- •В.С. Кузнецов
- •Курсовое и дипломное проектирование
- •Оглавление
- •2. Пример расчета……………………………………….
- •Нагрузки, действующие на поперечную раму
- •Нагрузка от веса покрытия и стропильной конструкции.
- •Нагрузка от веса стеновых панелей и остекления.
- •Нагрузка от веса подкрановых балок.
- •Нагрузка от веса колонн.
- •Временные нагрузки на поперечную раму опз
- •Ветровая нагрузка
- •Снеговая нагрузка
- •Крановые нагрузки
- •Статический расчет поперечной рамы
- •Составление таблицы расчетных усилий
- •Колонны опз
- •Фундаменты
- •Проектирование отдельных ступенчатых фундаментов
- •Конструктивные требования
- •Пример расчета
- •Компоновка поперечной рамы
- •Постоянные нагрузки.
- •Временные нагрузки на раму Ветровая нагрузка
- •Крановые нагрузки.
- •Статический расчет рамы
- •Порядок расчета.
- •Геометрические характеристики
- •Усилия в колоннах от крановых нагрузок.
- •Средняя колонна
- •Крайняя колонна.
- •Средняя колонна.
- •Крайняя колонна
- •Средняя колонна
- •Крайняя колонна.
- •Средняя колонна
- •Изгибающие моменты в колоннах от ветровых нагрузок.
- •Левая колонна
- •Средняя колонна
- •Расчет крайней колонн опз
- •Расчет прочности колонны в плоскости рамы
- •Определение площади арматуры
- •Определение площади арматуры
- •Определение площади арматуры
- •Конструирование крайней колонны
- •Расчет средней колонны
- •Расчет прочности колонны в плоскости рамы
- •Определение площади арматуры
- •Расчет прочности колонны в плоскости рамы
- •Определение площади арматуры в ветвях колонны
- •Расчет прочности колонны в плоскости рамы
- •Определение площади арматуры в ветвях колонны
- •2.5.1. Проектирование отдельного фундамента под среднюю колонну.
- •Расчет прочности элементов фермы. Верхний сжатый пояс
- •Расчет прочности в плоскости фермы
- •Нижний растянутой пояс
- •Проверка трещиностойкости нижнего пояса
- •Вторые потери
- •Расчет трещиностойкости пояса фермы
- •Расчет по раскрытию нормальных трещин.
- •Ширина раскрытия трещин
Определение площади арматуры
Условный коэффициент αn
αn=N/Rbbh0 =1549,31/8,5·103·0,5 ·0,85 = 0,429.
По таблице находим коэффициент ξR при арматуре А400, ξR= 0,531.
Проверка условия αn ≤ ξR (выбор последующего алгоритма расчета).
αn=0,429 < ξR=0,531.
Площадь арматуры при αn ≤ ξR.
δ=a’/h0 =0,05/0,85=0,059.
Вычисляется условный коэффициент αm1
Вычисление необходимого количества арматуры As и As'
Арматура по расчету не нужна и устанавливается из конструктивных требований,μmin=0,15% при гибкости сечения λ=9,33< 10.
As,min= A's,min= 0,15·50·85/100=6,38см2.
Сечение 3-3. Исходные данные. Бетон В15, Rb= 8,5 МПа, Rbt=0,7МПа, Eb=24000МПа (24,0·106кН/м2), арматура А400, Rs= R's =355MПа, Еs= 200000МПа (20·107кН/м2). Сечение колонны сплошное h×b =0,9×0,5м, а = а' = 0,05м., h0=0,85м. Высота нижней части колонны Нн=8,4м. Усилия в сечении приведены в таблицах 6. Мmax =-276,51кНм и N= 2072,17кН.
Усилия от вертикальных (Mv, Nv) и горизонтальных (Mh, Nh) нагрузок показаны в таблице 7. При проведении расчетов прочности эксцентриситеты е0 определяют с учетом прогибов. Рассчитывать конструкции будем производить по недеформированной схеме, а учет влияния прогибов оценивать путем умножения моментов на коэффициенты ηv и ηh.
