- •Фгоу впо «калининградский государственный технический университет»
- •Курсовой проект «Проектирование железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания» по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
- •2010 Г.
- •1. Исходные данные для проектирования
- •2. Компановка колонн поперечной рамы и размеры колонн
- •3. Определение нагрузок, действующих на поперечную раму
- •3.1 Постоянные нагрузки
- •3.2 Временные нагрузки
- •4. Статический расчет рамы
- •4.1 Геометрические параметры элементов рамы
- •4.2 Учёт пространственной работы каркаса
- •5. Расчёт сечения двухветвевой колонны по крайнему ряду
- •5.1 Расчёт сечений в плоскости рамы
- •5.2 Проверка прочности сечений ветвей колонны на эксплуатационные нагрузки из плоскости рамы
- •5.3 Проверка прочности нормальных сечений на монтажные нагрузки
- •6. Проектирование фундамента под крайнюю колонну
- •6.1 Определение размеров
- •6.2 Расчёт на изгиб плиты фундамента
- •6.3 Расчёт армирования стенок стакана
4. Статический расчет рамы
4.1 Геометрические параметры элементов рамы
Двухветвевые колонны крайнего ряда:
/(H+0,15)=4,7/(18+0,15)=0,26.
Момент инерции сечения надкрановой части колонны:
I2=b/12=50·603/12=0,9·106см4.
Момент инерции сечения подкрановой ветви:
I1=2bhв[(d-hв)/2]2=2·50·25[(130-25)/2]2=6,9·106 cм4.
Момент инерции ветви:
Iв=b/12=50·253/12=0,07·106 см4;
k=( I1/ I2-1)=0,263(6,9·106/0,9·106-1)=0,12
k1=(1-)3I1/8n2Iв=(1-0,26)36,9·106/8·22·0,07·106=1,2
Двухветвевые колонны среднего ряда:
/(H+0,15)=4,4/(17,3+0,15)=0,25.
Момент инерции сечения надкрановой части колонны:
I2=b/12=70·603/12=1,26·106см4.
Момент инерции сечения подкрановой ветви:
I1=2bhв[(d-hв)/2]2=2·70·35[(190-35)/2]2=29,4·106 cм4.
Момент инерции ветви:
Iв=b/12=70·353/12=0,25·106 см4;
k=( I1/ I2-1)=0,253(29,4·106/1,26·106-1)=0,35
k1=(1-)3I1/8n2Iв=(1-0,25) 29,4·106/8·22·0,25·106 =1,6
4.2 Учёт пространственной работы каркаса
При длине температурного блока 84 м и шаге рам 12м количество этих рам п =8;
т =n/2=4
В качестве расчетной принимаем вторую от торца блока раму, работающую в наиболее неблагоприятных условиях. Расстояние этой рамы от центра температурного блока X0=30 м.
Коэффициент пространственной работы каркаса:
==3,65,
где Xi – расстояние от поперечных рам до геометрического центра температурного блока.
Таблица 1. Смещение горизонтальной связи
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
|
1 |
1 |
1 |
, кН |
= =1,49·10-5Е |
= =5·10-5Е |
1,49·10-5Е |
r11= |
2·1,49·10-5Е+5·10-5Е=7,98·10-5Е |
Таблица 2. Постоянная нагрузка
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
= -3,8+22,09=18,29 |
0 |
-18,29 |
R1p= |
18,29-18,29=0 | ||
= R1p/ r11 |
0 |
0 |
0 |
Ве=В+ |
18,29 |
0 |
-18,29 |
М1 |
73,1 |
0 |
-73,1 |
М2 |
73,1+18,29·4,7=159,06 |
0 |
-159,06 |
М3 |
73,1+18,29·4,7-665,2=- -506,14 |
0 |
506,14 |
