3.3.2 Расчет нижнего пояса фермы
Расчет ведем для половины фермы, т.к. ферма симметричная и нагрузка приложена симметрично.
Определяем требуемую площадь арматуры по формуле:
где s6 – коэффициент условий работы предварительно напряженной арматуры, принимаемый по [
]. В курсовом проекте принимаем s6=1,15.
В качестве предварительно напряженной арматуры принимаем арматуру класса А800 25 мм, АS=34.36см2
3.3.3 Расчет растянутого раскоса фермы
Расчет ведем для половины фермы, т.к. ферма симметричная и нагрузка приложена симметрично.
Определяем требуемую площадь арматуры по формуле:
Принимаем 8 10 А400,с АS=6,28см2.
4 Статический расчет поперечной рамы
Поперечный разрез здания показан на рис. 11. Пролет здания – 24 м, шаг колонн – 6 м. Мостовые электрические краны режима работы 3к грузоподъемностью 20 т.
Поперечник одноэтажного промышленного здания представляет раму, состоящую из колонн, защемленных в уровне верха фундаментов и шарнирно связанных по верху фермами. Поперечную раму рассчитываем без учета верхнего смещения стоек при действии вертикальных и крановых нагрузок. Т. е. расчет сводится к определению усилий в отдельных стойках с нижним защемленным и верхним шарнирно опертым концами от действия приложенных непосредственно к этим стойкам нагрузок (рис. 12). Для удобства расчета усилия в стойках рамы определяем отдельно от каждой нагрузки, а затем суммируем в наиболее невыгодных комбинациях.
Рисунок 10 – Поперечный разрез здания.
5 Конструирование и расчет колонны среднего ряда
Определение геометрических размеров колонны среднего ряда
Конструктивное решение колонны – двухветвевая колонна. Подкрановые балки – железобетонные предварительно напряженные высотой hб=1 м. Высота помещения до низа основной несущей конструкции H0=10,8 м. Отметка головки подкранового рельса hГКР=6,95 м. Рельс КР-70 имеет высоту hрл=140 мм. Определяем геометрические размеры средней колонны (рис. 12, 13).
Общая высота стойки-колонны:
Высота нижней (подкрановой) части стойки-колонны равна:
Высота верхней (надкрановой) части стойки-колонны равна:
Ширина сечения колонны b=0,5 м.
Высота сечения подкрановой части колонны hн=0.7 м.
Высота сечения надкрановой части колонны hв=0,5 м.
Определяем моменты инерции:
для надкрановой части колонны:
для подкрановой части колонны:
Рисунок 11 – Расчетная схема к расчету поперечной рамы.
Нагрузки на колонну среднего ряда
Поперечная рама воспринимает следующие нагрузки: постоянную от веса элементов конструкций покрытия (ферм, плит покрытия, кровли) и временные: снеговую, крановые – вертикальные нагрузки от колес кранов и силы поперечного торможения, ветровую.
Определяем постоянную нагрузку:
где l1 – шаг ферм;
Pф – собственный вес фермы (принимаем равным 200 кН).
Определяем собственный нагрузку от подкрановой балки и рельса:
где Рб – собственный вес подкрановой балки (равен 120 кН);
Рр – вес рельса длиной 1 м (равен 150 кг/м или 1,5 кН/м);
Нагрузка от собственного веса надкрановой части:
где Vк1 – объем надкрановой части колонны:
Нагрузка от собственного веса подкрановой части:
где Vк2 – объем подкрановой части колонны:
Снеговая нагрузка:
где s – полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия
,
где sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли;
=1 – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
l – пролет фермы.
Определяем вертикальное давление колес мостовых кранов.
По заданию имеем кран мостовой электрический с одним крюком грузоподъемностью Q=20 кН, режим работы 3к. Нормативная максимальная нагрузка от одного колеса на рельс подкранового пути Pнmax=275 кН, общий вес крана G=425 кН, вес тележки Gт=18т, ширина крана B=6,3 м, база крана К=5,1 м.
Вертикальная нагрузка для расчета рам, колонн и фундаментов в здании с мостовыми кранами в нескольких (двух) пролетах, расположенными в каждом пролете в одном ярусе, должна приниматься на каждом пути от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете двух кранов нагрузки от них умножаем на коэффициент сочетания =0,85. Коэффициент надежности для крановых нагрузок f=1,2. Динамическое воздействие крановой нагрузки при расчете рам, колонн и фундаментов не учитываем.
Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяем по линии влияния нагрузки на колонну (рис. 15):
Определяем горизонтальную нагрузку от поперечного торможения кранов.
Сила поперечного торможения крана передается на одну балку и распределяется поровну на все колеса с одной стороны крана.
где =0,05 – для кранов с гибким подвесом груза.
Горизонтальная нагрузка на колонну:
Рисунок 13 – Установка крановой нагрузки в невыгодное положение по линии влияния давления на колонну.
Определяем ветровую нагрузку.
Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки определяется по формуле:
где w0=0,48 кПа – скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли для 4-го района;
k – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте (kср=0,952);
с – аэродинамический коэффициент для наружных стен: с наветренной стороны с=+0,8, с заветренной стороны с=-0,6.
Коэффициент надежности для ветровой нагрузки на здания f=1,4. Скоростной напор ветра возрастает с увеличением высоты и ветровая нагрузка на стену здания становится неравномерной.
Расчетная ветровая нагрузка на колонны поперечной рамы:
равномерно распределенная до отметки +10,8м с наветренной стороны
равномерно распределенная до отметки +10,8 м с заветренной стороны
суммарная равномерно распределенная до отметки +10,8 м
Сосредоточенная сила в уровне верха колонны рамы от ветровой нагрузки на стеновые панели, расположенные выше отметки +10,8м:
где
Hп
– высота покрытия.