Сбор нагрузок. Постоянные и временные нагрузки. Определение геометрических характеристик стойки по оси. Расчёт колонны

Сбор нагрузок

I.Постоянные нагрузки:

Нагрузка от веса покрытия:

Собственный вес	Нормативная нагрузка кн./м²	Коэфф. надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кн./м²
Ж/Б ребристых плит покрытия 3õ6м с учётом заливки швов.	1.75	1.1	1.925
Пароизоляции	0.1	1.3	0.13
Утеплителя (готовые плиты)	0.4	1.2	0.48
Асфальтовой стяжки t=2см	0.35	1.3	0.455
Рулонного ковра	0.15	1.3	0.195
ИТОГО:	2.75	-	3.185

Расчётная нагрузка от веса подкрановой балки:

(0.6·0.12+0.2·0.88)·5.95·25·1.1=40.579кн

Расчётная нагрузка от веса колонн

- надкрановая часть: (0.38·0.4·3.8)·25·1.1=15.884кн

- подкрановая часть: (0.4·0.8·5.9+0.4·0.9·1.05)·25·1.1=62.315кн

Расчётное опорное давление фермы

- от покрытия: 3.185·6·24/2=229.32кн

- от фермы: (120/2)·1.1=66кн

Расчётная нагрузка от веса покрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания g<0.95 на колонну F=(229.32+66)·0.95=289.5кн

II.Временные нагрузки:

г.Пермь – V снеговой район вес снегового покрова земли 2кн/м²

Расчётная нагрузка на стойку будет: Рсн=2.6·24/2·1.4·0.95=191.52кн

III.Крановые нагрузки:

1) Вертикальные нагрузки от кранов: Pmax=220кн,Pmin=58кн,Gтел=52кн

Dmax=Pmax·gf·gi·åyi=220·1.1·0.85·(0.27+1+0.68)=401.115кн

Dmin=58·1.1·0.85·(0.27+1+0.68)=105.75кн

2) Горизонтальные нагрузки от кранов:

Hmax=(Q+Gn)·0.5·gf·gn/20=(200+52)·0.5·1.1·0.95/20=6.58кн

H=Hmax·gi·åyi=6.58·0.85·1.95=10.91кн

IV.Ветровая нагрузка:

1.Участок - от 0.00м до низа стропильных конструкций 9.60м: Н1=9.600м

2.Участок - высота стропильной конструкции: H2=2.950м

Находим средний коэффициент Kсрij:

Kср11=Кн11+(Н11/2)·tg1=K5=0.5

Kср12=K5+(4.6/2)·0.03=0.569

Kср21=0.64+(2.95/2)·0.02=0.67

Kср1=(0.5·5+0.569·4.6)/9.6=0.53

Kср2=0.67

Расчётное значение ветровой нагрузки на первом участке:

Wнав1=gf·ce·Kср1·W0=1.4·0.8·0.53·0.3=0.18кн/м²

Wпод1=gf·ce·Kср1·W0=1.4·0.6·0.53·0.3=0.13кн/м²

Расчётное значение ветровой нагрузки на втором участке:

Wнав2=gf·ce·Kср2·W0=1.4·0.8·0.67·0.3=0.22кн/м²

Wпод2=gf·ce·Kср2·W0=1.4·0.6·0.67·0.3=0.17кн/м²

Ветровая нагрузка, действующая на шатёр, приводится к узловой нагрузке, приложенной на уровне низа ригеля рамы.

Грузовая площадь шатра: A1=Bk·h2=6·2.95=17.7м²

Pнав=Wнав2·A1=0.22·17.7=3.9кн

Pпод=Wпод2·A1=0.17·17.7=3.0кн

Статический расчёт рамы

Определение геометрических характеристик стойки по оси А:

Моменты инерции сечений колонн составляют:

-  надкрановой части I1=bh³верх/12=0.4·0.38³/12=0.0018м¢

-  подкрановой части I2=0.4·0.8³/12=0.017м¢

Отношение высоты надкрановой части колонны к её полной высоте: l=Нв/Н=3.8/10.6=0.36

Определение усилий в стойках от отдельных видов загружений:

1)Постоянная нагрузка.

Продольная сила F1=280.5кн действует на колонну с эксцентриситетом e0=0.015м

В подкрановой части колонны действуют: расчётная нагрузка от подкрановых балок      F=40.579кн c e=0.35м; расчётная нагрузка от надкрановой части колонны F=15.884кн   e0=0.21м.

Сечение	Усилие	Постоянная нагрузка	Временные нагрузки					I сочетание			II сочетание
			Снеговая	Dmax	H	Ветер слева	Ветер справа	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв	Mmax Nсоотв	Mmin Nсоотв	Nmax Mсоотв
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1-1	M	-3.76	-2.87	0	0	0	0
	N	250.46	191.52	0	0	0	0
2-2	M	16.45	15.75	-43.47	m8.74	19.19	20.45	3-8	3-5-6	3-4	3-4-8	3-5-6	3-4
								36.9	-35.76	32.2	52.65	-35.76	32.2
	N	266.34	191.52	0	0	0	0	266.34	266.34	457.86	457.86	266.34	457.86
3-3	M	-25.28	-24.47	96.91	m8.74	19.19	20.45	3-4	3-5-6	3-5-6	3-4	3-5-6	3-4-5-6
								49.75	8.37	80.37	49.75	80.37	55.9
	N	306.92	191.52	401.1	0	0	0	498.44	708	708	498.44	708	708
4-4	M	6.36	4.92	28.27	m25.52	81.26	75.67	3-7	3-4	3-5-6	3-4-5-6-7	3-5-6	3-4-5-6
								87.62	11.28	60.15	146.33	9.11	65.07
	N	369.23	191.52	401.1	0	0	0	369.23	560.75	770.33	961.85	770	961.85
	Q	5.32	4.9	-11.44	m5.71	11.54	11.54	16.86	10.22	-11.83	4.61	11.83	-6.93

Загружение 1(снеговая нагрузка):

Загружение 2(постоянная нагрузка):

Загружение 3(ветровая нагрузка):

Загружение 4(вертикальная нагрузка от мостовых кранов):

Загружение 5(горизонтальная крановая нагрузка):

Расчёт колонны

Бетон тяжёлый: B15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

Rb=8.5(Мпа); Rbt=0.75(Мпа); Eb=20.5·10³(Мпа); арматура А-lll,d>10(мм)

Rs=Rsc=365(Мпа); Es=200·10³(Мпа)

I.Надкрановая часть:

B·h=40·38(см) (а=а’=4см)

h0=h-a=38-4=34(см)

расчётная длина над крановой части: l0=2·Hверх=2·3.8=7.6(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	52.65	-35.76	32.2
N,Кн	457.86	266.34	457.86

Для  тяжёлого бетона b=1

Предварительно принимаем m=0.005, тогда при a=Es/Eb=200·10³/20.5·10³=9.8

Площадь арматуры As=A¢sназначаем по сортаменту:

Принимаем 2Ø14 A-III c As=3.08(см²)

Для второй комбинации:

Площадь арматуры As=A¢sназначаем по сортаменту:

Принимаем 2Ø8 A-III c As=1.01(см²)

Для третьей комбинации:

Площадь арматуры As=A¢sназначаем по конструктивным соображениям:

As=0.002·b·h0=0.002·40·34=2.72(см²)

Принимаем 2Ø14 A-III c As=3.08(см²)

Окончательно принимаем 2Ø14 A-III c As=3.08(см²)

Горизонтальная арматура устанавливается конструктивно: шаг 300, Ø6 А-I.

II.Подкрановая часть:

b×h=40×80(см)  (a=a’=4см)

h0=80-4=76(см)

Расчётная длина подкрановой части колонны: l0=1.5·H1=1.5·6=9(м)

Комбинации расчётных усилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax, Nсоотв	Mmin, Nсоотв	Nmax, Mсоотв
М,Кн·м	146.33	9.11	65.07
N,Кн	961.85	770	961.85
Q,Кн	4.61	11.83	-6.93

Для первой комбинации:

Так как l0>14, то необходимо учесть влияние прогиба элемента