М4 |
73,1+18,29·18,15-665,2=- -260,14 |
0 |
260,14 |
N1 |
730,5 |
1579 |
730,5 |
N2 |
730,5+36,9=767,4 |
1579+216,7=1795,7 |
767,4 |
N3 |
730,5+539,7+87,8+36,9= =1394,9 |
1579+2·160+216,7=2115,7 |
1394,9 |
N4 |
1394,9+228,4=1623,3 |
2115,7+216,7=2332,4 |
1623,3 |
Q4 |
18,29 |
0 |
-18,29 |
Таблица 3. Нагрузка от снега
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
=-0,71+1,58=0,87 (0,44) |
0 |
-0,87 (-0,44) |
R1p= |
0,87-0,87=0 | ||
= R1p/ r11 |
0 |
0 |
0 |
Ве=В+ |
0,87 (0,44) |
0 |
-0,87 (-0,44) |
М1 |
13,6 (6,8) |
0 |
-13,6 (-6,8) |
М2 |
13,6+0,87·4,7=17,7 (8,9) |
0 |
-17,7 (-8,9) |
М3 |
17,7-47,6= -29,9 (-15) |
0 |
29,9 (15) |
1 |
2 |
3 |
4 |
М4 |
13,6+0,87·18,15-47,6= = -18,2 (-9,1) |
0 |
18,2 (9,1) |
N1 |
135,9 (67,95) |
272 (136) |
135,9 (67,95) |
N2 |
135,9 (67,95) |
272 (136) |
135,9 (67,95) |
N3 |
135,9 (67,95) |
272 (136) |
135,9 (67,95) |
N4 |
135,9 (67,95) |
272 (136) |
135,9 (67,95) |
Q4 |
0,87 |
0 |
0,87 |
Таблица 4. Краны в одном крайнем пролёте
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
= -6,84 (-3,42) |
= 2,2 (-1,1) |
0 |
R1p= |
-6,84+2,2= -4,64 | ||
= R1p/ r11Сdim |
-(-4,64)/7,98·10-5Е·3,65=15930/Е (7965/Е) | ||
Ве=В+ |
-6,84+1,49·10-5·15930= = -6,6 (-3,3) |
2,2+5·10-5·15930= = 3 (1,5) |
1,49·10-5·15930= =0,24 (0,12) |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
-6,6·4,7= -31 (-15,5) |
1,5·4,4= 6,6 (3,3) |
0,24·4,7=1,13 (0,57) |
М3 |
-31·4,7+206= =220,6 (110,3) |
3,3·4,4-83,6= = -70,4 (-35,2) |
1,13 (0,57) |
М4 |
-6,6·18,15+206= =86,2 (43,1) |
3·18,15-83,6= = -29,2 (-14,6) |
0,24·18,15= =4,36 (2,18) |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
515 (257,5) |
208,9 (104,5) |
0 |
N4 |
515 (257,5) |
208,9 (104,5) |
0 |
Q4 |
-6,6 |
3 |
0,24 |
Таблица 5. Краны в обоих крайних пролётах
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
1 |
2 |
3 |
4 |
В, кН |
= -10,57 (-5,29) |
0 |
10,57 (5,29) |
R1p= |
-10,57 +10,57=)0 | ||
= R1p/ r11 Сdim |
0 |
0 |
0 |
Ве=В+ |
-10,57 (-5,29) |
0 |
10,57 (5,29) |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
-10,57·4,7= = -49,68 (-24,84) |
0 |
49,68 (24,84) |
М3 |
-10,57·4,7+318,1= =268,4 (134,21) |
0 |
-268,4 (-134,21) |
М4 |
-10,57·18,15+318,1= =126,25 (63,13) |
0 |
-126,25 (-63,13) |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
424,1 (212,05) |
172 (86) |
424,1 (212,05) |
N4 |
424,1 (212,05) |
172 (86) |
424,1 (212,05) |
Q4 |
-10,57 |
0 |
10,57 |
Таблица 6. Краны в обоих крайних пролётах
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
= -4,28 (-2,14) |
=4,96 (2,48) |
=10,57 (5,29) |
R1p= |
-4,28+4,96+10,57=11,25 | ||
= R1p/ r11 Сdim |
-11,25/7,98·10-5Е·3,65=-38624/Е (-19312/Е) | ||
Ве=В+ |
-4,28-1,49·10-5·38624= - 4,86 (-2,43) |
4,96-5·10-5·38624=3,03 (1,52) |
10,57-1,49·10-5·38624= =10 (5) |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
