Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE
PAGE 32
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Рисунок 1. Схема поперечника здания
Статический расчет
1.1. Компоновка поперечника здания и расстановка связей
Компонуем поперечную раму каркаса по каталогу строительных конструкций. Подбор конструкций сводим в табл. 1.
Таблица 1
Сборные железобетонные конструкции
|
Наименование, марка |
Эскиз |
Масса |
|
Колонна крайняя По серии 1.424.1-5 4КК132 1-1 Бетон В25 |
12,1 т |
|
|
Колонна средняя 8КК132 Бетон В25 |
12,9 т |
|
|
Колонна средняя 8КК132 Бетон В25 |
12,9 т |
|
|
Подкрановая балка БКНВ–6–2с, бетон класса В30 |
4,15 т |
Окончание табл. 1
|
Наименование, марка |
Эскиз |
Масса |
|
Плита покрытия ПГ-6АIVт |
2,65 т |
|
|
Стеновая панель - рядовая: ПС 600.12.30-П-3 ПС 600.18.30-П-3 - парапетная: ПС 600.12.30-П-7 сер. 1.432-9181 |
10 кН/м3 |
|
|
Стропильная ферма ФБ 24II-4АIIIВ |
10,5 т |
На основе выбранных конструкций разработаем конструктивную схему поперечной рамы при учете, что каркас одноэтажного промышленного здания состоит из поперечных рам, образованных защемленными в фундаменты колоннами и шарнирно опирающимися на колонны стропильными фермами (соединение сваркой закладных деталей). За отметку 0.000 принята отметка чистого пола.
Привязка крайних колонн к разбивочным осям составляет 250 мм (шаг колонн 12 м: грузоподъемность крана Q=16 т; отметка до низа стропильных конструкций 13, м). Колонны защемлены в фундамент на 1050 мм.
Все остальные отметки приняты, исходя из геометрических размеров подобранных конструкций. При этом наружные навесные стеновые панели и остекление опираются на опорные столики на отм. +4.200, +9.000. на отметке 0.000 навесные панели опираются на фундаментную балку. Отметка верха подкрановой части колонны +9.300. Отметка кранового рельса компонуется с учетом подкрановой балки и высоты кранового рельса (1000 мм + 120 мм) - +1120 мм.
Конструктивно-компоновочный разрез приведен на рис.2 и рис. 3
Рисунок 2. Схема расположения основных несущих конструкций
Рисунок 3. Конструктивно-компоновочных разрез здания
1.2. Сбор и определение расчетных нагрузок на поперечник
Сбор нагрузок на 1м2 фермы
Нагрузка от веса покрытия приведена в табл. 1.
Таблица 1
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности f |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
|
1. От кровли: |
|||
|
- водоизоляционный ковер из 2х слоев Техноэласт ТПП, =3 мм |
2*0,09=0,18 |
1,2 |
0,216 |
|
- цементно-песчаная стяжка, =30 мм |
18*0,03=0,54 |
1,3 |
0,702 |
|
- минераловатные плиты «URSA», =60 мм |
0,5*0,06= 0,03 |
1,2 |
0,036 |
|
Итого |
0,75 |
0,954 |
|
|
2. От плиты: железобетонные ребристые плиты покрытия |
2,4 |
1,1 |
2,64 |
|
Итого |
2,64 |
||
|
3. Временная снеговая |
1,2*0,7=0,84 |
0,7 |
1,2 |
|
Итого |
0,84 |
1,2 |
|
|
Полная нагрузка |
3,99 |
4,794 |
Расчетное давление от покрытия:
кН,
где – грузовая площадь колонны.
Расчетное опорное давление от стропильной фермы:
кН,
где y – вес фермы.
Расчетная нагрузка от веса покрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания:
- для крайней колонны
кН;
- для средней колонны
кН.
Расчетный момент от веса покрытия (для крайних колонн):
кНм,
где е1 = 0,38/2 – 0,15 = 0,04 м – эксцентриситет приложения нагрузки.
Вес надкрановой части колонны:
- крайней
кН,
где bv, hv – размеры сечения колонны, l2 – длина надкрановой части колонны, ж/б = 25 кН/м3 – объемный вес железобетона;
-средней
кН.
Вес остекления, стеновых плит, расположенных выше уровня головки кранового рельса (рис. 2):
кН,
где кН/м2 – вес 1м2 остекления;
кН/м3 – объемный вес стеновых панелей.
Момент от F5:
кНм,
где е2 – расстояние от геометрического центра верхней части колонны до центра тяжести стеновой панели.
