Компоновка здания и поперечной рамы. Соединение колонн с фермами. Схема назначения размеров поперечной рамы по высоте

снегового покрова на 1м² площади горизонтальной проекции покрытия для II района, согласно главе СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия», S_n = 1200 Н/м².

Расчетная снеговая нагрузка при ; c = 1:

- на крайние колонны

          Снеговая нагрузка в крайней колонне:

1.3.2.2 Ветровая нагрузка

Нормативное значение ветрового давления по главе СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия» для III района Н/м². При условии  значение аэродинамического коэффициента для наружных стен принято: с наветренной стороны , с подветренной стороны .

Рис. 1.3 - К определению усилий в колоннах от ветровой нагрузки

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки  с наветренной стороны:

- для части здания высотой до 5м от поверхности земли при коэффициенте, учитывающем изменение ветрового давления по высоте,

- то же высотой до 10м при

;

- то же высотой до 20м при

.

На высоте 14,05 м в соответствии с линейной интерполяцией с наветренной стороны:

- то же на высоте 10,8 м:

Переменную по высоте ветровую нагрузку с наветренной стороны заменяют равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной 6 м

Расчетная равномерно распределенная ветровая нагрузка на колонны до отметки 10,8 м при коэффициенте надежности по нагрузке , коэффициенте надежности по назначению :

- с наветренной стороны

- с подветренной стороны

 Н/м²  = 0,175 кН/ м².

Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки 10,8 м:

,

 Н = 10,56 кН.

1.3.2.3 Крановые нагрузки

Вес поднимаемого груза Q = 300 кН. Согласно стандарту на мостовые краны: база крана К = 6,3 м, расстояние между колесами М = 4,4 м, вес тележки крана кН, масса крана с тележкой кН, нагрузка F_n,max  = 220 кН

Расчетное максимальное давление на колесо крана при :

Расчетная поперечная тормозная сила на одно колесо:

Рисунок 1.4 - Линия влияния давления на колонну

Вертикальная крановая нагрузка на колонны от двух сближенных кранов с коэффициентом сочетаний :

где  – сумма ординат линии влияния давления двух подкрановых балок на колонну.

Крановая вертикальная нагрузка М_max , действующая на колонну:

 кНм, где .

 кНм

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от четырех кранов при поперечном торможении:

Итоговые крановые нагрузки:

Вертикальная крановая нагрузка на крайней колонне от двух кранов:

Колонна 1

Колонна 2

1.6 Статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания

С помощью ЭВМ выполнили статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания (приложение А) для определения расчетных усилий в колонне. Этими данными мы воспользуемся в п. 1.7.2 и п. 1.7.3.

1.7 Расчет прочности колонны сквозного сечения

1.7.1 Данные для расчета сечений

Бетон тяжелый класса В-20, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, 11,5 МПа; 0,9 МПа; 24·10³ МПа. Арматура класса А III, 365 МПа, 2·10⁵ МПа. Сечение колонны b×h = 40×60 см при а = а' = 4 см, полезная высота сечения 36 см.

1.7.2 Расчет сечения 1-0

В сечении действуют комбинации расчетных усилий (таблица 1.1). Расчет производим по той комбинации, в которой наибольшие усилия.

Таблица 1.1 - Комбинации расчетных усилий

При расчете сечения на комбинацию усилий расчетное сопротивление  следует вводить с коэффициентом 1,1, так как в комбинации включены постоянная, снеговая, и ветровая нагрузки. Расчетное сечение симметричной арматуры  должно приниматься наибольшее. Ниже дан расчет по первой комбинации.

Эксцентриситет продольной силы определяется по формуле

,

см.

Расчетная длина определяется по формуле

,

 см.

Радиус инерции сечения определяется по формуле

,

см.

Так как

,

Условная критическая сила определяется по формуле

,

где (тяжелый бетон);

,

см⁴ ;

,

,

 кН·м;

,

 кН·м;

;

,

;

,

.

Так как  и то принимаем наибольшее значение .

,

;

При коэффициенте армирования  (первое приближение) приведенный момент инерции сечения относительно центра тяжести бетонного сечения определяется по формуле

,

 см⁴.

Тогда

Коэффициент равен

,                            .

Расстояние

,

см.

При условии, что , высота сжатой зоны определяется по формуле

,

 см².

Относительная высота сжатой зоны определяется по формуле

,

.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона определяется по формуле

,

где  МПа;

 МПа, при > 1, тогда

,

.

Тогда

.

Площадь арматуры  назначаем по конструктивным соображениям. Минимальный процент армирования 0,2 %.

,

 см² .

Принимаем 3 Ø 14 с  см² .

Проверяем необходимость расчета колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба.

Расчетная длина

,

 см.

Радиус инерции равен

,

см.

Так как  > ;  >43.3 - расчет не производим.

1.7.3 Расчет сечения 2 - 1 в заделке колонны

В сечении действуют комбинации расчетных усилий (таблица 1.2). Расчет производим по той комбинации, в которой наибольшие усилия.

Таблица 1.2 - Комбинации расчетных усилий

При расчете сечения на комбинацию усилий расчетное сопротивление  следует вводить с коэффициентом 1,1, так как в комбинации включены постоянная, снеговая, и ветровая нагрузки. Расчетное сечение симметричной арматуры  должно приниматься наибольшее