- •Оренбургский государственный университет
- •1 Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок
- •1.1 Компоновка поперечной рамы
- •1.2 Определение постоянных и временных нагрузок
- •2 Проектирование стропильной конструкции
- •2.1 Расчетный пролет, нагрузки, усилия
- •2.2 Расчет элементов нижнего пояса фермы.
- •2.3 Расчет трещиностойкости нижнего пояса фермы.
- •2.4 Расчет прочности наклонного сечения нижнего пояса.
- •2.5 Расчет элементов верхнего пояса.
- •2.6 Расчет стоек фермы по прочности.
- •3 Статический расчет поперечной рамы
- •3.1 Вычисление геометрических характеристик сечений колонн
- •3.2 Определение реакций верха колонн рамы-блока от единичного смещения.
- •3.2.1 Загружение рамы – блока постоянной нагрузкой.
- •3.2.3 Загружение рамы – блока крановой нагрузкой.
- •3.2.4 Загружение рамы – блока ветровой нагрузкой.
- •4 Проектирование внецентренно сжатой колонны
- •4.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования для заданного сечения
- •4.2. Расчет надкрановой части колонны
- •4.3. Расчет подкрановой части колонны.
- •4.4. Расчет крановой консоли
- •4.5. Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадиях подъма, транспортирования и монтажа
- •5. Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну
- •5.1. Данные для проектирования
- •5.2. Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений
- •5.3. Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени.
- •5.4. Подбор арматуры подошвы
- •5.5. Расчет подколонника и его стаканной части
2.4 Расчет прочности наклонного сечения нижнего пояса.
Принимаем поперечное армирование по конструктивным соображениям в виде хомутов Ø 5 Вр - I c шагом 200мм ().
Расчет ведем с учётом продольной растягивающей силыN=1152,3 кН и усилия обжатия от напрягаемой арматуры.
Принимаем .
Поскольку , тоне корректируем.
Предельная несущая способность в наиболее опасном сечении меньше максимального значения поперечной силы от нагрузки:
Дополнительное усилие, действующее на верхний пояс фермы:
2.5 Расчет элементов верхнего пояса.
Сечение 9, нормальное к продольной оси элемента.
Наибольшие усилия от расчетных нагрузок возникают в сечении 9:
в том числе продолжительно действующие:
.
где 0,7 – коэффициент, учитывающий перераспределение изгибающих моментов в верхнем поясе фермы.
Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l0=0.9l=0.9·3.01=2.71м, при эксцентриситете:
Случайный эксцентриситет принимаем , максимальный из условий:
Поскольку , в расчётах используем.
Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба:
Принимаем
В первом приближении μ =0,01.
Условная критическая сила:
Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:
η=1 / (1-N / Ncr)=1 / (1-1364,79 / 4313,3)=1.46
тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен
e=e0η+h0 - a`=24·1,46+300 / 2 - 35 = 145 мм
Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:
Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:
Окончательно принимаем армирование 4 Ø 10 А–III (As =314 мм2).
Элемент 1 – 2 – 3 , сечение наклонное к продольной оси.
Наибольшие усилия от расчетных нагрузок возникающие в элементе:
Так как при расчёте прочности по наклонным сечениям нижнего пояса фермы несущая способность оказалась меньше требуемой, то с учётом перераспределения усилий необходимо проектировать поперечную арматуру в верхнем поясе на восприятие поперечной силы:
Принимаем коэффициент из условия:
Коэффициент принимаем коэффициент .
Статический момент и момент инерции верхней части.
По графику принимаем в зависимости от
Условие прочности по наклонным сечениям обеспечена. Конструктивно принимаем поперечную арматуру для верхнего пояса Ø 10 A–III, с шагом 500 мм.
2.6 Расчет стоек фермы по прочности.
Максимальное усилие для подбора арматуры в стойках фермы определяется из таблицы результатов статического расчета с учетом всех возможных схем нагружения снеговой нагрузкой.
Стойка 21 -22, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=53,45 кН и М=60,77 kH.
Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.
Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l0=0.8·l=0.8·1,305=1,044м, при эксцентриситете:
Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба
Условная критическая сила:
Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:
η=1 / (1-N / Ncr)=1 / (1-53,45 / 11847,3)=1.005тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен
e=e0η+(h0 - a`)=1,14·1,005+(0,215 – 0,035) / 2 = 1,236 м
Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:
Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:
Окончательно принимаем армирование 3 Ø 18 А–III (As =763 мм2).
Коэффициент армирования
Стойка 23 -24, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=11,84 кН и М=42,1 kH.
Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.
Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l0=0.8·l=0.8·2,25=1,8м, при эксцентриситете:
Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба
Условная критическая сила:
Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:
η=1 / (1 - N / Ncr)=1 / (1 - 11,84 / 3993,1)=1.003тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен
e=e0η+(h0 - a`)=3,556·1,003+(0,215 – 0,035) / 2 = 3,66 м
Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:
Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:
Окончательно принимаем армирование 3 Ø 16 А–III (As =603 мм2).
Коэффициент армирования
Стойка 25 -26, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=10,37 кН и М=21,8 kH.
Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.
Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l0=0.8·l=0.8·2,799=2,239м, при эксцентриситете:
Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба
Условная критическая сила:
Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:
η=1 / (1 - N / Ncr)=1 / (1 – 10,37 / 2475,3)=1.004тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен
e=e0η+(h0 - a`)/2=3,556·1,004+(0,215 – 0,035) / 2 = 2,198 м
Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:
Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:
Окончательно принимаем армирование 3 Ø 12 А–III (As =339 мм2).
Коэффициент армирования
Расчет и конструирование опорного узла.
Усилие в нижнем поясе в крайней панели в крайней панели N=1152,36kH, а опорная реакция Q=Qmax=30,51·24=732,2 кН.
Площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры :
Принимаем армирование 6 Ø 12 А–III (As =679 мм2).
Условие прочности на отрыв.
Усилие в продольной арматуре:
Усилие в хомутах:
Площадь сечения одного хомута:
Принимаем 1 Ø 10 А–III (Asw =0.785 cм2).
Проверяем прочность опорного узла на изгиб.
Высота сжатой зоны:
Условие по прочности не выполняется, необходимо увеличить площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры. Примим 6 Ø 20 А–III (As =18850 мм2).
Условие прочности опорного узла на изгиб.
Рис 2. К расчету опорного узла фермы.