Железобетонные конструкции (работа 1)

Сечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая

Dmax по оси А

Dmax по оси Б в пролёте АБ

Dmax по оси Б в пролёте БВ

H по оси А

H по оси Б

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

слева

справа

Исходные данные для проектирования.

Ширина пролёта – 24(м)

Шаг рам – 6(м)

Грузоподъёмность крана – 20(т)

Режим работы крана – лёгкий

Длина здания – 192(м)

Место строительства – город Пермь

Расчётная колонна - по оси А

Агрессивность среды – неагрессивная

Расчёт железобетонной фермы с параллельными поясами

Рассчитываем предварительно напряжённую ферму с параллельными поясами для плоской кровли одноэтажного промышленного здания пролётом 24(м) при шаге ферм 6(м).

Предварительно напряжённый пояс армируется канатами К-7 диаметром 15(мм) с натяжением на упоры Rs=1080(Мпа), Rs,ser=1295(Мпа), Es=1.8(100000)(Мпа). Остальные элементы фермы армируются ненапрягаемой арматурой класса A-III, Rs=Rsc=365(Мпа), d>10(мм), Es=2(100000)(Мпа); хомуты из арматуры класса A-I, Rsw=175(Мпа). Бетон класса В40, Rb=22(Мпа); Rbt,ser=2.1(Мпа). Прочность бетона к моменту обжатия Rbp=0.7B= =0.7·40=28(Мпа); Rbt=1.4(Мпа); γb2=0.9; Eb=32.5·10³(Мпа).

Назначаем геометрические размеры: ширину панели принимаем 3(м) с расчётом опирания рёбер плит покрытия в узлы верхнего пояса. Решётка треугольная, угол наклона раскоса 45°.

Высоту фермы принимаем 3(м), что составляет h/l=3/240=1/8. Сечения ВП и НП 240×240(мм); сечение раскосов h2×b2=180×180(мм), стоек 120×120(мм). Решётка фермы выполняется из готовых элементов с выпусками арматуры, которые заделывают в узлах при бетонировании поясов.

Сбор нагрузок на ферму

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка кн./м²

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м²

Постоянная:

-от Ж/Б ребристых плит покрытия 3×6(м) с учётом заливки швов

-от пароизоляции

-от трёхслойного рубероидного ковра

-от асфальтобетонной стяжки 20(мм)

-от утеплителя

1.75

0.1

0.15

0.35

0.4

1.1

1.3

1.2

1.925

0.13

0.195

0.455

0.48

Итого:

2.75

3.185

Временная(снеговая):

-длительная

-кратковременная

2000

600

1400

1.4

2800

840

1960

Полная:

-постоянная и длительная

-кратковременная

4750

3350

1400

5985

4025

1960

Узловые расчётные нагрузки по верхнему поясу(ВП) фермы

постоянные: P1=g·a·b·γn =3.185·6·3·0.95=54.46(кн)

длительные: P2=0.84·6·3·0.95=14.36(кн)

кратковременные: P3=1.96·6·3·0.95=33.516(кн)

Нормативные узловые нагрузки будут ровны:

Постоянные: P1=g·a·b·γn =2.75·6·3·0.95=47(кн)

длительные: P2=0.6·6·3·0.95=10.26(кн)

кратковременные: P3=1.4·6·3·0.95=23.94(кн)

Усилия в элементах фермы получаем из расчёта на компьютере. Фактичекие усилия в элементах фермы получаем умножением единичных усилий на действительные значения узловых нагрузок P.

Расчёт верхнего пояса фермы:

П
редварительно принимаем сечение верхнего пояса h1×b1=24×24(см), A=576(см²). Требуемую минимальную площадь сечения сжатого пояса фермы можно определить по формуле:

Что меньше принятого сечения. Свободную длину пояса для учёта продольного изгиба в плоскости фермы принимаем равной ширине одной панели 3(м), так как в узлах ферма раскреплена панелями покрытия.

Предварительно вычисляем площадь сечения арматуры, полагая As=As’, ξ=x/h0=1 и η=1

П
ринимаем из конструктивных соображений 4Ø12 А-III, Аs=4.52(см²); процент армирования μ=4.52/(24·24)·100=0.79%>0.2%.

