Рис. 9 Эпюра изменения ветрового давления

По интерполяции находим ординаты коэффициентов ветровой нагрузки на уровне верха колонны и парапета:

Коэффициент приведения трапециевидной нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной на участке до верха колонны:

Получаем интенсивность ветровой равномерно распределенной нагрузки  по высоте колонны:

- с наветренной стороны

- с подветренной стороны

где  - расчетная ветровая нагрузка без учета аэродинамического коэффициента.

Нормативное значение ветрового напора  определяется по табл.5 СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от отношения высоты цеха к его ширине и отношения длины здания к его ширине.

Для проектируемого здания H/L=10,8/18=0,6 и при  BЗД/L=78/18=4,33 Cе3=-0,52. Знак минус означает, что ветер направлен изнутри здания наружу. При коэффициенте надежности по нагрузке  и шаге рам 6 м:

Получаем давления с наветренной и подветренной стороны:

Ветровая нагрузка W, действующая выше верха колонны, прикладывается в уровне низа ригеля рамы. Определяем площадь эпюры ветровых коэффициентов в пределах высоты парапета:

Суммарное давление ветра на парапет с наветренной и подветренной сторон:

где  - расчетное давление без учета аэродинамических коэффициентов.

III РАСЧЕТ КАРКАСА НА ПЭВМ

Определение усилий по программе KGK. Исходные данные сводятся в таблицу 3.

Таблица 3 –

Исходные данные для ПЭВМ

1 строка

1. Расчетная высота колонны: HP=H+0,15 м=10,8+0,15=10,95 м.

2. Высота верхней части колонны: H2=4,25 м.

3. Расстояние от подкрановой балки до низа фермы:

H2-HПБ=4,25 м-0,8 м=3,45 м.

4. Число рам в температурном блоке – 7.

2 строка

5. Отношение жесткостей  рассматриваемой колонны (EI2 – верхняя часть колонны, EI1 – нижняя часть колонны): для крайней рассматриваемой колонны:

Размеры сечений А и В приведены на рис. 4.

7. Отношение  нижней части соседней колонны к нижней части рассматриваемой колонны. Для однопролетного здания

3 строка

8. Эксцентриситет оси верхней части колонны:

Положительный эксцентриситет вращает силу относительно центра тяжести нижней подкрановой части колонны по часовой стрелке.

9. Эксцентриситет стены

10. Эксцентриситет подкрановой балки:

при наличии сдвижки

11. Высота сечения надкрановой части колонны: А=0,38 м.

12. Высота сечения подкрановой части колонны: В=0,7 м.

4 строка

13. Постоянная нагрузка от шатра: GШ=191,30 кН.

14. Постоянная нагрузка от стены: GCT=161,73 кН.

15. Постоянная нагрузка от подкрановой балки: GПБ=36,58 кН.

16. Постоянная нагрузка от нижней части колонны: G1K=70,9 кН.

5 строка

17. Нагрузка от снега: S=71,82 кН.

6 строка

18. Вертикальная крановая нагрузка: ДMAX=593,81 кН.

19. То же: ДMIN=160,82 кН.

20. Горизонтальная тормозная сила: T=26,18 кН.

7 строка

Ветровые нагрузки вводятся без учета аэродинамических коэффициентов, так как они учтены в программе.

21. Сосредоточенная ветровая нагрузка: W1=5,55 кН.

22. Равномерно распределенная ветровая нагрузка:

Таблица 4 –

Исходные данные к расчету каркаса

IV РАСЧЕТ КОЛОННЫ

4.1. Расчет надкрановой части колонны

4.1.1. Расчетные сочетания усилий

Различают два основных сочетания усилий:

I Сочетание: S=Sg+Sv,

где Sg – усилия (M или N) от постоянных нагрузок; sv – усилия (M и N) от одной из временных нагрузок (крановые вертикальные нагрузки Д и тормозные Т считаются за одну нагрузку).

II Сочетание:

где  - сумма усилий от любых временных нагрузок (не менее двух).

В пределах каждого сочетания надо учесть возможность трех комбинаций усилий:

1) Наибольшее значение +М и соответственно N.

2) Наибольшее значение |-М| и соответственно N.

3) Наибольшее значение N и соответственно M.

Таблица 5 –Усилия над консолью

Результат подсчета усилий представлен в таблице 6.

