Поперечник одноэтажного железобетонного промышленного здания (стр. 2 из 6)

б) Продольные силы:

N_1-1 = N_2-2 = N_3-3 = N_4-4 = S₁ = 70 кН

в) Поперечная сила:

Q_4-4 = R = -0,6 кН

Определение усилий в стойке от давления кранов.

Рама смещается под действием внешних сил. Если бы смещения не происходило, то возникли бы следующие реакции:

R_A =

= = 17,8кН

R_Б =

= = - 5,8 кН

Так как количество пролетов равняется трем, то смещение верха колонны не учитываем.

Рассмотрим нагружение на крайнюю колонну по оси А силой Д_мах,а на среднюю колонну по оси Б силой Д_min.Такое нагружение несимметричное.

Усилия в колонне:

а) Изгибающие моменты:

М_1-1 = 0

М_2-2 = - 17,8 · 3,34 = - 59,5 кН·м

М_3-3 = - 59,5 + 165 = 105,5 кН·м

М_4-4 = - 17,8 · 12,15 + 165 = -51,3 кН·м

б) Продольные силы:

N_1-1 = N_2-2 = 0

N_3-3 = N_4-4 = D_max = 165 кН

в) Поперечная сила:

Q_4-4 = R = 17,8 кН

Загрузим крайнюю колонну по оси А силой Д_min,а среднюю колонну по оси Б силой Д_мах.

М_А = D_min · e_кр = 69 · 0,45= 31,1 кН·м

М_Б =- D_max · e_кр = -367 · 0,75 = -275,3 кН·м

R_A =

= = 3.4кН

R_Б =

= = - 30.5 кН

а) Изгибающие моменты:

М_1-1 = 0

М_2-2 = - 3.4 · 3,34 = - 11.4 кН·м

М_3-3 = - 11.4 + 31.1 = 19.7 кН·м

М_4-4 = - 3.4 · 12,15 + 31.1 = -10.2 кН·м

б) Продольные силы:

N_1-1 = N_2-2 = 0

N_3-3 = N_4-4 = D_max = 69 кН

в) Поперечная сила:

Q_4-4 = R = 3.4 кН

Определение усилий в стойке от торможения тележек кранов

Если бы рама не смещалась от действия внешних сил, то реакция стойки была бы следующей:

R =

= = 7,2 кН

Усилия в стойке:

а) Изгибающие моменты:

М_1-1 = 0

М_2-2 = 7.2 · 3,34 – 10.5 · 1,0 = 13.6 кН·м

М_3-3 = М_2-2 = 13.6 кН·м

М_4-4 = 7.2·12,15-10.5·(12.15-2.4)= -14.9кН·м

б) Продольные силы:

N_1-1 = N_2-2 = N_3-3 = N_4-4 = 0

в) Поперечная сила:

Q_4-4 = ± (7.2– 10.5) = ± 3.3 кН

Определение усилий в стойке от ветра.

Ветровое нагружение

- нагружение от действия ветра по направлению слева направо

Значения нагрузок w_aкт=1.1кН/м,w_пасс=0.83кН/м,W=3.5кН.

Реактивное усилие в верхнем узле от действия активного ветра на колонну по оси А:

Реактивное усилие от действия пассивного ветра по оси Г:

R_ip=В_А+В_Г+W=4.8+3.6+3.5=11.9кН

Δ₁=-

В_упрА =

В_упрГ=

-строим эпюры М,N и Q от нагружения ветром слева направо

М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =

М_4-4=

При нагружении колонны по оси В реакцией В_прВ=0.63кН и равномерно распределенной нагрузкой w_пасс=0.83кН/м.

М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =

М_4-4=

Ось А: Q_1-1=-1.83кН Q_2-2=Q_3-3=1.1∙3.34-1.83=1.84кН

Q_4-4=1.1∙12.15-1.83=11.55кН

Ось Г: Q_1-1=-0.63кН Q_2-2=Q_3-3=0.83∙3.34-0.63=2.14кН

Q_4-4=0.83∙12.15-0.63=9.46кН

нагружение ветром справа налево

Значения усилий будут такие:

Ось А: М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =-2.5 кН∙м

М_4-4=-53.6кН∙м

Q_1-1=0.63кНQ_2-2=Q_3-3=-2.14кН Q_4-4=-9.46кН

N_1-1=N_2-2=N_3-3=N_4-4=0

Ось Г: М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =-0.02кН∙м

М_4-4=-59.0кН∙м

Q_1-1=1.83кН Q_2-2=Q_3-3=-1.84кН

Q_4-4=-11.55кН

3. Расчёт внецентренносжатой колонны

Бетон В25, Арматура класса А400с, армирование – симметричное.

