Курсовой проект 2 Проектирование одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами

Название	Курсовой проект 2 Проектирование одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами
Дата	16.03.2023
Размер	2.46 Mb.
Формат файла
Имя файла	ZhBK_kursach.docx
Тип	Курсовой проект #994719
страница	7 из 8

1 2 3 4 5 6 7 8

5. РАСЧЕТ КОЛОННЫ КРАЙНЕГО РЯДА ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Характеристики прочности бетона и арматуры

Таблица 5.1.1 – Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон В25	Арматура А400
Нормативные значения
𝑅𝑏𝑛, 𝑅𝑏,𝑠𝑒𝑟 = 18,5 МПа = 187 кгс/см 2	𝑅𝑠𝑛 = 400 МПа = 4080 кг/см2
𝑅𝑏𝑡𝑛, 𝑅𝑏𝑡,𝑠𝑒𝑟 = 1,55 МПа = 15,8 кгс/см 2	𝑅𝑠,𝑠𝑒𝑟 = 400 МПа = 4080 кг/см2
Расчетные значения
𝑅𝑏 = 14,5 МПа = 148 кгс/см2	𝑅𝑠 = 350 МПа = 3570 кг/см2
𝑅𝑏𝑡 = 1,05 МПа = 10,7 кг/см2	𝑅𝑠𝑐 = 350 МПа = 3570 кг/см2
𝐸𝑏 = 30 ∗ МПа	𝐸𝑠 = 2 ∗ МПа

Расчет надкрановой части колонны

Рассматриваем сечение 2-2:

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
Вид усилия	2 – 2
Mmax,кг*м	15059,36
Nсоот	35037,9
Qсоот	1888,55
Mmin	3342,11
Nсоот	22790,7
Qсоот	-960,793
Nmax	36398,7
Mсоот	6540,22
Qсоот	1202,5

Порядок подбора арматуры для комбинации 𝑴_𝒎𝒂𝒙.

Надкрановая часть имеет сечение ℎ = 40 см, 𝑏 = 38 см, величины 𝑎 = 𝑎^′ = 4 см, полезная высота сечения ℎ₀ = ℎ − 𝑎 = 40 − 4 = 36 см.

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба определяется по [СП 63.13330.2018]:

При учете нагрузки от кранов 𝑙₀ = 2 ∗ 𝐻_в= 2 ∗ 3,65 м = 7,3 м
Без учета нагрузки от кранов 𝑙₀ = 2,5 ∗ 𝐻_в= 2,5 ∗ 3,65 м = 9,13 м

Радиус инерции:

i=

Гибкость:

,

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
Вид усилия	4 – 4
Mmax,кг*м	25045,346
Nсоот	103995,9
Qсоот	4398,942
Mmin	-34249,45
Nсоот	82853,1
Qсоот	-281,15
Nmax	119953,1
Mсоот	-18895,55
Qсоот	649,63

Расстояние между осями ветвей = 130 см − 40 = 90 см,

расстояние между осями распорок

Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости изгиба определяется по [СП 63.13330.2018]:

При учете нагрузки от кранов м
Без учета нагрузки от кранов м

Радиус инерции:

Порядок подбора арматуры для комбинации 𝑴_min.

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

Вычисляем первоначальный эксцентриситет продольной силы:

≥10мм

Определяем изгибающий момент относительно растянутой арматуры от полной нагрузки:

То же от постоянной и длительной нагрузки:

Находим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета :

– жесткость железобетонного элемента в предельной по прочности стадии;

– расчетная длина элемента;

Допускается значение определять по формуле:

– модули упругости бетона и арматуры;

= 0,7;

– коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки;

- относительное значение эксцентриситета продольной силы , принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5

– во внецентренно сжатых элементах при гибкости минимальный процент армирования принимается 0,25% или 0,025 (п.10.3.6 СП 63).

* * 3,98* кг*

Находим условную критическую силу

– размеры сечения удовлетворяют требованиям.

Значение коэффициента определяем по формуле:

Определение усилий в ветвях:

Обе ветви работают на сжатие

Изгибаемый момент в ветвях равен:

Расчетный эксцентриситет продольной силы:

e = – 4 = 16,8см

Граничная относительная высота сжатой зоны принимается по МУ таблица 5.2 и равна: = 0,531 для класса арматуры А400.

Так как площадь требуемой арматуры отрицательное значение, армирование ветви будем выполнять аналогично комбинации .

По требованиям СП 63 п.10.3.6 минимальная площадь сечения продольной арматуры при гибкости (для прямоугольных сечений = 0,25%)

Принимаем конструктивно 2Ø16

Коэффициент армирования сечения:

Условие выполняется.

Проверяем условие прочности:

N*e ≤

2015212,1 кг*см 3562071,9 кг*см

X= =

Условие выполняется.

Принимаем диаметр конструктивных стержней d = 8 мм. Шаг конструктивной арматуры назначается из условий:

Назначаем шаг конструктивных стержней = 300 мм.

Армирование подкрановой части колонны.

Принимаем арматуру по :

Принимаем диаметр конструктивных стержней d = 8 мм. Шаг конструктивной арматуры назначается из условий:

Назначаем шаг конструктивных стержней = 300 мм.

Рис. 5.3.1 – Армирование подкрановой части крайней колонны

5.4. Расчет распорки

Размеры сечения распорки: = 40 см; = 40 см; = 4 см, = 40 см − 4 см = 36 см

Наибольшая поперечная сила в подкрановой части колонны действует в комбинации и равна = 4398,942 кгс.

Усилия в распорке:

Продольную арматуру распорки подбираем как для изгибаемого элемента прямоугольного профиля. Так как эпюра моментов в распорке двузначная, принимаем симметричное армирование:

Принимаем 3Ø16 = 6,03 см²

Необходимость поперечной арматуры в распорке проверяем из условий, обеспечивающих отсутствие наклонных трещин:

Условие выполняется, поперечная арматура по расчету не требуется.

Конструктивно принимаем стержни Ø6 А240 с шагом = 150 мм.

Рис. 5.4.1 – Армирование распорки

5.5. Расчет подкрановой распорки

Расчет ведется на местное смятие при отсутствии косвенного армирования. На распорку действуют следующие сжимающие усилия:

= 37100 кг;

= 4935 кг;

Проверяем условие по формуле:

Где:

площадь приложения сжимающей силы;

сумма сжимающих сил;

– коэффициент, принимаемый равным 1 при равномерном и 0,75 при неравномерном распределении местной нагрузки по площади смятия;

- расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии сжимающей силы;

Где:

Условие прочности на местное смятие выполняется, армирование не требуется.
6. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННОГО ФУНДАМЕНТА

ПОД КОЛОННУ

6.1. Данные для проектирования

Глубину заложения подошвы принимаем из условия промерзания грунта.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

Где:

безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по табл. 5.1. СП 131.13330.2018.

величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30 м; крупнообломочных грунтов - 0,34 м.

Район строительства: г. Кемерово;

Грунт: глина.

Кемерово

-18,1

-15,9

-7,7

-7,8

-15,1

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

, Где:

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений при 𝑡 = 10°𝐶 − 0,7.

Примем глубину заложения 𝐻_𝑓= 1,95 м.

Таблица 6.1.1 – Характеристики прочности бетона и арматуры для фундамента

Бетон В25	Арматура А400
Нормативные значения
𝑅𝑏𝑛, 𝑅𝑏,𝑠𝑒𝑟 = 18,5 МПа = 187 кгс/см 2	𝑅𝑠𝑛 = 400 МПа = 4080 кг/см2
𝑅𝑏𝑡𝑛, 𝑅𝑏𝑡,𝑠𝑒𝑟 = 1,55 МПа = 15,8 кгс/см 2	𝑅𝑠,𝑠𝑒𝑟 = 400 МПа = 4080 кг/см2
Расчетные значения
𝑅𝑏 = 14,5 МПа = 148 кгс/см2	𝑅𝑠 = 350 МПа = 3570 кг/см2
𝑅𝑏𝑡 = 1,05 МПа = 10,7 кг/см2	𝑅𝑠𝑐 = 350 МПа = 3570 кг/см2
𝐸𝑏 = 30 ∗ МПа	𝐸𝑠 = 2 ∗ МПа

Глубина заложения подошвы фундамента 1,95 м, обрез фундамента на отметке

- 0,150 м.

Условное расчетное сопротивление грунта: 𝑅₀ = 250 кПа СП 22.13330.2018., т

Б3.

Защитный слой при устройстве подготовки фундамента: 𝑎 = 35 мм;

Усредненная плотность грунта:

Расчет ведется по сечению 4-4 на комбинацию усилий:

Mmin	-34249,45
Nсоот	82853,1
Qсоот	-281,15

Определение усилий, действующих в основании фундамента:

, – расчетная комбинация усилий в сечении колонны 4-4 из статического расчета поперечной рамы;

- вес стеновых панелей, остекления;

- эксцентриситет от оси фундамента до центра тяжести стены;

- высота тела фундамента, равная глубине заложения 𝐻_𝑓 за вычетом значения 0,15 м.
6.2. Расчет тела фундамента

Высота фундамента:

Для двухветвевых колонн глубину заделки принимают не менее:

Принимаем

Требуемая высота фундамента:

Количество ступеней плитной части принимаем равной трем ступеням, так как при 𝐻_ф≥ 1 м - три ступени; высота ступеней кратна 150 мм.

Расчет геометрических размеров фундамента

Определяем размеры подошвы фундамента:

– расчетное сопротивление грунта;

– усредненная плотность грунта;

– глубина заложения фундамента;

Размер большей стороны подошвы фундамента определим из соотношения.

. Величина а и b должны быть кратны 300 мм.

Учитывая конструктивные соображения (сечение колонны 1400х400 мм), принимаем размеры 𝑎 = 4,2 м, b = 3,3 м.

Площадь подошвы фундамента:

𝐴_ф= 𝑏 ∗ 𝑎 = 3,3 м ∗ 4,2 м = 13,86 м²

Момент сопротивления:

Расчет краевого давления на основание

Проверяем наибольшее и наименьшее краевые давления и средние

давление под подошвой. Принятые размеры подошвы должны обеспечивать выполнение следующих условий:

Уточняем значение расчетного сопротивления грунта:

Где =1,25 и =1 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП 22.13330.2016.

- коэффициент, принимаемый из условия, если прочностные характеристики грунта определены табличным способом;

, , - коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5 (принято для угла внутреннего трения = 18⁰);

- коэффициент при 𝑏 < 10 м;

− ширина подошвы;

– удельный вес грунта, залегающий ниже подошвы фундамента (= 16,7 );

- то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (= 18,5 );

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, (=57 кПа);

- 1,95 м – глубина заложения фундамента от уровня планировки (для зданий без подвала);

– глубина подвала (= 0 м).

= 212,55 кПа

Выполняем проверку условий:

> 0

Как показывает проверка напряжений в основании, размеры подошвы фундамента достаточны.

Рис. 6.4.1 – Стаканный фундамент под колонну

Расчет на продавливание

Где:

- разрушающая сила, возникающая от продавливания;

– площадь трапеции;

- максимальное давление в грунте от расчетного сочетания усилий;

𝛼 = 1 – для тяжелого бетона;

- средняя линия трапеции (определенная графическим методом);

- высота ступени.

Первой ступени:

34087,5кгс 156488 кгс

Вторая ступень:

60357,7кгс 296604 кгс

Третья ступень:

104353,2кгс 614394 кгс

Дно стакана:

34087,5кгс 166118 кгс

Все условия выполнены.

Рис. 6.5.1 – Пирамида продавливания

6.6 Армирование подошвы фундамента

Арматуру подбирают в направлении большей стороны подошвы фундамента в трех сечениях: 1-1;2-2;3-3.

В плоскости действия (большая сторона)

Изгибающий момент в рассматриваемом сечении:

– расстояние от наружной грани до рассматриваемого сечения;

- значения давления грунта в рассматриваемом сечении от расчетного сочетания нагрузок;

:

Количество арматуры для обеспечения прочности нормального сечения определяется выражением:

Количество арматуры для обеспечения прочности нормального сечения определяется выражением:

Количество арматуры для обеспечения прочности нормального сечения определяется выражением:

В соответствии с конструктивными требованиями, наименьший допустимый диаметр стержней должен быть не менее 12 мм, а наибольший шаг стержней должен не должен превышать 200 мм.

Принимаем 17∅12, один стержень имеет площадь поперечного сечения

= 1,131 см².

Из плоскости действия (меньшая сторона):

Расчет ведется по среднему давлению по подошве фундамента:

Определяем площадь арматуры только в сечении 3-3 (у колонны):

По конструктивным требованиям арматуру назначаем в направлении наименьшей стороны фундамента, идентично большей стороне.

Принимаем 21∅12, один стержень имеет площадь поперечного сечения

= 1,131 см².

6.7 Расчет продольной арматуры стакана

Момент:

– высота стакана.

Продольная сила:

- вес стаканной части подколонника.

Расчетный эксцентриситет:

Принимаем 6∅28 с

6.8 Определение количества поперечной арматуры

При:

Тогда:

Из конструктивных соображений минимальный диаметр стержней 10 мм.

Принимаем 4 сетки с шагом 150 мм А400 ø10.

Рис. 6.8.1 – К определению количества поперечной арматуры

Расчет двускатной балки покрытия

Бетон В35	Арматура А800
Нормативные значения
𝑅𝑏𝑛, 𝑅𝑏,𝑠𝑒𝑟 = 25,5 МПа = 260,03 кгс/см 2	𝑅𝑠𝑛 = 800 МПа = 8157,73 кг/см2
𝑅𝑏𝑡𝑛, 𝑅𝑏𝑡,𝑠𝑒𝑟 = 1,95 МПа = 19,9 кгс/см 2	𝑅𝑠,𝑠𝑒𝑟 = 800 МПа = 8157,73 кг/см2
Расчетные значения
𝑅𝑏 = 19,5 МПа = 198,84 кгс/см2	𝑅𝑠 = 695 МПа = 7087,03 кг/см2
𝑅𝑏𝑡 = 1,3 МПа = 13,26 кг/см2	𝑅𝑠𝑐 = 500 МПа = 5098,58 кг/см2
𝐸𝑏 = 34,5 ∗ МПа	𝐸𝑠 = 2 ∗ МПа

1 2 3 4 5 6 7 8