- •IX. Каркаси виробничих будівель
- •9.1. Загальна характеристика каркасів виробничих будівель
- •9.2. Основні елементи каркасу та їх функції
- •9.3. Області застосування стальних та змішаних каркасів
- •9.4. Вимоги, які пред’являються до каркасів
- •9.4.1. Експлуатаційні вимоги
- •9.4.2. Вимоги надійності та довговічності
- •9.4.3. Економічні вимоги
- •9.5. Конструктивні схеми основних несучих елементів стальних каркасів
- •9.6. Уніфікація об’ємно-планувальних параметрів. Розміщення колон в плані. Температурні шви та їх призначення
- •9.7. Компонування однопролітних поперечних рам каркасу
- •А. Вертикальні розміри.
- •9.8. В’язі стальних каркасів
- •9.8.1. В’язі колон
- •9.8.2. В’язі покриття (шатра)
- •9.9. Фахверк
- •X. Особливості розрахунку поперечних рам
- •10.1. Фактична робота стальних каркасів
- •10.2. Розрахункова схема однопролітної поперечної рами
- •10.3. Визначення навантажень, які діють на раму
- •10.3.1. Постійні навантаження
- •10.3.2. Снігове навантаження
- •10.3.3. Навантаження від мостових кранів
- •10.3.4. Вітрове навантаження
- •10.4. Практичні прийоми для статичного розрахунку поперечних рам
- •10.5. Визначення розрахункових зусиль в елементах рами
- •Хі. Компонування та розрахунок елементів покриття
- •11.1. Конструкція покрівлі
- •11.2. Безпрогонні покриття
- •11.3. Покриття по прогонам
- •11.4. Конструкція та розрахунок прогонів суцільного перерізу
- •11.5. Решітчасті прогони
- •2) Чотирипанельний; 3) шестипанельний
- •11.6. Вибір схеми кроквяних та підкроквяних ферм
- •11.7. Особливості роботи і розрахунку кроквяної ферми в системі поперечної рами
- •11.7.1. Навантаження
- •А. Постійне навантаження.
- •11.7.2. Визначення зусиль в стержнях ферм з урахуванням опорних моментів та розпору рами
- •11.8. Конструювання та розрахунок опорних вузлів кроквяної ферми
- •11.8.1. Опорні вузли ферми при шарнірному опиранні
- •11.8.2. Опорні вузли ферми при жорсткому з’єднанні з колоною а. Верхній опорний вузол.
- •XII. Колони поперечних рам
- •12.1. Типи колон та їх перерізів
- •12.2. Розрахункові довжини колон
- •12.2.1. Розрахункова довжина колони в площині рами
- •12.2.2. Розрахункова довжина колони з площини рами
- •12.3. Розрахунок суцільних (суцільностінчастих) позацентрово-стиснутих колон
- •12.4.2. Розрахунок стержня колони
- •12.4.3. Робота і розрахунок елементів решітки
- •12.4.4. Перевірка стійкості колони в площині рами (в площині дії моменту) як єдиного стержня
- •12.5. Конструювання, особливості роботи та розрахунку основних вузлів позацентрово-стиснутих колон
- •12.5.1. Сполучення надкранової та підкранової
- •12.5.2. Розрахунок бази колон та фундаментних болтів
- •13.1. Загальна характеристика
- •13.2. Навантаження на підкранові конструкції
- •13.3. Конструктивні рішення суцільних підкранових балок
- •13.4. Особливості розрахунку суцільних підкранових балок
- •13.4.1. Розрахункові зусилля
- •13.4.2. Перевірка міцності підкранових балок
- •13.4.3. Перевірка прогинів (жорсткості)
- •13.4.4. Перевірка місцевої стійкості
- •13.4.5. Розрахунок поясних швів підкранових балок
- •Література до вивчення дисципліни
12.5.2. Розрахунок бази колон та фундаментних болтів
Призначення бази колони – розподілення зосередженого тиску від стержня колони на площу фундаменту та прикріплення колони до фундаменту відповідно до розрахункової схеми (шарнірне або жорстке).
В рамах виробничих будівель колони в площині рами з’єднані з фундаментом як правило жорстко, а з площини рами – шарнірно.
Жорстке з’єднання обов’язково вимагає наявності траверс. База включає опорну плиту, траверси, а при необхідності ребра і діафрагми (як в центрально-стиснутих колонах).
За конструктивним рішенням бази поділяють на загальні (суцільні) та роздільні.
Загальні бази використовуються в суцільностінчастих колонах завжди, а також в наскрізних при ширині перерізу до 1 м. Роздільні – в наскрізних колонах при ширині перерізу 1 м і більше.
В загальних базах (рис.12.43) при позацентровому стиску напруження в бетоні під опорною плитою розподіляються нерівномірно за лінійним законом. У напрямку дії моменту М під плитою виникають зусилля стиску, а з протилежного боку – зусилля розтягу, які відривають базу від фундаменту. Розтягуючі зусилля сприймаються фундаментними (анкерними) болтами, які прикріплюють базу до фундаменту і виконують защемлення колони.
Ширина опорної плити В приймається конструктивно на 100…150 мм більшою від габаритного розміру стержня колони b:
B = b + (100…150) мм.
Довжина плити L визначається за умови, що максимальне напруження стиску в бетоні фундаменту біля краю плити f, max не повинно перевищувати розрахункового опору бетону при місцевому зминанні Rb,loc. За формулою позацентрового стиску:
. (1)
Рис. 12.43. Конструкція загальної бази колони: 1 – стержень колони;
2 – опорна плита; 3 – траверси; 4 – анкерні плитки; 5 – фундаментні болти
При цьому напруження з протилежного боку плити буде:
В формулах М і N – сполучення зусиль, яке викликає найбільший стиск в бетоні.
Мінімальна довжина плити L, виходячи з формули (1), буде при
.
Домножуючи кожний член рівняння на BL2, отримуємо:
N L + 6 M = Rb,loc B L2 ;
Rb,loc B L2 – N L – 6 M = 0.
Значення L отримуємо, як корінь квадратного рівняння. В загальному вигляді
a x2 + b x + c = 0 ;
дискримінант
D = b2 – 4 a c ;
корені рівняння
Отже:
D = (-N)2 – 4 Rb B (-6 M) = N2 + 24 Rb B M ;
Остаточно мінімальне значення довжини плити
.
Товщина опорної плити, елементи бази (траверси, ребра, діафрагми) і зварні шви розраховуються аналогічно центрально-стиснутим колонам (див. п.7.8.1).
Оскільки f на розрахункових ділянках плити розподіляється нерівномірно, то для визначення згинаючих моментів при розрахунку товщини плити навантаження на кожній ділянці умовно приймається рівномірно розподіленим і рівним найбільшому значенню в межах кожної ділянки (в запас міцності). При цьому необхідно враховувати, що для різних ділянок найбільш небезпечними можуть виявитися різні сполучення зусиль M i N.
Якщо на епюрі напружень в бетоні під опорною плитою є зона розтягуючих напружень, то вони сприймаються фундаментними болтами. Розтягуюче зусилля Z в фундаментних болтах визначається з умови рівноваги сил відносно центра ваги стиснутої зони бетону:
M – N a – Z y = 0 .
Звідси
де М і N – спеціальна комбінація зусиль з найбільшим згинаючим моментом і найменшою стискаючою силою (це, як правило, сполучення постійного і вітрового навантажень), яка дає найбільшу силу Z. При цьому постійне навантаження приймається з коефіцієнтом надійності за навантаженням f = 0,9 , оскільки поздовжня сила розвантажує болти.
Необхідна площа перерізу фундаментних болтів з однієї сторони бази:
де Rba – розрахунковий опір фундаментних болтів розтягу. Rba = 0,4 Run .
За площею Аb приймають необхідну кількість болтів.
Бажано приймати мінімальну кількість болтів з кожної сторони колони. При великій кількості болтів зусилля в них можуть розподілятися нерівномірно і, крім цього, ускладнюється монтаж. Діаметри болтів d = 12…140 мм. Практично приймаються d = 20…76 мм, як найбільш розповсюджені.
Фундаментні болти закріплюються на спеціальних столиках і анкерних плитках. Столики працюють на згин від сили Z. Анкерні плитки опираються на траверси і працюють як балки на двох опорах.
Бази наскрізних колон при h 1 м проектуються роздільними під кожну вітку. Оскільки кожна окрема вітка працює на центральний стиск, то бази під кожну вітку проектуються як в центрально-стиснутих колонах (див. п.7.8). Кожна база розраховується на свою комбінацію М і N, що викликає найбільше зусилля стиску у вітках. Але остаточно товщина обох опорних плит і висота обох траверс приймаються однаковими за більшим значенням.
Фундаментні болти розміщуються на осях віток, а тому розрахункове зусилля в них рівне максимальному розтягуючому зусиллю у вітках колони. Наприклад, для підкранової вітки (рис.12.45):
де М і N – спеціальна комбінація зусиль для розрахунку фундаментних болтів.
2 – підкранова вітка; 3 – траверси; 4 – опорні плити; 5 – анкерні плитки;
6 – осі фундаментних болтів; 7 – додаткові ребра
Рис. 12.45. До розрахунку фундаментних болтів
ХІІІ. ПІДКРАНОВІ
КОНСТРУКЦІЇ
ХІІІ. ПІДКРАНОВІ
КОНСТРУКЦІЇ
ХІІІ. ПІДКРАНОВІ
КОНСТРУКЦІЇ
ХІІІ. ПІДКРАНОВІ
КОНСТРУКЦІЇ