У
точняем расчёт. Определяем условную критическую силу:

Здесь As=2.26(см²) для 2Ø12 А-III принято конструктивно.

С
ледовательно армирование по расчёту не требуется; армирование назначаем конструктивно, как принято ранее, - 4Ø12 А-III, Аs=4.52(см²). Расчёт сечёния пояса из плоскости фермы не выполняем, так как сечение квадратное и все узлы фермы раскреплены плитами покрытия.

Расчёт нижнего пояса на прочность

Максимальное расчётное усилие растяжения N=711.6(кн)

Определяем площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

П
ринимаем с учётом симметричного расположения 5 канатов К-7 диаметром 15(мм), Аsp=7.08(см²). Напрягаемая арматура окаймляется хомутами. Продольная арматура каркасов из стали класса А-III(4Ø10 с Аs=3.14(см²)) назначается конструктивно. Суммарный процент армирования:

П
риведённая площадь сечения Аred=A+αAsp+αAs=24·24+5.55·7.08+6.15+3.14=635(см²), где α=Es/Eb=180·10³/325·10²=5.55 – для напрягаемой арматуры класса К-7

α=200·10³/325·10²=6.15 – для арматуры класса А-III

Расчёт нижнего пояса на трещиностойкость

Элемент относится к третьей категории трещиностойкости. Максимальное предварительное напряжение арматуры принимаем σsp=0.7Rs,ser=0.7·1295=906(Мпа)

Проверяем условия: σsp+p=906+45.3=951.3<Rs,ser=1295(Мпа)

σsp-p=906-45.3=855.7>0.3·Rs,ser=387(Мпа), где p=0.05·σsp=0.5·906=45.3(Мпа)

Определяем потери предварительного напряжения арматуры.

Первые потери:

П
ервые потери составляют σlos,1=σ1+σ2+σ3+σ6=48.8+81.2+14.5+10.2=154.7(Мпа)

В
торые потери:

Расчёт по раскрытию трещин:

Вычисляем ширину раскрытия трещин с учётом коэффициента γi=1.15 и суммарного действия постоянной нагрузки и полной снеговой нагрузки. Приращение напряжений в растянутой арматуре от полной нагрузки:

П

роверим прочность нижнего пояса в процессе натяжения:

Контролируемое усилие при натяжении канатов:

Расчёт наиболее сжатого раскоса:

Р
асчётное сжимающее усилие с учётом γn=0.95 от постоянной и длительной нагрузок N·γn=361.4·0.95=343.3(кн), от кратковременной 462·0.95=439(кн). Бетон класса В40, Rb=22·0.9=19.8(Мпа). Назначаем сечение раскоса 15×18(см), А=270(см²). Случайный эксцентриситет: ea=414/600=0.69(см), ea=15/30=0.5(см), ea=1(см). Принимаем e0=ea=1(см). Так как e0=1(см)<(1/8)/h=15/8=1.88(см), то расчётная длина раскоса будет l0=0.9·l=0.9·414=373(см). При l0=373(см)>20·h=20·15=300(см) расчёт ведём как внецентренно сжатого элемента. При симметричном армировании, когда As=As′ и Rsc=Rs, площадь сечения арматуры можно вычислить по формуле:

Назначаем из конструктивных соображений симметрично по контуру 4Ø12 А-III, As=4.52(см²); μ=4.52/(15·18)·100%=1.67%>0.25%

Расчёт наиболее растянутого раскоса:

Расчётное усилие растяжения при γn=0.95 N=345·0.95=327.75(кн). Назначаем сечение h×b=18×18(см). Площадь сечения арматуры из условия прочности: As=N/Rs= =327.75/365·10³=9(см²); предварительно принимаем 4Ø18 А-III, As=10.18(см²)

Расчёт по раскрытию трещин:

С
ледовательно, трещины образуются, требуется проверка условий расчёта по их ширине раскрытия. Определяем ширину раскрытия трещин при длительном действии постоянной и длительной нагрузок при φl=1.5:

С
ечение подобрано удовлетворительно. Аналогично вышеизложенному рассчитываются и другие элементы фермы на внецентренное сжатие и центральное растяжение. Малонагруженные элементы, например стойки, проектируют конструктивно; их сечение принято минимальным 12×14(см) с армированием 4Ø12 A-III.

