Сборные железобетонные конструкции промышленного здания, длинна которого равна 120 метрам (район строительства – г. Чита)

1.Исходные данные:

1. Расстояние между поперечными разбивочными осями l=6м.

2. Расстояние между продольными разбивочными осями L=24 м.

3. Высота от отметки чистого пола до низа стропильных конструкций H=9.6м.

4. Грузоподъемность мостовых кранов в каждом пролете Q=20 т

5. Район строительства – г. Чита.

6. Арматура К7

7. Расчетное сопротивление грунта R₀=0,2 МПа

8. Длина здания 120 м.

9. Число полетов 3

     2. Компоновка здания.

Так как внутренняя высота здания 9,6 м, что меньше 10,8 м, то принимаем сплошные колонны.

b=400 мм

h_в=380 мм

h_н=700 мм

H=9600 мм

Характеристики крана

Грузоподъемность крана Q=20т

Давление колеса крана P_max=180кН

Пролет крана L_к=22,5 м

Расстояние между колесами крана А_к=4400 мм

Длина крана В_к=5600 мм

Масса тележки Q_т=6,3 т

Масса крана G_к=25,5 т

Высота подкрановой балки h_пб=1000 мм

Высота крана h_к=2400 мм

Пролет L=24м

          Длина подкрановой части колонны

H_в=1000+150+2400+100=3650 мм

H_р=9600+150=9750 мм – общая высота колонны, учитываемая в расчете

Полная длина колонны: 9750+900=10650 мм

          3. Расчет поперечной рамы.

Расчетная схема здания представляет собой многопролетную одноэтажную раму с шарнирно опертыми ригелями и жестко защемленными ступенчатыми стойками.

Поперечные горизонтальные нагрузки передаются от одной стойки к другим через ригели, которые полагают недеформируемыми вдоль оси. Тогда горизонтальные перемещения всех стоек рам по верху становятся равными. При воздействии постоянно, ветровой и снеговой нагрузок все рамы температурного блока деформируются одинаково, пространственная работа каркаса не проявляется. При воздействии крановой нагрузки, приложенной к одной раме, благодаря жесткому диску покрытия, в работу вовлекаются все рамы блока, и расчет выполняется с учетом пространственной работы каркаса.

Сбор нагрузок на раму

а) Нагрузки от покрытия

Постоянная нагрузка от покрытия складывается из веса конструкций покрытия, утеплителя и гидроизоляции. Вес снегового покрова является временной нагрузкой.

Нагрузка на колонны передается в виде сосредоточенной силы N – опорных реакций элементов, непосредственно опирающихся на колонны.

Нагрузки от веса 1м² покрытия                              Таблица 1

№ п/п	Наименование	Нормативная нагрузка, кПа	Коэффициент  надежности,γf	Расчетная нагрузка, кПа
1	Рубероид	0,1	1,2	0,12
2	Цементная стяжка δ=30 мм γ= 18 кН/м3	0,54	1,1	0,59
3	Газобетон δ=180 мм γ= 6 кН/м3	1,08	1,2	1,3
4	Плиты покрытия 3×6	1,4	1,1	1,54
	Итого	3,12		3,55

Грузовая площадь для крайней колонны:

А_кр=6*24/2=72 м²

Постоянная нагрузка на колонну от веса покрытия :

N₁=3.55*72=255.6 кН

Собственный вес фермы равен 92 кН, нагрузка на колонну от нее при γ_f=1,1:

N₂=1,1*92/2=50,6 кН

Суммарная расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса покрытия

N= N₁+ N₂=255.6+50.6=306.2 кН

б) Снеговая нагрузка

г.Чита расположен в I снеговом районе с нормативным значением нагрузки от веса снегового покрова s₀=0.5 кПа

Тогда кратковременная расчетная нагрузка на крайнюю колонну от веса снегового покрова:

P= γ_f*s₀*A_кр=1,4*0,5*72=50,4 кН

Она приложена к верху колонны с эксцентриситетом е₁=15 мм

Грузовая площадь средней колонны вдвое больше, поэтому вдвое возрастают нагрузки от покрытия, веса стропильных ферм и снега:

N=306,2*2=612,4 кН

Р=50,4*2=100,8 кН

При одинаковых пролетах по обе стороны колонны нагрузки от нее слева и справа будут одинаковыми, следовательно, силы N и Р приложены по оси колонны с эксцентриситетом е₁=0.

в) Ветровая нагрузка

Тип местности: В

Высота ферм на опоре: 900 мм

Высота плит: 300 мм

Толщина кровли: 220 мм

Высота вертикальной части шатра:

Н_ш=900+300+220=1420 мм

г. Чита расположен во II ветровом районе с нормативным значением ветрового давления ω₀=0,3 кПа

При высоте 5м   k₁=0.5

                   10м   k₂=0.65

                   20м   k₃=0.85

принимаем с_а=0,8, с_п=0,5

Расчетные значения W определяем из объема фигуры ветрового давления на шатровую часть

W=0,5*(k_н+k_в)*(с_а+с_п)*H_ш*l*γ_f*ω₀

W =0,5*(0,569+0,67)*(0,8+0,5)*1,42*6*1,4*0,3=2,88 кН

Принимая с некоторым приближением линейное возрастание нагрузки на участке от 5м до 9,6м, получим от фактической эпюры:

S=k₁*9.6*(9.6/2+0.15)+0.5*(k_н-k₁)*4,6*(4,6*2/3+0,5+0,15)

От эквивалентной прямоугольной эпюры:

S=k_э*9,6(4,8+0,15)

Подставив в первое выражение k₁=0.5 и k_н=0,596, получим

S=0,5*9,6*(9,6/2+0,15)+0,5*(0,596-0,5)*4,6*(4,6*2/3+5+0,15)=25,06

Приравняв оба выражения, получим

k_э *9,6*(4,8+0,15)=25,06

k_э=0,54

Тогда величина расчетной равномерно распределенной ветровой нагрузки с наветренной стороны:

q_ω= k_э*c_а*l* γ_f* ω₀=0.54*0.8*6*1.4*0.3=1.09 кН/м