Расчетно-конструктивный раздел дипломного проекта спортивного центра в г. Углич

23

РАЗДЕЛ 2. Расчетно-конструктивный раздел

Ф.И.О.

Подпись

Дата

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

Руковод.

Долгун А.И.

Консульт.

Долгун А.И.

Разработ.

Клочкова

Спортивный центр

Стадия

Лист

Листов

У

1

37

ЯГК СТ2-54

Рецензент

24

Содержание

лист

1.     Исходные данные для проектирования. 3

2.     Сбор нагрузки на раму. 5

2.1. Определение нагрузки на 1 м²покрытия. 5

2.2. Определяем нагрузку от покрытия: 6

2.3. Определение ветровой нагрузки. 7

2.4. Определяем нагрузку от стеновой панели: 9

2.5. . Находим нагрузку от стеновых прогонов: 10

3.     Расчета рамы по программе SCAD Office. 11

3.1. Исходные данные для расчета рамы.. 11

3.2. Усилия полученные при расчете рамы.. 17

3.3. Эпюры усилий в раме. 19

4.     Расчет ригеля. 21

4.1. Подбор и проверка прочности сечения ригеля рамы.. 21

4.2. Проверка жесткости ригеля. 23

4.3. Конструирование ригеля. 23

5.     Расчет колонны.. 24

5.1. Подбор и проверка устойчивости сечения колонны.. 24

5.2. Расчет базы колонны.. 26

6.     Расчет фланцевых соединений. 30

7.     Расчет столбчатого фундамента под колонну по оси А. 33

7.1. Определение площади подошвы фундамента. 33

Список литературы: 37

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

2

25

1.  Исходные данные для проектирования.

В соответствии с заданием необходимо выполнить: конструирование и расчет металлической рамы: ригеля покрытия и колонны сплошного сечения.

Место строительства: г. Углич

Основание под фундамент – грунт: суглинок, характер грунтовых вод не агрессивный, коэффициент пористости - e=0,70; показатель текучести - =0,4; удельный вес грунта - =18 кН/м³; уровень грунтовых вод от поверхности земли – 6 м. – по заданию

Задание: одноэтажный спортивный центр, пролет здания – 24 м, длина здания в осях – 36 м, ширина здания в осях 24 м, высота здания (отметка низа рамы) – 9 м, высота всего здания 11,54 м.

Все несущие конструкции приняты металлическими, фундаменты монолитными, железобетонными. Стены панельные толщиной δ=100 мм, массой m=21,7 кН/м². Панели покрытия толщиной 150 мм, массой m=31,9 кН/м². Утеплитель в покрытии здания и в стеновом ограждении – минеральная вата. Толщина утеплителя определена расчетом в архитектурно-строительном разделе.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

3

26

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

4

27

Рис.2. Состав покрытия

2.  Сбор нагрузки на раму

2.1.  Определение нагрузки на 1 м²покрытия

Таблица 1. Сбор нагрузки на 1 м² покрытия

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

5

28

Примечание:

1.   – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки см. [1, табл. 1]

2.   - коэффициент, учитывающий ответственность здания ([1], прил.7)

3.  Sсн – расчетная величина снеговой нагрузки для г. Углич IV р-н [1, табл. 4]

S_сн^н – нормативная величина снеговой нагрузки

4.  μ – коэффициент учитывающий уклон кровли α<25⁰см. [1, прилож.3]

5.  Состав покрытия смотрим на рисунке 2

2.2.  Определяем нагрузку от покрытия:

Определяем нагрузку на 1 м ригеля от нагрузки:

 кН/м;

где -расчетная полная нагрузка на ригель рамы

В =6 м – шаг рам (см. рис. 3) 

Рис. 3. Грузовая площадь для определения нагрузки от покрытия

Рис.4. Нагрузки, действующие на покрытие Определяем опорное давление, действующее на колонну:

N _покр = q _п ^. L/2 = 19,54 ^. 24/2 = 234,48 кН

Определяем момент, действующий на колонну:

М _покр = N _п ^. e = 234,48 ^. 0,15 = 35,172 кН ^. м

е = 0,15 м

  Рис. 5. К определению изгибающего момента

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

6

29

2.3.  Определение ветровой нагрузки

Определяем нормативную ветровую нагрузку

q₁ =W₀ ^. с==0,48 ^. 0,8=0,384 кгс/м²

W₀ – нормативный скоростной напор, зависит от района строительства [1,табл.5]

