Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А

Курсовой проект №2

«Проектирование одноэтажного промышленного здания с крановыми нагрузками»

Студент гр. ОхотаСъестьЕнота

Проверил:

Санкт-Петербург

2005 год.

Расчет поперечной рамы каркаса.

Задание на проект.

Лесопильный цех;

Район строительства по весу снегового покрова – III, по скоростному напору ветра – I ;

Общая длина здания – L= 84 м;

Размеры пролетов – l₁= 24 м;

Грузоподъемность кранов – 20 т (в пролете два крана среднего режима работы);

Отметка головки рельса подкранового пути – h_гр= 11,00м;

Геологические и гидрогеологические данные – R= 2,4 кГ/ см².

1. Поперечное сечение здания.

2. Статический расчет поперечной рамы.

Определение нагрузок.

Постоянные нагрузки:

а) Собственный вес 1 м² покрытия:

Наименование элементов конструкции	Нормативная нагрузка qn, Н/ м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка q, Н/ м2
Железобетонные крупнопанельные плиты покрытия с заливкой швов Обмазочная пароизоляция Утеплитель 0,1×400 Асфальтовая стяжка 2 см Рулонный ковер		1,1     1,2 1,2 1,2 1,2
Итого

б) Расчетная нагрузка, передаваемая фермой покрытия на крайнюю колонну:

,

Где

G_bn= 108 кН – собственный вес фермы;

γ_f= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1);

l₁= 24 м – пролет поперечной рамы;

l₂= 12 м – шаг колонн.

.

Расчетная нагрузка, передаваемая балками покрытия на среднюю колонну:

в) Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и веса подкранового пути на колонну:

,

где

G_cb,n = 107 кН – собственный вес подкрановой балки;

1,5 кН/ м – вес подкранового пути.

.

г) Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:

Крайняя колонна, надкрановая часть:

,

Где

a* b= 0,5* 0,6 м – сечение верхней части колонны;

H₁=3,050 м – высота надкрановой части колонны;

γ= 25 кН/ м³ – удельный вес железобетона;

γ_f= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).

.

Крайняя колонна, подкрановая часть:

,

Где

а* с= 0,5* 0,8 м – сечение нижней части колонны;

Н= 13,5м – высота колонны;

γ= 25 кН/ м³ – удельный вес железобетона;

γ_f= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).

д) Нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в данном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая существенного влияния на колонны.

Временные (кратковременно действующие) нагрузки:

а) Снеговая нагрузка:

Распределение снеговой нагрузки по покрытию принимается равномерным.

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м² площади покрытия:

,

Где

P_sn,n= 1800 Н/ м² – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности для III района строительства (СНиП 2.01.07-85 табл.4);

с= 1– коэффициент перехода веса от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (СНиП 2.01.07-85 прил.3, схема 5);

γ_f= 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).

.

Расчетная нагрузка от снега на крайнюю колонну:

,

.

б) Вертикальная нагрузка от кранов:

N_n,max= 220 кН;

N_n,min= (Q+ G)/ m- N_n,max,

Где

Q= 200 кН – грузоподъемность крана;

G= 360 кН – общий вес крана;

m= 2 – число колес на одной стороне крана.

N_n,min= (200+360)/ 2-220= 60 кН.

Расчетные давления при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f= 1,1:

,

;

,

.

Расчетные максимальное и минимальное давления на колонну от двух сближенных кранов определяю по линии влияния давления на колонну:

,

Где

ψ= 0,85 – коэффициент сочетания для кранов среднего режима работы (СНиП 2.01.07-85 п.4,7).

кН;

,

кН.

Расчетная горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана с гибким подвесом груза:

,

Где

0,05 – коэффициент для кранов с гибким подвесом груза (СНиП 2.01.07-85 п.4,4);

G_т= 85 кН – вес тележки крана.

.

Горизонтальная нагрузка на колонну от поперечного торможения двух сближенных кранов:

,

.

г) Горизонтальная ветровая нагрузка:

Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки:

,

где

ω₀=230Н/ м² – нормативное значение ветрового давления для I района строительства по ветровой нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.5);

с – аэродинамический коэффициент,

с наветренной стороны с= 0,8,

с подветренной стороны с= -0,6;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (СНиП 2.01.07-85 табл.6);

На высоте 20 м k= 1,25, на высоте 10 м k= 1,0, для промежуточных высот значение k определяю линейной интерполяцией.

В моем случае высота здания +17,4м, а отметка верха колонны +13,5 м.

Среднее значение увеличения нагрузок на участке высотой (17,4- 10) м:

.

Расчетная ветровая нагрузка на каждую из колонн крайнего ряда, расположенных с шагом 12 м, с наветренной стороны:

1) Равномерно распределенная в пределах высоты колонны:

,

.

2) Дополнительная сосредоточенная ветровая нагрузка на участке от 10 м до 13,5 м, получающаяся за счет разных коэффициентов k, и приложенная на уровне верха колонны:

,

.

3) Сосредоточенная ветровая нагрузка, действующая на стену выше верха колонны на участке от 13,5 м до 17,4 м:

,

.

Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка в уровне верха колонн:

W₁= W₁^/+ W^/,

W₁= 0,787+ 10,56= 11,347 кН.

С заветренной стороны:

1) Равномерно распределенная нагрузка в пределах высоты колонны:

,

.

2) Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка на уровне верха колонны:

W₂= W₁* 0,6/ 0,8,

W₂= 11,347* 0,6/ 0,8= 8,51кН.

В поперечной раме в продольном направлении ригель условно принимается абсолютно жестким, действие сил с наветренной и заветренной сторон здания принимается как действие суммы этих сил, приложенных с наветренной стороны:

W= W₁+ W₂= 11,347+ 8,51= 19,86 кН.

3. Расчет колонны.

Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А.

Колонна К1 по оси А имеет прямоугольный профиль и сплошное сечение.

3.1.1 Исходные данные для расчета.

Бетон тяжелый класса В15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении:

R_b= 8,5 МПа, R_bt= 0,75 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.13),

Е_b= 20,5* 10³ МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.18).

Арматура класса АIII d> 10 мм:

R_s= R_sc= 365 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.22),

Е_s= 20* 10⁴ МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.29).