Вес подкрановых конструкций:
кН,
где 41,5кН – вес подкрановой балки; 0,15кН/м – вес 1 пог.м рельса КР70.
Момент от F6:
кНм,
где е3 – эксцентриситет приложения нагрузки от подкрановых конструкций.
Вес подкрановой части колонны, остекления и стеновых панелей, расположенных ниже уровня головки кранового рельса (рис. 2):
- левой колонны
кН,
где кН/м2 – вес 1м2 остекления; кН/м3 – объемный вес стеновых панелей; 58кН – вес колонны по каталогу; 13,3 – вес верхней части колонны.
Момент от F7:
кНм,
где е4 – расстояние от геометрического центра нижней части колонны до центра тяжести стеновой панели.
- правой колонны
кН,
Момент от F8:
кНм.
Вес подкрановой части средней колонны:
кН,
где 78кН – вес колонны по каталогу; 21кН – вес верхней части колонны.
Схема загружения рамы постоянными нагрузками показана на рис. 4
Рис. 4. Схема загружения рамы постоянными нагрузками
Временные нагрузки
Снеговая нагрузка
Снеговую нагрузку определяем в соответствии с [1].
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия:
кН/м2,
где = 1,0 кН/м2 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 поверхности земли для II района – по [1,табл.4];
- переходный коэффициент, при уклоне кровли < 25 = 1.
Сосредоточенная сила от действия снеговой нагрузки:
кН – для крайней колонны;
кН – для средней колонны.
Момент от действия снеговой нагрузки (для крайней колонны):
кНм.
Ветровая нагрузка
Нормативное значение ветрового давления по [1] для II района, местности типа В кПа = 0,45 кН/м2.
По прил. 4 [1]:
при условии b/l = 72/48 = 1,5значение аэродинамического коэффициента для наружных стен с наветренной стороны принято ce = 0,5;
при , значение аэродинамического коэффициента для наружных стен с подветренной стороны ce = – 0,5.
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки m с наветренной стороны равно (рис.5):
- для части здания высотой до 5 м от поверхности земли при коэффициенте, учитывающем изменение ветрового давления по высоте, k = 0,5
кН/м;
- то же высотой до 10 м при k = 0,65
кН/м;
- то же высотой до 20 м при k = 0,85
кН/м.
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки ms с подветренной стороны равно:
- до 5 м, k = 0,5
кН/м;
- до 10 м, k = 0,65
кН/м;
- до 20 м, k = 0,85
кН/м.
Так как высота колонн слева и справа различна, имеем 2 схемы загружения ветровой нагрузкой (рис. 6 б,в).
Ветровая нагрузка слева-направо (рис. 6, б)
На высоте 13,2 м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной стороны:
кН/м2.
То же на высоте 9,6 м:
кН/м2.
Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяем равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной 7,2 м
С подветренной стороны – 12 м
Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 9,6 м при коэффициенте надежности по нагрузке , коэффициенте надежности по назначению :
- с наветренной стороны кН/м;
- с подветренной стороны кН/м.
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 9,6 м
кН.
Ветровая нагрузка справа-налево (рис. 6, в)
На высоте 15,6 м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной стороны:
кН/м2.
То же на высоте 12 м:
кН/м2.
На высоте 7,2 м в соответствии с линейной интерполяцией с подветренной стороны:
кН/м2.
Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяем равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной 12 м
С подветренной стороны – 7,2 м
Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 12 м при коэффициенте надежности по нагрузке , коэффициенте надежности по назначению :
- с наветренной стороны кН/м;
- с подветренной стороны кН/м.
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 12 м
кН.
Схемы загружений снеговой и ветровой нагрузками показаны на рис. 6.
Рис. 6. Схемы загружений снеговой и ветровой нагрузками
Крановая нагрузка
По ТУ на мостовые краны определяем характеристики крана (Q = 10 т):
Находим минимальное давление от одного колеса кранового моста:
кН,
где n0 – количество колес по одну сторону моста.
Расчетная горизонтальная нагрузка торможения тележки крана с грузом
кН.
Определяем вертикальную нагрузку от двух сближенных кранов:
максимальная
кН,
где - коэффициент сочетания нагрузок; y – сумма ординат линии влияния под местами приложения нагрузки от колес кранов (рис. 7);
Момент от Dmax:
кНм;
кНм;
кНм.
минимальная
кН.
Момент от Dmin:
кНм;
кНм;
кНм.