Таблица 6
Расчетные усилия в сечении 3-3 | |||||
Мmax кНм |
N кН |
Мmin кНм |
N кН |
М кНм |
Nmax кН |
132,97 |
1900,86 |
-276,51 |
2072,17 |
-276,51 |
2072,17 |
Таблица 7
Расчетное сечение |
Усилия от вертикальных нагрузок |
Усилия от горизонтальных нагрузок | ||||
Всех |
Постоянных и длительных |
Ветровых и крановых | ||||
Mv |
Nv |
Ml |
Nl |
Mh |
Nh | |
1-1 |
113,69 |
2072,17 |
102,08 |
1679,24 |
162,68 |
0 |
Определение коэффициента ηv от вертикальных нагрузок
Нижнюю часть колонны можно рассматривать, как элемент с жесткой заделкой в фундаменте и податливой заделкой с верхней частью колонны, ψv=0,7. При определении коэффициента ηv увеличения моментов от вертикальных нагрузок расчетная длина l0=0,7·8,4 =5,88м.
Гибкость колонны λ=l0 / h=5,88/0,9= 6,53 > 4. Учет прогибов обязателен /5/.
Моменты от всех нагрузок М= Мv+Мh = 276,51кНм.
Нормальная сила от всех нагрузок N=Nv+Nh= 2072,17кН.
Начальный эксцентриситет приложения нагрузки
e0= M/N=276,51/2072,17 ≈ 0,133м.
Для колонн каркасных зданий эксцентриситет e0 равен значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.
Случайные эксцентриситеты еа принимаются не менее:
еа= l/600=8,4/600=0,014м; еа= h/30=0,9/30= 0,03м; еа= 0,01м.
e0=0,133м > еа= 0,03м. Расчет выполняется при расчетных эксцентриситетах.
Определяем коэффициент ηv при l0=5,88м.
ηv=1/(1-N/Ncr), Произведем необходимые промежуточные вычисления.
М1= М+N(h0-a')/2=276,35+1549,31(0,85-0,05)/2= 1105,24кНм.
М1l= М1l +Nl (h0-a')/2=33,01+1237,28(0,85-0,05)/2= 773,78кН.
φl =1+ М1l /М1=1+773,78/1105,24 =1,7 <2,0.
Для дальнейших расчетов используется коэффициент φl =1,7.
Для продолжения расчетов необходимо вычислить коэффициент приведения α и задаться коэффициентом армирования μ. Примем μ=0,02.
α =Еs/Eb=200000/24000= 8,33.
Вычисляем коэффициент αμ = 8,33·0,02= 0,167.
δe=e0/h=0,124/0,9=0,138< 0,15. В расчет вводится минимальное значение 0,15.
Жесткость элемента прямоугольного сечения в предельной стадии
Условная критическая сила
Ncr= π2D/l02 = 3,142·344532,85/5,882 = 98250,62кН.
Коэффициент ηv для моментов от вертикальных нагрузок
ηv=1/(1-N/Ncr)=1/(1-2072,17/ 98250,62) =1,022.
Определяем коэффициент ηh .
При определении коэффициента увеличения моментов от вертикальных нагрузок ηh расчетная длинаопределяется при ψh = 1,0.
l0= 1,0·8,4 = 8,4м.
Гибкость колонны λ=l0 / h=8,4/0,9= 9,33 > 4. Учет прогибов обязателен /5/.
Условная критическая сила
Ncr= π2D/l02 = 3,142·34532,85/8,42 = 48142,8 кН.
Коэффициент ηh для моментов от горизонтальных нагрузок
ηh=1/(1-N/Ncr) = 1/(1-2072,17/48142,8) =1,045.
Расчетный момент с учетом прогибов колонны.
М=Мvηv+Мhηh=1,022·113,69+1,045·162,68 =286,14кНм.
Расчетная нормальная сила для расчетов прочности колонны N=2072,17кН.