- •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
4 Проектирование внецентренно сжатой колонны
4.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования для заданного сечения
Определение неблагоприятных комбинаций расчетных усилий для основных сочетаний нагрузок провожу по результатам статического расчета рамы с учетом требований /7/.
Колонну проектирую из легкого бетона класса В30, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении.
Rb = 17 МПа;
Rbt = 1,2 МПа;
Eb = 32,5103 МПа.
Продольная рабочая арматура класса А-III
Предварительно определяю площадь сечения продольной арматуры со стороны менее растянутой грани (справа) при условии симметричного армирования от действия расчетных усилий в сочетании N и Мmin
4.2. Расчет надкрановой части колонны
Размеры сечения подкрановой части колонны (для принятого при компоновке типа опалубки 4) b = 400 мм, h = 600 мм.
Назначаю для продольной арматуры ,
тогда .
Комбинации расчетных усилий приняты из табл. 3.2 и приведены в табл. 4.1 (усилия уменьшены вдвое).
Комбинации усилий для надкрановой части колонны
Таблица 3.2
Вид усилия |
Величины усилий в комбинациях | ||
|
|
Nтаx | |
М, кНм |
22 |
-84 |
-22 |
N, кН |
427,5 |
264,18 |
427,5 |
Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых:
М' = 31,84/2 =15,92 кН·м; N'=891,36/2 = 445,63 кН;
Усилия от продолжительных нагрузок:
Мl = 19,74/2 = 9,87 кН·м; Nl = 528,36/2 = 264,18 кН.
При наличии знакопеременных моментов армирование подкрановой части колонны также принимаем симметричным. Подбор арматуры выполним для комбинации .
Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части в плоскости изгиба при учете крановых нагрузок ибез их учета. При минимальной гибкостинеобходимо учитывать влияние прогиба на несущую способность колонны.
Устанавливаем коэффициент условий работы бетона :
Так как |М| = 104,4 кНм < 0,82-|М| = 0,82·155,3 =127,3 кН·м, то коэффициент = 1,1 и = 18,7 МПа.
Случайные эксцентриситеты:
еа1 =l0 / 700 = 11250 / 700 = 19 мм;
еа2= h / 30 = 600 / 30 = 20 мм;
еа3 = 0,01 м.
Проектный эксцентриситет е0 = |М| / N = 84 / 264,18 = 0,318 м > еа = 0,02 м - случайный эксцентриситет не учитываем, так как колонна является; элементом статически неопределимой системы.
Находим условную критическую силу Nсr и коэффициент η:
1. ;
;
δе = 0,534 > δе,min = 0,152 - в расчет вводим δе = 0,152.
2. Моменты М и Мl разных знаков, а е0 =318 мм > 0,1·h =
= 0,1·600 = 60 мм, тогда коэффициент = 1.
В первом приближении принимаем μ = 0,005 .
Условная критическая сила
Сечение достаточно.
5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета
η=1 / (1-N / Ncr)=1 / (1-264,18 / 6619,5)=1.042
6. Расчетный эксцентриситет продольной силы
e=e0η+0,5h - a=318·1,042+0,5·600 – 30 = 601 мм.
7. Вспомогательные коэффициенты:
;
Требуемая площадь сечения продольной арматуры
т.е. арматуру принимаем по конструктивному минимуму:
.
Принимаем по 2Ø18 А-III () у коротких граней подкрановой части колонны.
Тогда получаю , что незначительно отличается от предварительно принятого, следовательно, расчет можно не уточнять, а окончательно принять.
Расчет из плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части из плоскости изгиба . Так как гибкость из плоскости = 6,75 / 0,4 = 17,52 меньше минимальной гибкости в плоскости изгиба = 22,5, расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.