Усилия в элементах фермы

Элемент

Стержень

От загружения силами F=1 всего пролёта

От постоянной нагрузки

От кратковременного действия полной снеговой нагрузки

От длительной снеговой нагрузки

От постоянной и полной снеговой нагрузки

От постоянной и длительной нагрузок

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

Верхний

Пояс

III-1

IV-3

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

V-4

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

VI-6

-94

-4418

-5120

-2250

-3151

-9644

-1350

-6668

-8271

-53824

-6470

Нижний

Пояс

I-2

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

27808

3450

22446

2698

I-5

877

41219

4776

2100

2340

900

12594

62219

7116

50219

60354

Раскосы

1-2

-525

-24675

-2860

-12568

-1760

-5386

-754

-37243

-4620

-30061

-3614

2-3

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

2781

3450

22446

2698

4-5

-237

-1114

-1291

-5674

-794

-2432

-340

-16814

-2085

-13572

-1631

5-6

083

390

452

1987

2782

852

1192

5887

7302

4752

5712

Стойки

1-II

-05

-235

-2723

-1197

-1676

-513

-718

-3547

-440

-2863

-3441

3-4

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

6-6

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

Расчёт колонны.

Бетон тяжёлый: , подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении; ; ; ; ; арматура .

I.Надкрановая часть стойки.

Размеры сечения: ; ; ; .

Расчётная длина надкрановой части: .

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	100	-9942	-485
N,Кн	612	612	78415

Для первой комбинации:

; ; . Принимаем случайный эксцентриситет . Расчётный - .

; ; ;

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

_>>.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 3Ø14 c .

Для второй комбинации:

Так как значения внутренних усилий и для второй комбинации нагрузок, почти совпадают со значениями внутренних усилий для первой комбинации, то конструктивно принимаем 3Ø14 с .

Для третьей комбинации:

; случайный эксцентриситет . Расчётный эксцентриситет - .

< принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

_>>.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 3Ø14 с .

Окончательно принимаем 3Ø14 с . Горизонтальная арматура устанавливается конструктивно: шаг 300, Ø6 .

II.Подкрановая часть стойки.

Размеры сечения: ; ; ; .

Расчётная длина подкрановой части: .

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	11984	-1193	-10965
N,Кн	94237	94237	795

Для первой комбинации:

; ; . Принимаем случайный эксцентриситет . Расчётный - .

; ; ;

принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

_>>.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 3Ø16 c .

Для второй комбинации:

Для третьей комбинации:

; случайный эксцентриситет . Расчётный эксцентриситет - .

< принимаем

Для тяжёлого бетона . Предварительно принимаем , тогда при :

; .

_>>.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям:

. Принимаем 3Ø16 c .

Окончательно принимаем 3Ø16 с .

Проверим необходимость расчёта подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба.

; .

В расчёте нет необходимости.

Расчёт ребристой плиты покрытия

Нормативные и расчётные нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка кн./м²

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м²

Постоянная от веса:

- рулонного покрытия(6мм)

- ц/п стяжки(20мм; =2000)

- от утеплителя(базальтоволокнистые плиты 120мм; =250)

- от пароизоляции(2 слоя пергамина на мастике 10мм)

- от ребристых панелей(25мм)

100

400

300

100

1350

1.2

1.3

1.2

1.1

120

520

360

120

1485

Всего от постоянной нагрузки:

2250

2605

Временная от снега:

- длительная

- кратковременная

2000

1540

660

1.4

2800

2156

924

Полная:

- постоянная и длительная

- кратковременная

4250

3790

660

5405

4761

924

Расчёт плиты по прочности.

Расчёт полки:

Плиту рассматриваем как многопролётную неразрезную балку.

Изгибающий момент в сечении:

где

а общая нагрузка на плиту: +=(120+520+360+120+687)+2800=4.61(кн/м²)

Полезная толщина плиты

Определяем коэффициент при =1(м):

Принимаем сварную сетку С-2 с продольной арматурой Ø3 класса Вр-I, шаг 100(мм), As=0.71(см²) и поперечной Ø3 класса Вр-I, шаг 200(мм), As=0.35(см²).

