР70 |

| |22,5 | |5000 | | |220 | |36 | |

| |28,5 | | | | |255 | |46,5 | |

| |10,5 | |5000 | | |255 | |35 | |

| |16,5 | | | | |280 | |42,5 | |

|30/5. | |6300 | |2750 |300 | |12 | |КР70 |

| |22,5 | |6760 | | |315 | |52 | |

| |28,5 | | | | |345 | |62 | |

| |10,5 | | | | |365 | |47 | |

| |16,5 | | | | |425 | |56.5 | |

|50/10.| |6760 |5250 |3150 |300 | |18 | |КР70 |

| |22,5 | | | | |465 | |66.5 | |

| |28,5 | | | | |900 | |78 | |

1. Компановка поперечной рамы.

1.1. Определение высоты здания.

Высота (размер) от уровня верха фундамента до низа несущей конструкции

покрытия

Н = Нв + Нt

Высота подкрановой части колонны (от уровня верха фундамента до верха

консоли) Нв = Н1 – hr – hсв +а1

Имея ввиду, что Н1 = 8,12м; hr = 0,12м; hсв = 1м, а1 = 0,15м; получим

Нв = 8,12 – 0,12 – 1,0 + 0,15 = 7,15м.

Высота надкрановой части колонны (от уровня верха консоли до низа несущей

конструкции)

Нt = hп.б. + hr + hсв +а2, имея ввиду, что hп.б.=1,0м; а2 = 0,20м (т.к. при

пролете 36м) Нt = 1,0 + 0,12 + 2,4 + 0,20 = 3,72м; получим

Н = 7,15 + 3,72 = 10,87м.

Отметка низа несущей конструкции покрытия

Н – а1 = 10,87 – 0,15 = 10,72м.

С учетом модуля кратности 0,6м.принимаем отметку низа несущей конструкции

покрытия (отметка верха колонны) 10,800. так как отметка уровня головки

рельса задана технологическими требованиями, корректируем высоту

подкрановой части колонны

Н = 10,72 + а1 = 10,72+0,15=10,87м 10,800 – 10,72 = 0,08

Нtфак = Нt + 0,08 = 3,72 + 0,08 = 3,8м.

Нф = 3,8 + 7,15 = 10,95м.

Назначаем высоту фермы Нф = 1/8*36 = 4,5м

Приняв толщину покрытия 0,6м получим отметку верха здания с учетом

парапетной плиты: Нобщ = 10,80 + 4,5 + 0,6 + 0,2 = 16,100м.

1.2 Определение размеров сечения колонн каркаса.

Привязка грани крайней колонны к координационной оси здания а = 250мм

(т.к. шаг колонн – 12,0м ( 6,0м, грузоподъемность крана Q = 20/5т ( 30т)

- надкрановая часть: ht = 60см. так как привязка а=250мм; в=50см. так

как шаг 12м.;

- подкрановая часть из условия hв = (1 – 1 )*Нв hв = 0,715 –

0,511,

10 14

принимаем hв = 800мм.

- глубина заделки в фундамент определяется из условий:

hз ( 0,5 + 0,33 hв; hз = 0,5 + 0s,33*0,8 = 0,764

hз ( 1,5b; hз = 1,5*0,5 = 0,750

hз ( 1,2м. принимаем hз = 800мм.

2. Определение нагрузок на поперечную раму.

