Нагрузки и воздействия

Основные положения

Основными несущими конструкциями одноэтажного производственного здания является, балочно-стоечные поперечные рамы, которые связаны между собой фундаментными подвязочными и подкрановыми балками.

Основные несущие элементы поперечной рамы:

фундаменты; поперечные рамы; колоны; несущая конструкция покрытия (ферма, балка), плиты покрытия; рамы связаны между собой диском покрытия, ребра плит привариваются к несущему элементу покрытия, минимум в 3 ^х местах, швы между плитами замоноличиваются. Узел операния фермы, либо балки, выполняется на болтах; При идеализации конструкции принимают операние колоны в фундамент, операние ригеля покрытия на колону – шарнирным.

Геометрические размеры строительных конструкций

Высота надкрановой части колон:

H_н =4,2 м

В ысота подкрановой части колонны:

H_{п=7,6 м}

Полная высота колоны:

Hк= 11,8

Выбор колонн осуществляется в зависимости от их шага, ширины пролета, грузоподъемности крана, высоты производственного здания. В соответствии с этим колонны могут быть прямоугольного сечения или двухветвевые, железобетонные или стальные, постоянного сечения по высоте или переменного.При наличии подстропильных конструкций колонны средних рядов подбирают с учетом высоты на опоре подстропильных балок и ферм.

Нагрузки и воздействия

4.1 Общие данные

Основы расчетов по двум принципам предельных состояний и классификации нагрузок на самостоятельные работы.

Нормативным документом, который регламентирует определение значений нагрузок и воздействий, а также их сочетаний при проектировании строительных конструкций, зданий и сооружений является ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия»

В соответствии с действующими нормативными документами расчет строительных конструкций ведется с учетом расчетных ситуаций и предельных состояний. Строительные конструкции и основания следует рассчитывать по двум группам предельных состояний. Основные положения метода предельных состояний направлены на обеспечение безотказной работы конструкции с учетом свойств материалов, геометрических размеров, а также степени ответственности конструкции.

Предельные состояния:

ü Первая группа предельных состояний включает в себя предельные состояния, которые приводят к полной невозможности эксплуатации конструкции или полной

(частичной) потери несущей способности.

ü Вторая группа предельных состояний включает в себя предельные состояния, которые затрудняют нормальную эксплуатации конструкции или сокращают срок долговечности здания.

К постоянным нагрузкам относят:

1. собственный вес;

2. вес грунта насыпи;

3. предварительное напряжение

К временным нагрузкам относят:

1. вес временных перегородок;

2. вес стационарного оборудования;

3. вес складируемых материалов на складах;

4. вес людей, животных, оборудования, передаваемые на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с квазипостоянным значением;

5. вертикальные нагрузки от кранов с квазипостоянным значением;

6. снеговые нагрузки с квазипостоянным значением.

К временным и кратковременным нагрузкам относят:

1. вес людей, животных и оборудования передаваемые на перекрытия здания с предельным либо эксплуатационным значение;

2. нагрузка от кранов с предельными либо эксплуатационными значениями;

3. снеговые нагрузки с предельным либо эксплуатационным значением;

4. ветровые нагрузки.

К эпизодическим относятся:

1. землетрясения;

2. взрывы;

3. подвижки грунта.

4.2. Постоянные нагрузки

Эксплутационно–расчетное значение нагрузки от веса конструкций, принимают равным его характерным значению. Предельно расчетное значение нагрузки получается путем умножения характерного значения на коэффициент надежности по нагрузки γ_fm , которое равняется для конструкции:

- металлических=1,1

- бетонных плотностью выше 1600 кг/м³ ,

- ж/б, армированных и деревянных =1,1

- бетонных менее 1600 кг/м³ из авиационных и выравнивающих слоев, изготовленных в заводе =1,2, изготовленных на строительной площадке = 1,3.