Процент армирования

Расчёт поперечных рёбер по прочности:

Поперечные рёбра запроектированы с шагом .

Поперечное ребро рассчитываем как балку таврового сечения с защемлённой опорой. Постоянная расчётная нагрузка с учетом собственного веса ребра:

Временная(снеговая) нагрузка:

Общая нагрузка:

Принимаем полезную высоту сечения ребра . Расчётное сечение ребра в пролёте является тавровым с полкой в сжатой зоне:

Находим коэффициент по пролётному моменту:

Находим коэффициент по опорному моменту:

Учитывая на опоре работу поперечных стержней сетки плиты, у которой на 1(м) имеется 5Ø3 , на продольный стержень плоского каркаса требуется . Из конструктивных соображений принимаем верхний стержень таким же, как нижний, т.е.

Проверим необходимость постановки хомутов:

Следовательно требуется расчёт поперечной арматуры. Зададимся шагом хомутов и диаметром стержней: ; Ø5 Вр-I.

где

;

Принимаем .

Условие прочности обеспечивается.

Расчёт продольных рёбер по прочности

1. Предельные состояния первой группы

Плиту рассматриваем как свободно лежащую на двух опорах балку П-образного поперечного сечения, которое приводится к тавровому сечению с полкой в сжатой зоне. Находим расчётный пролёт плиты, принимая ширину опоры 10см:

Максимальный изгибающий момент:

где - номинальная ширина панели(расстояние в осях) 3(м), (сбор нагрузок). Ширина свеса полки в каждую сторону от ребра не должна превышать половины расстояния в свету между соседними рёбрами и 1/6 пролёта рассчитываемого элемента. При расчётная ширина полки в сжатой зоне: .

Рабочая высота ребра: .

Для установления расчётного случая таврового сечения проверим условие, считая

Условие соблюдается, следовательно, нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки т.е. . Определим положение границы сжатой зоны:

Предварительные напряжения следует назначать с учётом допустимых отклонений значения предварительного напряжения таким образом, чтобы выполнялось условие: , где (т.к. механический способ натяжения арматуры).

Т.к. то должно быть умножено на коэффициент

►

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

Принимаем

Расчёт по наклонному сечению

Расчёт на действие поперечной силы:

Проверим необходимость постановки хомутов:

Определим длину проекции наиболее опасного наклонного сечения:

Условие выполняется.

Расчёт на действие изгибающего момента:

Т.к. у продольной арматуры отсутствует анкеровка, то принимают сниженным.

Условие выполняется. Прочность по наклонной трещине обеспечена.

2. Предельные состояния второй группы

Определение геометрических характеристик приведённого сечения.

Статический момент площади приведённого сечения относительно нижней грани:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведённого сечения:

, то же до верхней ,

где .

Момент инерции приведённого сечения:

Момент сопротивления приведённого сечения относительно нижней грани:

то же по верхней зоне .

; ,

где - для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне.

Расстояния от верхней и нижней ядровой точек до центра тяжести приведённого сечения, где

Определим потери предварительного напряжения арматуры.

Первые потери:

от релаксации напряжений а арматуре

от температурного перепада(при )

от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств

,где

- длина натягиваемого стержня.

Потери от быстронатекающей ползучести бетона, подвергнутого тепловой обработке, при

, где

Первые потери напряжений: .

Вторые потери:

от усадки бетона

от ползучести бетона при , для бетона подвергнутого

тепловой обработке при атмосферном давлении

, где .

Вторые потери напряжений: .

Общие потери предварительного напряжения арматуры:

Равнодействующая сил обжатия с учётом всех потерь и точности натяжения , где .

Расчёт по деформациям (определение прогибов).

Вычисляем момент, воспринимаемый сечением нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин:

Следовательно трещины в растянутой зоне образуются. Необходим расчёт по раскрытию трещин.

Расчёт по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

Предельная ширина раскрытия трещин:

непродолжительная

продолжительная

Изгибающий момент от нормативных нагрузок: постоянной и длительной

; суммарной . Приращения напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок:

, где т.к. усилие обжатия Р приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры; ; .

Приращения напряжений в растянутой арматуре от действия полной нагрузки:

Ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки:

где

Ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузки:

Ширину раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузок:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

Расчёт прогиба плиты:

Прогиб определяем от нормативного значения постоянной и длительных нагрузок; предельный прогиб составляет = 587/200 = 2.94(см). Вычисляем параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учётом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок ; суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учётом всех потерь и при ; ; эксцентриситет ; коэффициент - при длительном действии нагрузки.

Вычислим кривизну оси при изгибе:

Вычислим прогиб плиты:

3. Расчёт плиты в стадии изготовления.

Проверка прочности:

, где

Нагрузка от собственного веса плиты шириной 3(м): .

, где взято для В21.

, принято конструктивно.

Проверка трещиностойкости:

Следовательно трещины образуются.

Сбор нагрузок

I.Постоянные нагрузки:

Нагрузка от веса покрытия:

Собственный вес	Нормативная нагрузка кн./м²	Коэфф. надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кн./м²
Ж/Б ребристых плит покрытия 36м с учётом заливки швов.	175	11	1925
Пароизоляции	01	13	013
Утеплителя (готовые плиты)	04	12	048
Асфальтовой стяжки t=2см	035	13	0455
Рулонного ковра	015	13	0195
ИТОГО:	275	-	3185

Расчётная нагрузка от веса подкрановой балки:

(06·012+02·088)·595·25·11=40579кн

Расчётная нагрузка от веса колонн

- надкрановая часть: (038·04·38)·25·11=15884кн

- подкрановая часть: (04·08·59+04·09·105)·25·11=62315кн

Расчётное опорное давление фермы

- от покрытия: 3185·6·24/2=22932кн

- от фермы: (120/2)·11=66кн

Расчётная нагрузка от веса покрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания <095 на колонну F=(22932+66)·095=2895кн

II.Временные нагрузки:

г.Пермь – V снеговой район

вес снегового покрова земли 2кн/м²

Расчётная нагрузка на стойку будет: Рсн=26·24/2·14·095=19152кн

III.Крановые нагрузки:

1
) Вертикальные нагрузки от кранов: Pmax=220кн,Pmin=58кн,Gтел=52кн

Dmax=Pmax·f·i·yi=220·11·085·(027+1+068)=401115кн

Dmin=58·11·085·(027+1+068)=10575кн

2) Горизонтальные нагрузки от кранов:

Hmax=(Q+Gn)·05·f·n/20=(200+52)·05·11·095/20=658кн

H=Hmax·i·yi=658·085·195=1091кн

IV.Ветровая нагрузка:

1.Участок - от 0.00м до низа стропильных конструкций 9.60м: Н1=9600м

2.Участок - высота стропильной конструкции: H2=2950м

Находим средний коэффициент Kсрij:

Kср11=Кн11+(Н11/2)·tg1=K5=05

Kср12=K5+(46/2)·003=0569

Kср21=064+(295/2)·002=067

Kср1=(05·5+0569·46)/96=053

Kср2=067

Расчётное значение ветровой нагрузки на первом участке:

Wнав1=f·ce·Kср1·W0=14·08·053·03=018кн/м²

Wпод1=f·ce·Kср1·W0=14·06·053·03=013кн/м²

Расчётное значение ветровой нагрузки на втором участке:

Wнав2=f·ce·Kср2·W0=14·08·067·03=022кн/м²

Wпод2=f·ce·Kср2·W0=14·06·067·03=017кн/м²

Ветровая нагрузка, действующая на шатёр, приводится к узловой нагрузке, приложенной на уровне низа ригеля рамы.

Интенсивность нагрузки:

Wнав=Wнав1·Bk=018·6=108кн/мп

Wпод=Wпод1·Bk=013·6=078кн/мп

Грузовая площадь шатра: A1=Bk·h2=6·295=177м²

Pнав=Wнав2·A1=022·177=39кн

Pпод=Wпод2·A1=017·177=30кн

Статический расчёт рамы

Определение геометрических характеристик стойки по оси А:

Моменты инерции сечений колонн составляют:

надкрановой части I1=bh³верх/12=04·038³/12=00018м

подкрановой части I2=04·08³/12=0017м

Отношение высоты надкрановой части колонны к её полной высоте: =Нв/Н=38/106=036

Определение усилий в стойках от отдельных видов загружений:

1)Постоянная нагрузка.

