Расчет сборных железобетонных конструкций промышленного здания, длинна которого равна 96 метрам (место строительства – г. Чита)

1.  Исходные данные для проектирования

Длина здания – 96 м;

Число пролётов – 3;

Пролёт L = 18 м;

Шаг В = 6 м;

Тип ригеля – ферма безраскосная;

Высота до низа конструкции покрытия Н = 9,6 м;

Грузоподъёмность кранов Q = 20/5 т;

Класс напрягаемой арматуры – А-IIIв;

Место строительства – г. Чита.

2.  Компоновка здания

При В = 6 м назначаю нулевую привязку 0 мм.  При Н10,8 м принимаю сплошные колонны (рис 1).

Крайние колонны с размерами: b = 500 мм, h_в = 380 мм, h_н = 700 мм,

Средние колонны с размерами: b = 500 мм, h_в = 600 мм, h_н = 700 мм,

Рис.1. Габариты колонн

Высота подкрановых балок 800 мм, высота рельса 150 мм, вертикальный габарит крана h_к = 2400 мм, зазор 100 мм.

Длина надкрановой части колонны:

            H_в = 2400 + 800 + 150 + 100 = 3450 мм,

 с округлением 3500 мм.

Общая длина (высота) колонны, учитываемая в расчётах:

            H_p = 9600 + 150 = 9750 мм,

где 150 – расстояние от поверхности пола до верхнего обреза фундамента, считающегося местом заделки колонны.

Геометрическая (опалубочная) часть колонны: 9750 + 900 = 10650 мм,

где 900 мм – глубина заделки колонны в стакан фундамента.

3.  Расчёт поперечной рамы

Расчётная схема

Расчётная схема (рис. 2) представляет собой многопролётную одноэтажную раму с шарнирно опёртыми ригелями и жестко защемлёнными ступенчатыми стойками.

Рис. 2. Схема поперечной рамы

Поперечные горизонтальные нагрузки (от ветра и торможения тележек кранов) передаются от одной стойки к другой через поперечные ригели, которые для простоты расчёта полагают недеформируемыми вдоль их осей, т.е. бесконечно жёсткими (E_bA = ), - тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными.При воздействии постоянной, снеговой и ветровой нагрузок все рамы температурного блока деформируются одинаково, пространственная работа каркаса не проявляется, расчёт сводится к расчёту любой поперечной рамы на нагрузки, собранные с её грузовой площади.

При воздействии крановых нагрузок, приложенных даже к одной раме, в работу вовлекаются все рамы блока, благодаря жесткому диску покрытия.

Сбор нагрузок на раму

3.2.1. Нагрузки от покрытия

Нагрузка от веса 1 м² покрытия

                                                                                                                                       Таблица 1

1 –грузовая площадь крайней колонны

2 – грузовая площадь средней колонны

Грузовая площадь крайней колонны A_кр = (18 · 6)/2 = 54 м². Нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия  N₁ = 4,35 · 54 = 234,9 кН, в том числе постоянная и длительная N₁₁= 3,94 · 54 = 212,76 кН. Собственный вес продольной фермы равен 77 кН. Нагрузка на колонну от продольной фермы N₂ = 77 · 0,5 = 38,5 кН.

Рис.3 Грузовые площади.

Суммарная расчётная нагрузка на крайнюю колонну N = N₁ + N₂ = 234,9 + 38,5 = 273,4 кН, в том числе постоянная и длительная N₁ = N₁₁ + N₂ =212,76 + 38,5 = 251,26 кН.

Сила N приложена посередине ширины площадки опирания стропильной фермы (175 мм). Эксцентриситет относительно оси надкрановой части колонны

е₁ = 175 – 0,5h_в = 175 – 190 = -15 мм. Эксцентриситет относительно оси подкрановой части колонны

 е₂ = 175 – 0,5h_н = 175 – 350 = - 175 мм.

Грузовая площадь средней колонны вдвое больше, чем крайней, поэтому вдвое возрастает нагрузка от покрытия, также вдвое увеличивается нагрузка от веса продольных ферм и стропильных конструкций. В итоге, N = 546,8 кН, N_l = 502,52 кН. При одинаковых пролётах по обе стороны колонны, нагрузки на неё слева и справа будут одинаковыми, следовательно, сила N приложена по оси колонны с эксцентриситетом е = 0.

Рис.4

3.2.2. Ветровая нагрузка

Тип местности: B – городские территории;

II ветровой район ω₀ = 0,3 кПа.

Рис.5. Расчётная (а) и эквивалентная нагрузка (б)

Поскольку эпюра ветровой нагрузки ω_m  имеет сложную форму (рис.3,а), её для упрощения расчёта заменяют на прямоугольную (рис.3,б), но с условием что изгибающие моменты в заделке колонны были равными.