-4,86·4,7= = -22,84 (-11,42) |
3,03·4,4=13,33 (6,67) |
10·4,7=47 (23,5) |
М3 |
-4,86·4,7+129= =106,16 (53,08) |
3,03·18,15+189,1= =202,43 (101,22) |
10·4,7+318,1=365,1 (182,55) |
М4 |
-4,86·18,15+129= =40,8 (20,4) |
3,03·18,15+189,1= =244,1 (122,05) |
10·18,15+318,1= =499,6 (249,8) |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
172 (86) |
596,1 (298,05) |
424,1 (212,05) |
N4 |
172 (86) |
596,1 (298,05) |
424,1 (212,05) |
Q4 |
-4,86 |
3,03 |
10 |
Таблица 7. Горизонтальная крановая нагрузка на колонны крайних рядов
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
= -31,44 (-15,72) |
0 |
0 |
R1p= |
-31,44+0+0= -31,44 (-15,72) | ||
= R1p/ r11 Сdim |
-(-31,44)/7,98·10-5Е·3,65=107940/Е (53970 /Е) | ||
Ве=В+ |
-31,44+1,49·10-5·107940= = -29,83 (-14,92) |
5·10-5·107940= =5,4 (2,7) |
1,49·10-5·107940= =1,6 (0,8) |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
-29,83·4,7+37,6(4,7-3,29)= = -87,19 (-43,6) |
5,4·4,4= =23,76 (11,88) |
1,6·4,7=7,52 (3,76) |
М3 |
-87,19 (-43,6) |
23,76 (11,88) |
7,52 (3,76) |
М4 |
-29,83·18,15+37,6(18,15-3,29)=17,32 (8,66) |
23,76 (11,88) |
7,52 (3,76) |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
0 |
0 |
0 |
N4 |
0 |
0 |
0 |
Q4 |
-29,83+37,6=7,77 |
5,4 |
1,6 |
Таблица 8. Горизонтальная крановая нагрузка на среднюю колонну
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
0 |
= -29,96 (-14,98) |
0 |
R1p= |
0-29,96+0= -29,96 (-14,98) | ||
= R1p/ r11 Сdim |
-(-29,96)/7,98·10-5Е·3,65=102860/Е (51430/Е) | ||
Ве=В+ |
1,49·10-5·102860= =1,53 (0,77) |
-29,96+5·10-5·102860= = -24,82(-12,41) |
1,53 (0,77) |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
1,53·4,7=7,19 (3,60) |
-24,82·4,4+37,6(4,4- -3,08)= -59,58 (-29,79) |
7,19 (3,60) |
М3 |
7,19 (3,60) |
-59,58 (-29,79) |
7,19 (3,60) |
М4 |
1,53·18,15=27,77 (13,89) |
-24,82·18,15+37,6· ·(18,15-3,08)=116,15 (58,08) |
27,77 (13,89) |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
0 |
0 |
0 |
N4 |
0 |
0 |
0 |
Q4 |
1,53 |
-24,82+37,6=12,78 |
1,53 |
Таблица 9. Ветровая нагрузка
Расчетные параметры |
Колонны по осям | ||
А |
Б |
В | |
В, кН |
= =-15 |
0 |
-9,28 |
R1p= |
-15-9,28-10,9= -35,18 | ||
= R1p/ r11 |
-(-35,18)/7,98·10-5Е=440852/Е | ||
Ве=В+ |
-15+1,49·10-5·440852= -8,43 |
5·10-5·440852=22 |
-9,28+ +1,49·10-5·440852= = -2,71 |
М1 |
0 |
0 |
0 |
М2 |
-8,43·4,7+1,68·0,5·4,72= = -21,07 |
22·4,4=96,8 |
-2,71·4,7+1,04·0,5·4,72= = -1,25 |
М3 |
-21,07 |
96,8 |
-1,25 |
М4 |
-8,43·18,15+1,68·0,5·18,152= =123,7 |
22·18,15=399,3 |
-2,71·18,15+1,04·0,5· ·18,152=122,1 |
N1 |
0 |
0 |
0 |
N2 |
0 |
0 |
0 |
N3 |
0 |
0 |
0 |
N4 |
0 |
0 |
0 |
Q4 |
-8,43+1,68·18,15=22,06 |
22 |
-2,71+1,04·18,15=16,17 |
Таблица 10. Сводная таблица усилий в сечениях колонны по оси А
Сечение |
Усилие |
Постоянная нагрузка табл.2 |
Снеговая нагрузка табл. 3 |
Вертикальные крановые нагрузки |