Схемы загружения горизонтальной крановой нагрузкой показаны на рис. 8, вертикальной – на рис. 9.
Все исходные данные, необходимые для статического расчета, сводим в табл. 2.
Определение жесткостей:
кН/м2.
кНм2;
кН;
кНм2;
кН;
кНм2;
кН;
кНм2;
кН.
Расчет ведем в программе SCAD. Расчетная схема с нумерацией узлов и стержней показана на рис. 10. Класс бетона для статического расчета предварительно принят В20, Eb = 2,4104МПа. Жесткость ригеля и консолей принята на два порядка выше жесткости подкрановой части колонны.
Рис. 9. Схемы загружения вертикальной крановой нагрузкой
1.3.Составление таблицы расчетных усилий
Результаты статического расчета в виде распечатки файла итоговых результатов представлены в прил. 1.
Эпюры внутренних усилий M, N и Q, построенные на основании выполненного расчета для различных загружений представлены в прил. 2.
Составляем сводную таблицу усилий в раме (табл. 3), куда сводим расчетные усилия по каждому виду загружения для левой колонны рамы.
В таблице 4 составляем комбинации расчетных нагрузок.
Эпюры
Постоянная нагрузка
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Снеговая нагрузка
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Ветровая нагрузка
Слева
Эпюра M
Эпюра N
Эпюра Q
Справа
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Вертикальная крановая 1
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Вертикальная крановая 2
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Вертикальная крановая 3
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Вертикальная крановая 4
Эпюра M
Эпюра N
Эпюра Q
Горизонтальная крановая 1
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Горизонтальная крановая 2
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Горизонтальная крановая 3
Эпюра М
Эпюра N
Эпюра Q
Таблица 4
Расчетные усилия при невыгодных сочетаниях нагрузок
|
Нижняя часть |
Верхняя часть |
||||||||
|
СЕЧЕНИЕ |
|||||||||
|
I-I |
II-II |
III-III |
IV-IV |
||||||
|
M |
N |
M |
N |
M |
N |
M |
N |
||
|
= 1 |
+Mmax Nсоотв |
1,6 |
1,5 |
1,6 |
1,6 |
||||
|
125,49 |
-626,39 |
73,01 |
-781,6 |
44,51 |
-422,16 |
47,55 |
-422,16 |
||
|
–Mmax Nсоотв |
1,7 |
1,4 |
1,5 |
1,5 |
|||||
|
-57,39 |
-708,93 |
-31,7 |
-473,46 |
-42,3 |
-422,16 |
-8,04 |
-422,16 |
||
|
Nmax Mсоотв |
1,5 |
1,5 |
1,2 |
1,2 |
|||||
|
41,78 |
-934,53 |
73,01 |
-781,6 |
7,97 |
-480,48 |
25,69 |
-480,48 |
||
|
= 0,9 |
+Mmax Nсоотв |
1,2,3,6,10 |
1,3,5,9 |
1,2,3,6,10 |
1,2,3,6,10 |
||||
|
190,07 |
-678,88 |
74,58 |
-750,79 |
51,17 |
-474,65 |
53,92 |
-474,65 |
||
|
–Mmax Nсоотв |
1,4,7,10 |
1,2,4,7,10 |
1,4,7,10 |
1,4,5,9 |
|||||
|
-115,48 |
-700,68 |
-47,48 |
-600,24 |
-53,78 |
-422,16 |
-17,83 |
-422,16 |
||
|
Nmax Mсоотв |
1,2,3,5,9 |
1,2,3,5,9 |
1,2,3,6,10 |
1,2,3,6,10 |
|||||
|
123,63 |
-956,21 |
70,81 |