Нагрузка на 1 м² покрытия Табл. 4.1

m/s=6,8/36=0,18

qi=g*B=5678,2*12=68138,4 H;

g= 5678,2;

Расчетная схема

Собственный вес

Собственный вес от регилей:

0,85= 8500 Н

0,42 = 4200 Н

Собственный вес подкрановой балки и подкрановой рельсы:

P=Pb+120 B=10700+120 12=12140, где Pb – масса подкрановой балки;

Собственный вес от ограждения:

М=N 0,35

N= h0/b= 4,2/1,8=2,3 (3 панели)

M=3*0,35*3500=3675 н

Снеговая нагрузка

Sm=

C=

Крановая нагрузка

Для пролета 18 м Для пролета 30 м

К =4. 4м К =4. 4м

В = 6.3 м В = 6.3 м

Рмах = 195 кН Рмах = 225 кН

G = 85 кН G = 85 кН

T= Pmax ∑yi

Для пролета 30 м

, отсюда

У2=

, отсюда

У4=

У3=

Т=1,1 225 3,005=743,73 (30 м)

Т=1,1 195 3,005=644,572 (18 м)

Горизонтально-крановая

D= (0,726 т.)

Ветровая нагрузка

Γfm=1,035

W0=480 pa

C=Caer*Ch*Calt*Crel*Cdir*Cd

Cd=1

Cdir=1

Calt=1

Crel=1

W1=Wm1*B

Caer для наветренной стороны -0,8; для подветренной -0,6;

Наветренная сторона

Z=5

Ch=0,9

Wm1=496,8 0,72=357,696

C= 0,8 0,9 1 1 1 1=0,72

W1=357,696 12=4292,357

Z=7,6

Ch=1,056

Wm2=496,8 0,8448=419,69

C= 0,8 1.056 1 1 1 1=0,8448

W2=5036,3

Z=11,8

Ch=1,263

Wm3=496,8 1,0104=501,966

C= 0,8 1.263 1 1 1 1=1,0104

W3=6023,6

Подветренная сторона

Z=5

Ch=0,9

Wm1=496,8 0,54=268,272

C= 0,54

W1=3219,264

Z=7,6

Ch=1,056

Wm2=496,8 0,63=312,984

C= 0,63

W2=3755,808

Z=11,8

Ch=1,263

Wm3=376,47

C= 0,7578

W3=4517,7

Эпюра N

Эпюра Q

Эпюра М

Таблица РСУ

5. Внецентренно – сжатые элементы

5.1. Общие сведения

При расчете внецентренно- сжатых элементов, должно приниматься во внимание значение случайного эксцентриситета (е₀).

1/600- длины элемента

1/30 – высоты сечения элемента, не менее этих значений.

е- эксцентриситет – расстояние от центра тяжести до линии действия нагрузки

Для элементов статически неопределимых конструкции значение е продольной силы может быть принята по результатам статического расчета е₀ = М/N. При расчете внецентренно- сжатых элементов следует учитывать влияние прогибов на их несущую способность, как правило путем расчетов по деформационной схеме. При этом принимаем во внимание не упр деформации бетона и трещины в нем. Допускается производить расчет по не деформационной схеме, учитывая влияние прогибов путем умножения

5.2. Расчет крайней колоны

В курсовом проекте для крайней колонны применяем несимметричное армирование.

Исходные данные:

Класс бетона С25/30; f_cd= 17 мПа; Е_cd = 3∙ т/ =29419,95 мПа

Продольная арматура класса А400C; f_yd = f_ydc = 363,63 мПа;

Расчет надкрановой и подкрановой части колонны производится как внецентренно сжатых элементов на каждое из невыгодных сочетаний усилий с учетом:

1. Случайного эксцентриситета е_а

2. Гибкость элемента

I. Надкрановая часть

Н₂ = Н_b = 4,2 м

h = 600 мм

b = 500 мм

Защитный слой бетона a_s = a_s^’ = 50 мм

Расчетная длина l₀ = 1∙H_b = 1∙4,2= 4,2 м

Момент инерции I см⁴

Площадь А = h*b = 60∙50=3000 см²

Радиус инерции сечения i = см

Гибкость λ = >14 следовательно необходимо учитывать влияние прогибов (влияние продольного изгиба)

h₀ = h – a_s = 60-5= 55 см

Вычисляем расчетную величину эксцентриситета

е₀ =

Вычисляем случайный эксцентриситет

е_а = е_а = е_а = 1 ;

Выбираем наибольшее значение из 3-х величин, в данном случае е_а =7,6 см

Тогда расчетный эксцентриситет е = м

Коэффициент, учитывающий гибкость колоны:

Условная критическая сила N_cr =

N_cr =

е =

А’_s=

A_lim=

А’_s=

=0,63

X=0,63*0.55=0.34

A_s=

По сортаменту выбираем 8 ǿ 32 A_s=64,34 см²