2.1. Определение нагрузок

|№№ | |Нормативная |Коэф. |Расчетная |

|п/п |Вид нагрузок |нагрузка, Н/м|надеж.п|нагрузка, |

| | | |о | |

| | | |нагруз-|Н/м2 |

| | | |ки | |

| 1| 2 | 3 | 4 | 5 |

| |I.Постоянные | | | |

|1. |Ж/б ребристые плиты покрытия |1350 |1,1 |1485 |

| |размером в плане 3х6м с учетом | | | |

| |заливки швов: | | | |

|2. |Обмазочная пароизоляция: |50 |1,3 |65 |

|3. |Утеплитель (готовые плиты): |400 |1,2 |480 |

|4. |Асфальтовая стяжка толщиной 2см: |350 |1,3 |455 |

|5. |Рулонный ковер: |150 |1,3 |195 |

| |Итого: | | |2680 |

|7. |Собственный вес стен. панелей с |2250 |1,1 |2500 |

| |отм.12,6-16,2((=25см), (=2,5кН/м3: | | | |

| |0,25*3,6*1,0*2,5=2,25кН/м=2250Н/м | | | |

|8. |Собственный вес стен. панелей с |2730 |1,1 |3000 |

| |отм.7,8-12,6 с учетом веса оконных | | | |

| |переплетов с отм. 11,4-12,6, | | | |

| |(п=2,5кН/м3, (о=0,4кН/м2: | | | |

| |0,25*3,6*1,0*2,5+1,2*1,0*0,4=2,73 | | | |

|9. |Собственный вес стен. панелей с |3520 |1,1 |3900 |

| |отм.0,0-7,8 с учетом веса оконных | | | |

| |переплетов с отм. 1,8-7,8, | | | |

| |(п=2,5кН/м3, (о=0,4кН/м2: | | | |

| |0,25*1,8*1,0*2,5+0,6*1,0*0,4=3,52 | | | |

| |Итого: | | |9400 |

2.2 Расчетные нагрузки на элементы поперечной рамы.(при (n = 0,95)

На крайнюю колонну

Постоянные нагрузки. Нагрузки от веса покрытия приведены в табл.1.

Расчетное опорное давление фермы: от покрытия 3,45*12*36/2=745,2кН; от

фермы (180/2)*1,1=99кН, где 1,1- коэффициент надежности по нагрузке (f.

Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициент надежности по

назначению здания (п(0,95 на крайнюю колонну F1=(745,2+99)*0,95=802кН., на

среднюю F2 = 2F1 =1604 кН.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на

колонну выше отметки 6,6м: F=(2,5*5,4+0,4*1,2)*12*1,1*0,95=175,31кН;

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая

непосредственно на фундаментную балку: F=3,52*6*1,1*0,95=22,07кН;

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок F=115*1,1*0,95=120,2кН, где Gn

=115кН-вес подкрановой балки;

Расчетная нагрузка от веса колонн. Крайние колонны: надкрановая часть

F=0,5*0,6*3,8*25*1,1*0,95=32,9кН; подкрановая часть

F=0,5*0,7*6,75*25*1,1*0,95=61,72кН. Средние колонны соответственно:

F=0,5*0,6*3,8*25*1,1*0,95=32,9кН;

F=[0,5*0,25*10,05*2+(0,9+3*0,4)0,5(1,2-2*0,25)]25*1,1*0,95=84,84кН.

Временные нагрузки. Снеговая нагрузка. Вес снегового покрова на 1м2

площади горизонтальной проекции покрытия для III района, согласно главе

СниП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», sо=1,0кПа, средняя скорость ветра

за три наиболее холодных месяца V=4м/с(2м/с снижают коэффициент перехода

(=1 умножением на коэффициент (=1,2-0,1V=1,2-0,1*4=0,8, т.е. ((=0,8.

Расчетная снеговая нагрузка при ((=1*0,8, (f =1,4, (п =0,95; на крайние

колонны: F= sо*(*(*а (( / 2) (f*(п= =1,5*0,8*12*(36/2)*1,4*0,95=344,7кН.;

на средние колонны F=2*344,7=689,4кН.

Крановые нагрузки. Вначале строим линию влияния реакции опор подкрановой

балки и определяем сумму ординат У.

К=500 М=6300

а = 12000 а = 12000

1,3

Вес поднимаемого груза Q=200кН. Пролет крана 36-2*0,85=34,3м. Согласно

стандарту на мостовые краны база крана М=630см, расстояние между колесами

К=500см, вес тележки Gп=8,5кН; Fn,max=220кН; Fn,min=60кН.

Расчетное максимальное давление на колесо крана при (f =1,1;(п =0,95

Fmax=220*1,1*0,95=229,9кН;

Fmin=60*1,1*0,95=62,7кН.

Расчетное поперечная тормозная сила на одно колесо:

Нmax=Нmin=200+85*0,5*1,1*0,95=7,45кН

20

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с

коэффициентом сочетаний (i =0,85; Dmax=229,9*0,85*2,95=576,47кН;

Dmin=62,7*0,85*2,95=157,22кН.,где(у=2,95-сумма ординат линии влияния

давления двух подкрановых балок на колонну; то же от четырех кранов на

среднюю колонну с коэффициентом сочетаний (I=0,7 равна 2Dmax =

2*229,9*0,7*2,95=949,49кН.

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном

торможении Н=7,45*0,85*2,95=18,7кН.

Ветровая нагрузка. Нормативное значение ветрового давления по главе СниП

2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» для II района, местности типа Б

(о=0,23кПа (230Н/м2). При условии Н/2L=16,8/(3*36)=0,156(0,5 значения

аэродинамического коэффициента для наружных стен принято:

- с наветренной стороной се= 0,8,

- с подветренной стороны се= -0,5

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки (m с

наветренной стороны равно:

- для части здания высотой до 5м от поверхности земли при коэффициенте,

учитывающем изменение ветрового давления по высоте, при К=0,5: (m1=

300*0,5*0,8=120Н/м2;

- то же высотой до 10м, при К=0,65: (m2= 300*0,65*0,8=156Н/м2;

- то же высотой до 20м, при К=0,85: (т3= 300*0,85*0,8=204Н/м2;

- На высоте 16,8м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной

стороны: (m4=(m2+(( (m3-(m2)/10)(Н1-10)= 156+((204-156)/10*(16,8-

10)=189Н/м2;

- то же на высоте 10,8м : (m5=(m2+(( (m3-(m2)/10)(Н1-10)= 156+((204-

156)/10*(10,8-10)=160Н/м2;

Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяют

равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной

балки длиной 10,8:

(m=2Масt = {2*[120*5І + 120+156 *(10-5)(10-5 + 5)+ 156+160(10,8-10)

НоІ 2 2 2

2

*(10,8-10 +10)]}/10,8І =140,5Н/м2;

2

С подветренной стороны (ms=(0,45/0,8)*140,5=79Н/м2.

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки

13,8м при коэффициенте надежности по нагрузке (f =1,4, коэффициенте

надежности по назначению здания (п=0,95:

- с наветренной стороны р=140,5*12*1,4*0,95=2242,4Н/м;

- с подветренной стороны рs=79*12*1,4*0,95=1260,8Н/м.

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отм.10,8м:

W=(m4-(m5(Н1-Но)а(f(п(се-сеs)=0,189+0,160(16,8-13,8)*6*1,4*0,95(0,8+0,5)=21

2. 2

кН.

Комбинация нагрузок и расчетные усилия в сечениях

крайней колонны

|Нагрузка|Эпюра |Номе|Коэф|сечения |

| |изгибающих |ра |фици| |

| |моментов |загр|ент | |

| | |ужен|соче| |

| | |ий |тани| |

| | | |й | |

| | | | |1 - 0 |1 - 2 |2 - 1 |

|М, кН*м |155,32 |-93,94 |

|N, кН |1386,5 |1041,8 |

Усилия от продолжительного действия нагрузки МL=86,11кН*м; NL=1041,8кН.

При расчете сечения на 1-ую и 2-ую комбинации усилий расчетное

сопротивление Rb следует вводить с коэффициентом (b2=1,1, так как в

комбинации включены постоянная, снеговая, крановая и ветровая нагрузки.

Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения с

несимметричной арматурой. Необходимо определить Аs и Аs(.

1. Определение моментов внешних сил относительно оси, параллельной линии,

ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр наиболее

растянутого или наиболее сжатого стержня арматуры:

- от действия полной нагрузки:

МII=М1=Мtot + Ntot * (h0 -a()/2=155,32+1386,5*(0,56-0,04)/2 =515,8кН*м

- от действия длительно действующих нагрузок:

МI=M1L=ML + NL * (h0-a()/2=86,11+1041,8*(0,56-0,04)/2=356,98кН*м.

2. Определение эксцентриситета продольной силы относительно центра

тяжести приведенного сечения:

е0=Мtot ? еa, еa – случайный эксцентриситет:

Мtot

еa ? 1 * ( = 380 = 0,63см; еa ? 1 *h = 60/ 30 = 2см; еa ? 1см.