Продольная сила F1=2805кн действует на колонну с эксцентриситетом e0=0015м

В подкрановой части колонны действуют: расчётная нагрузка от подкрановых балок F=40579кн c e=035м; расчётная нагрузка от надкрановой части колонны F=15884кн e0=021м.

С
ечение

Усилие

Постоянная нагрузка

Временные нагрузки

I сочетание

II сочетание

Снеговая

Dmax

Ветер слева

Ветер справа

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

Mmax Nсоотв

Mmin Nсоотв

Nmax Mсоотв

1-1

-376

-287

25046

19152

2-2

1645

1575

-4347

874

1919

2045

3-8

3-5-6

3-4

3-4-8

3-5-6

3-4

369

-3576

322

5265

-3576

322

26634

19152

26634

45786

26634

45786

3-3

-2528

-2447

9691

874

1919

2045

3-4

3-5-6

3-4

3-5-6

3-4-5-6

4975

837

8037

4975

8037

559

30692

19152

4011

49844

708

49844

708

4-4

636

492

2827

2552

8126

7567

3-7

3-4

3-5-6

3-4-5-6-7

3-5-6

3-4-5-6

8762

1128

6015

14633

911

6507

36923

19152

4011

36923

56075

77033

96185

770

96185

532

49

-1144

571

1154

1686

1022

-1183

461

1183

-693

З

агружение 1(снеговая нагрузка):

Загружение 2(постоянная нагрузка):

Загружение 3(ветровая нагрузка):

Загружение 4(вертикальная нагрузка от мостовых кранов):

Загружение 5(горизонтальная крановая нагрузка):

Расчёт колонны

Бетон тяжёлый: B15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

Rb=85(Мпа); Rbt=075(Мпа); Eb=205·10³(Мпа); арматура А-,d>10(мм)

Rs=Rsc=365(Мпа); Es=200·10³(Мпа)

I.Надкрановая часть:

B·h=40·38(см) (а=а=4см)

h0=h-a=38-4=34(см)

расчётная длина над крановой части: l0=2·Hверх=2·38=76(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	5265	-3576	322
N,Кн	45786	26634	45786

Д

ля первой комбинации:

Так как 0>14, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

еа – случайный эксцентриситет. Принимаем еа=13(см)

Р
асчётный эксцентриситет e=e0+ea=11+13=123(см)

Принимаем е=032(см)

Для тяжёлого бетона =1

Предварительно принимаем =0005, тогда при =Es/Eb=200·10³/205·10³=98

Площадь арматуры As=As назначаем по сортаменту:

Принимаем 2Ø14 A- c As=308(см²)

Для второй комбинации:

П
лощадь арматуры As=As назначаем по сортаменту:

Принимаем 2Ø8 A- c As=101(см²)

Для третьей комбинации:

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·34=272(см²)

Принимаем 2Ø14 A- c As=308(см²)

Окончательно принимаем 2Ø14 A- c As=308(см²)

Горизонтальная арматура устанавливается конструктивно: шаг 300, Ø6 А-I

II Подкрановая часть:

b×h=40×80(см) (a=a’=4см)

h0=80-4=76(см)

Расчётная длина подкрановой части колонны: l0=15·H1=15·6=9(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	14633	911	6507
N,Кн	96185	770	96185
Q,Кн	461	1183	-693

Д

ля первой комбинации:

Так как 0>14, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

еа – случайный эксцентриситет. Принимаем еа=267(см)

Р
асчётный эксцентриситет e=e0+ea=152+267=179(см)

Принимаем е=0294(см)

Для тяжёлого бетона =1

Предварительно принимаем =0005, тогда при =Es/Eb=200·10³/205·10³=98

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

A
s=0002·b·h0=0002·40·76=61(см²)

Принимаем 2Ø20 A- c As=628(см²)

Для второй комбинации:

Площадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(см²)

Принимаем 2Ø20 A- c As=628(см²)

Для третьей комбинации:

П
лощадь арматуры As=As назначаем по конструктивным соображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(см²)

Принимаем 2Ø20 A- c As=628(см²)

Проверим необходимость расчёта подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба:

Р

асчёт необходим Так как l0/i=4174>14, необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность

Следовательно принятого количества арматуры достаточно

Окончательно принимаем 2Ø20 A- c As=628(см²)

Расчёт колонны на транспортные нагрузки.

