Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ЖБК КП 2 Вараксин (Автосохраненный).docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

1.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 55

2.2.3 Крановые нагрузки и схемы нагрузок

Крановые нагрузки делятся на вертикальные, горизонтальные продольные и горизонтальные поперечные. На поперечную раму действуют вертикальные и горизонтальные поперечные нагрузки (рисунок 2.2.3.1).

Рисунок 2.2.3.1 – Действие крановых нагрузок на поперечную раму

Находим максимальное и минимальное давления на колонну. Ставим кран так, что одно из колес располагается над колонной. Второй кран располагаем вплотную к первому. Схема расположения кранов изображена на рисунке 2.2.3.2:

Рисунок 2.2.3.2 – Схема к определению крановой нагрузки (вид А)

Расчетное усилие, передаваемое колесами крана на колонну, определим по линии влияния опорных реакций подкрановых балок (рисунок 2.2.3.2) при невыгоднейшем расположении кранов на балках (формула 2.2.3.1):

, (2.2.3.1)

где максимальное давление на одно колесо крана, опрееляем по справочным данным;

- коэффициент надежности (для подвижной нагрузки);

- коэффициент сочетания (для двух кранов среднего режима);

- сумма ординат, взятых с эпюры влияния под каждым колесом крана.

На другой ряд колонн также будут передаваться усилия, но значительно меньшие. Силу можно определить, если заменить в формуле 2.2.3.1 на то есть на нормативные усилия, передаваемые колесами другой стороной крана:

Вертикальная нагрузка от крана передается на колонну с эксцентриситетом , что создает моменты и (рисунок 2.2.3.3).

Рисунок 2.2.3.3 – Схема к определению моментов от крановой нагрузки

Моменты от крановой нагрузки определяем по формулам 2.2.3.2 и 2.2.3.3:

(2.2.3.2)

(2.2.3.3)

Расчетная схема от действия крановых вертикальных нагрузок изображена на рисунке 2.2.3.4:

Рисунок 2.2.3.4 – Расчетная схема от действия крановых вертикальных нагрузок

Горизонтальная сила , расположенная в плоскости поперечной рамы, возникает из-за перекосов крана, торможения тележки, распирающего воздействия колес при движении по рельсам, расстояние между которыми несколько меньше пролета крана, и т.п. Нормативное значение горизонтальной нагрузки на одно колесо крана определяем по формуле 2.2.3.4:

, (2.2.3.4)

- коэффициент, учитывающий схему подвеса груза (принимаем для

гибкого подвеса);

где – вес тележки крана;

- число колес с одной стороны крана.

Горизонтальную силу определяем по формуле 2.2.3.5:

(2.2.3.5)

Расчетная схема от действия горизонтальных нагрузок в поперечном направлении изображена на рисунке 2.2.3.5:

Рисунок 2.2.3.5 – Расчетная схема от действия горизонтальных нагрузок в поперечном направлении

3 Статический расчет рамы

3.1 Основные положения и метод расчета

Поперечная рама является статически-неопределимой системой. Расчет выполняется по методу перемещений. Расчетная схема изображена на рисунке 3.1.1:

Рисунок 3.1.1 – Расчетная схема поперечной рамы здания

В такой раме ригель работает как ширнирно-опертая балка и его расчет выполняется как для отдельной конструкции. В составе рамы ригель применяется как абсолютно-жесткий стержень. Сечение колонн является переменным, соответственно изгибная и продольная жесткости верхней и нижней частей колонны будут разными. Для получения основной системы добавляем линейную связь по направлению перемещения рамы. Основная система изображена на рисунке 3.1.2:

Рисунок 3.1.2 – Основная система

Дальнейший расчет выполняем по приближенному метода расчета, основанному на методе перемещений. Для этого вводится ряд вспомогательных коэффициентов. Коэффициент отражает отношение высоты верхней части колонны к высоте всей колонны (формула 3.1.1).

, (3.1.1)

где

Коэффициент находим по формуле 3.1.2:

, (3.1.2)

где и определяем по формулам 3.1.3 и 3.1.4:

(3.1.3)

(3.1.4)

Для сплошной колонны .

Составляем каноническое уравнение метода перемещений:

, (3.1.5)

где - единичное перемещение(рисунок 3.1.3).

Рисунок 3.1.3 – Поясняющая схема к каноническому уравнению 3.1.5

По эмпирической формуле 3.1.6 определяем реакцию от единичного перемещения одной стойки:

(3.1.6)

где – начальный модуль упругости при сжатии и растяжении для бетона колонны .

определяем по формуле 3.1.7 для двух стоек:

(3.1.7)

3.2 Статический расчет - определение усилий в сечениях рамы

Определяем усилия от действия постоянных нагрузок.

1. Схема действия постоянных нагрузок изображена на рисунке 3.2.1:

Рисунок 3.2.1 – Схема действия постоянных нагрузок

2. Вырезаем отдельно каждую стойку и рассматриваем их равновесие (рисунок 3.2.2).

Рисунок 3.2.2 – Равновесие стоек рамы при действии постоянной нагрузки

3. Определяем значения реакций по эмпирическим формулам 3.2.1 и 3.2.2:

(3.2.1)

(3.2.2)

Так как нагрузка действует симметрично на обе стойки рамы, то , .

4. Определяем реакцию от нагрузки с учетом правила знаков по формуле 3.2.3:

(3.2.3)

5. Находим перемещение , решив уравнение 3.1.5:

(3.2.4)

6. Определяем упругие реакции:

(3.2.5)

Рисунок 3.2.3 – Равновесие стоек рамы с обозначением упругих реакций

7. Строим эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил, рассматривая каждую стойку как отдельную жестко защемленную балку.

Эпюры изображаем на рисунке 3.2.4.

Рисунок 3.2.4 – Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от действия постоянной нагрузки

Определяем усилия от действия снеговых нагрузок.

1. Схема действия снеговых нагрузок изображена на рисунке 3.2.5:

Рисунок 3.2.5 – Схема действия снеговых нагрузок

2. Вырезаем отдельно каждую стойку и рассматриваем их равновесие (рисунок 3.2.6).

Рисунок 3.2.6 – Равновесие стоек рамы при действии снеговой нагрузки

3. Определяем значения реакций по эмпирической формуле 3.2.6:

(3.2.6)

Так как нагрузка действует симметрично на обе стойки рамы, то .

4. Определяем реакцию от нагрузки с учетом правила знаков по формуле 3.2.3:

5. Находим перемещение по формуле 3.2.4:

6. Определяем упругие реакции по формуле 3.2.5:

Рисунок 3.2.7 – Равновесие стоек рамы с обозначением упругих реакций

Эпюры изображаем на рисунке 3.2.8.

Рисунок 3.2.8 – Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от действия снеговой нагрузки

Определяем усилия от действия ветровой нагрузки.

1. Схема действия ветровой нагрузки изображена на рисунке 3.2.9:

Рисунок 3.2.9 – Схема действия ветровой нагрузки

2. Вырезаем отдельно каждую стойку и рассматриваем их равновесие (рисунок 3.2.10).

Рисунок 3.2.10 – Равновесие стоек рамы при действии ветровой нагрузки

3. Определяем значения реакций по эмпирическим формулам 3.2.7 и 3.2.8:

(3.2.7)

(3.2.8)

Причем:

4. Определяем реакцию от нагрузки с учетом правила знаков по формуле 3.2.3:

5. Находим перемещение , решив уравнение 3.1.5:

6. Определяем упругие реакции по формуле 3.2.5:

Рисунок 3.2.11 – Равновесие стоек рамы с обозначением упругих реакций

Эпюры изображаем на рисунке 3.2.12.

Рисунок 3.2.12 – Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от действия ветровой нагрузки

Определяем усилия от действия крановых вертикальных нагрузок.

1. Схема действия крановых вертикальных нагрузок изображена на рисунке 3.2.13:

Рисунок 3.2.13 – Схема действия крановых вертикальных нагрузок

2. Вырезаем отдельно каждую стойку и рассматриваем их равновесие (рисунок 3.2.14).

Рисунок 3.2.14 – Равновесие стоек рамы при действии крановой вертикальной нагрузки

3. Определяем значения реакций по формуле 3.2.2, подставляя соответствующие значения моментов:

4. Определяем реакцию от нагрузки с учетом правила знаков по формуле 3.2.3:

5. Находим перемещение по формуле 3.2.9:

(3.2.9)

где - коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса здания. При действии крановых нагрузок воздействие оказывается только на одну раму, а в работе участвует весь каркас здания. При расчете поперечной рамы это учитывается вводом коэффициента в каноническое уравнение. Принимаем для шага колонн 6 м.

6. Определяем упругие реакции по формуле 3.2.5:

Рисунок 3.2.15 – Равновесие стоек рамы с обозначением упругих реакций

Эпюры изображаем на рисунке 3.2.16.

Рисунок 3.2.16 – Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от действия крановой вертикальной нагрузки

Определяем усилия от действия крановых горизонтальных нагрузок.

1. Схема действия крановых вертикальных нагрузок изображена на рисунке 3.2.17:

Рисунок 3.2.17 – Схема действия крановых горизонтальных нагрузок

2. Вырезаем отдельно каждую стойку и рассматриваем их равновесие (рисунок 3.2.18).

Рисунок 3.2.18 – Равновесие стоек рамы при действии крановой горизонтальной нагрузки

3. Определяем значения реакции по формуле 3.2.10, подставляя соответствующие значения моментов:

(3.2.10)

4. Определяем реакцию от нагрузки с учетом правила знаков по формуле 3.2.3:

5. Находим перемещение по формуле 3.2.9:

6. Определяем упругие реакции по формуле 3.2.5:

Рисунок 3.2.19 – Равновесие стоек рамы с обозначением упругих реакций

Эпюры изображаем на рисунке 3.2.20.

Рисунок 3.2.20 – Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от действия крановой горизонтальной нагрузки

3.3 Таблица расчетных усилий и их комбинаций

Таблица 3.3.1 – Расчетные усилия и их комбинации

№ на-груз-ки	Нагрузки и комбинации усилий			Сечения стойки
				1-1			2-2			3-3						4-4
				M	N		M	N		M			N			M	N		Q
1	Постоянная		1	+8,27	-471,9		-33,39	-471,9		+68,09			-495,96			-6,82	-496,0		+9,75
2	Снеговая		1	0	-72		-5,13	-72		+9,99			-72			-0,54	-72		+1,23
			0,9	0	-64,8		-4,62	-64,8		+8,99			-64,8			-0,486	-64,8		+1,107
3		на левую стойку	1	0	0		+70,35	0		-149,81			-629,02			-20,25	-629,0		-16,87
			0,9	0	0		+63,32	0		-134,83			-566,12			-18,23	-566,1		-15,18
3*		на правую стойку	1	0	0		-29,52	0		+43,88			-209,7			-10,5	-209,7		+7,08
			0,9	0	0		-26,57	0		+39,49			-188,73			-9,45	-188,7		+6,37
4		на левую стойку	1	0	0		±33,4	0		±33,4			0			±52	0		±11,12
			0,9	0	0		±30,06	0		±30,06			0			±46,8	0		±10,01
4*		на правую стойку	1	0	0		±6,4	0		±6,4			0			±12,8	0		±1,08
			0,9	0	0		±5,76	0		±5,76			0			±11,52	0		±0,97
5	Ветровая	слева	1	0	0		-22,43	0		-22,43			0			-110,6	0		+15,44
			0,9	0	0		-20,19	0		-20,19			0			-99,54	0		+13,90
5*		справа	1	0	0		-24,12	0		-24,12			0			-103,6	0		+13,3
			0,9	0	0		-21,71	0		-21,71			0			-93,24	0		+11,97
		№ нагрузок		1+2			1+(3+4)			1+(3+4)						-
		усилия		+8,27	-543,9		+70,36	-471,9		+105,57			-705,66			-	-		-
		№ нагрузок		-			1+(3+4)+2			*1+2+(3+4)*						-
		усилия		-	-		+55,37	-536,7		+110,81			-749,49			-	-		-
		№ нагрузок		-			1+(3+4)			1+(3+4)						1+5
		усилия		-	-		-69,31	-471,9		-48,32			-1125			-117,4	-496,0		+25,19
		№ нагрузок		-			*1+2+(3+4)+5*			1+(3+4)+5						1+2+(3+4)+5
		усилия		-	-		-92,05	-536,7		-56,87			-1062,1			-171,9	-1127		+19,6
		№ нагрузок		1+2			-			-						-
		усилия		+8,27	-543,9		-	-		-			-			-	-		-
		№ нагрузок		-			-			-						-
		усилия		-	-		-	-		-			-			-	-		-
		№ нагрузок		-			1+2			1+(3+4)						1+(3+4)
		усилия		-	-		-38,52	-543,9		-48,32			-1125			-79,07	-1125		-17,13
		№ нагрузок		-			-			1+2+(3+4)						1+2+(3+4)
		усилия		-	-		-	-		-27,69			-1127			-72,36	-1127		-14,33
		№ нагрузок		1+50%2			1+50%2					1+50%2				1+50%2
		усилия		+8,27		-507,9	-35,96		-507,9		+73,085			-531,96	-7,09		-532	+10,37

4 КОЛОННА

4.1 МАТЕРИАЛЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Таблица 4.1.1 – Характеристики материалов

Материал
Бетон	Арматура
Класс В15		Класс А500	Класс В500	Класс А240	Класс А400
			ласс А240	ласс А240	ласс А240

4.2 РАСЧЕТЫ КОЛОННЫ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ

4.2.1 РАСЧЕТ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ В ПЛОСКОСТИ ИЗГИБА

Из таблицы комбинаций расчетных усилий выписываем наихудшую комбинацию усилий для сечений 1-1 и 2-2.

Из сечений 1-1 и 2-2 к расчету принимаем сечение с наиболее неблагоприятными сочетаниями усилий. Это второе сечение. ,

Расчет верхней части колонны выполняем как для внецентренно сжатого элемента прямоугольного сечения.

Вводим симметричное армирование, для того чтобы учесть различные направления изгибающего момента. Схема армирования верхней части колонны изображена на рисунке 4.2.1.1.