с – аэродинамический коэффициент, зависит от конфигурации здания [1,прилож.4]

с = 0,8 – активное давление ветра

с’ = 0,6 – пассивное давление ветра (отсос)

                                                   Рис. 6. Нагрузка от ветра

Определяем расчетные погонные нагрузки на раму

q₁= ^. W₀ ^. c ^. B = 1,2 ^. 0,48 ^. 0,8 ^. 6=2,76 кН/м

q₁’= ^. W₀ ^. c’ ^. B = 1,2 ^. 0,48 ^. 0,6 ^. 6=2,07 кН/м

где,  коэффициент надежности по нагрузке для ветровой нагрузки ( = 1,2)

B – шаг рам

1)  С наветренной стороны

q₅ = w₀ ^. k₅ ^. C ^. B = 0,23 ^. 0,5 ^. 0,8 ^. 6=0,552 кН/м

w₀  - скорость ветра до отметки 10 м (в зависимости от района строительства) = 0,23 кН/м² [1, табл.5 п.6.5]

k –коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте [1, табл.6 п.6.5]

с – аэродинамический коэффициент [1, прил.4]

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

7

30

q₁₀ = w₀ ^. k₁₀ ^. C ^. B = 0,23 ^. 0,65 ^. 0,8 ^. 6=0,7176 кН/м

q₉ = 0,7176- ()=0,7176-0,03312=0,6845 кН/м

W = q₉ ^. H_ш=0,6845 ^. 2,54=1,7386 кН

Где W – сосредоточенная ветровая нагрузка, приложенная в уровне низа ригеля рамы

H_ш= высота от низа ригеля и до конька

2)   С подветренной стороны

q’₅ = w₀ ^. k₅ ^. C’ ^. B = 0,23 ^. 0,5 ^. 0,6 ^. 6=0,414 кН/м

w₀ = 0,23 кН/м² [1, табл.5 п.6.5]

k - коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте [1, табл.6 п.6.5]

q’₁₀ = w₀ ^. k₁₀ ^. C’ ^. B = 0,23 ^. 0,65 ^. 0,6 ^. 6=0,538 кН/м

q’₉ = 0,538- ()=0,538-0,0248=0,5132 кН/м

W’ = q’₉ ^. H_ш=0,5132 ^. 2,54=1,3035 кН

H_ш= высотаот низа ригеля и до конька

W = 1,3035 + 1,7386 = 3,0421 кН

Определяем изгибающий момент в заделке колонны (отметка верха фундамента)

M = R₁ ^. l₁ + R₂ ^. l₂

R₁ = () ^. 4

R₂ = q₅ ^. 5 ^. 2,65 кН

М=( ) ^. 4 ^. 7,15 + 0,552 ^. 5 ^. 2,65 = 24,99 кН ^. м

q_эк = = =0,6 кН/м

М’=( ) ^. 4 ^. 7,15 + 0,414 ^. 5 ^. 2,65 = 18,75 кН ^. м

q_эк = = =0,45 кН/м

ДП – 10 – 270103 – 08 - РК

ЛИСТ

8

31

где  - высота стойки

q_эк – нагрузка, эквивалентная равномерно-распределенная по длине колонны

2.4.  Определяем нагрузку от стеновой панели:

N _{ст пан} = m _{ст пан} ^. А _гр = 0,217 ^. 69,24 = 15,03 кН

А _гр = 11,29 ^. 6 = 69,24 м²

m _{ст пан} = 21,7 кг/м² = 0,217 кН/м² , [4] – масса стеновой панели

Определяем момент от стеновой панели:

М _{ст пан} = N _{ст пан} ^. n ^. e = 15,03 ^. 0,36 = 5,41 кН ^. м

е = 50 + 150 + 160 = 360 мм = 0,36 м

Рис. 7. Нагрузки, действующие                 Рис. 8. Грузовая площадь для

 от стеновой панели                           определения нагрузки от панели

Рис. 9. К определению эксцентриситета,

 действующего на колонну от панели

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

9

32

2.5.  . Находим нагрузку от стеновых прогонов:

N _прог = m _прог^. А _гр = 5,84 ^. 18 = 105,12 кН

А _гр = 3 ^. 6 = 18 м² – грузовая площадь

m _прог = 17,53 кг/м = 17,53/3 = 5,84 кН/м² – масса прогона

Рис. 10. Нагрузки, действующие на колонну

от стеновых прогонов

Рис. 11 Грузовая площадь стенового прогона

Рис.12. Расчетная схема рамы

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

10

33

3.  Расчета рамы по программе SCAD Office

3.1.  Исходные данные для расчета рамы

Для расчета рамы по программе SCAD в диалоговом режиме последовательно вводятся запрашиваемые значения: нагрузки, размеры рамы, жесткости, узлы, связи.

