Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный строительный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

МОЙ ЖБК.doc

Скачиваний:

Добавлен:

03.03.2015

Размер:

1.91 Mб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Компоновка поперечной рамы.

Общие данные.

Требуется рассчитать и законструировать основные несущие железобетонные конструкции одноэтажного промышленного здания.

Здание отапливаемое, двухпролетное с открытыми тоннелями глубиной 3,6 м вдоль наружных продольных стен. Район строительства г.Красноярск, местность типа В. Здание состоит издвух температурных блоков длиной 72 метра каждый.Пролеты здания - 18 м, шаг колонн – 12м. Покрытие здания – теплое. Плиты покрытия железобетонные размером 3×12 м. Стропильные конструкции – железобетонные сегментные фермы пролетом 18 м. Устройство светоаэрационных фонарей не предусматривается, цех оснащен лампами дневного света.

Каждый пролет здания оборудован двумя мостовыми кранами с режимом работы 5К и грузоподъемностью 50 т. Отметка верха кранового рельса 10,8м, высота кранового рельса 150 мм (тип КР – 100).

Подкрановые балки разрезные железобетонные, предварительно напряженные, высотой 1,4 м.

Для обеспечения пространственной жесткости здания в продольном направлении предусмотрены стальные вертикальные связи по колоннам портального типа. Место установки связей – середина температурного блока в пределах одного шага колонн на высоту от пола до низа подкрановых балок.

Жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается защемлением колонн в фундаментах и размерами сечений колонн.

Жесткость диска покрытия в горизонтальной плоскости создается крупноразмерными железобетонными плитами покрытия, приваренными не менее чем в трех точках к стропильным конструкциям. Швы между плитами должны быть замоноличены бетоном класса не менее В10.

Сведем все данные в таблицу.

Схема поперечного разреза здания	2.
Пролет здания, м.	18 м.
Длина здания, м.	144 м.
Шаг колонн, м.	12 м.
Расстояние от пола до головки кранового рельса, м.	10,8 м.
Грузоподъемность крана, т.	50 т.
Тип кровли	Теплая.
Расчетное давление на грунт, МПа.	0,34 МПа.
Район строительства	г. Красноярск

Рис. 1

колонны основного каркаса;
стропильные фермы;
вертикальные связи по колоннам;
стеновые панели;
колонны фахверка.
горизонтальные связи по нижним поясам ферм

Геометрия и размеры колонн.

Расстояние от пола до головки подкранового рельса м. Высота надкрановой части ступенчатой колонны определяется из условия:

м.

Высота подкрановой части колонны (крайней):

м.

Полная высота колонны при минимальном значении :

м.

Тогда габаритный размер здания составит:

м., что не кратно модулю 0,6 м. Вследствие некратности ее необходимо увеличить до Н=14,4 м (на 0,35 мм). Принимаемм, получим:

м.

Тогда новый габаритный размер здания с учетом измененных размеров составит:

м.

Для средних колонн:

м.м.м.

мм.

Типы колонн.

Поскольку м, принимаем двухветвенные колонны. Размер сечений колонн:

- крайних: в подкрановой части - для кранов грузоподъемностьют.

Тогда м. Принимаеммм (кратно 100 мм).

В надкрановой части мм. Где:

- привязка кранового пути к разбивочной оси.

- привязка осей крайних колонн к разбивочным осям. Принимаем равной 0.

- расстояние от оси кранового рельса до торца крана.

- минимально допустимый зазор между торцом крана и гранью колонны.

Полученное значение округляем в меньшую сторону, кратно 100 мм.

Принимаем мм.

Ширина колонны принимается из трех значений:

м;

см – для шага колонн 6 м. Принимаеммм.

- средних: м. Принимаемм = 900 мм.

Из условия опирания стропильных конструкций мм.

м;м.м.

Окончательно принимаем ширину средних колонн мм.

Размеры сечений ветвей для крайних двухветвенных колонн ( в плоскости рамы) примем равными: мм. Средние колонны примем сплошные .

Рис. 2. Размеры колонн.

Определение нагрузок на раму.

Постоянные нагрузки.

Нагрузки от веса покрытия.

Элементы покрытия	Источник	Нормативная нагрузка, Па.	Коэффициент надежности по нагрузке γ_f	Расчетная нагрузка, Па.
Рулонный ковер		100	1,3	130
Цементно-песчаная стяжка (γ_f = 18 кН/м³, δ = 35 мм)		630	1,3	819
Плитный утеплитель (γ_f = 3 кН/м³, δ = 120 мм)		360	1,2	432
Пароизоляция		50	1,3	65
Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 3 × 6 м.		1570	1,1	1727
Итого g		2710		3173

Расчетное опорное давление фермы:

- от покрытия кН;

- от фермы кН,

где 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке ;

45 кН – вес фермы.

Расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

кН – на крайнюю колонну;

кН.

Здание состоит из трех температурных блоков длиной 2×54 м и 60 м. Наружные панельные стены до отметки +5,6 самонесущие, выше – навесные.

Расчетная нагрузка от веса стеновых панелей и остекления на участке между отметками +5,6…+12,2 (высота панелей,- высота окна):

=71,85 кН.

На участке между отметками +12,2…+14,6:

кН.

Расчетная нагрузка от веса подкрановых балок и кранового пути.

Вес подкрановой балки пролетом 6 м – 42 кН, а кранового пути 1,5 кН/м. Следовательно, расчетная нагрузка на колонну составит:

кН.

Расчетная нагрузка от веса колонн.

Крайние колонны:

- надкрановая часть кН

- подкрановая часть

кН.

Средние колонны:

- надкрановая часть кН.

- подкрановая часть

кН.

Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка.Район строительства – г. Москва, относящийся кIIIрайону по весу снегового покрова, для которогоН/м². Расчетная снеговая нагрузка прии:

-на крайние колонны:

кН;

- на средние колонны:

кН.

Крановая нагрузка.Вес поднимаемого грузаQ= 200 кН. Пролет крана составляет 18 - 2×0,75 = 16,5 м. База кранаМ= 6300 мм, расстояние между колесами К = 4400 мм, вес тележкикН,кН,кН. Расчетное максимальное давление колеса крана при:

кН.

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

кН.

Рис.3. Линия влияния опорного давления подкрановых балок на колонну.

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний :

кН;

кН,

где - сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну.

Вертикальная нагрузка от четырех кранов на среднюю колонну с коэффициентом сочетаний равна:

кН;

на крайние колонны:

кН.

Горизонтальная крановая нагрузка от двух кранов при поперечном торможении:

кН.

Горизонтальная сила поперечного торможения приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке +9,05 м. Относительное расстояние по вертикали от верха колонны до точки приложения тормозной силы:

- для крайних колонн:

- для средних колонн: .

Ветровая нагрузка.Г. Москва расположен вIрайоне по ветровому давлению, для которогоН/м². Для местности типа В коэффициентk, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания, равен:

на высоте 5 м …………. 0,4; Н/м²;

на высоте 10 м ………… 0,4; Н/м²;

на высоте 20 м ………… 0,55; Н/м²;

на высоте 40 м ………… 0,8; Н/м².

На высоте 15,6 м в соответствии с линейной интерполяцией:

Н/м².

На уровне конька покрытия (отметка 15,23):

Переменное по высоте ветровое давление заменим равномерно распределенной нагрузкой длиной 15,6 м.

Н/м².

При условии изначение аэродинамического коэффициента для наружных стен согласно приложения 4 СНиП 2.01.07-85 принято:

- с наветренной стороны , с подветренной стороны= - 0,5. Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны

- с наветренной стороны:

Н/м²;

- с подветренной стороны:

Н/м².

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 12,2 м:

Статический расчет поперечной рамы.

2.1. Геометрические характеристики колонн.

Для крайней колонны: расчетная высота колонным, в том числе высота подкрановой частим, надкрановой частим, расстояние между осями ветвейм.

Момент инерции надкрановой части колонны:

м⁴;

момент инерции одной ветви: м⁴;

момент инерции подкрановой части м⁴;

отношение высоты надкрановой части к полной высоте колонн:

;

отношение моментов инерции подкрановой и надкрановой частей колонн:

Вычисляем вспомогательные коэффициенты:

Реакция верхней опоры колонны от ее единичного смещения:

Для средней колонны:расчетная высота колонным, в том числе высота подкрановой частим, надкрановой частим

Момент инерции подкрановой части:

м⁴;

надкрановой части

м⁴.

Отношение высоты надкрановой части к полной высоте колонн

Отношение моментов инерции подкрановой и надкрановой частей колонн:

Вычисли вспомогательные коэффициенты:

Реакция верхней опоры от ее единичного смещения:

Суммарная реакция:

2.2. Усилия в колоннах от постоянной нагрузки.

На симметричную поперечную раму действует симметричная постоянная нагрузка, поэтому верхние концы колонн не смещаются. Каждую из колонн рассчитываем на действие постоянной нагрузки без учета смещения верха.

Продольная сила кН на крайней колонне действует с эксцентриситетом

м.

Момент кНм.

В надкрановой части колонны действует также расчетная нагрузка от стеновых панелей толщиной 30 см: кН с эксцентриситетом:

м.

Момент: кНм.

Суммарные значения момента, приложенного в уровне верха крайней колонны:

кНм.

В подкрановой части колонны кроме сил G₁и, приложенных с эксцентриситетом:

м, действуют: расчетная нагрузка от стеновых панелейкН с эксцентриситетом:

м;

расчетная нагрузка от подкрановых балок и кранового пути кН с эксцентриситетом:

м;

расчетная нагрузка от надкрановой части колонны кН см. Суммарное значение момента, приложенного в уровне верха подкрановой консоли:

кНм.

Вычисляем реакцию верхнего конца колонны по формулам:

кН.

Рис. К определению эксцентриситетов.

Изгибающие моменты в сечениях колонны (нумерация сечений показана на рисунке ) равны:

кН;

кН.

Продольные силы в крайней колонне:

кН;

кН.

Поперечная сила кН.

Продольные силы в средней колонне:

кН;

кН.

2.3. Усилия в колоннах от снеговой нагрузки.

Продольная сила кН на крайней колонне действует с эксцентриситетомм. Момент

кНм.

В подкрановой части колонны эта же сила приложена с эксцентриситетом м, т.е. значение момента составляет:

кНм.

Реакция верхнего конца крайней колонны от действия моментов М₁иМ₂равна:

кН.

Изгибающие моменты в сечениях крайних колонн:

кН;

кН.

Продольные силы в крайней колонне:

кН.

Продольные силы в средней колонне:

кН.

2.4. Усилия в колоннах от ветровой нагрузки.

Реакция верхнего конца левой колонны от нагрузки кН/м²:

кН.

Реакция верхнего конца правой колонны от нагрузки кН/м²:

кН.

Реакция введенной связи в основной системе метода перемещений от сосредоточенной силы кН. Суммарная реакция связи:

кН.

Горизонтальные перемещения верха колонн при :

Вычисляем упругие реакции верха колонн:

- левой кН;

- средней кН;

- правой кН.

Изгибающие моменты в сечениях колонн:

- левой: кНм;

кНм;

- средней: кНм;

кНм;

- правой: кНм;

кНм.

Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: кН;

- средней: кН;

- правой: кН.

2.5. Усилия в колоннах от крановых нагрузок.

Рассматриваются следующие виды нагружений:

вертикальная крановая нагрузка на крайней колонне ина средней

2) на средней колонне ина крайней;

3) четыре крана с на средней колонне и- на крайних

4) горизонтальная крановая нагрузка Нна крайней колонне

5) горизонтальная нагрузка Нна средней колонне.

Рис. 7. Схема расположения мостовых кранов для определения

Опорного давления подкрановых балок на колонны.

Рассмотрим загружение 1. На крайней колонне силакН приложена с эксцентриситетомм. Момент, приложенный к верху подкрановой части колонны

кНм. Реакция верхней опоры левой колонны:

кН.

Одновременно на средней колонне действует сила кН с эксцентриситетомм, т.е.кНм. Реакция верхней опоры средней колонны:

кН.

Суммарная реакция в основной системе: кН.

Коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса здания, для сборных покрытий и двух кранах в пролете определим по формуле при ,м и:.

Тогда .

Упругие реакции верха колонн:

- левой: кН;

- средней: кН;

- правой: кН.

Изгибающие моменты в сечениях колонн:

-левой: кНм;

кНм;

кНм.

- средней: кНм;

кНм;

кНм.

- правой: кНм;

кНм.

Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: кН;

- средней: кН;

- правой:кН.

Продольные силы в сечениях колонн:

- левой: ;кН;

- средней: ;кН;

- правой: ;кН.

Загружение 2.На крайней колонне силакН, приложена с эксцентриситетомм, т.е.кНм.

Реакция верхней опоры левой колонны:

кН.

На средней колонне действует сила кН с эксцентриситетомм, т.е.кНм. Реакция верхней опоры средней колонны:

кН.

Суммарная реакция в основной системе: кН.

Тогда .

Упругие реакции верха колонн:

- левой: кН;

- средней: кН;

- правой: кН.

Изгибающие моменты в сечениях колонн:

-левой: кНм;

кНм;

кНм.

- средней: кНм;

кНм;

кНм.

- правой: кНм;

кНм.

Поперечные силы в защемлениях колонн:

- левой: кН;

- средней: кН;

- правой:кН.

Продольные силы в сечениях колонн:

- левой: ;кН;

- средней: ;кН;

- правой: ;кН.

Загружение 3.На крайних колоннах сила, определенная с коэффициентом сочетаний( четыре крана), действует с эксцентриситетомм, т.е.кНм. Реакция верхней опоры левой колонны: