Методичні вказівки icon

Методичні вказівки




Скачати 259.42 Kb.
НазваМетодичні вказівки
Дата23.06.2012
Розмір259.42 Kb.
ТипДокументи


Міністерство освіти і науки України


Харківська національна академія

міського господарства


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту № 2 з дисципліни

Залізобетонні та кам`яні конструкції”

Розділ 2. “Конструктивний розрахунок двогілкової колони, фундаменту

і безрозкісної ферми покриття одноповерхової промислової будівлі”

(для студентів 4,5 курсів денної і заочної форм навчання

спеціальності 7.092101 “Промислове і цивільне будівництво”)


Харків - 2006


Методичні вказівки до виконання курсового проекту № 2 з дисципліни “Залізобетонні та кам`яні конструкції”. Розділ 2 ”Конструктивний розрахунок двогілкової колони, фундаменту і безрозкісної ферми одноповерхової промислової будівлі (для студентів 4,5 курсів денної і заочної форм навчання спеціальності 7.092101 ПЦБ). Укл. Стоянов Є.Г. – Харків: ХНАМГ, 2006.- 32 с.


Укладач: Є.Г.Стоянов


Рецензент: О.М.Шаповалов


Рекомендовано кафедрою будівельних конструкцій, протокол №9 від 12.01.2006 р.


Зміст





Стор.

Загальні вказівки ....................................................................................….

4

1. Проектування колон ...........................................................................….

4

1.1. Загальні рекомендації .....................................................................….

4

1.2. Приклад розрахунку двогілкової колони .......................................…

5

1.3. Розрахунок розпірки ........................................................................…

12

1.4. Розрахунок короткої консолі колони .................................................

13

2. Розрахунок фундаменту під колону ......................................................

15

2.1. Загальні положення ..........................................................................…

15

2.2. Приклад розрахунку фундаменту ...................................................…

15

3. Розрахунок безрозкісної ферми покриття ........................................….

21

Список літератури ..................................................................................….

28

Додатки ...................................................................................................…..

29



^ Загальні вказівки


У цих методичних вказівках розкриваються окремі теоретичні положення з проектування таких елементів одноповерхової промислової будівлі, як колони, фундаменти стаканного типу, безроскісні ферми покриття, а також наведені приклади їх розрахунку.


1. Проектування колон


1.1. Загальні рекомендації

Загальні рекомендації щодо застосування того чи іншого типу колон, їх прив`язок, розмірів перерізів наведені в розділі 1 до виконання курсового проекту № 2 (О.М.Шаповалов, Н.О.Псурцева – Харків, ХДАМГ, 2003 р.).

Розрахунок колон виконують окремо для надкранової і підкранової частин.

Вихідними даними для конструктивного розрахунку є результати статичного розрахунку рами, в процесі якого визначаються зусилля М,N для кожного перерізу колони.

Розрахунок ведуть в кожному перерізі на комбінації зусиль:

Мmax , Nвідп.,

Mmin , Nвідп.,

Nmax , Mвідп..

У практичних розрахунках досить часто з усіх можливих комбінацій зусиль можна відокремити лише одну, що є явно найбільш невигідною. Наприклад, поздовжне зусилля в усіх комбінаціях майже однакове, а один із згинальних моментів значно перебільшує два інших.

При аналізі зусиль в двох перерізах надкранової або підкранової частин при симетричному армуванні в більшості випадків достатньо розрахувати тільки один переріз, для якого розрахункова комбінація зусиль найбільш невигідна.

Колони розраховують на позацентровий тиск. Величину розрахункового ексцентриситету прикладання поздовжного зусилля відносно центру ваги перерізу визначають за формулою ео = М/N. У зв`язку з тим, що колони – це елементи статично невизначеної рами, випадкові ексцентриситети не враховують. Зростання ексцентриситету від поздовжнього згину враховується коефіцієнтом ? > 1.

Розрахунок армування колони здійснюють за формулами першого або другого випадку позацентрового тиску залежно від величини ?ео.


^ 1.2. Приклад розрахунку двогілкової колони

Надкранова частина колони має прямокутний переріз, підкранова має прямокутний переріз для кожної гілки.

Вихідні дані:

Бетон класу В20 (Rb=11.5 мПа, Rbt =0.9 мПа, Еb=2.7х104 мПа).

Поздовжна арматура класу А400с (Rs=Rsc=375 мПа, Еs=2х105 мПа).

Поперечна арматура класу А240с (Rs=225 мПа, Rsw=175 мПа, Еs=2.1х105 мПа ).


Розрахунок міцності надкранової частини

З усіх імовірних комбінацій зусиль найбільш невигідна:

М = 150 кНм, N = 1000 кН. З них від тривалого навантаження (постійного та половини кранового) Ml = 100 кНм, Nl = 800 кН.

Розрахункова довжина надкранової частини колони

l0 = 2H2 = 2х3.6 = 7.2 м.

Для визначення коефіцієнта впливу поздовжнього згину ? винаходять величину умовної критичної сили

. (1)

У формулі (1) величина Is невідома, тому в першому наближенні приймають коефіцієнт армування ?~0.005, тоді формула (1) може бути подана як

. (2)

Розрахунок міцності проводять в наступному порядку.

1. Розрахунковий ексцентриситет

ео = М/N = 150/1000 = 0.15 м = 15 см.

2. Коефіцієнт впливу тривалої дії навантаження на прогин елементу в граничному стані

?l = 1+?Ml/M ,

де ?=1 для важкого бетону;

?l =1 + 100/150 = 1.67.

3. Знаходять коефіцієнт ? як більше із значень

?1о/h = 15/60 = 0.25;

?2=?min=0.5-0.01l0/h-0.01Rb=0.5-0.01(720/60)-0.01х11.5 = 0.265.

Остаточно приймають ? = 0.265.

4. Коефіцієнт ? = Es/Eb = 2х106/2.7х104 = 7.41.

5. Критична сила за виразом (2):

кН.

6. Коефіцієнт впливу прогину

? = 1/1-N/Ncr = 1/1-1000/9715 = 1.115.

Розрахунковий ексцентриситет ео? =15х1.115 = 16.725 см.

7. Визначають випадок позацентрового тиску для симетричного армування при порівнянні величин x та ?yh0 :

х = N/Rbb = 1000/1.15*50 = 17.39 см;

?yh0= 0.615*56 = 34.44 см.

При хyh0 маємо перший випадок (великий ексцентриситет). Тут ?y визначають за таблицею (дод.2).

8. Ексцентриситети відносно центрів ваги розтягнутої і стиснутої арматури відповідно

е = ео?+0.5h-а = 16.725+30-4 = 42.725 см,

е`= 0.5h-ео?-а` = 30-16.725-4 = 9.275 см.

Якщо ео? > h/2 , то е` = ео?-0.5h+а`.

9. Необхідна кількість арматури:

при х 2а`

(3)

при х < 2a`

(4)

У нашому випадку (х = 17.39 см > 2а`=8 см)

<0.

Арматура за розрахунком не потрібна. У цьому разі її приймаємо конструктивно за мінімальним коефіцієнтом армування залежно від гнучкості елементу (дод.3).

Для розглядуваної задачі при l0/h = 720/60 = 12 ?min = 0.004.

As=AsI = 0.004bh0 = 0.004*50*56 = 11.2 см2 .

Приймаємо для симетричного армування 6ш16 А400с (As+AsI= 12.06 см2).

Конструктивну арматуру в середині розміру h приймаємо 2ш16А400с (рис.1).

При несиметричному армуванні випадок позацентрового тиску визначають за рекомендаціями:

при ео??0.3 h0 - перший випадок,

при ео?<0.3 h0 - другий випадок.

В нашому прикладі 0.3 h0 = 0.3*56 = 16.8 см > e0? = 16.725 см.

Маємо 2-й випадок (малий ексцентриситет).

Для цього випадку рекомендується такий порядок розрахунку:

  1. визначаємо армування як для першого випадку

, (5)




Рис. 1


, (6)

2) визначаємо армування як для центрально стиснутого елемента при ? = 1, ? = 1:

, (7)

3) приймаємо середні значення

As=(As1+As2/2) / 2 AsI= (As1I+As2/2) / 2 (8)

і перевіряємо несучу здатність перерізу за формулою

Ne Rbbx(h0-0.5x)+RscAsI(h0-aI) , (9)

де

х = (N – RscAsI +RsAs)/Rbb . (10)

Слід зазначити, що для ексцентриситетів у межах 0.15h0e0? 0.3h0 площі перерізів арматури As і AsI практично завжди будуть менше конструктивного мінімуму.

Розрахунок підкранової частини колони

На величину зусиль в підкрановій частині колони суттєво впливають короткочасні навантаження (вітрові й частково кранові). Для розрахунків міцності беруть до уваги не менше двох комбінацій.

Розглядають, як правило, переріз на рівні консолі і переріз в замуруванні колони у фундаменті. Згинальні моменти в цих перерізах відрізняються як за величиною, так і за знаком.

Розглядаємо приклад з такими комбінаціями зусиль:

  • у верхньому перерізі

М = - 500 кНм, Мl = 120кНм, N = 1500 кН, Q = 30 кН;

  • у нижньому перерізі

М = 600 кНм, Мl = 120 кНм, N = 1700 кН, Q = 80 кН.


К о м б і н а ц і я 1

1. Розрахункова довжина підкранової частини колони

l0 = 1.5H1= 1.5*9.6 = 14.4 м.

2. Розрахунковий ексцентриситет

ео= M/N = 500/1500 = 0.333 м = 33.3 см.

3. Приведений радіус інерції перерізу

, (11)

де n – кількість панелей (отворів) в колоні (в нашому прикладі n = 4);

с – відстань між осями гілок, що дорівнює 850 мм (рис. 1);

h – висота перерізу гілки ( h = 250 мм).

= 23.9 см .

Співвідношення l0/ired = 1440/23.9 = 60.25 > 14, тому необхідно враховувати поздовжній прогин елемента коефіцієнтом ?.

4. Щодо коефіцієнта ?l. Моменти М і Мl мають різні знаки, тому в умовах ео>0.1h коефіцієнт ?l = 1. При однакових знаках М і Мl коефіцієнт ?l визначають за формулою, наведеною для надкранової частини колони.

  1. ?1= ео/hc = 33.3/110 = 0.303;

?2 = 0.5 – 0.01х1440/110 – 0.01х11.5 = 0.254;

Приймаємо ? = 0.303.

6. Попередньо приймаємо коефіцієнт армування гілки ?=?опт=0.01.

7. Критична сила



8. Коефіцієнт урахування прогину

? = 1/(1-N/Ncr) = 1/(1-1500/4594) = 1.48.

9. Зусилля в гілках колони

Nc = N/2 ± M?/c ;

-у зовнішній гілці

N1= 1500/2 + 500х1.48/0.85 = 750 + 870 = 1620 кН (тиск),

-у внутрішній гілці

N2 = 750 – 870 = - 120 кН (розтяг).

10. Згинальний момент від місцевого згину гілки колони

М = Qs/4 ,

де s – крок розпорок (s = 2100 мм, рис.1);

М = 30х2.1/4 = 15.75 кНм.

11. Розрахунковий ексцентриситет для зовнішньої гілки

ео = М/N1 = 15.75/1620 = 0.0097 м = 0.97 см.

12. Стиснута зона зовнішньої гілки

х = N/Rbb = 1620/1.15*50 = 28 см > h = 25 см.

Весь переріз стиснутий, тому маємо 2-й випадок позацентрового тиску.

13. Ексцентриситети

е = ео+0.5h –a =0.97+12.5 – 3 = 10.47 см,

е` = 0.5h – e0 – a` = 12.5 – 0.97 – 3 = 8.53 см.

14. При х = h = 25 см

< 0.

15. Внутрішня гілка розтягнута, тому

Аs = N2/Rs = 120/37.5 = 3.2 см2.


К о м б і н а ц і я 2

1. Розрахунковий ексцентриситет

ео = М/N = 600/1700 = 0.353 м = 35.3 см.

  1. ?l = 1 + ?Ml/M = 1 + 120/600 = 1.2.

  2. ?1 = e0/hc = 35.3/110 = 0.321; ?2 = 0.254;

? = 0.321.

4. кН.

5. ? = 1/(1 – 1700/3975) = 1.74.

6. Зусилля в гілках колони:

-у зовнішній гілці N1= 1700/2 – 600*1.74/0.85 = - 378 кН (розтяг);

-у внутрішній гілці N2 = 1700/2 + 600*1.74/0.85 = 2078 кН (тиск).

7. Згинальний момент від місцевого згину

М = Qs/4 = 80*2.1/4 = 42 кНм.

  1. ео = 42/2078 = 0.02 м = 2 см.

  2. Стиснута зона х = N2/Rbb = 2078/1.15*50 = 36.1 см >h = 25 см;

Маємо 2-й випадок (вся гілка стиснута).

  1. е = ео+ 0.5h – a = 2+12.5-3 = 11.5 см;

е` = 0.5h – ео –а` = 12.5-2-3 = 7.5 см.

11. При х = h

см.

Аs + AsI = 2*8.32 = 16.64 см2.

12. У розтягнутій зовнішній гілці

Аs = N1/Rs = 378/37.5 = 10.08 cм2.

Таким чином, порівнюючи армування гілок по двох комбінаціях, треба прийняти для симетричного армування в кожній гілці колони Аs+AsI= 16.64 см2.

За конструктивних вимог мінімальна площа перерізу арматури в гілці

Аs min = 0.004 bh = 0.004*25*50 = 5 см2 < 16.64 cм2.

Остаточно приймаємо армування в гілках 6ш20 А400с (Аs+AsI=18.85 cм2).


^ 1.3. Розрахунок розпірки

1. Найбільший згинальний момент у розпірці

М = Qs/2 = 80*2.1/2 = 84 кНм.

Епюра моментів двозначна, тому розпірку треба армувати симетричною подвійною арматурою (нехтуючи роботою стиснутого бетону).

2. см2.

Приймаємо по 3ш18 А400с (Аs=AsI= 7.63 см2).

3. Перерізаюча сила в розпірці

Q = 2M/c = 2*84/0.85 = 198 кН.

4. Перевірка:

Qb = 0.6Rbtbh0 = 0.6*0.09*50*36 = 97.2 кН
Необхідно виконати розрахунок поперечної арматури.

5. Приймаємо поперечну арматуру 3ш8 А400с (Asw = 1.51 см2); крок хомутів беремо sw1= 15 см.

qsw = RswAsw/sw1 = 29*1.51/15 = 2.92 кН/см > Rbtb/2 =0.09*50/2 =2.25 кН/см.

6. см;

h0=36<63.7<2h0=72 см.

7. Qsw = qswc0 = 2.92*63.7 = 186 кН;

Qb + Qsw = 97.2 + 186 = 283.2 кН > Q = 198 кН.

Міцність похилих перерізів розпірки достатня.


^ 1.4. Розрахунок короткої консолі колони

До розрахунку входить визначення розмірів консолі і необхідного армування.

Висоту консолі визначаємо за формулою

h0 ? Qmax / 3.5Rbtb . (12)

Виліт консолі знаходимо за технологічними вимогами, наприклад, прив`язкою осі підкранової рейки (рис. 2).



Рис. 2

Розрахунок виконуємо в наступному порядку.

1. Приймаємо Qmax , що дорівнює найбільшому тиску кранів на консоль колони. Наприклад, за статичним розрахунком

Qmax = Dmax = 800 кН.

2. Робоча висота перерізу

h0 ? 800 / 3.5*0.09*50 = 50.8 см.

За конструктивними вимогами h = 0.7…0.8 висоти підкранової балки. Під підкранову балку з h = 1400 мм приймається консоль висотою hc= 1000 мм ( h0 = 95 см > 50.8 см).

3. Виліт консолі lc 0.9h0.

За технологічними вимогами (достатність розміру для закріплення підкранової балки) приймаємо lc = 20 см.

При скосі консолі під кутом 45о hc1= 800 мм, що відповідає вимогам

hc1 hc/3 = 333 мм; hc1 hп.б. /3 = 1400/3 = 466 мм.

4. Армування консолі за згинальним моментом

М = 1.25Qmaxac = 1.25*800*45 =45000 кНсм.

?m = 45000 / 1.15*50*952 = 0.087; ? = 0.96;

Аs = 45000 / 0.96*37.5*95 = 13.2 см2.

Арматура 4ш22 А400с з As = 15.2 см2 розташовується по контуру консолі.

5. Перевірку міцності похилої стиснутої смуги бетону виконуємо за формулою

Q 0.8 ?w2RbblsupSin2? (13)

де tg? = hc/lc = 1000/200 = 5; ? = 78.69о; Sin? = 0.98; Sin2? = 0.96.

Коефіцієнт впливу поперечної арматури (2ш8 А240с; sw = 150 мм)

?w1 = Asw / bsw = 1.01/50*15 = 0.00135;

?w2=1+5Es?w1 / Eb = 1+5*21000*0.00135/2700 = 1.0525.

Довжина необхідної площадки опору підкранової балки

lsup = Q / 0.8?w2RbbSin2? ? bп.б. (14)

lsup = 800 / 0.8*1.0525*1.15*50*0.96 = 17.2 см < bп.б. = 34 см.

Міцність бетону консолі достатня.

6. Похила арматура встановлюється конструктивно :

Аs inc = 0.002bh0 = 0.002*50*95 = 9.5 см2.

Приймаємо 4ш18 А400с (As inc = 10.48 см2).


^ 2. Розрахунок фундаменту під колону


2.1. Загальні положення

Фундаменти під збірні колони промислових будівель виконують стаканного типу, частіше монолітними з високим стаканом.

Глибина замурування двогілкових колон у стакан фундаменту приймається hl 0.5+0.33h, а суцільних колон hl h при розрахунковому ексцентриситеті ео 2h і h l 1.4h при ео > 2h.

Крім того, якщо в колоні є розтягнута арматура діаметром d, то глибина замурування для суцільної колони повинна бути не менше 25d, а для двогілкової колони – 30d.

Підошву фундаменту виконують прямокутною, розвинутою в площині дії ексцентриситету із співвідношенням розмірів близьким до співвідношення розмірів поперечного перерізу колони.

  1. Габарити фундаменту добирають з розмірами, кратними 300 мм.

Верхній обріз фундаменту приймають на позначці –0.150.


^ 2.2. Приклад розрахунку фундамента

Вихідні дані:

-глибина закладання фундаменту d1 = 1.95 м;

-розрахунковий тиск на грунт R0 = 0.26 кПа;

-бетон класу В20, арматура класу А300с.

Розрахункові зусилля: М = 600 кНм, N = 1700 кН, Q = 80 кН.

1. Глибина замурування колони в стакані фундаменту

hl ? 0.5+0.33*1.1 = 0.863 м.

З урахуванням необхідних зазорів приймаємо глибину стакану hl=1.0 м.

Висота фундаменту

H = d1 – 0.15 м = 1.95 – 0.15 = 1.8 м (кратно 300 мм).

2. Площа підошви фундаменту в першому наближенні

a*b = 1.1Nn / (R0-?сер.H) = 1.1*1700 / 1.15(260-20*1.8) = 7.26 м2.

Приймаємо співвідношення a/b = hкол./bкол.= 110/50 = 2.2, звідки

b = 1.82 м, а = 4.09 м.

Приймаємо розміри підошви, кратні 300 мм:

а = 4.2 м, b = 2.1 м .

Фактична площа підошви Аф = 4.2*2.1 = 8.82 м2 .

3. Тиск на грунт під підошвою фундаменту

Рmax,min = ?сер.d1+Nn/Aф ± Mfn/W , (15)

де Mfn = (M+QH)/1.15 = (600+80*1.8)/1.15 = 647 кНм;

W = ba2/6 = 2.1*4.22 / 6 = 6.174 м3;

pmax = 20*1.95+1700/1.15*8.82 +647/6.174 = 311 кПа ~ 1.2R0=312 кПа;

pmin = 20*1.95+1700/1.15*8.82 – 647/6.174 = 103 кПа;

pсер. = (311+103) / 2 = 207 кПа < R0 = 260 кПа.

Умови обмеження тиску задовольняються, тому прийняті розміри фундаменту залишаються як остаточні.

4. Розрахунок міцності фундаменту на продавлення

4.1. Перед розрахунком приймають розміри уступів фундаменту і підколонника за такими рекомендаціями:

-кількість уступів не повинна бути більше трьох;

-висота уступів – 300 мм або 450 мм;

-розмір плитної частини і підколонника приймають кратними 300 мм.

Згідно з цими рекомендаціями приймаємо фундамент з двома уступами (рис 3).

4.2. Визначаємо міцність нижнього уступу по грані площі продавлення abcd. Середня ширина грані продавлення

um = (ab + cd)/2 = (150+210)/2 = 180 см.

Продавлююча сила є рівнодіючою тисків під підошвою на площі cdfe.

Прийнявши умовно тиск рівномірним pmax , знаходимо величину продавлюючої сили:

F = Acdfe pmax = 2.1*0.3*311 = 196 кН.

4.3. Перевіряємо умову F? Rbtumh :



Рис. 3


Rbtumh = 0,09*180*30 = 486 кН > F = 196 кН.

Міцність нижнього уступу на продавлення забезпечена.

4.4. Визначаємо міцність двох уступів на продавлення по грані площі ghiklmnp.

Вертикальна проекція цієї площі продавлення

umh= (210+150)*30/2 + 150*15 + (150+120)*15/2 = 5962.5 см2.

Rbtumh = 0.09*5962.5 = 536.6 кН.

Продавлююча сила

F = Agefl pmax = 2.1*0.6*311 = 392 кН < 536.6 кН.

Міцність на продавлення двох уступів забезпечена.

5. Розрахунок армування фундаменту в напрямку а = 4.2 м

5.1. Тиск на грунт в розрахункових перерізах 1-1,2-2,3-3 відповідно

p1 = (pmax-pmin)*3.6/4.2 + pmin = (311-103)*3.6/4.2 +103 = 281 кПа;

p2 = (pmax-pmin)*3/4.2 + pmin = 252 кПа;

p3 = (pmax-pmin)*2.65/4.2 + pmin = 234 кПа.

5.2. Згинальні моменти в розрахункових перерізах

М1= bL12(2pmax+p1)/6 = 2.1*0,62*(2*311+281)/6 = 114 кНм;

М2 = bL22(2pmax+p2)/6 = 2.1*1.22(2*311+252)/6 = 441 кНм;

М3 = bL32(2pmax+p3)/6 = 2.1*1.552(2*311+234)/6 = 720 кНм.

5.3. Армування в розрахункових перерізах

As1= M1 / 0.9Rsh02 = 11400/0.9*28*25 = 18.1 см2 ;

As2= M2 / 0.9Rsh01 = 44100/0.9*28*55 = 31.8 см2 ;

As3= M3 / 0.9Rsh0 = 72000/0.9*28*175 = 16.3 см2 .

Арматуру приймаємо по найбільшій площі перерізу: Ш14А300с з кроком 100 мм (21Ш14А300с з Аs = 32.33 см2).

6. Розрахунок армування фундаменту в напрямку b = 2.1 м

6.1. Середній тиск на грунт pс = 207 кПа.

6.2. Згинальні моменти в розрахункових перерізах

М4 = 0.125pca(b-bкол)2 = 0.125*207*4.2(2.1-0.5)2 = 278 кНм;

М5 = 0.125*207*4.2(2.1-1.2)2 = 88 кНм;

М6 = 0.125*207*4.2(2.1-1.5)2 = 39.1 кНм.

6.3. Армування в розрахункових перерізах

Аs4 = 27800 / 0.9*28*174 = 6.3 см2;

Аs5 = 8800 / 0.9*28*54 = 6.4 см2;

Аs6 = 3910 / 0/9*28*24 = 6.5 см2 .

Приймаємо Ш10А300с з кроком 200 мм (21Ш10 А300с з Аs = 16,49 см2).

Арматура прийнята за конструктивними рекомендаціями:

-мінімальний діаметр – 10 мм,

-найбільший крок – 200 мм.

7. Розрахунок поздовжньої арматури стакану

7.1. Необхідна кількість поздовжньої арматури визначається в перерізі 7-7, що ослаблений стаканом (рис. 3). Цей переріз приводиться до двотаврового (рис. 4).



Рис. 4


7.2. Зусилля в розрахунковому перерізі

М7-7 = М + Qhl = 600 + 80*1 = 680 кНм;

N7-7 = N + ?fVстак.? = 1700 + 1.1*1.8*1.2*1*25 = 1760 кН.

ео = М7-7 / N7-7 = 680 / 1760 = 0.386 м = 38.6 см.

Ексцентриситет відносно розтягнутої арматури

e = ео + 0.5 h – a = 38.6 + 90 – 5 = 123.6 см.

У зв`язку з тим, що

RbbfIhfI = 1.15*120*30 = 4140 кН > N = 1760 кН,

нейтральний шар знаходиться в полиці, і розрахунок ведуть як для прямокутного перерізу розмірами 180х120 см.

7.3. Висота стиснутої зони

х = N / Rbb = 1760 / 1.15*120 = 12.75 см.

7.4. При симетричному армуванні

As = AsI = N[e – (h0-0.5x)] / Rs(h0-aI) = 1760[123.6-175+123.6/2] / 28(175-5) =

= 3.85 см2.

Мінімальна кількість арматури

As = AsI = 0.0005bfh = 0.0005*120*180 = 10.8 см2 .

Приймаємо по 5Ш18 А300с з кожного боку стакану (As=AsI= 12.72 см2).

8. Розрахунок поперечної арматури стакану

Верхню сітку підколонника приймаємо нижче верхнього обрізу фундаменту на 50 мм, решта сіток – з кроком 200 мм.

Переріз арматури в кожному рівні сіток

Asw = (M+Qhl) / Rsw , (16)

де ?zsw – сума віддалень від нижнього торця колони до кожної з арматурних сіток:

Asw = 6800 / 22.5(10+30+50+70+90) = 12.1 см2.

Приймаємо в кожній сітці по 6ш16 А300с з Asw = 12.06 см2.

Розрахункова арматура фундаменту показана на рис.5.



Рис. 5


^ 3. Розрахунок безрозкісної ферми покриття


3.1. Загальні положення

Безрозкісні залізобетонні ферми покриттів – багатократно статично невизначені конструкції, тому розрахунок їх досить складний і, як правило, виконується за допомогою ЕОМ.

Однак, при симетричному вузловому навантаженні використовують інженерну методику статичного розрахунку - метод моментних нульових точок. Умовно ці точки розміщують в середині стерженів, що формують панель ферми. Методика такого розрахунку наводиться нижче.

Після винаходження зусиль в елементах ферми виконують конструктивний розрахунок стерженів верхнього та нижнього поясів і стояків. Стояки і верхній пояс розраховують на позацентровий тиск , а нижній пояс – на позацентровий розтяг. Нижній пояс виконують попередньо напруженим.


Приклад розрахунку

Розглядаємо безрозкісну ферму прольотом 18 м. Геометрія і розрахункова схема з нульовими точками показані на рис. 6.

8.1. Статичний розрахунок ферми

Вихідні дані.

Власна вага ферми 80 кН.

Вага плит покриття з утеплювачем і покрівлею 3.5 кН/м2.

Снігове навантаження 1 кН/м2.

Матеріали: бетон класу В25 (Rb=14.5 мПа,Rb ser=18.5 мПа, Rbt = 1.05 мПа,

Rbt ser = 1.44 мПа, Eb = 30000 мПа);

арматура нижнього поясу А600с (Rs=600 мПа, Rs ser= 800 мПа,

Es = 190000 мПа);

арматура верхнього поясу і стояків А400с (Rs= Rsc = 375 мПа).




Рис. 6


8.2. Вузлові навантаження

Нехтуючи різницею у величині горизонтальної проекції крайніх і середніх панелей, вузлові навантаження приймаємо однаковими у вузлах 2,3...6:

N2=N3=…N6= ?f1Gnферми/6 +(?f2gnпокр.+ ?f3vn)*3*12 =

= 1.1*80/6 + (1.15*3.5 + 1.4*1)*3*12 = 204 кН.

Навантаження у вузлах 1 і 7 передається на колони безпосередньо.

Опорні реакції

RA = RB = ?Ni/2 = 204*5 / 2 = 510 кН.

8.3. Умовно ферму розчленовуємо на дві частини (верхню і нижню) в місцях умовних шарнірів у стояках (рис. 7), а взаємний силовий вплив замінюємо зусиллями Ni і Qi..



Рис. 7


8.4. Визначаємо зусилля Ni і Qi в кожній нульовій точці, починаючи з лівої опори :

?Mc = 0: RA*1.4 – N1*1.4 – Q1*0.2 = 0 , або

0.2Q1 + 1.4N1 = 714

?MD=0: N1*1.4 + Q1(0.9625 – 0.2) = 0 , або

0.7625Q1 – 1.4N1 = 0 .