Расчёт арматуры верхней части колонны:

Р
асчёт арматуры нижней части колонны:

Расчёт трещиностойкости:

Принятого количества арматуры достаточно.

Сбор нагрузок

I. Постоянные нагрузки:

Нагрузка от веса покрытия:

Собственный вес	Нормативная нагрузка кн./м²	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кн./м²
Ж/Б ребристых плит покрытия 3x6м - 25	135	11	1485
Пароизоляции - 10	01	12	012
Утеплителя - 120	03	12	036
Цементной стяжки - 20	04	13	052
Рулонного ковра - 6	01	12	012
ИТОГО:	225	-	2.61

Расчётная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и кранового пути:

{(06·012+025·088)·25+070}∙6∙11=528(кн)

Расчётная нагрузка от веса колонн

надкрановая часть: (06·04·38)·25·11=251(кн)

подкрановая часть: {08·04·715+(09·06+06²/2)∙04∙2}·25·11=79(кн)

Расчётное опорное давление фермы на стойку (включая постоянную нагрузку от покрытия): (112/2·11+261·6·24/2)∙095=23712(кн)

Расчётное опорное давление балки на стойку (включая постоянную нагрузку от покрытия): (91/2+261∙6∙18/2)∙095=1772(кн)

II.Временные нагрузки:

Для расчёта стоек распределение снеговой нагрузки по покрытию во всех пролётах здания принимается равномерным.

г.Пермь – V снеговой район

вес снегового покрова земли 2(кн/м²)

Расчётная нагрузка на стойку будет: =2∙6·24/2·14·095=19152(кн)

III.Крановые нагрузки:

Вертикальные нагрузки от кранов:

Горизонтальные нагрузки от кранов:

IV.Ветровая нагрузка:

1.Участок - от 0.00(м) до низа стропильных конструкций:

2.Участок - высота стропильной конструкции:

Находим средний коэффициент :

= +(/2)·==05

=+(5/2)·003=0575

=+(08/2)·003=0587

=(05∙5+0575∙5+0587∙08)/108=0541

=+(33/2)∙003=0636

Расчётное значение ветровой нагрузки на первом участке:

Расчётное значение ветровой нагрузки на втором участке:

Интенсивность нагрузки:

Грузовая площадь шатра:

Статический расчёт рамы

Определение геометрических характеристик стойки по оси А:

Моменты инерции сечений колонн составляют:

надкрановой части

подкрановой части

Отношение высоты надкрановой части колонны к её полной высоте:

Смещение осей надкрановой и подкрановой частей стойки:

Определение усилий в стойках от отдельных видов загружений:

Загружение 1(снеговая нагрузка):

Снеговая нагрузка на покрытии пролёта АБ.

Для по интерполяции находим .

Коэффициент не определяем, тк эксцентриситет e=0.

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

продольные силы:

поперечная сила:

При действии силы со стороны пролёта БВ усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 2(постоянная нагрузка):

Благодаря симметрии точек приложения сил относительно оси стойки, усилия

и возникают только от разности сил и . Усилия и от -=1772-23712=-60(кн) получаем умножением усилий от на коэффициент .Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

;

продольные силы:

; ;

поперечная сила:

Загружение 3(крановая нагрузка действует со стороны пролёта АБ):

Для по интерполяции находим .

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

продольные силы:

;

поперечная сила:

При действии крановой нагрузки со стороны пролёта БВ усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 4(крановая нагрузка Т действует слева на право):

Для по интерполяции находим .

Находим величину горизонтальной реакции по формуле:

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

изгибающий момент в точке приложения силы H:

продольные силы:

поперечная сила:

При действии силы справа на лево усилия и изменяют только знак, усилия остаются без изменения.

Загружение 5(ветровая нагрузка действует слева на право):

Определяем горизонтальные реакции в загруженных (крайних) стойках.

Для по интерполяции находим .

Горизонтальная реакция в стойке по оси :

Усилие в дополнительной связи: .

Распределяем усилие в дополнительной связи между стойками поперечника.

Для по интерполяции находим (стойки по осям и ).

Горизонтальные силы, приходящиеся на стойки по осям и :

Определяем усилия в сечениях стойки.

изгибающие моменты:

; ;

продольные силы:

поперечная сила:

При направлении ветра справа на лево усилия в стойках не изменяются.

Составляем таблицу расчётных усилий.

Т а б л и ц а р а с ч ё т н ы х у с и л и й .

Сечение	Усилие	Постоянная нагрузка	Временные нагрузки	I сочетание	II сочетание
Снеговая на покрытии пролёта	Dmax по оси Б в пролёте АБ	Dmax по оси Б в пролёте БВ	H по оси Б	Ветер слева	Ветер справа	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв
АБ	БВ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	M	-12	-383	383	0	0	0	0	0	3-5	3-4	3-4	3-5	3-4	3-4
263	-503	-503	2247	-4647	-4647
N	41432	19152	19152	0	0	0	0	0	60584	60584	60584	587	587	587
2	M	-485	-155	155	8273	-8273	 685	114	114	3-6-8	3-7-8	3-4	3-5-6-8-9	3-4-7-8	3-4-5
8473	-9443	-2035	100	-9942	-485
N	43942	19152	19152	0	0	0	0	0	43942	43942	631	612	612	78415
3	M	-485	-155	155	-1048	1048	 685	114	114	3-7-8	3-6-8	3-6	3-5-7-8-9	3-4-6-8	3-4-5-6
1068	-1165	-10965	11984	-1193	-9917
N	545	19152	19152	250	250	0	0	0	795	795	795	94237	94237	111474
4	M	792	253	-253	4326	-4326	 11	318	318	3-6-8	3-7-8	3-7-8	3-4-6-8-9	3-5-7-8	3-4-5-6
6218	-4634	-4634	10814	-637	4685
N	624	19152	19152	250	250	0	0	0	874	874	874	102137	102137	1194
Q	188	6	-6	188	-188	 233	3	3	61	233	233	1377	-731	357

Т а б л и ц а р а с ч ё т н ы х у с и л и й .

Сечение	Усилие	Постоянная нагрузка	Временные нагрузки	I сочетание	II сочетание
Снеговая на покрытии пролёта	Dmax по оси Б в пролёте АБ	Dmax по оси Б в пролёте БВ	H по оси Б	Ветер слева	Ветер справа	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв
АБ	БВ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	M	-12	-383	383	0	0	0	0	0	3-5	3-4	3-4	3-5	3-4	3-4
263	-503	-503	2247	-4647	-4647
N	41432	19152	19152	0	0	0	0	0	60584	60584	60584	587	587	587
2	M	-485	-155	155	8273	-8273	 685	11324	11324	3-9	3-7-8	3-4	3-5-6-8-9	3-4-7-8	3-4-5
112755	-9443	-2035	1109	-9942	-485
N	43942	19152	19152	0	0	0	0	0	43942	43942	631	612	612	78415
3	M	-485	-155	155	-1048	1048	 685	11324	11324	3-9	3-6-8	3-6	3-5-7-8-9	3-4-6-8	3-4-5-6
112755	-1165	-10965	1129	-1193	-9917
N	545	19152	19152	250	250	0	0	0	545	795	795	94237	94237	111474
4	M	792	253	-253	4326	-4326	 11	3159	3159	3-9	3-7-8	3-7-8	3-4-6-8-9	3-5-7-8	3-4-5-6
3167	-4634	-4634	292262	-637	4685
N	624	19152	19152	250	250	0	0	0	624	874	874	102137	102137	1194
Q	188	6	-6	188	-188	 233	298	298	300	233	233	27927	-731	357

Железобетонные конструкции (работа 1)

Сбор нагрузок на ферму

Вид нагрузки

Расчёт нижнего пояса на прочность

Нормативные и расчётные нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки

Расчёт плиты по прочности.

Расчёт по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

3. Расчёт плиты в стадии изготовления.

Проверка прочности:

, принято конструктивно.

Проверка трещиностойкости:

Собственный вес

Статический расчёт рамы

Собственный вес

Расчётная нагрузка от веса колонн

Статический расчёт рамы