Файл: Изм. Кол. Лист. док Подпись.pdf

ё
ДПКП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
1.Исходные данные
Вариант №6
Вариант поперечной рамы – двухпролетная;
Грузоподъемность крана Q –5т.;
Отметка верха подкрановой консоли (О.П.К.) – 8,1м;
Пролет цеха L – 24м;
Шаг рам –12м;
Материал стенового заполнения – стеновые панели;
Кровля – рулонная;
Тепловой режим здания – неотапливаемый;
Край, область – Республика Башкортостан;
Город, населенный пункт – Нефтекамск;
Напрягаемая арматура:
Плита покрытия – Вр1200;
Стропильная конструкция – Вр1200.
2.Компоновка поперечной рамы промышленного здания
1. Шаг поперечных рам S – 12м;
2. Высота подкрановой балки
–1,2м;
3. Высота надкрановой и подркановой частей колонны, полную высоту
;
Окончательная принятая величина
, кратная 0,3: следовательно
Определение пролета крана
4. Привязка а разбивачной оси ряда колонн а=250мм

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
5. Высота сечения надкрановой части колонны:
– для колонн крайнего ряда: при привязке а =250мм,
– для колонн среднего ряда:
6. Необходимые размеры сечения и b для подкрановой части колонны, исходя из требований достаточной ее жесткости:
– для колонн крайнего ряда:
Принята двухветвевая колонна с высотой сечения
, так как
Приняташирина сечения b=0,5м;
–для колонн центрального ряда: для сплошной колонны
=800мм, для двухветвевой колонны
=1500мм. Ширину принята аналогично колонне крайнего ряда.

Рис.2.1.Схема поперечной рамы

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
3. Сбор нагрузок на поперечную раму здания
3.1 Постоянная нагрузка
3.1.1. Постоянная нагрузка от конструкции покрытия:
Шаг колонн –12м
Вес плиты – 6,2т;
Площадь плиты –
;
Вес плиты на 1/
–
Таблица 3.1
Расчет постоянной нагрузки от конструкции кровли
Собственный вес
Нормативная нагрузка кН м
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка кН м
Постоянная нагрузка
Четырехслойный рубероидный ковер
0,051 1,2 0,061
Выравнивающий слой из цементно- песчаного раствора, толщина 15мм., плотность 18 0,27 1,3 0,351
Пароизоляция, рубероид наклеенный на горячий битум и покрытый поверху слоем битума
0,024 1,2 0,029
Железобетонные ребристые плиты покрытия 3х12 м, высотой 450мм.
1,720 1,1 1,892
Итого:
2,065
–
2,333
– Определение нагрузки на 1 м длины фермы:
– Момент от внецентренного опирания фермы на колонну:
3.1.2. Постоянная нагрузка от веса стропильной фермы:
Шаг колонн 12м
Вес сегментной раскосной стропильной фермы пролетом 24м – 18,6 т (186кН)
Грузовая площадь – 12х24=288

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
– Опорное давление стропильной конструкции от веса самой фермы:
3.1.3 Постоянная нагрузка от стенового ограждения и колонн.
Надкрановая часть колонны
– Площадь остекления, приходящаяся на одну колонну: где
– общая высота остекления.
– Вес остекления: где
– вес квадратного метра остекления, равный
– коэффициент надежности по нагрузке.
– Площадь стен:
– Вес стен: где
– вес квадратного метра стены, равный 1,8 кН/м²
– Вес колонны: где
– Постоянная нагрузка на верхнюю часть колонны:
–Момент от веса стеновых панелей и остекления

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
–Величина эксцентриситета составляет:
Подкрановая часть колонны
– Площадь остекления, приходящаяся на одну колонну:
где
– общая высота остекления.
– Вес остекления: где
– вес квадратного метра остекления, равный
– коэффициент надежности по нагрузке.
– Площадь стен:
– Вес стен: где
– вес квадратного метра стены, равный 1,8 кН/м²
– Вес колонны: где
– Постоянная нагрузка на верхнюю часть колонны:
–Момент от веса стеновых панелей и остекления
–Величина эксцентриситета согласно рисунку 3.14 составляет:

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
3.3.4 Постоянная нагрузка от веса подкрановой балки
Шаг колонн – 12м
Балка пролетом – 12м:
Площадь – 0,37 м
Объем - 4,44 м
Вес подкрановой балки п б
116,55 кН п б
3.2. Временная нагрузка
3.2.1 Снеговая нагрузка
–Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию
Покрытия:
Снеговой район – 4
–
коэффициент перехода от веса снегового покрова к снеговой нагрузке на покрытие коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов. где, k – принимается в зависимости от типа местности;

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
b – наименьший размер покрытия в плане;
l – наибольший размер покрытия в плане.
– Расчетное значение снеговой загрузки определяется по формуле:
Таблица 3.2
Расчет снеговой нагрузки на конструкции кровли
№ п/п
Расположение
Вес сн. покрова
К
Норм значение
Предельное расчетное значение нагрузки
1
Покрытие на отм + 14,85 2
0,85 57,98 0,761 1
1 1,522 1,4 2,131
Примечание: Размеры здания в плане: b=49м, l=60м.
– Опорное давление от снеговой нагрузки:
3.2.2 Ветровая нагрузка
Объект относится к II-му ветровому района с нормативным значением ветровой нагрузки
Принят тип местности – В (городская застройка).
Ветровые нагрузки на плоские конструкции ограждения.
Данные о размерах здания в плане одного блока:
– высота H= 14,7 м.
– длина L= 60,0 м.
– ширина B= 49 м.

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
Рис.3.2.
Схема точек приложения нагрузок
Таблица 3.3
Высотные отметки конструкций
№
Описание элементов
Высотные отметки, мм отм. факт отм. ветер
S,м
1
Точка №1 – верх обреза фундамента
0 0
–
2
Точка №2 – Уровень земли
150 0
12 3
Точка №3 – Отм.+5.0м, зона с постоянным значением ветрового давления
5150 5000 12 4
Точка №4 – Отметка подкрановой консоли
8250 8100 12 5
Точка №5 – верх подкрановой балки
9450 9300 12 6
Точка №6 – верх колонны (низ стропильных конструкций)
11850 11700 12

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
Таблица 3.4
Значения коэффициентов и
Номер точки
Отм. над уровнем земли, м
2 0,000 0,493 1,218 3
5,000 0,493 1,218 4
8,100 0,590 1,12 5
9,300 0,628 1,082 6
11,700 0,685 1,037
Таблица 3.5
Значения p и x
Основная координационная плоскость
Направление действия ветра
Фронт, перпендикулярно буквенным осям, м
p = В
х = h
zoy
60 14,7 zox
19,6 14,7 60 49
Таблица 3.6
Значения коэффициентов пространственной корреляции пульсаций давления
Зоны действия
Основная коорд. плоскость
p
x
v
Фронт, перпендикулярно буквенным осям
Наветренная стена zoy
60 14,7 0,629
Подветренная стена
Таблица 3.7
Расчет ветрового давления
Отм. плит, м
Отм. над уровнем земли, м
L, м
γ
f w
0,
кП
а k(z e
)
Наветренная стена (активная)
Подветренная стена
(пасивная)
C
aer
W
ma
, кПа
W
mpa
, кПа
Q
акт
,
кН/м
C
aer
W
mп
, кПа
W
mpп
, кПа
Q
пасв
,
кН/м
0,000 0
12 1,4 0,3 0,000 0,8 0,000 0,000
0,000
-0,5 0,000 0,000
0,000
0,150 0,000 12 1,4 0,3 0,500 0,8 0,120 0,168
2,016
-0,5
-0,075
-0,105 -1,260
5,150 5,000 12 1,4 0,3 0,493 0,8 0,118 0,166
1,986
-0,5
-0,074
-0,103 -1,241
8,250 8,100 12 1,4 0,3 0,597 0,8 0,143 0,201
2,409
-0,5
-0,090
-0,125 -1,506
9,450 9,300 12 1,4 0,3 0,631 0,8 0,152 0,212
2,546
-0,5
-0,095
-0,133 -1,591
11,850 11,700 12 1,4 0,3 0,692 0,8 0,166 0,233
2,791
-0,5
-0,104
-0,145 -1,744