При сумісному вирішенні двох рівнянь отримуємо

Q1 = 742 кН ; N1 = 404 кН.

?ME = O: 4.3(RA-N1) – 0.2Q1 – 1.5N2 – 0.7625Q2 = 0 , або

1.5N2 + 0.7625Q2 = 307.4 ;

?MF = 0 : N1*4.3 – (2.0075-0.2)*Q1 – 204*1.5+N2*1.5 – Q2(2.0075-0.7625)=0,

або -1.5N2+ 1.245Q2 = 90.035.

При сумісному вирішенні двох рівнянь отримуємо

Q2 = 198 кН ; N2 = 104 кН.

?MK = 0 :

(RA – N1)*7.3 – Q1*0.2 – N2*4.5 – Q2*0.7625 – N3*1.5 – Q3*1.245 = 0, або

1.5N3 + 1.245Q3 = 6.4 ;

?ML = 0 :

N1*7.3-Q1(2.64-0.2) – 204*4.5+N2*4.5 – Q2*1.8775 – 204*1.5 + N3*1.5 –

-Q3*1.395 = 0 , або

- 1.5N3 + 1.395Q3 = 10.975.

Сумісне вирішення двох рівнянь дає

Q3 = 6.58 кН ; N3 = -1.2 кН.

У центральному стояку Q4 = 0, тому достатньо використати одне рівняння:

М = 0 :

(RA-N1)*10.3 – Q1*0.2 – N2*7.5 – Q2*0.7625 – N3*4.5– Q3*1.245 – N4*1.5=0, звідки N4 = 6.42 кН.

8.5. Визначаємо згинальні моменти і перерізаючі сили:

а) у стояках

М1-1` = 0.2Q1 = 0.2*742 = 148.4 кНм;

М2-2` = 0.7625Q2 = 0.7625*198 = 151 кНм;

М3-3` = 1.245Q3 = 1.245*6.58 = 8.2 кНм;

б) у поясах

М1-2 = М1`-2` = M2`-1` = M2-1 = M1-1` = 148.4 кНм;

M2-3 = M3-2 = M2`-3` = M3`-2` = M2-2` - M2-1 = 151 – 148.4 = 2.6 кНм;

M3-4 = M4-3 = M3`-4` = M4`-3` = M3-3` - M3-2 = 8.2 – 2.6 = 5.6 кНм;

в) Q1 пр. = Q2 лів.= M1-2/1.5 = 148.4/1.5 =98.9 кН;

Q2 пр. = Q3 лів. = M1-3/1.5 = 2.6/1.5 = 1.7 кН;

Q3 пр. = Q4 лів. = М1-4/1.5 = 5.6/1.5 = 3.7 кНм;

Q1`пр. = Q2` лів. = М1`-2` / 1.4 = 148.4/1.4 = 106 кН;

Q2` пр. = Q3` лів. = М2`-3` /1.5 = 2.6/1.5 = 1.7 кН;

Q3` пр. = Q4` лів. = М3`-4` / 1.5 = 5.6/1.5 = 3.7 кН.

8.6. Розтягуючі зусилля в нижньому поясі

N1`-2` = Q1 = 742 кН;

N2`-3` = Q1 + Q2 = 742 + 198 = 940 кН;

N3`-4` = Q1 + Q2 + Q3 = 940 + 6.58 = 947 кН.

Стискаючі зусилля у верхньому поясі

N1-2 = N1Sin?1 + Q1Cos?1 = 404*0.373 + 742*0.928 = 839 кН;

N2-3 = N1-2Cos(?1-?2) + N2Sin?2 + Q2Cos?2 – Nsin?2 =

= 839*0.997+104*0.306+198*0.962 – 204*0.099 = 995 кН;

N3-4 = N2-3Cos(?2-?3) + N3Sin?3 +Q3Cos?3 – Nsin?3 =

= 994.6*0.978 – 1.2*0.099+ 6.58*0.996 – 204*0.099 = 959 кН.

Епюри згинальних моментів, перерізуючих і поздовжніх сил зображені на рис. 8.

8.7. Конструктивний розрахунок елементів. Визначення армування нижнього поясу

Розрахунок армування нижнього поясу виконуємо для двох панелей (1I-2I і 3I-4I), де зусилля M і N найбільш характерні.

Панель 1I-2I

M = 148.4 кНм, N = 742 кН. ео = 148.4/742 = 0.2 м = 20 см.

еI = 0.5h + e0 – apI = 11+20-6 = 25 см > ho – ap = 16-6 = 10 см.

Маємо випадок великого ексцентриситету.

e = ео – 0.5ho + ap = 20 – 11 + 6 = 15 см.

У першому наближенні кількість напруженої арматури

. (17)

При симетричному армуванні

см2 .

Приймаємо 4Ш32А600с з Asp = 32.17 см2.

Перевіряємо висоту стиснутої зони

х = [ Asp(1.15Rsp – ?sc) – N ] / Rbb , (18)

де ?sc = 40 кН/см2 .

х = [32.17(1.15*60 – 40) – 742] / 1.45*24 = 5.5 см < ?yho = 0.56*16=8.96 см.



Рис. 8


Панель 3I – 4I

M = 5.6 кНм ; N = 946.6 кН ; ео = 5.6 / 946.6 = 0.0059 м = 0.6 см.

eI = 0.5h+eo-apI =11+0.6 – 6 = 5.6 см < ho-apI = 10 см.

Маємо випадок малого ексцентриситету.

см2 < 26.68 cм2 .

Остаточно залишаємо симетричне армування 8Ш32А600с (64.34 см2).

Схема армування ферми зображена на рис. 10.



Рис. 9



Рис. 10

Примітки.

1. Конструктивне армування розглянутих елементів в цих методичних вказівках не наводиться. Приклади повного армування конструкцій подані у спеціальній довідковій літературі.

2. У цих вказівках розрахунок по другій групі граничних станів не наводиться.


Список літератури


  1. СниП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР – М.:1985.

  2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.:Стройиздат, 1991.

  3. Бондаренко В.М., Судницын А.И., Назаренко В.Г. Расчет железобетонных и каменных конструкций. – М.: Высш.шк., 1988.

  4. Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирование /Под ред. А.Я.Барашикова./– К.: Вища шк., 1987.

  5. ДСТУ 3760-98. Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій. Загальні технічні умови. – К., 1998.



Додаток 1


Розрахункова довжина lo колон одноповерхових будівель

з мостовими кранами

Характеристика будівель і колон

При розрахунку

у площині рами

з площини рами

при наявності в`язів

при відсутності в`язів

При врахуванні навантаження від кранів

підкран. частина колон при підкр. балках

розрізних

1.5H1

0.8H1

1.2H1

нерозріз.

1.2H1

0.8H1

0.8H1

надкр. частина колон при підкр. балках

розрізних

2H2

1.5H2

2H2

нерозріз.

2H2

1.5H2

1.5H2

Без урахування навантаження від кранів

підкран. частина колон будівель

одно-пролітних

1.5H

0.8H1

1.2H2

багато-пролітних

1.2H

0.8H1

1.2H1

надкр. частина колон при підкр. балках

розрізних

2.5H2

1.5H2

2H2

нерозріз.

2H2

1.5H2

1.5H2



Додаток 2


Граничні характеристики перерізів

Клас арматури, діаметр, мм

Rs, мПа

?b2

Клас бетону

В 15

В 20

В 25

В 30

?y

?R

?y

?R

? y

?R

?y

?R







1,0

0.65

0.438

0.624

0.428













А300с

280

0.9

0.672

0.446

0.654

0.44













А400с




1.0

0.624

0.429

0.594

0.417













6...8

365

0.9

0.648

0.438

0.62

0.428













А400с




1.0

0.642

0.436

0.615

0.426

0.587

0.415

0.565

0.405

10...40

375

0.9

0.67

0.446

0.642

0.436

0.618

0.427

0.596

0.419

А500с































8...22

450

1.0













0.469

0.359

0.447

0.347

25...32

435

1.0













0.472

0.362

0.45

0.349

А600с

600

1.0













0.44

0.343

0.42

0.332



Додаток 3


Мінімальні коефіцієнти армування стиснутих елементів


Гнучкість

l0/i < 17

l0/h < 4.9

l0/i = 17…35

l0/h = 4.9…10

l0/i = 35…83

l0/h = 10…24

l0/i > 83

l0/h >24



0.001

0.002

0.004

0.005






Навчальне видання


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту №2

з дисципліни “Залізобетонні та кам`яні конструкції”.

Розділ 2. Конструктивний розрахунок двогілкової колони, фундаменту і безрозкісної ферми покриття одноповерхової промислової будівлі.


Укладач : Євген Геннадійович Стоянов


Відповідальний за випуск: Г.А.Молодченко


Редактор М.З.Аляб`єв

Коректор З.І.Зайцева


План 2006, поз. 244

Підп. до друку 12.01.06 Формат 60х84 1/16 Папір офісний

Друк на ризографі Обл.-вид.арк. 1.5

Тираж 150 прим. Зам. № Ціна договірна.

61002, Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12

Сектор оперативної поліграфії ІОЦ ХНАМГ

61002, Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12



Схожі:

Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка енергетики" для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка та фінанси підприємства" для студентів...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до вивчення тем, перелік розділів, що виносяться на самостійне опрацювання студентів, варіанти індивідуальних завдань, перелік літератури. Методичні вказівки укладені з урахуванням вимог державного освітнього стандарту
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Страховий менеджмент” для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
Методичні вказівки icon2765 Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних та самостійних занять з курсу «Методи синтезу та оптимізації» для студентів
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки
С. С. Душкін, Т. О. Шевченко методичні вказівки для проведення практичних занять, лабораторних робіт
Методичні вказівки iconФінанси І кредит методичні вказівки
Методичні вказівки по проведенню практичних занять з дисципліни «Банківські операції»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи