- •Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий с мостовым кранам.
- •Шаг колонн в продольном направление, м………………………6
- •1.1Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок.
- •1.2 Проектирование стропильной конструкций.
- •1.2.1Двускатная решетчатая балка.
- •1.2.2. Оптимизация стропильной конструкции.
- •1.3 Проектирование колонны.
- •1.3.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования.
- •1.3.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования.
- •1.4 Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного
1.2.2. Оптимизация стропильной конструкции.
Программная система АОС-ЖБК [11] позволяет, выполнить оптимизацию проектируемой стропильной конструкции по критерию относительной стоимости стали и бетона.
1.3 Проектирование колонны.
1.3.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования.
Решение.
Расчетные характеристики бетона и арматуры. Бетон тяжелый класса В30, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном, Rb =17 Мпа; Rbt =1,2 Мпа; Eb=29000Мпа. Продольная рабочая арматура класса А-3 Rs= Rsс=365 Мпа; Es=200000 Мпа.
Размеры сечения подкрановой части колонны b= 400 мм h= 600 мм, тогда
ho=h-a=600-40=560 мм.
Определим площадь сечения продольной арматуры со стороны менее растянутой грани при условии симметричного армирования от действия расчетных усилий в сочетании N и Mmin :N=277,24 кН, М==103,09 кНм, Nl=277,24 кН, Мl= 3,08 кНм; Nsh=0 кН, Мsh=106,17 кНм.
Поскольку имеются нагрузки непродолжительного действия то вычисляем коэффициент условий работы бетона. Для этого находим: момент от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок относительно сои, проходящей через наиболее растянутый стержень арматуры,
M1=(N-Nsh)(ho-a’)/2+(M-Msh)=(277,24-0)(0,56-0,04)/2+(103,09-106,17)=69 кНм,
То же, от всех нагрузок
M2=N (ho-a’)/2+M=277,24 (0,56-0,04)/2+103,09=175,17 кНм,
Тогда при b2=0,9 получим bl=0,9 M2/ M1=0,9175,17/69=2,284>1,1.
Принимаем bl=1,1 и Rb =1,117=18,7 Мпа.
Расчетная длина подкрановой части колонны при учете нагрузок от кранов равна lo=7800 мм. Так как lo/h=13>4, то расчет производим с учетом прогиба элемента, вычисляя Ncr. Для этого находим ео=M/N=103,09106/(277,24103)=371,84 мм>еа=h/30=600/30=20 мм; так как ео/h=371,84/600=0,62>е,min=0,5-0,01lo/h-0,01Rb =0,5-0,13-0,187=0,183 принимаем ео/h=0,62.
Поскольку изгибающие моменты от полной нагрузки и от постоянных и длительных нагрузок имеют разные знаки и ео= 371,84 мм >0,1h мм, то принимаем l=1.
С учетом напряженного состояния сечения возьмем для первого приближения коэффициент армирования =0,004, тогда при =Еs/Eb=200000/29000=6,89 получим
Коэффициент будет равен =1/(1-N/Ncr)=1/(1-277,24/13225)=1,02
Вычисляем значение эксцентриситета с учетом прогиба элемента по формуле:
е=ео+(ho-a’)/2=371,841,02+(560-40)/2=639,27 мм.
Определяем необходимое продольное армирование. По табл. 18 [3] находим R =0,534 и R=0,391. Вычислим значение коэффициентов:
n=N/(Rbbho)=277,24103/(18,7400560)=0,066;
m1=Ne/(Rbbh2o)=277,24103 639,27/(18,74005602)=0,0755; =a’/ho=40/560=0,071.
Значения As и A’s определяем по формуле:
Поскольку по расчету арматура не требуется, то сечение ее назначаем в соответствии с конструктивными требованиями. =0,002400560=448 мм2. Тогда получим =(528+528)/(400600)=0,0044 мм2, что незначительно отличается от предварительного принятого =0,004, следовательно расчет можно не уточнять, а окончательно принять Ssn=As=448 мм2.
Определим площадь сечения продольной арматуры со стороны наиболее растянутой грани для несимметричного армирования с учетом, что стороны сжатой грани должны удовлетворять условие A’sAs,fact= Asn=448 мм2. В этом случае расчетные усилия возьмем из сочетания N и Mmax: N=322,48 кН, М=44 кНм, Nl=277,24 кН, Мl= 3,08 кНм; Nsh=0 кН, Мsh=37,75 кНм.
Вычислим коэффициент bl:
M1=(N-Nsh)(ho-a’)/2+(M-Msh)=(322,48-0)(0,56-0,04)/2+(44-37,75)=90,1 кНм,
То же, от всех нагрузок
M2=N (ho-a’)/2+M=322,48 (0,56-0,04)/2+44=127,84 кНм,
Тогда при b2=0,9 получим bl=0,9 M2/ M1=0,9127,84/90,1=1,27>1,1.
Принимаем bl=1,1.
Находим l=1+M1l/M1=1+175,16/127,84=1,59<1+, где =1 принято по табл. 16[3],
M1l= N l (ho-a’)/2+ Ml=277,24(0,56-0,04)/2+3,08=75,16 кНм.
Принимаем =0,0038, при l=1,59 получим
Коэффициент будет равен =1/(1-N/Ncr)=1/(1-322,48/21188)=1,015
Вычисляем: ео=M/N=44106/(322,48103)=136,44 мм, тогда
е=ео+(ho-a’)/2=136,141,015+(560-40)/2=319,2 мм.
Площади сечения сжатой и растянутой арматуры определяем согласно п.3.66 [3]. Тогда получим
Поскольку по расчету арматура не требуется сжатая арматура, то площадь сечения растянутой арматуры находим по формулам (128) и (129) [3], оставляя минимальное сечение арматуры =448 мм2.
Находим
m=[Ne-RscAs,fact(ho-a’)/(Rbbh2o)=[322,48103319,2-365448(560-40)/(18,74005602)=0,0975, соответственно =0,103. Тогда
Принимаем минимальное конструктивное армирование As=Asл=448 мм2.
Проверим принятое армирования сечения 3-3 на остальные сочетания расчетных усилий. N min и Mmax :N=277,24 кН, М==103,09 кНм, Nl=277,24 кН, Мl= 3,08 кНм; Nsh=0 кН, Мsh=106,17 кНм, похожие расчеты были приведены выше, поэтому расчеты опускаю.
Так же обеспечена прочность при действии расчетных усилий в сочетании Nmax и Mmax; N=327,51 кН, М=6,66 кНм, Nl=277,24 кН, Мl= 3,08 кНм; Nsh=0 кН, Мsh=0 кНм. Поскольку в этом случае эксцентриситет
ео=M/N=6,66106/(277,24103)=24 мм< ео=136,44 мм при выполненном ранее расчете на сочетание усилий N и Mmax, а нормальная сила меньше.