Горизонтальные крановые нагрузки |
Ветровая нагрузка | ||||
табл. 4 |
табл. 5 |
табл. 6 |
табл. 7 |
табл. 8 |
слева табл. 9 |
справа табл. 9 | ||||
1 |
N |
730,5 |
135,9 (67,95) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
73,1 |
13,6 (6,8) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
2 |
N |
767,4 |
135,9 (67,95) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
159,06 |
17,7 (8,9) |
-31 (-15,5) |
-49,68 (-24,84) |
-22,84 (-11,42) |
±87,19 (±43,6) |
±7,19 (±3,60) |
-21,07 |
1,25 | |
3 |
N |
1394,9 |
135,9 (67,95) |
515 (257,5) |
424,1 (212,05) |
172 (86) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
-506,14 |
-29,9 (-15) |
220,6 (110,3) |
268,42 (134,21) |
106,16 (53,08) |
±87,19 (±43,6) |
±7,19 (±3,60) |
-21,07 |
1,25 | |
4 |
N |
1623,3 |
135,9 (67,95) |
515 (257,5) |
424,1 (212,05) |
172 (86) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
-260,14 |
-18,2 (-9,1) |
86,2 (43,1) |
126,25 (63,13) |
40,8 (20,4) |
±17,32 (±8,66) |
±27,77 (±13,89) |
123,7 |
-122,1 | |
Q |
18,29 |
0,87 |
-6,6 |
-10,57 |
-4,86 |
±7,77 |
±1,53 |
22,06 |
-16,17 | |
4 |
N |
1475,7 |
123,55 (61,78) |
468,18 (234,09) |
385,55 (192,78)) |
156,36 (78,18) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
-236,5 |
-16,55 (-8,28) |
78,4 (39,2) |
114,78 (57,39) |
37,1 (18,55) |
±15,75 (±7,88) |
±25,25 (±12,63) |
112,45 |
-111 | |
Q |
16,63 |
0,79 |
-6 |
-9,61 |
-4,42 |
±7,06 |
±1,39 |
20,05 |
-14,7 |
Таблица 11. Сводная таблица усилий в сечениях колонны по оси Б
Сечение |
Усилие |
Постоянная нагрузка табл.2 |
Снеговая нагрузка табл. 3 |
Вертикальные крановые нагрузки |
Горизонтальные крановые нагрузки |
Ветровая нагрузка | ||||
табл. 4 |
табл. 5 |
табл. 6 |
табл. 7 |
табл. 8 |
слева табл. 9 |
справа табл. 9 | ||||
1 |
N |
1579 |
272 (136) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
2 |
N |
1795,7 |
272 (136) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
0 |
0 |
6,6 (3,3) |
0 |
13,33 (6,67) |
±23,76 (±11,88) |
±59,58 (±29,79) |
96,8 |
-96,8 | |
3 |
N |
2115,7 |
272 (136) |
208,9 (104,5) |
172 (86) |
596,1 (298,05) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
0 |
0 |
-70,4 (-35,2) |
0 |
202,43 (101,22) |
±23,76 (±11,88) |
±59,58 (±29,79) |
96,8 |
-96,8 | |
4 |
N |
2332,4 |
272 (136) |
208,9 (104,5) |
172 (86) |
596,1 (298,05) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
0 |
0 |
-29,2 (-14,6) |
0 |
244,1 (122,05) |
±23,76 (±11,88) |
±116,15 (±58,08) |
399,3 |
-399,3 | |
Q |
0 |
0 |
3 |
0 |
3,03 |
0 |
12,78 |
22 |
22 | |
4 |
N |
2120,4 |
247,3 (123,7) |
189,9 (94,95) |
156,36 (78,18) |
541,9 (270,95) |
0 |
0 |
0 |
0 |
M |
0 |
0 |
-26,55 (-13,28) |
0 |
221,9 (110,95) |
±21,6 (±10,8) |
±105,59 (±52,80) |
363 |
-363 | |
Q |
0 |
0 |
2,73 |
0 |
2,75 |
0 |
11,62 |
20 |
20 |
Таблица 12. Расчётные комбинации усилий в сечениях колонны по оси А
Сечение |
Усилие |
Постоянная нагрузка и одна временная при =1 |
Постоянная нагрузка и временные при =0,9 | ||||
Mmax Nсоотв Qсоотв
|
Mmin Nсоотв Qсоотв
|
Nmax Mсоотв Qсоотв
|
Mmax Nсоотв Qсоотв
|
Mmin Nсоотв Qсоотв
|
Nmax Mсоотв Qсоотв
| ||
1 |
Нагр. N, кН М, кНм |
1,2 865,9 (798,5) 86,7 (79,9) |
- - - |
1,2 865,9 (798,5) 86,7 (79,9) |
- - - |
- - - |
- - - |
2 |
Нагр. N, кН М, кНм |
1,5,6 767,4 223,4 (191,2) |
1,4,6 767,4 22,2 (90,6) |
1,2 903,3 (835,4) 176,8 (168) |
1,2,5,6,9 889,7 (832) 234,1 (199,4) |
1,4,6,8 767,4 14,8 (73) |
1,2 889,7 (832) 175 (167,5) |
3 |
Нагр. N, кН М, кНм |
1,4,6 1819 (1607) -150,5 (-328,3) |
1,2 1530,8 (1462,9) -536 (-521,1) |
1,3 1864,9 (1607,4) -285,5 (-395,8) |
1,4,6,9 1776,6 (1596,3) -184,8 (-336) |
1,2,8 1517,2 (1459,5) -554,1 (-541,5) |
1,2,3 1980,7 (1704,1) -334,5 (-415,6) |
4 |
Нагр. N, кН М, кНм Q, кН |
1,4,7 2047,4 (1835,4) -106,1 (-183,1) 9,25 |
1,2 1759,2 1691,3) -278,3 (-269,2) 19,2 |
1,3 2138,3 (1880,8) -173,9 (-217) 11,7 |
1,4,7,8 2005 (1824,7) 2,2 (-63,3) 31,3 |
1,2,9 1745,6 (1687,9) -398,6 (-390,9) 3 |
1,2,3 2209,1 (2177,1) -198,9 (-227,8) 12,6 |
4 |
Нагр. N, кН М, кНм Q, кН |
1,4,7 1861,3 (1668,5) -96,5 (-166,5) 8,4 |
1,2 1599,3 (1537,5) -253 (-244,7) 17,5 |
1,3 1943,9 (1709,8) -158,1 (-197,3) 10,6 |
1,4,7,8 1822,7 (1658,8) 2 (-57,5) 28,5 |
1,2,9 1586,9 (1534,4) -362,4 (-355,4) 2,7 |
1,2,3 2008,3 (1756,8) -180,8 (-207,1) 11,4 |
Таблица 13. Расчётные комбинации усилий в сечениях колонны по оси Б
Сечение |
Усилие |
Постоянная нагрузка и одна временная при =1 |
Постоянная нагрузка и временные при =0,9 | ||||
Mmax Nсоотв Qсоотв
|
Mmin Nсоотв Qсоотв
|
Nmax Mсоотв Qсоотв
|
Mmax Nсоотв Qсоотв
|
Mmin Nсоотв Qсоотв
|
Nmax Mсоотв Qсоотв
| ||
1 |
Нагр. N, кН М, кНм |
- - - |
- - - |
1,2 1851 (1715) 0 |
- - - |
- - - |
1,2 1823,8 (1708,2) 0 |
2 |
Нагр. N, кН М, кНм |
1,8 1795,7 96,8 |
1,9 1795,7 -96,8 |
1,2 2967,7 (1931,7) 0 |
1,5,7,8 1795,7 162,4 (131,4) |
1,3,7,9 1795,7 -144,5 (-122) |
1,2 2040,5 (1924,9) 0 |
3 |
Нагр. N, кН М, кНм |
1,5,7 2711,8 (2413,8) 262 (131) |
1,3,7 2324,6 (2220,1) -130 (-65) |
1,5 2711,8 (2413,8) 202,4 (101,2) |
1,5,7,8 2652,2 (2398,8) 332,6 (221,3) |
1,3,7,9 2303,7 (2215) -213,8 (-158,5) |
1,2,5 2897 (2528) 182,2 (96,2) |
4 |
Нагр. N, кН М, кНм Q, кН |
1,5,7 2928,5 (1630,5) 360,3 (180,1) 15,8 |
1,9 2332,4 -399.3 22 |
1,5 2928,5 (2630,5) 244,1 (122,1) 3,03 |
1,5,7,8 2868,9 (2615,5) 723,5 (570,4) 27,8 |
1,3,7,9 2520,4 (2431,7) -530,1 (-468,3) 37,8 |
1,2,5 3113,7 (2744,7) 219,7 (115,9) 3,03 |
4 |
Нагр. N, кН М, кНм Q, кН |
1,5,7 2662,3 (2391,4) 327,5 (163,8) 14,4 |
1,9 2120,4 -363 20 |
1.5 2662,3 (2391,4) 221,9 (111) 2,75 |
1,5,7,8 2608,1 (2377,8) 657,7 (518,6) 34,4 |
1,3,7,9 2291,3 (2210,6) -481,9 (-425,8) 34,4 |
1,2,5 2830,7 (2495,3) 199,7 (105,4) 2,75 |