Принципы компоновки жбк зданий. Конструктивные схемы. Деформационные швы

• Название: Принципы компоновки жбк зданий. Конструктивные схемы. Деформационные швы
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 7.65 Mb.
• Имя файла: Printsipy_komponovki_ZhBK_zdany.docx
• Тип: Документы; #552742
• страница: 7 из 9

Подкрановые балки. Особенности расчета и конструирования.

Железобетонные предварительно напряженные под­крановые балки испытывают динамические воздействия от мостовых кранов и поэтому их применение рациональ­но при кранах грузоподъемностью до 30 т среднего ре­жима работы и кранах легкого режима работы. При кра­нах тяжелого режима работы н кранах грузоподъемностью 50 т среднего режим а работы и более целесообразны стальные подкрановые балки.

Наиболее выгодна двутавровая форма поперечного сечения подкрановой балки (рис. 13.15). Развитая верх­няя полка повышает жесткость балки в горизонтальномнаправлении, уменьшает перемещения при поперечных тормозных условиях, а также улучшает условия монта­жа и эксплуатации крановых путей и крана; нижняя пол­ка дает возможность удобно разместить напрягаемую арматуру и обеспечить прочность балки при отпуске на­тяжения. Расчетным на вертикальные нагрузки является тавровое сечение с верхней сжатой полкой, а на горизон­тальные нагрузки — прямоугольное сечение (верхняя полка).



Высоту сечения балок назначают в пре­делах h= (1/8...1/10)l, толщину верхней полки h'_f=(1/7...1/8)h, ширину верхней полки b'_f = (1/10...1/20)l. По условиям крепления и рихтовки крановых путей при­нимают размер полкиb'_f =500...650 мм. Типовые подкра­новые балки имеют высоту сечения h= 1000 мм при про­лете 6 м и h =1400 мм при пролете 12 м (рис. 13.16).

Сборные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м по условиям технологичности изготовления и монтажа вы­полняют разрезными с монтажным стыком на колоннах.

Расчетные нагрузки от мостовых кранов для расчета прочности подкрановых балок определяют с коэффици­ентом надежности = 1,1. Расчет прочности ведут по расчетной нагрузке от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъем­ности, умноженную на коэффициент сочетаний, равный 0,85(прикранахлегкого исреднего режима).Подвиж­нуюнагрузкуотмостовых кранов располагаютвпролете подкрановой балки так, чтобы в ряде сечений по длине пролета получить максимальные усилия М, Q. Расстояние между четырьмя силами, передающимися через колеса мостового крана, устанавливают по габа­ритам ширины и базы моста (рис. 13.17, а). Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине ли­нии влияния (рис. 13.17,6). Максимальные усилия опре­деляют суммированием произведений сил на соответст­вующие им ординаты.



Вертикальная крановая нагрузка равна. Давление крана на балку:







– при привязке «250»

Изгибающий момент будет равен:



Горизонтальная крановая нагрузка:





1/20 – коэффициент перехода из вертикальной нагрузки в горизонтальную.

По найденным усилиям строят огибающие эпюры М и Q. Ординаты огибающих эпюр определяют по таблицам приведенным в справочниках.

Расчет на выносливость ведут по расчетной вертикальной нагрузке от одного мостового крана, определяемой умножением нормативной нагрузки на коэффициент равный 0,5.

Прогиб определяют от действия одного крана при коэффициенте надежности, равном единице:



Предварительно напряженные подкрановые балки армируют высокопрочной проволокой, стержневой арма­турой, канатами. Арматурные каркасы в связи с дина­мическими воздействиями на балку выполняют не свар­ными, а вязаными. На опорах балки усиливают ребрами (с уширениями концов) и дополнительной поперечной арматурой в виде стержней, хомутов, сеток, обеспечива­ющих прочность и трещиностойкость торцов при отпуске натяжения. Для подкрановых балок применяют бетон классов В30...В50. Масса подкрановой балки пролетом 12 м составляет 10...12 т.

Подкрановые балки соединяют с колоннами сваркой стальных закладных деталей (рис. 13.18, а). Для пере­дачи горизонтальных тормозных усилий в стыке уста­навливают ребровые накладки, привариваемые к верх­ним закладным листам балок и специальному заклад­ному листу колонны. Чтобы смягчить удары и толчки, передаваемые на подкрановую балку при движении мостового крана, и уменьшить износ путей, между подкра­новой балкой и рельсом укладывают упругую прокладку из прорезиненной ткани толщиной 8...10 мм. При этом принимают во внимание, что предварительно напряжен­ные балки имеют выгиб, а крановый рельс должен иметь горизонтальное положение. Рельс после рихтовки при­крепляют к балке болтами с помощью стальных деталей

33. 
    Расчетные схемы и нагрузки, действующие на каркас одноэтажного производственного здания.
    

Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от веса по­крытия и различных временных нагрузок от снега, вер­тикального и горизонтального давления мостовых кра­нов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. 13.19, а).

В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колон­ной считают шарнирным, а соединение колонны с фундаментами— жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колон­нах от расчетных нагрузок и подобрать их сечения, а так­же определить боковой прогиб верха рамы от нормаль­ной ветровой нагрузки.

Постоянная нагрузка от веса покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F_q.



Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей грузовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке на­ружной грани колонны к разбивочной оси на 250 мм с эксцентриситетом:

в верхней надкрановой части е=0,25/2 = 0,125 м (при нулевой привязке е = 0);

в нижней подкрановой части е =(h₁-h₂)/2—0,125(при нулевой привязке е =(h₁-h₂)/2);

нагрузка F приложена с моментом, равным М = Fe.