Номера элементов и жесткие узлы             Номера узлов и типы жесткости

                   Сечения элементов

                И Н Т Е Г Р И Р О В А Н Н А Я    С И С Т Е М А

                    А Н А Л И З А    К О Н С Т Р У К Ц И Й

                 ********     ********       *******  *********

                **********  **********    ********  **********

                ***        *  **        **  **       **  **         **

                 ***          **             **       **  **         **

                   ***        **             *********  **         **

                     ***      **             *********  **         **

                *      ***    **        **  **       **  **        **

                **********  **********  **       **  **********

                  *******     ********   **       **  ********* 

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

11

34

Основная схема

Имя задачи: Клочкова Яна (расчет рамы)

Организация: ЯГК СТ2-54

Объект: спортивный центр

Документ 01. Заглавный

Документ 02. Элементы

Документ 03. Жесткости

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

12

35

Документ 04. Характеристики загружений

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

13

36

Документ 05. Нагрузки

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

14

37

П Р О Т О К О Л   В Ы П О Л Н Е Н И Я   Р А С Ч Е Т А

     Информация о расчетной схеме:

         - шифp схемы                             Клочкова Яна (расчет рамы)

         - поpядок системы уpавнений              18

         - шиpина ленты                            11

         - количество элементов                   3

         - количество узлов                         4

         - количество загpужений                  15

         - плотность матpицы                      100%

Накопление нагрузок основной схемы.

    Суммарные внешние  нагрузки на основную схему

                X         Y          Z         UX        UY         UZ

   1-             0         0    468.96         0         0         0

   2-          -5.4         0         0         0         0         0

   3-         -4.05         0         0         0         0         0

   4-             0         0         0   -35.172         0         0

   5-             0         0         0     35.17         0         0

   6-             0         0         0     -5.41         0         0

   7-             0         0         0      5.41         0         0

   8-       -1.7386         0         0         0         0         0

   9-       -1.3035         0         0         0         0         0

  10-             0         0    234.48         0         0         0

  11-             0         0    234.48         0         0         0

  12-             0         0     15.03         0         0         0

  13-             0         0     15.03         0         0         0

  14-             0         0    105.12         0         0         0

  15-             0         0    105.12         0         0         0

    ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок на основную схему

Вычисление перемещений в основной схеме.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

15

38

Работа внешних сил

   1 -        10.5706

   2 -        0.00529007

   3 -        0.00297567

   4 -        -0

   5 -        -0

   6 -        -0

   7 -        -0

   8 -        0.00221081

   9 -        0.00124272

  10 -        -0

  11 -        -0

  12 -        -0

  13 -        -0

  14 -        -0

  15 -        -0

Единицы измеpения линейных пеpемещений: мм

Единицы измеpения угловых пеpемещений : rad*1000

Используемые обозначения для загружений:

S1,S2, ... - расчетные значения

SD         - амплитуда суммарной динамической составляющей нагрузки

ST         - шаг нелинейного нагружения

Единицы измеpения усилий: T

Единицы измеpения напpяжений: T/м**2

Единицы измеpения моментов: T*м

Единицы измеpения pаспpеделенных моментов: T*м/м

Единицы измеpения pаспpеделенных пеpеpезывающих сил: T/м

Единицы измеpения пеpемещений повеpхностей в элементах: м

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

16

39

3.2.  Усилия полученные при расчете рамы

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

17

40

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

18

41

3.3.  Эпюры усилий в раме

    Эпюра N от q покрытия                       Эпюра М от q покрытия

   Эпюра Q от q покрытия                               Эпюра N от q

         Эпюра M от q                                  Эпюра Q от q

         Эпюра N от q’                                  Эпюра M от q’

        Эпюра Q от q’                Эпюра Q, M, N от М покрытия1, 2, М стены 1, 2

       Эпюра N от W                             Эпюра M от W

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

19

42

      Эпюра Q от W                                     Эпюра N от W’

       Эпюра M от W’                                   Эпюра Q от W’

Эпюра Q, M, N от N покрытия1, 2, М стены 1, 2                q покр

                q                                                   q’

                  W                                                  W’

           N покр 1                                          N покр 2

             N ст 1                                              N ст 2

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

20

43

           N прог 1                                          N прог 2

4.  Расчет ригеля

4.1.  Подбор и проверка прочности сечения ригеля рамы

Усилия в ригеле принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующие продольные (N) и поперечные (Q) силы в ригеле рамы

М = 1303,18 кН ^. м;

N = 0,984 кН;

         Рис.13. Усилия, возникающие в ригеле

Так как N = 0,984 кН, намного меньше М = 1303,18 кН ^. м, то считаем ригель только на изгиб.

Проверяем прочность по нормальным напряжениям:

Ригель принят из двутавра I1000Б1

 = 1303,18 кН ^. м – из расчета рамы по программе SCAD Office

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

21

44

Рис. 14. Сечение ригеля

 = 0,95  -коэффициент надежности по ответственности ([1], прилож. 7), т.к. II уровень ответственности здания.

 = 0,9 – коэффициент условия работы ([2],табл.1)

 = 9011 см³ – момент сопротивления сечения, см. ГОСТ 26020-83 на прокат двутавра

Принимаем сталь для ригеля по ГОСТу 27772-88 - С255 ([2], прилож.,табл.В.1)

 = 240 мПа = 24 кН/см²  ([2], прилож.,табл.В.5)

Вывод: прочность по нормальным напряжениям обеспечена

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

22

45

Проверяем прочность по касательным напряжениям

 = 234,011 кН – из расчета рамы по программе SCAD Office

 = 5234,00 см³ – статистический момент сечения относительно оси х-х

 = 446000 см⁴ – момент инерции сечения относительно оси х-х

 = 1,6 см – толщина стенки сечения (см.рис. 14)

 = 0,58  - расчетное сопротивление стали ([2],табл.2)

Вывод: прочность по нормальным напряжениям обеспечена

4.2.  Проверка жесткости ригеля

Проверяем жесткость ригеля (прогиб):

 - прогиб от нормативной нагрузки

 - ([1], табл.19, п.2)

Вывод: жесткость ригеля обеспечена

4.3. Конструирование ригеля

Для обеспечения жесткости стенки ставим ребра жесткости под каждым прогоном покрытия

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

23

46

5.  Расчет колонны

5.1.  Подбор и проверка устойчивости сечения колонны

Усилия в колонне принимаем из расчета рамы программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующую продольную (N) силы в колонне рамы

М = 98,58 кН ^. м;

N = 234 кН.

Колонна внецентренно сжатая

Рис. 15. Усилия, возникающие в колонне

Проверяем устойчивость колонны в плоскости рамы относительно х-х

 - коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии ([2],прилож. Ж, табл.Ж.3, Ж.4)

Для определения  нужно знать условную гибкость:

 - Предельная гибкость ([2],табл.30)

=12,34 см – радиус инерции относительно оси х-х

Рис. 16. Сечение колонны

Расчетная длина колонны в плоскости рамы:

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

24

47

 - коэффициент расчетной длины

п – коэффициент ([3],табл.17, а), т. к. рама однопролетная:

, т.к. тип жесткости J_p=2; J_c=1

Расчетная длина колонны из плоскости рамы:

, т.к. ставим прогоны

Предельная гибкость колонны:

([2],табл.30)

Определяем эксцентриситет:

Определяем относительный эксцентриситет:

Рис. 17. Расстояние между стеновыми прогонами

Определяем приведенный эксцентриситет:

 - коэффициент влияния формы сечения ([2],прилож. Ж, табл.Ж.2)

 - площадь сечения полки колонны (см.рис. 16)

- площадь сечения стенки колонны (см.рис. 16)

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

25

48

- коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии ([2],прилож. Ж, табл.Ж.3), в зависимости от  и

Вывод: устойчивость колонны обеспечена.

Проверяем устойчивость колонны из плоскости рамы:

 - ([2], формула 96)

с – коэффициент, т.к. , то определяем согласно формуле:

 - ([2], табл. 19)

 - ([2],прилож. Ж, табл.Ж.1) – как центрально-сжатой колонны

Тип кривой устойчивости – ([2], табл. 6)

 - ([2],прилож. Ж, табл.Ж.1)

Вывод: Устойчивость колонны из плоскости рамы обеспечена.

5.2.  Расчет базы колонны

Усилия в колонне принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: максимальный изгибающий момент (М) и соответствующую продольную (N) силы в колонне рамы

М = 118,92 кН ^. м; N = 235,62 кН.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

26

49

Рис. 18. К расчету базы колонны

По конструктивным соображениям определяем ширину опорной плиты: 

где  - ширина полки колонны = 200мм (см. рис. 16)

 - толщина траверсы, принимаемая 10 мм.

