Определение нагрузок на раму

Компоновка конструктивной схемы каркаса

Выбор конструкций каркаса

Колонны крайних и средних рядов проектируются сплошными.

Привязка колонн к разбивочным осям нулевая, т.к. шаг колонн 6м и грузоподъемкость крана менее 32 т. В торцах здания оси колонн крайнего ряда смещаются внутрь здания от разбивочной оси на 600мм.

В качестве стропильной конструкции применяем сегментные фермы.

Схема расположения элементов каркаса приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема расположения элементов каркаса

Компоновка поперечной рамы

Произвести статический расчет поперечной рамы одноэтажного двухпролетного здания и запроектировать крайнюю сборную колонну, фундамент и большепролётную конструкцию (двускатная балка).

Стены - навесные. Здание оборудовано электрическими мостовыми кранами среднего режима работы. Грузоподъемность кранов во всех пролетах Q=30/5 т. Режим работы крана – средний. Район строительства – г. Ставрополь.

Расстояние от уровня чистого пола до уровня головки подкранового рельса 5,550м. Высота подкрановой балки 1,0 м; высота подкранового рельса 0,15 м. Назначаем высоту подкрановой H₁ и надкрановой H₂ частей колонны при высоте крана 2,75 м:

Назначаем высотные отметки основных несущих и ограждающих конструкций каркаса где высота рельса; высота подкрановой балки;

где высота крана (2,75м);

При глубине заделке колонны в фундамент полная высота колонны равна .

Размеры сечения надкрановой части колонны: ширина b_c=0,4 м; высота h_c=0,38 м; подкрановой части b_c=0.4 м; h_с=0,6 м;

Определение нагрузок на раму

Нагрузка от веса покрытия приведена в таблице 1.

Таблица 1. – Нагрузка от веса покрытия

Элемент покрытия	Нормативная нагрузка кПа	Расчетная нагрузка при кПа	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка при >1, кПа
Водоизоляционный ковер	0,26	0,247	1,2	0,296
Асфальтная стяжка ( )	0,36	0,342	1,3	0,445
Утеплитель ( )	0,50	0,475	1,2	0,57
Пароизоляция	0,05	0,047	1,3	0,061
Ж/б плиты покрытия 3х6 м	0,95	0,903	1,1	0,993
Швы замоноличивания	0,17	0,161	1,1	0,177
Итого:	2,29	2,175	-	2,542

Расчетная нагрузка от веса покрытия приложена с эксцентриситетом:

.

Вес подкрановой балки пролетом 6 м составляет 51,3 кН, а вес подкранового пути – 0,98 кН/м.

Расчетная нагрузка на колонну от веса подкрановой балки при >1:

Расстояние от линии действия нагрузки до геометрической оси подкрановой части колонны:

Нагрузка от веса стен и оконных переплетов ниже отметки 3.600 воспринимает фундамент, поэтому усилия в колонне от этой нагрузки не возникают.

3. Расчёт колонны.

3.1. Надкрановая часть колонны .

Размеры прямоугольного сечения надкрановой части : b_с =0,4 м; h_с = 0,38 м; а = а' = 0,04 м; h₀ = 0,38 - 0,04 = 0,34 м.

Расчёт в плоскости изгиба.

Расчётная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба: при учёте крановых нагрузок l₀ = 2H₂ = 2·4 = 8 м; без учёта крановых нагрузок l₀ = 2,5H₂ = 2,5·4 = 10 м. Так как l₀ /h = 8 : 0,38 = 21 > 10, необходим учёт влияния прогиба на величину влияния эксцентриситета продольной силы.

Из таблицы сочетания нагрузок выпишем усилия в сечении II-II:

Поскольку в рассматриваемой комбинации усилий учтены нагрузки непродолжительного действия, то величина коэффициента условий работы бетона проверяем условие:

- условие не выполняется, принимаем .

Расчетное сопротивление бетона:

Находим значение условной критической силы и коэффициента η.

Эксцентриситет продольной силы:

, принимаем в расчетах

Принимаем .

Следовательно,

Вычисляем требуемую площадь сечения арматуры класса

А-400 в сжатой зоне.

<0.

В сжатой зоне арматура по расчёту не нужна, поэтому её сечение назначаем в соответствии с конструктивными требованиями:

Принимаем 2 Ø 14 А-400, А'_s = 308 мм².

Определяем относительную высоту сжатой зоны с учётом принятой величины А'_s, а затем находим требуемую площадь сечения арматуры растянутой зоны:

В растянутой зоне также принимаем 2 Ø 22 А-400, А'_s = 760 мм².

Коэффициент армирования сечения μ_s=(А_s+А'_s)/b_c·h_с=(0,000308+ 0,000760)/0,4·0,38=0,00702 незначительно отличается от принятого μ_s = 0,007. Т.о. уточнение расчёта можно не производить.

Для остальных комбинаций усилий в сечении II-II подбор арматуры можно не производить, так как величина этих усилий меньше рассмотренных выше.

Расчет из плоскости изгиба

За высоту сечения принимаем его размеры из плоскости изгиба, т.е. .

Расчетная длинна надкрановой части колонны из плоскости изгиба:

.

Так как отношение меньше той же величины в плоскости изгиба ( ),расчет колонны из плоскости изгиба можно не производить.