КП 08.03.01.000 ПЗ
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
Таблица 3.8
Расчет пульсационной составляющей ветрового давления
Отм. плит, м
Отм., м
L, м
ζ(z e
)
Наветренная стена (активная)
Подветренная стена (пасивная)
W
mpa
, кПа
ν
W
ppa
, кПа
Q
wpa
,
кН/м
W
mpп
, кПа
ν
W
ppп
, кПа
Q
wpп
,
кН/м
0 0
12 0
0,000 0,629 0,000
0,000
0,000 0,629 0,000
0,000
0,15 0
12 1,220 0,168 0,629 0,129
1,547
-0,105 0,629
-0,081
-0,967
5,15 5
12 1,218 0,166 0,629 0,127
1,521
-0,103 0,629
-0,079
-0,951
8,25 8,1 12 1,106 0,201 0,629 0,140
1,675
-0,125 0,629
-0,087
-1,047
9,45 9,3 12 1,075 0,212 0,629 0,144
1,722
-0,133 0,629
-0,090
-1,076
11,85 11,7 12 1,027 0,233 0,629 0,150
1,803
-0,145 0,629
-0,094
-1,127
Таблица3.9
Расчет суммарного ветрового давления
Отм. плит, м
Отм., м
Наветренная стена (активная)
Подветренная стена (пасивная)
W, кПа
Q
акт
, кН/м
Q
wpa
, кН/м
Q
waкт
,
кН/м
W, кПа
Q
пасв
, кН/м
Q
wpп
, кН/м
Q
wпас
,
кН/м
0 0
0,000 0,000 0,000
0,000
0,000 0,000 0,000
0,000
0,15 0
0,297 2,016 1,547
3,563
-0,186
-1,260
-0,967
-2,227
5,15 5
0,292 1,986 1,521
3,507
-0,183
-1,241
-0,951
-2,192
8,25 8,1 0,340 2,409 1,675
4,084
-0,213
-1,506
-1,047
-2,553
9,45 9,3 0,356 2,546 1,722
4,268
-0,222
-1,591
-1,076
-2,667
11,85 11,7 0,383 2,791 1,803
4,594
-0,239
-1,744
-1,127
-2,871
3.2.3 Нагрузка от мостового крана
– Грузоподъемность крана Q –5т
– Пролет крана
– Ширина крана В=6,5
–База крана К=5м
–Высота крана Н=1,65м
–Вылет края крана
=0,23м
–
Давление колеса на подкрановый рельс
, кН
– Тип кранового рельса КР70
– Тележка –2,2 т
–Кран –25т

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
–
Расстояние от колеса до упора крана: а) б)
Рис.3.3. Схема размещения кранов для определения
(а) и
(б)
– Наибольшее давление на колонну: где, 1,08 – коэффициент, учитывающий вес подкрановой балки; э n – число колес всех кранов, передающих нагрузку на рассматриваемую колонну

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
– Наименьшее давление на колонну:
Где, минимальное нормативное вертикальное давление одного колеса крана
G – вес крана с тележкой,
Q – грузоподъемность крана.
– число колес на одной стороне крана, 0 n =2.
G=272 кН; Q=50 кН;
–Крайняя колонна:
–Центральная колонна:
– Моменты, действующие на крайнюю колонну:
–Моменты, действующие на центральную колонну:
– Нормативное значение горизонтальной силы, приходящейся на одно колесо с одной стороны крана: где β=0,05;
– вес тележки крана

КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись Дата
– Расчетное горизонтальное давление на колонну в уровне верхнего пояса балки от поперечного торможения тележек двух кранов:
4.Статический расчет поперечной рамы промышленного здания
4.1. Составление расчетной схемы
Таблица 4.1
Координаты точек плоской рамы
№ точки
Х,м
Z,м
№ точки
Х,м
Z,м
№ точки
Х,м
Z,м
1 0,5 0
1.2 47,5 0
1.1 24 0
2 0,5 0,15 2.2 47,5 0,15 4.1 24 8,25 3
0,5 5,15 3.2 47,5 5,15 5.1 24 9,45 4п
0,5 8,25 4.2п
47,5 8,25 6.1 24 11,85 4н
0,19 8,25 4.2н
47,81 8,25 5
0,19 9,45 5.2 47,81 9,45 6
0,19 11,85 6.2 47,81 11,85

Рис.4.1. Выделение расчетной схемы из поперечного разреза здания

Рис.4.2.Расчетная схема

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
4.2. Параметры жесткости плоской рамы
Для задания жесткости элементам плоской рамы задаемся тяжелым бетон классом В20. Значения начального модуля упругости бетона при сжатии составляет
Надкрановая часть колонны
Жесткость задается через стандартное прямоугольное сечение 2-2, параметры сечения:
Рис.4.3. К расчету жесткости надкрановой части
Подкрановая часть колонны:
Геометрические параметры сечения представлены на сечении 1-1
Рис.4.4. К расчету жесткости подкрановой части
Жесткость задается численным описанием:

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
– В плоскости рамы:
– из плоскости рамы:
Стропильная ферма
В расчетной схеме стропильная ферма заменяется на стержень, которому параметры жесткости задаются через численное описание:
Сечение поясов фермы b = 300 мм,
= 250 мм, расстояние между центрами поясов в коньке с=3000мм.
Рис.4.5. К расчету жесткости фермы
Жесткость задается численным описанием:

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
– В плоскости рамы:
– из плоскости рамы:
5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ДВУХВЕТВЕВОЙ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ
5.1.Усилия в сечениях колонны
Надкрановая часть:
–усилие от полной нагрузки
–усилие от постоянной и временной длительной нагрузки
Подкрановая часть колонны
1) Усилия №1
–усилие от полной нагрузки
–усилие от постоянной и временной длительной нагрузки
2) Усилия №2
– усилие от полной нагрузки
–усилие от постоянной и временной длительной нагрузки

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
3) Усилия №3
– усилие от полной нагрузки
–усилие от постоянной и временной длительной нагрузки
5.2. Выбор материала
Для колонн принимаем тяжелый бетон класса В25. Для принятого класса бетона выписываем характеристики для расчета по 1-й группе предельных состояний:
− расчетное сопротивление бетона сжатию
− расчётное сопротивление бетона растяжению
− начальный модуль упругости бетона
− относительные деформации бетона при продолжительном и непродолжительном действии нагрузки
Продольная арматура А400:
– расчетное сопротивление арматуры сжатию
− расчётное сопротивление арматуры растяжению
− модуль упругости арматуры
Поперечная арматура А240: расчетное сопротивление поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней)
− модуль упругости арматуры
5.3. Расчет надкрановой части колонны
– Гибкость надкрановой части колонны: где,

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата
Рис.5.1. Поперечное сечение надкрановой части колонны.
– Т.к. гибкость > 14, то расчет ведем по недеформированной схеме и значение коэффициента η, учитывающего влияние изгиба на эксцентриситет, определяем по формуле: где,
Условие выполняется, значит размеры поперечного сечения надкрановой части колонны достаточны
D – жесткость железобетонного элемента в предельной стадии:
– моменты инерции площадей сечения бетона и всей продольной арматуры относительно оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения элемента, соответственно.

ё
КП 08.03.01.000 ПЗ
ДП
Лист
Изм. Кол. Лист. №док Подпись
Дата где,
=1…3% - оптимальный процент армирования колонны, принимаем в первом приближении =2%. коэффициент,учитывающий влияние длительности действия нагрузки: где,
– моменты относительно центра наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок; где
,
,
,
– усилия из статического расчета для выбранной комбинации.
– относительное значение эксцентриситета продольной силы:
– начальный эксцентриситет, для статически неопределимых конструкций вычисляемый по выражению.
–случайный эксцентриситет, принимаемый из условия: