Расчет по проверке прочности конструкций здания холодильных машин для установок кондиционирования ZL.6

1 Введение

1.1 Здание ZL.6 имеет размеры в плане 101.5x31.0 м и высоту 13.5 м (до верха парапета). Отметка пола первого этажа 0.000; подвала - минус 6.000.

1.2 Здание полнокаркасное, многопролётное, подвальная часть здания - четырёхпролётная, надземная – двухпролётная с неравными пролётами: крановым пролётом в осях a-d длиной 21 м и бескрановым в осях d-e длиной 9 м. В бескрановом пролёте на отметке 6.500 устроено промежуточное перекрытие. Здание разделено двумя деформационными швами. В торцах здания расположены лестничные клетки.

1.3 Несущие конструкции здания выполнены из монолитного железобетона. Основными несущими конструкциями являются многоэтажные многопролётные поперечные рамы, расположенные с шагом 2.5; 5.1; 6.5 м. Стойками рам являются колонны прямоугольного поперечного сечения, ригелями – балки покрытия и перекрытия также прямоугольного сечения. Рамы монолитно связаны с наружными железобетонными стенами-диафрагмами. Балки покрытия монолитно связаны с плитой покрытия. Торцевые стены железобетонные. Фундамент выполнен в виде сплошной монолитной плиты толщиной 1.4 м с отметкой подошвы минус 7.500. В крановом пролёте здания смонтированы сборные железобетонные подкрановые балки с отметкой верха балок 7.950.

1.4 Прочностные характеристики материалов

В проекте KWU бетон принят BN 250, что по российским нормам соответствует бетону класса В25. Однако, учитывая повреждения конструкций здания в результате взрывных воздействий, прочность в поверочных расчётах конструкций принята по результатам обследования и ремонта сооружения, соответствующая классу В20 (Заключение № ZL.6 по оценке технического состояния строительных конструкций здания холодильных машин для установок кондиционирования ZL.6)

1.5 По ответственности за радиационную безопасность здание относится к категории II б по ПН АЭ Г-5-006-87.

2 Нагрузки

2.1 Для проведения поверочных расчётов приняты следующие нагрузки:

а) постоянные нагрузки – по габаритным чертежам
№ 05.BU.1 ZL.6.O.KZ.OK.RDR 001; 05.BU.1 ZL.6.O.KZ.OK.RDR 002;
     05.BU.1 ZL.6.O.KZ.OK.RDR 003; 05.BU.1 ZL.6.O.KZ.OK.RDR 004.

б) нагрузки от технологического оборудования по схемам на чертежах
№ 206-V411E-00-1075d и 206-V411E-00-1078b (приложение А).

в) нагрузки от крана г/п 60/10 т (10VQ49) приняты по его параметрам в в соответствии с данными приложения

Размеры в метрах

Рисунок 2.1

1) максимальное давление на колесо крана  P_max = 19.0 т

2) минимальное давление на колесо крана  P_min  =   3.5 т

3) масса моста крана 22.3 т

4) масса тележки 9.7 т.

г) сейсмическая нагрузка - в соответствии с техническим заданием принята из условия максимального горизонтального ускорения на поверхности грунта, равного 0.1 g.

д) ветровая нагрузка при скорости ветра v = 25 м/с.

2.2 Пространственная жёсткость и устойчивость здания обеспечивается системой рам с жёсткими узлами, продольными наружными стенами, системой междуэтажных перекрытий и диском кровельного перекрытия.

2.3 Расчётом определились усилия в поперечных рамах здания. Для поверочных расчётов была выбрана секция здания в осях 21-28 и a-e, как наиболее протяжённая (см. рисунок 2.2). При расчёте этой секции на сейсмическое воздействие было учтено распределение усилий в поперечных рамах от действия горизонтальных сил, приложенных в центре масс, с учётом эксцентриситета относительно центра жёсткости. Центр жёсткости принят в месте расположения железобетонной торцевой стены по оси 28.

2.4 Определение усилий в рамах проведено по программе “Муссон”.

3 Расчёт поперечной рамы

3.1 Определение коэффициента распределения усилий в рамах от действия горизонтальных нагрузок производится в соответствии с рисунком 3.1

Размеры в метрах

Рисунок 3.1

Определение положения центра масс.

x = (42.55+36.05+29.55+27.05+20.55+14.05+7.55)/7 = 177.35/7 = 25.33 м

M = 7x25.33 = 177.35

N₂₁ = 7/7+(177.35x42.55)/(1810+1299+873+732+423+195+57) =

      =1+7546/5389 = 2.41

N₂₄ = 1+177.35x27.05/5389 = 1+0.89 = 1.89

N₂₂ = 1+177.35x36.05/5389 = 1+1.18 = 2.18

Усилие N₂₂ по отношению к N₂₄

N₂₂/N₂₄ = 2.18/1.89 = 1.154 @ 1.16

N₂₁/N₂₄ = 2.41/1.89 = 1.27

От горизонтальных нагрузок наиболее загружена рама по оси 21, но от вертикальных нагрузок наиболее загружена рама по оси 22. В дальнейших расчётах рассматривается рама по оси 22 с коэффициентом 1.16 от горизонтальных нагрузок.

3.2 Расчётная схема поперечной рамы показана на рисунке 3.2

 Размеры в метрах

Ширина сбора на раму – 6.5 м

Рисунок 3.2

3.3 Сбор нагрузок на раму

3.3.1 Постоянные нагрузки

3.3.1.1 Собственный вес элементов рамы.

a) колонны по осям a, b, e

Площадь сечения A = 1.0x1.0 = 1.0 м²;

Момент инерции сечения J = 1.0⁴/12 = 0.0833 м⁴;

Нормативное значение нагрузки q^н = 2.5x(1.0x1.0) = 2.5 т/м;

Расчётное значение нагрузки q^р = 2.5x1.1 = 2.75 т/м.

б) колонны по осям c, d

A = 1.0x1.25 = 1.25 м²;   J = 1.0x1.25³/12 = 0.1628 м⁴;

q^н = 2.5x(1.0x1.25) = 3.125 т/м;   q^р = 3.125x1.1 = 3.44 т/м.

в) ригель на отметке минус 0.040

A = 1.0x1.5 = 1.5 м²;   J = 1.0x1.5³/12 = 0.2813 м⁴;

q^н = 2.5x(1.0x1.5) = 3.75 т/м;   q^р = 3.75x1.1 = 4.125 т/м.

г) ригели в осях d-e на отметках 6.460, 12.600