600 600 600

е0 = М = 155,32 =11,2см ? еa

N 1386,5

3. Определение гибкости элемента:

( = (о , ( ( 4 (( ( 1)

h

(о= 2Н2 = 2*3,8 ? 7,6м; ( = 760 / 60 = 12,7 – 0,2% > к Аs(

необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

4. Определение коэффициента (е:

(е = (о ? (е,min=0,5-0,01* (о - 0,01Rв * (b2 =0,5-0,01*760 -

0,01*1,1*8,5=

h h

60

=0,28; (е = 11,2 / 60 = 0,187 ( (е,min принимаем (е = 0,28

5. Определение коэффициента, учитывающего влияние длительного действия

нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии:

(l = 1 + ( * М1L = 1 + 1*356,98 = 1,69 ? (1 + ( ) = 2

М1 515,8

6. С учетом гибкости элемента задаемся процентом армирования:

( = Аs + Аs( = (1 – 2,5%) = (0,01 – 0,025)

( = 0,004 – первое приближение

7. Определение коэффициента (: ( = Еs = 200000 = 9,77

Еb

20500

8. Вычисление условной критической силы:

Ncr = 6,4*Eb ( I ( 0,11 + 0,1( + (Is( =

(20 ( (l ( 0,1 + (е( ( (

= 6,4*20500(100) ( 900000 ( 0,11 +0,1( + 9,77*7571,2

( =

760І ( 1,69 ( 0,1 + 0,28 (

(

= 63,94*10іН = 6394кН.

Здесь I = b*hі = 50 * 60і = 900000см4;

12 12

Is = (* b*ho (0,5h – а)І = 0,004 * 50 * 56 (0,5*60 – 4)І =

7571,2см4

9. Определение коэффициента (, учитывающий влияние прогиба:

( = 1 = 1 = 1,28

1 – Ntot/ Ncr 1 – 1386,5/6394

10. Определение значения эксцентриситета приложения продольной силы

относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону и

проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого стержня

арматуры, с учетом прогиба элемента:

е = е0 * ( + ho - а( = 11,2 * 1,28 + 56 – 4 = 40,34см

2 2

11. Вычисление высоты сжатой зоны х = Ntot = 1386,5 =

Rв

* (b2* b 8,5*1,1*50

= 29,66смІ.

Относительная высота сжатой зоны ( = х / ho = 29,66 / 56 = 0,53

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

(R = ( / (1 + Rs (1 - ( (( = 0,7752 / (1+ 365 (1 – 0,7752( ( = 0,611

( 4 ( 1,1(( ( 400(

1,1( (

( = 0,85 – 0,008* Rв * (b2 = 0,85 – 0,008*8,5*1,1 = 0,7752

Так как ( =0,53 ( (R =0,611 – случай больших эксцентриситетов, то:

Аs( = Ntot *е – 0,4* Rв* (b2* b*hоІ = 1386,5*40,34 – 0,4*8,5*1,1*60*56І=

Rsc (ho - а() 356*(56 –

4)

= - 35смІ ( 0

Аs(( 0, принимаем по конструктивным требованиям, т.к. (о/h =12,7

находится в пределе значений 10 ( (о/h ? 24, то принимаем min %

армирования 0,2% т.е. 0,002 ( к Аs(.

0,002 * b* hо = 5,6 смІ = Аs( принимаем 3Ш16 АIII с Аs = 6,03 смІ.

Аs = 0,55 * Rв* (b2* b*hо – Ntot + Аs(= 0,55*8,5*1,1*50*56 - 1386,5 = 1,5

Rs

356

Проверка прочности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с

несимметричной арматурой.

Необходимо определить несущую способность сечения.

1. (факт = Аs + Аs( = 6,03 + 1,57 = 0,0025

b* h 3000

2.Определение высоты сжатой зоны бетона:

Х=Ntot + Rs*Аs – Rsc*Аs(=1042+365*103 *6,03*10-4 – 365*103*1,57*10-4=

Rв* (b2* b 1,1 * 8,5*103 *

0,5

Х = 1204,8 = 0,26 см

4675

2. (R * hо = 0,611* 56 = 34,22 см

при Х ( (R * hо (0,26 ( 34,22) – случай больших эксцентриситетов,

прочность сечения обеспечина при условии:

Ntot * е ( Rв* (b2* b * Х (hо – 0,5*Х) + Rsc * Аs(( hо - а()

ео = Мtot = 94 = 0,09 см

Ntot 1042

МII=М1=Мtot + Ntot * (h0 -a()/2= - 94 + 1042 * 0,26 =176,92 кН*м

МI=M1L=ML + NL * (h0-a()/2=86,11+1041,8*(0,56-0,04)/2=356,98кН*м

(l = 1 + ( * М1L = 1 + 1*356,98 = 2,02 ? (1 + ( ) = 2 (l ( 2

М1 176,92

следовател?но принимаем (l = 2

Ncr = 6,4*Eb ( I ( 0,11 + 0,1( + (Is( =

(20 ( (l ( 0,1 + (е( ( (

= 6,4*20500(100) ( 900000 ( 0,11 +0,1( + 9,77*7571,2

( =

760І ( 2 ( 0,1 + 0,28

( (

= 63,94*10іН = кН ( Ntot = 1042 кН

( = 1 = 1 = 1,2

1 – Ntot/ Ncr 1 – 1042 / 6394

е = е0 * ( + ho - а( = 0,09 * 1,2 + 56 – 4 = 26,11см

2 2

1042 * 0,2611 ( 8,5 * 103 * 1,1 * 0,5 * 0,003 (0,56-0,5 * 0,003) + 365 *

103 * 0,000603 (0,56-0,04)

272,07 кН*м ( 122,3 кН*м – условие выполняется.

Расчет сечения 1-0 в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, не

делаем, так как (о( / h( = 5,7 / 0,5 = 11,4, где (о(=1,5Н2=1,5*3,8 = 5,7 м

( (о / h = 12,7.

h( = b – ширина сечения надкрановой части колонны в плоскости рамы.

5. Расчет внецентренно нагруженного фундамента под колонну.

Район строительства : г.Азнакаево

Расчетное сопротивление грунта Rо = 0,36 МПа (360кН/мІ)

Глубина заложения фундамента d = 1,7м (по условию промерзания грунтов).

Бетон фундамента класса В12,5, арматура сеток из стали класса АII.

Определение нагрузок и усилий.

На уровне верха фундамента от колонны в сечении 2 - 1 передаются

максимальные усилия:

Мmax = 45,11 кН*м N = 1687,32 кН Q = 26,39 кН

Мmin = - 163,13 кН*м N = 1484,12 кН Q = 11,9 кН

Nmax = 2171,65 кН M = - 30,83 кН*м Q = 5,43 кН

То же, нормативные:

Мn = 39,23 кН*м Nn = 1467,23 кН Qn = 22,86 кН

Мn = - 141,85 кН*м Nn = 1290,54 кН Qn = 10,35 кН

Nn = 1888,4 кН Мn = - 26,81 кН*м Qn = 4,72 кН

От собственного веса стены передается расчетное усилие

N( = 74,5 кН с эксцентриситетом е = 0,525м = 52,5 см

М( = - 74,5*0,525 = - 39,11кН*м М(n = - 34,0 кН*м

Расчетные усилия, действующие относительно оси симметрии подошвы

фундамента, без учета массы фундамента и грунта на нем:

- при первой комбинации усилий

М = М4 + Q4 * hf + М( = 45,11 + 26,29*1,55 – 39,11 = 46,75 кН*м

где высота фундамента по условию заглубления

hf = 1,7 – 0,15 = 1,55м;

N = N4 + N( = 1687,32 + 74,5 = 1761,82 кН

- при второй комбинации усилий:

М = - 163,13 + 11,9*1,55 – 39,11 = - 183,8 кН*м

N = 1484,12 + 74,5 = 1558,62 кН

- при третьей комбинации усилий:

М = - 30,83 + 5,43*1,55 – 39,11 = - 61,52 кН*м

N = 2171,65 + 74,5 = 2246,15 кН

то же, нормативные значения усилий:

Мn = 39,23 + 22,86*1,55 – 34 = 40,66 кН*м

Nn = 1467,23 + 64,78 = 1532 кН

Страницы: 1, 2