с – вылет консоли плиты, назначаемая в пределах 30-50 мм.

Принимаем в соответствии с ГОСТ 82-70^*. В = 32 см.

Определяем длину плиты по формуле:

 - расчетное сопротивление бетона фундамента, принимаемое по формуле:

Принят бетон для фундамента класса В15, для которого, согласно [5] расчетное сопротивление бетона осевому сжатию =8,5 мПа. Базу проектируем из стали С240 по ГОСТ 380-71^*, сварка осуществляется электродами Э42.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

27

50

Предварительно принимаем:

Принимаем L = 50 см (т.к. должно быть кратно 10)

Вычисляем краевые напряжения в бетоне:

Назначаем размеры фундамента 900х900 мм и уточняем коэффициент

Следовательно

Консольный участок – 1

Находим изгибающий момент:

Участок разделен на 3 стороны:

отношение

Коэффициент  - (табл. 5.5, [6])

Находим изгибающий момент участка 2.

Максимальный момент

Толщина плиты базы:

Принимаем толщину плиты 20 мм

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

28

51

.

 = 10 мм = 1 см – катет шва

 = 0,7 – сварка ручная (табл.30, [2])

Количество вертикальных швов – 4 (см. рис. 17)

 = 180 мПа = 18 кН/м – расчетное сопротивление углового сварного шва (прилож. Г, табл. Г.2, [2])

Э42 – тип электрода для стали С240 (прилож. Г, табл. Г.1, [2])

По таблице 50^* ([3]) колонна относится к 3 группе. Применяем сталь С255 ГОСТ 27772-88 для г. Углича II₅ – климатического района.

Рассчитываем анкерные болты:

Для анкерных болтов принимаем из расчета рамы по программе SCAD Office: минимальную продольную (N) силу и соответствующий изгибающий момент (М) (постоянная нагрузка и ветровая).

Постоянная нагрузка от покрытия:

N _покр = q _покр ^. L/2 = 5,136 ^. 24/2 = 61,63 кН

q _покр = q ^. В = 0,856 ^. 6 = 5,136 кН/м

М_соотв = 25,75 кН ^. м

Рис. 19. К расчету анкерных болтов

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

29

52

Усилия в растянутых болтах

Следовательно, болты принимаем конструктивно

Площадь сечения 1 анкерного болта:

n = 2 – 2 болта в растянутой зоне

 = 200 мПа = 20 кН/см² – расчетное сопротивление фундаментного болта на растяжение (прилож. Г, табл. Г.7, [2])

Принимаем  ГОСТ 535 (прилож. Г, табл. Г.4, [2]), см. 3ПС2

По конструктивным соображениям принимаем сечение базы 600х400 мм, толщиной 20 мм.

6.  Расчет фланцевых соединений

Сечение ригеля: I1000Б1 ГОСТ 26020-93

Принимаем фланец: сталь 390 ГОСТ 27772

R_y = 380 мПа = 38 ([2], прил.В, табл. В.5)

Принимаем толщину фланца t_фл = 25 мм.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

30

53

Принимаем болты: сталь марки 40х «Селект» ГОСТ 22356 ([2], прил. Г, табл. Г.8)

Диаметр резьбы: d_б =  24 мм, диаметр отверстия: d₀ = d_б+ (3-4 мм) = 28 мм.

Расчет фланца в узле сопряжения ригеля с колонной:

Находим растягивающее усилие, действующее на 1 болт - N_t

М = 103,7 кН ^. м – из расчета SCAD Office

Срезающее усилие, действующее на болт  - N_s = 234,48 кН - из расчета рамы

На болтовое соединение одновременно действуют изгибающий момент и продольная сила. Наибольшее усилие в болте проверяется по формуле 169 ([2]):

Расположение болтов см. рис 19.

Несущая способность одного болта на срез:

Рис. 20. К расчету фланцевого соединения

 - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта ([2], п.7.7)

 - нормативное сопротивление болта ([2],прил. Г, табл. Г.8)

 - площадь сечения стержня болта по резьбе ([2], прил. Г, табл. Г.9)

 - число расчетных срезов одного болта

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

31

54

 - коэффициент условия работы фрикционного соединения, необходимых для восприятия расчетного условия и принимаемый равным 1, так как количество болтов 10 (принято согласно требованиям размера болтов [3], табл.39).

