- •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 =2072,17/8,5·103·0,5·0,85 = 0,574.
По таблице находим коэффициент ξR при арматуре А400, ξR= 0,531.
Проверка условия αn ≤ ξR (выбор последующего алгоритма расчета).
αn= 0,574 > ξR=0,531.
Порядок определения площади арматуры при αn > ξR.
δ=a’/h0 =0,05/0,85=0,059.
Вычисляется условный коэффициент αm1
Вычисляется коэффициентξ1.
ξ1=(αn+ξR)/2=(0,574+0,531)/2=0,552.
Коэффициент ξ1 должен быть принят не более 1,0.
Находится коэффициент αs
Определяется относительная высота сжатой зоны ξ
Вычисление необходимого количества арматуры As и As'
Арматура устанавливается из конструктивных требований. При гибкости сечения λ=9,33 < 12, μmin=0,15%.
As,min= A's,min= 0,15·50·85/100=6,38см2.
Конструирование крайней колонны
Расчет средней колонны
Сечение 1-1. Исходные данные. Бетон В15, Rb= 8,5 МПа, (81,5·103кН/м2), Rbt= 0,7МПа, (0,7·103кН/м2), Eb= 24000МПа (24,0·106кН/м2). Арматура А400, Rs= R's = 355MПа, (355·103кН/м2), Еs= 200000МПа (20·107кН/м2). Высота надкрановой части колонны Нв=4,95м. Сечение колонны сплошное h×b =0,6×0,5м., h0=0,55м., а = а' = 0,05м. Расчетные усилия в сечении приведены в таблице 8.
Таблица 8
Расчетные усилия в сечении 1-1 | |||||
Мmax кНм |
N кН |
Мmin кНм |
N кН |
М кНм |
Nmax кН |
221,36 |
1132,0 |
221,36 |
1132,0 |
0 |
1512,78 |
Таблица 9
Расчетное сечение |
Усилия от вертикальных нагрузок |
Усилия от горизонтальных нагрузок | ||||
Всех |
Постоянных и длительных |
Ветровых и крановых | ||||
Mv |
Nv |
Ml |
Nl |
Mh |
Nh | |
2-2 |
144,83 |
1132,0 |
76,44 |
1132,0 |
76,53 |
0 |
Расчет прочности колонны в плоскости рамы
Расчетная длина при вычислении коэффициентов ηv и ηh принимаются в соответствии с /5/ или по таблице 2. Для дальнейшего расчета колонны используем сочетание Мmax= 221,36 кНм, N= 1132,0 кН и составляем таблицу 9.
Определение коэффициента ηv от вертикальных нагрузок
Верхняя часть колонны рассматривается, как элемент с податливой заделкой на одном конце и шарниром на другом при ψv=0,9.
l0= ψvHн=0,9·4,95= 4,455м.
Гибкость λ верхней части колонны λ= l0 / h = 4,445/0,6= 7,41 > 4.
Учет прогибов обязателен /5/.
Моменты от всех нагрузок М= Мv+Мh = 144,83+76,53= 221,36кНм.
Нормальная сила от всех нагрузок N=Nv+Nh= 1132,0+0 = 1132,0кН.
Начальный эксцентриситет приложения нагрузки
e0= M/N=221,36/1132,0 ≈ 0,196м.
Для колонн каркасных зданий эксцентриситет e0 равен значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.
Случайные эксцентриситеты еа равны
еа= l/600=4,95/600=0,008м. еа= h/30=0,6/30= 0,02м. еа= 0,01м.
e0=0,196 > еа= 0,02м. Расчет выполняется при расчетных эксцентриситетах.
Определяем коэффициент ηv в соответствии с /5/ по формуле при l0=4,445м.
ηv=1/(1-N/Ncr), Произведем необходимые промежуточные вычисления.
М1= М+N(h0-a')/2= 221,36+1132,0(0,55-0,05)/2= 504,36кНм.
М1l= М1l +Nl (h0-a')/2= 76,44+1132,0(0,55-0,05)/2= 359,44кН.
φl =1+ М1l /М1=1+ 359,44/504,36 =1,71<2,0.
Для дальнейших расчетов принят коэффициент φl =1,71.
Необходимо вычислить коэффициент приведения α и задаться коэффициентом армирования μ. Примем μ=0,02.
α =Еs/Eb=200000/275000=7,27.
Вычисляем коэффициент αμ=7,27·0,02= 0,145.
δe=e0/h=0,196/0,6=0,327 > 0,15. В расчет используется значение δe=0,327.
Жесткость элемента прямоугольного сечения в предельной стадии
Условная критическая сила
Ncr= π2D/l02 = 3,142·87132,2/4,4552= 43285,51кН.
Коэффициент ηv для моментов от вертикальных нагрузок
ηv=1/(1-N/Ncr) =1/(1-1132/43285,51=1,03.
Определяем коэффициент ηh в соответствии с /5/ при l0=2,0·4,95= 9,9м.
Гибкость λ верхней части колонны λ= l0 / h = 9,9/0,6= 16,5 > 4.
Учет гибкости необходим.
Условная критическая сила
Ncr= π2D/l02 = 3,142·43285,51/9,92 = 8765,32кН.
Коэффициент ηh для моментов от горизонтальных нагрузок
ηh=1/(1-N/Ncr) = 1/(1 - 1132/ 8765,32 =1,15.
Расчетный момент с учетом прогибов колонны.
М=Мvηv+Мhηh=1,03·144,83+1,15·76,53 =237,18 кНм.
Расчетная нормальная сила для расчетов прочности колонны N= 1132кН.