3.1 Надкрановая часть

- Комбинация усилий:

M = -71.07 кН·м; M_e = 2.03+(-59.5-13.6)/2=-34.57 кН·м; N = 239.4 кН

- Расчётная длина: L₀ = 2 · Н_надкр = 2 · 3,34 = 6.68 м

- Эксцентриситет: e₀ = M / N = 71.07 / 239.4 = 0,3 м = 30 см

- Определяю коэффициент влияния длительного действия нагрузки:

φ_L = 1 + β ·

, где β принимается равной 1 (для тяжёлого бетона)

φ_L = 1 + 1 ·

= 1.49

- Определение коэффициента δ:

δ₁ = е₀ / h = 30 / 38 = 0,789

δ₂ = 0,5 – 0,01 ·

- 0,01 · R_b= 0,5 – 0,01 · - 0,01 · 14,5 = 0,178

Принимаю: δ = δ_max = 0,789

- ν = E_S / E_b = 20000 / 3000 = 6,67

N_cr =

· ,

где μ – коэффициент армирования (предварительно принимается = 0,005)

N_cr =

· = 1673 кН

- Коэффициент влияния прогиба при продольном изгибе:

η =

= = 1,17 (должен находится в пределах 1 ÷1,4)

- Расчётная величина эксцентриситета: η · e₀ = 1,17 · 30 = 35 см

- Определение случая внецентренного сжатия для симметричного армирования

x=N/R_b·b=239.4/1,45·40=4.1 см; ξ_y·h₀ =0,594·34=20.2 см, что > х=4.1 см

(если х > 20.2 – случай больших эксцентриситетов

x < 20.2 – случай малых эксцентриситетов)

Т.к. используется симметричное армирование, вследствие чего х < 20.2→ мы имеем дело со случаем малых эксцентриситетов )

- е = η · е₀ +

- а = 1,17 · 30 + - 4 = 50 см

- A_S = A_S’ =

= = 3.4 см²

Армирование принимаем конструктивно: 6Ø16А400с(A_S=12,06см²)

Хомуты и шпильки: Ø5Вр-IПримем Sw=40 см.

3.2 Подкрановая часть

- Комбинация усилий:

M = 118,5 кН·м

M_e = -0,6+(105,5+13,6)/2=58,95 кН·м

N = 453,9 кН

- Расчётная длина: L₀ = 1,5 · Н_подкр = 1,5 · 8,81 = 13,215 м

- Эксцентриситет: e₀ = M / N = 118,5 / 453,9 = 0,26 м = 26 см

- Определяю коэффициент влияния длительного действия нагрузки:

φ_L = 1 + β ·

, где β принимается равной 1 (для тяжёлого бетона)

φ_L = 1 + 1 ·

= 1,5

- Определение коэффициента δ:

δ₁ = е₀ / h = 26 / 60 = 0,433

δ₂ = 0,5 – 0,01 ·

- 0,01 · R_b= 0,5 – 0,01 · - 0,01 · 14,5 = 0,13

Принимаю: δ = δ_max = 0,433

- ν = E_S / E_b = 20000 / 3000 = 6,67

N_cr =

· ,

где μ – коэффициент армирования (предварительно принимается = 0,005)

N_cr =

· = 2212 кН

- Коэффициент влияния прогиба при продольном изгибе:

η =

= = 1,26 (должен находится в пределах 1 ÷1,4)

- Расчётная величина эксцентриситета: η · e₀ = 1,26 · 26 = 32,7 см

- Определение случая внецентренного сжатия для симметричного армирования

x=N/R_b·b=453,9/1,45·40=7,8 см; ξ_y·h₀ =0,594·56=33,3 см, что > х=7,8 см