 - коэффициент условия работы ([2], табл.1)

Несущая способность болта на растяжение:

 - площадь сечения болта по резьбе ([2],прил. Г, табл. Г.9)

Расчет фланца в коньке рамы:

М = 1303 кН ^. м – из расчета SCAD Office

Находим растягивающее усилие, действующее на болт - N_t

Рис. 21. Стык фланца в коньке рамы

Срезающее усилие, действующее на болт  - N_s = 17,28 кН - из расчета рамы

Расположение болтов см. рис. 20

Несущая способность одного болта на срез:

Несущая способность болта на растяжение:

Окончательно принимаем количество болтов n = 10 шт. d = 24 мм, d₀ = 28 мм.

.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

32

55

7.  Расчет столбчатого фундамента под колонну по оси А

7.1.  Определение площади подошвы фундамента

Грунт: суглинок е = 0,7; I_L = 0,4; γ_гр = γ_II = 18 кН/м³

Условное расчетное давление на грунт основания ([7],прил. 3, табл. 3):

R₀ = 200 кН/м²

Принимаем нормативное значение удельного сцепления ([7],прил. 1, табл. 2):

И угол внутреннего

Глубина заложения подошвы фундамента под колонну крайнего ряда определяется конструктивно.

Обрез фундамента находится на отметке -0,150 м.

FL = H = -1,650 м – отметка подошвы фундамента.

Рис. 22. Нагрузки на фундамент

Глубина заложения подошвы фундамента:

d = FL – DL = 1,65 – 0,15 = 1,5 м.

Определяем предварительные размеры подошвы фундамента:

 = 20 кН/м² – средний удельный вес фундамента и грунта на уступах фундамента

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

33

56

В плане подошва фундамента принимается прямоугольной формы ().

Усилия в колонне определяем из расчета рамы по программе SCAD

N = 234,48 + 0,33 + 0,25 + 0,32 + 0,24 = 235,62 кH

М = 51,82 + 7,7 + 3,95 = 63,47 кН ^. м

Q = 17,28 + 1,31 + 1,04 + 0,9 + 0,65 = 21,18 кН

т. к. , то

где  - длинная сторона подошвы фундамента в плоскости действия момента;

 - короткая сторона подошвы фундамента в плоскости действия момента

Принимаем

Рис. 23. Размеры подошвы фундамента

Определяем расчетное давление на грунт основания по формуле 7 [2]

 = 1,2;  = 1,1 – коэффициенты условия работы, принимаемые по табл.3 [2]

К = 1,1 – коэффициент, при том, если  приняты по табл 2, прилож.1 [2]

 = 1 – коэффициент при b<10 м

b = 1,5 – ширина подошвы фундамента

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

34

57

γ‘_II = γ_II = 18 кН/м³  - усредненное значение удельного веса грунта, залегающих ниже подошвы фундамента

d₁ = d = 1,5 м – глубина заложения фундамента

 - коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [2] в зависимости от

Рис. 24. Фундамент

Проверяю среднее давление под подошвой фундамента

где  - объем фундамента

 = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке

 - расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах

При эксцентриситете , среднее давление под подошвой фундамента вычисляется по формуле:

где

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

35

58

Следовательно принимаю ,

Проверяю краевое давление под подошвой. Сначала определяю усилия от нагрузок в уровне подошвы фундамента:

Следовательно, принимаем

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

36

59

Список литературы:

1.  СНиП 2.01.07 – 85^* «Нагрузки и воздействия» Минстрой России – М. ГП ЦПП. 1996, - 44с

2.  СП 53-102-2004. Свод правил. Стальные конструкции/ М.:ГУП ЦПП, 2004 – 131 с.

3.  СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/Минстрой России.- М.:ГУП ЦПП, 1996. – 96 с.

4.  Технический каталог строительных трехслойных сэндвич - панелей «Венталл» часть 1 «Технические характеристики»

5.  СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции/ Минстрой России.- М.:ГУП ЦПП, 1996. – 94 с.

6.  Мандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций. М.: Стройиздат, 1991.-131 с.

7.  СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений/ Минстрой России-М.:ГПЦПП, 1985 г – 42 стр.

8.  Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е. Н. Беленя и др.; Под общ. Ред. Е. Н. Беленя – М.; Стройиздат, 1990-432 с.

ДП – 08 – 270103.ПУ/01 – 09 - РК

ЛИСТ

37