Таблица 6

Расчетные сочетания усилий над консолью

 Значение ядрового момента определяется по формуле:

- при положительном моменте (+М)            

- при отрицательном моменте (-М)              

Ядровое расстояние:      

4.1.2 Определение коэффициента продольного изгиба

Подбираем арматуру в сечении над консолью по сочетанию усилий и проверяем прочность по сочетанию.

Исходные данные: М=126,45 кНм; N=255,94 Кн; класс бетона – В 15; RB=8,5 МПа; ЕВ=20500 МПа; класс арматуры А-II; RS=280 МПа; размеры сечения: h=0,38 м, b=0,4 м.

Свободная длина надкрановой части колонны:

где  как для здания с мостовыми кранами при разрезных подкрановых балках, с учетом нагрузки от кранов.

Так как гибкость

требуется учитывать продольный изгиб колонны.

Эксцентриситет силы

Случайные эксцентриситеты:

Так как система статически неопределима, принимаем наибольшее значение: е0=0,494 м.

Критическая сила определяется по формуле:

где  - учитывает влияние длительного действия нагрузки:

где М – момент силы N относительно растянутой или менее сжатой арматуры сечения от всех нагрузок:

 - то же, от постоянной и длительной части снеговой нагрузки:

здесь

где  - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:

Далее находим коэффициент:

 - коэффициент, принимаемый равным  но не менее

I – момент инерции сечения бетона:

Is – момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте  (согласно СНиП 2.03.01 – 84 табл.38 и при 35<<83):

Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

4.1.3 Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны

Надкрановая часть колонны имеет несимметричное армирование. Так как изгибающий момент положительный (М=126,45 кНм), то растянутая арматура Аs расположена у внутренней грани колонны. В связи с тем, что считаем, что имеет место случай больших эксцентриситетов.  h0=h-a=0,38-0,04=0,34 м,       e0=0,494 м.

Из условия минимального процента армирования:

Минимальный диаметр арматуры в сборных колоннах составляет 16 мм.

Принимаем 2Æ25 с

Также принимаем 3Æ36 с

Рис. 10 -  Схема армирования надкрановой части колонны для 1-го сочетания усилий

Исходные данные: М=-62,84 кНм; N=255,94 Кн; класс бетона – В 15; RB=8,5 МПа; ЕВ=20500 МПа; класс арматуры А-II; RS=280 МПа; размеры сечения: h=0,38 м, b=0,4 м.

Свободная длина надкрановой части колонны:

где  как для здания с мостовыми кранами при разрезных подкрановых балках, без учета нагрузки от кранов.

Так как гибкость

требуется учитывать продольный изгиб колонны.

Эксцентриситет силы

Случайные эксцентриситеты:

Так как система статически неопределима, принимаем наибольшее значение: е0=0,246 м.

Критическая сила определяется по формуле:

где  - учитывает влияние длительного действия нагрузки:

где М – момент силы N относительно растянутой или менее сжатой арматуры сечения от всех нагрузок:

 - то же, от постоянной и длительной части снеговой нагрузки:

здесь

где  - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:

Далее находим коэффициент:

 - коэффициент, принимаемый равным  но не менее

I – момент инерции сечения бетона:

Is – момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте  (согласно СНиП 2.03.01 – 84 табл.38 и при >83):

Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны

Надкрановая часть колонны имеет несимметричное армирование. Так как изгибающий момент отрицательный (М=-62,84 кНм), то растянутая арматура Аs расположена у внешней грани колонны. В связи с тем, что считаем, что имеет место случай больших эксцентриситетов.

h0=h-a=0,38-0,04=0,34 м.

e0=0,246 м.

Из условия минимального процента армирования:

 Принимаем 2Æ16 с

Принимаем 2Æ36 с

Окончательно принимаем армирование надкрановой части по следующей схеме:

Рис. 11 – Схема армирования надкрановой части колонны для 2-го сочетания усилий

Рис.12 – Схема армирования надкрановой части колонны

Проверим несущую способность надкрановой части колонны по комбинации усилий с максимальным ядровым моментом:

 - наиболее сжата внешняя грань колонны

M=126,45 кНм, N=255,94 кН. 

 требуется учитывать продольный изгиб колонны.

    Случайные эксцентриситеты:

е0=0,494 м.

где  - учитывает влияние длительного действия нагрузки:

где М – момент силы N относительно растянутой или менее сжатой арматуры сечения от всех нагрузок:

здесь

где  - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:

Страницы: 1, 2, 3, 4