-803,28 |
51,17 |
-474,65 |
53,92 |
-474,65 |
Таблица 3
Сводная таблица усилий в раме
|
№ п/п |
Вид загружения |
Коэф-т сочетаний |
Нижняя часть |
Верхняя часть |
|||||||||||
|
С Е Ч Е Н И Е |
|||||||||||||||
|
I-I |
II-II |
III-III |
IV-IV |
||||||||||||
|
M |
Q |
N |
M |
Q |
N |
M |
Q |
N |
M |
Q |
N |
||||
|
1 |
Постоянная |
1 |
34,90 |
19,89 |
-626,39 |
-17,61 |
19,89 |
-473,46 |
5,74 |
19,89 |
-422,16 |
24,90 |
19,89 |
-422,16 |
|
|
2 |
Снеговая |
1 |
3,75 |
-1,30 |
-58,32 |
-4,19 |
-1,30 |
-58,32 |
2,23 |
-1,30 |
-58,32 |
0,79 |
-1,30 |
-58,32 |
|
|
0,9 |
3,38 |
-1,17 |
-52,49 |
-3,77 |
-1,17 |
-52,49 |
2,01 |
-1,17 |
-52,49 |
0,71 |
-1,17 |
-52,49 |
|||
|
3 |
Ветровая слева-направо |
1 |
64,74 |
-12,69 |
0 |
10,36 |
-5,13 |
0 |
10,36 |
-5,13 |
0 |
5,47 |
-3,77 |
0 |
|
|
0,9 |
58,27 |
-11,42 |
0 |
9,32 |
-4,62 |
0 |
9,32 |
-4,62 |
0 |
4,92 |
-3,39 |
0 |
|||
|
4 |
Ветровая справа-налево |
1 |
-61,48 |
10,15 |
0 |
-14,09 |
5,39 |
0 |
-14,09 |
5,39 |
0 |
-8,63 |
4,53 |
0 |
|
|
0,9 |
-55,33 |
9,14 |
0 |
-12,68 |
4,85 |
0 |
-12,68 |
4,85 |
0 |
-7,77 |
4,08 |
0 |
|||
|
5 |
Крановая вертикальная (Dmax в 1-м пролете слева) |
1 |
6,88 |
13,73 |
-308,14 |
90,62 |
13,73 |
-308,14 |
-48,04 |
13,73 |
0 |
-32,94 |
13,73 |
0 |
|
|
0,9 |
6,19 |
12,36 |
-277,33 |
81,56 |
12,36 |
-277,33 |
-43,24 |
12,36 |
0 |
-29,65 |
12,36 |
0 |
|||
|
6 |
Крановая вертикальная (Dmax во 2-м пролете слева) |
1 |
90,59 |
-9,44 |
0 |
33,03 |
-9,44 |
0 |
33,03 |
-9,44 |
0 |
22,65 |
-9,44 |
0 |
|
|
0,9 |
81,53 |
-8,50 |
0 |
29,73 |
-8,50 |
0 |
29,73 |
-8,50 |
0 |
20,39 |
-8,50 |
0 |
|||
|
7 |
Крановая вертикальная (Dmax в 1-м пролете справа) |
1 |
-92,29 |
13,48 |
-82,54 |
-10,05 |
13,48 |
-82,54 |
-47,19 |
13,48 |
0 |
-32,36 |
13,48 |
0 |
|
|
0,9 |
-83,06 |
12,13 |
-74,29 |
-9,05 |
12,13 |
-74,29 |
-42,47 |
12,13 |
0 |
-29,12 |
12,13 |
0 |
|||
|
8 |
Крановая вертикальная (Dmax во 2-м пролете справа) |
1 |
-13,23 |
1,38 |
0 |
-4,82 |
1,38 |
0 |
-4,82 |
1,38 |
0 |
-3,31 |
1,38 |
0 |
|
|
0,9 |
-11,91 |
1,24 |
0 |
-4,34 |
1,24 |
0 |
-4,34 |
1,24 |
0 |
-2,98 |
1,24 |
0 |
|||
|
9 |
Горизонтальная крановая на левой стойке |
1 |
(-)23,21 |
4,04 |
0 |
1,45 |
4,04 |
0 |
1,45 |
4,04 |
0 |
5,90 |
4,04 |
0 |
|
|
0,9 |
(-)20,89 |
3,64 |
0 |
1,31 |
3,64 |
0 |
1,31 |
3,64 |
0 |
5,31 |
3,64 |
0 |
|||
|
10 |
Горизонтальная крановая на средней стойке |
1 |
(-)13,32 |
1,39 |
0 |
(-)4,86 |
1,39 |
0 |
(-)4,86 |
1,39 |
0 |
(-)3,33 |
1,39 |
0 |
|
|
0,9 |
(-)11,,99 |
1,25 |
0 |
(-)4,37 |
1,25 |
0 |
(-)4,37 |
1,25 |
0 |
(-)3,00 |
1,25 |
0 |
|||
|
11 |
Горизонтальная крановая на правой стойке |
1 |
(-)13,43 |
1,40 |
0 |
(-)4,90 |
1,40 |
0 |
(-)4,90 |
1,40 |
0 |
(-)3,36 |
1,40 |
0 |
|
|
0,9 |
(-)12,09 |
1,26 |
0 |
(-)4,41 |
1,26 |
0 |
(-)4,41 |
1,26 |
0 |
(-)3,02 |
1,26 |
0 |