Временную нагрузку от снега устанавливают в соот­ветствии с географическим районом строительства и про­филем покрытия. Она передается на колонну так же, как вертикальное опорное давление ригеля F, и подсчитыва­ется по той же грузовой площади, что и нагрузка от веса покрытия.





Временную нагрузку от мостовых кранов определяют от двух мостовых кранов, работающих в сближенном положении. Коэффициент надежности для определения расчетных значений вертикальной и горизонтальной на­грузок от мостовых кранов .

Вертикальную нагрузку на колонну вычисляют по ли­ниям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Од­ну сосредоточенную силу от колеса моста прикладывают на опоре, остальные силы располагают в зависимости от стандартного расстояния между колесами крана. Максимальное давление на колонну



при этом давление на колонну на противоположной сто­роне



Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с экс­центриситетом, равным для крайней колонны (при нулевой привязке ), для средней колонны .

Соответствующие моменты от крановой нагрузки





Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения двух мостовых кранов, находящихся в сближенном поло­жении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление:





Временную ветровую нагрузку принимают в зависи­мости от географического района и высоты здания, устанавливая ее значение на 1 м2 поверхности стен и фонаря. С наветренной стороны действует положительное давле­ние, с подветренной — отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распре­деленной нагрузки



где — шаг колонн; - коэффициент, зависящий от высоты, равен 1, если высота до 5 м.; – аэродинамический коэффициент, учитывающий давление на конструкцию и от конструкции соответственно.

Нерав­номерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по момен­ту в заделке консоли.

34. 
    Пространственная работа каркаса одноэтажного промздания при крановых нагрузках.
    

Нагрузки от массы покрытия, снега, ветра приложены одновременно ко всем рамам блока, при этих нагрузках пространственный характер работы каркаса здания не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчиты­вать в отдельности. Нагрузки же от мостовых кранов приложены к двум-трем рамам блока, но благодаря горизонтальной связевой диафрагме в работу включаются и остальные рамы блока; происходит пространственная работа.

Расчетрамна­иболеепростопроизводитсяметодомперемещений. Вэтомслучаеосновнуюсистемуполучимвведениемсвя­зи, препятствующейгоризонтальномусмещению. Восновнойсистемевсестойкизащемле­нывфундаментахиимеют, шарнирнуюопорунаверх­немконце.



Определениеусилийврамепроизводитсявтакойпо­следовательности:

- Задаютсяразмерамисеченийколонниопределяютихжесткостикакдлябетонныхсеченийвпредположенииупругойработыматериала.

- Верхнимконцамколонндаютсмещение инаходятреакцию восновнойсистемеотэтогосме­щения:







Находятсуммуреакцийвсехколоннотсмещения



- ОпределяютреакцииR_iвстойках (переменногосе­чения) восновнойсистемеотвнешнихнагрузок

Длякаждогоi-говидазагружениянаходятреакциюR_pi,равнуюсуммереакцийвовсехстойках,



- Длярассматриваемыхзагруженийсоставляютка­ноническиеуравнения, выражающиеравенствонулюуси­лийвведеннойгоризонтальнойсвязи (посколькувдей­ствительностиэтасвязьотсутствует):



Находят значение



- Длякаждойстойкиприсоответствующемвидеза­гружениявычисляютупругуюреакцию

35. 
    Определение усилий в колоннах одноэтажного каркасного промышленного здания.
    

Для расчета поперечной рамы на различные нагруз­ки и воздействия наиболее удобен метод перемещений с одним неизвестным — направлению этого перемеще­ния стерженек-связь, получают основную систему). Основную систему подвергают единичному воз­действию неизвестного перемещения. При этом в колон­нах возникают реакции и изгибающие моменты. Затем основную систему последовательно за­гружают постоянными и временными нагрузками, которые вызывают в стойках соответствующие ре­акции и изгибающие моменты.

Для определения усилий в колоннах применяют



Находят значение



Вычисляютупругуюреакцию



При числе пролетов рамы, равном трем и более, верх­нюю опору колонн при действии крановых нагрузок рас­сматривают как неподвижную и принимают .

ОпределяютизгибающиемоментыМ,продольныеNипоперечныеQсилывкаждойколоннекаквконсоль­нойбалкеотдействияопорнойреакции ивнешнихнагрузок. Эпюрыусилийстроятдлякаждоговиданагру­зок, действующихнараму. Длярасчетаколонннеобхо­димознатьусилиякакминимумвтрехсечениях: надкрановойконсолью, подкрановойконсолью, воснованииколонны. ДалеесоставляюттаблицыМ, N, Qивуказан­ныхсеченияхколонныустанавливаютрасчетные (основ­ныеилиособые) сочетанияусилий.

Согласнонормамосновноесочетаниенагрузокможетвключать: а) постоянную, временныедлительныеиоднукратковременную, вводимуюскоэффициентомсочетаний,равным 1; б) постоянную, временныедлительные, атакжедвеиболеекратковременныенагрузки, умно­женныенакоэффициентсочетаний 0,9.

Дляподбораарматурыобычнооказываетсядостаточ­нымсоставитьлишьнескольконаиболееневыгодныхсочетаний, определяющихследующиезначенияусилийМиN: 1) наибольшийположительныймоментM_maxисо­ответствующаяпродольнаясилаN; 2) наибольшийпоабсолютнойвеличинеотрицательныймоментM_minисо­ответствующаяN; 3) наибольшаяпродольнаясилаN_maxисоответствующийМ.Вкаждомизэтихсочетанийопре­деляетсятакжепоперечнаясилаQ.

Сечения колонн поперечной рамы рассчитывают с учетом влияния прогиба на значение эксцентриситета продольной силы. Колонны из плоскости поперечной ра­мы проверяют на устойчивость как сжатые элементы. Кроме того, колонны проверяют на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже.