- •Оренбургский государственный университет
- •1 Компоновка поперечной рамы и определение нагрузок
- •1.1 Компоновка поперечной рамы
- •1.2 Определение постоянных и временных нагрузок
- •2 Проектирование стропильной конструкции
- •2.1 Расчетный пролет, нагрузки, усилия
- •2.2 Расчет элементов нижнего пояса фермы.
- •2.3 Расчет трещиностойкости нижнего пояса фермы.
- •2.4 Расчет прочности наклонного сечения нижнего пояса.
- •2.5 Расчет элементов верхнего пояса.
- •2.6 Расчет стоек фермы по прочности.
- •3 Статический расчет поперечной рамы
- •3.1 Вычисление геометрических характеристик сечений колонн
- •3.2 Определение реакций верха колонн рамы-блока от единичного смещения.
- •3.2.1 Загружение рамы – блока постоянной нагрузкой.
- •3.2.3 Загружение рамы – блока крановой нагрузкой.
- •3.2.4 Загружение рамы – блока ветровой нагрузкой.
- •4 Проектирование внецентренно сжатой колонны
- •4.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования для заданного сечения
- •4.2. Расчет надкрановой части колонны
- •4.3. Расчет подкрановой части колонны.
- •4.4. Расчет крановой консоли
- •4.5. Проверка трещиностойкости и прочности колонны в стадиях подъма, транспортирования и монтажа
- •5. Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну
- •5.1. Данные для проектирования
- •5.2. Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений
- •5.3. Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени.
- •5.4. Подбор арматуры подошвы
- •5.5. Расчет подколонника и его стаканной части
5. Расчет и конструирование монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну
5.1. Данные для проектирования
Глубину заложения подошвы принимаем из условия промерзания грунта равной d = 2,55 м. Обрез фундамента - на отм. -0,15 м. Расчетное сопротивление грунта основания R = 0,2 МПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем γт = 20 кН/м. Бетон фундамента класса В 15 с расчетными характеристиками при :;. Под фундаментом предусматривается бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона класса В3,5.
На фундамент в уровне его обреза передаются от колонны следующие усилия:
комбинация Мтin
:Nn = 706,6 кН; М = -52кН·м; Qn = 14,2 кН;
:Nn = 777,3 кН; М = -57,2кН·м; Qn = 15,6 кН;
комбинация Nтax
:Nn = 855,1 кН; М = -28,3кН·м; Qn = 14,5 кН
:Nn = 940,6 кН; М = -31,1кН·м; Qn = 15,9 кН
Нагрузка от веса части стены ниже отм. +6,000.
:;
:
Эксцентриситет приложения нагрузки от стены , тогда изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента:
:
:
Расчетная схема усилий для фундамента показана на рис. 4.1.
5.2. Определение размеров подошвы фундамента и краевых давлений
Примем соотношением сторон т =b / l = 0,8 и предварительно установим размер меньшей стороны как для центрально нагруженного фундамента
Размер большей стороны .
Принимаем унифицированные размеры , тогда площадь подошвы, а момент сопротивления
Рис 4. Расчётная схема усилий для фундамента по оси А.
Проверка давлений под подошвой фундамента. Проверяем наибольшее рп,тах и наименьшее рп,тin краевые давления и среднее рп,т давление под подошвой. Принятые размеры подошвы должны обеспечивать выполнение следующих условий:
.
Давление на грунт определяем с учетом веса фундамента и грунта на нем по формуле
где - усилия на уровне подошвы фундамента от нагрузок с коэффициентом .
Замечание к выбору знака момента от поперечной силы Q. При расчете поперечной рамы за положительное принималось направление упругой реакции колонны слева направо. Тогда положительный знак поперечной силы Q соответствует ее направлению справа налево. Следовательно, момент, создаваемый поперечной силой Q относительно подошвы фундамента, при положительном знаке Q действует против часовой стрелки и принимается со знаком "минус".
Комбинация Мтin
Комбинация Nтax
В обеих комбинациях давления рп не превышают допускаемых, т.е. принятые размеры подошвы фундамента достаточны.
Для расчёта фундамента по прочности нужны величины давления на грунт от нагрузок с коэффициентом , но без учёта веса фундамента и грунта на нём.
Комбинация Мтin
Комбинация Nтax
Расчетной оказывается комбинация Nтax, при которой давление на грунт больше.
5.3. Определение конфигурации фундамента и проверка нижней ступени.
Учитывая значительное заглубление подошвы, проектируем фундамент с подколонником и ступенчатой плитной частью.
Размеры подколенника в плане:
где и- соответственно толщина стенок стакана и зазор между гранью колонны и стенкой стакана в направлении сторонl и b.
Рабочую высоту плитной части фундамента предварительно можно установить из условия продавливания от граней подколенника по формуле
Принимая и, получим
.
По расчету можно принять плитную часть в виде одной ступени высотой . Тогда консольные выносы ступеней составят:
первой (нижней) - ;
Принимаем 1 ступень, т.к. консольный вынос меньше оптимального.
Глубина стакана под колонну; размеры дна стакана:.
Рис 4. Геометрические размеры фундамента по оси А.
Проверка высоты нижней ступени. Высота и вынос нижней ступени проверяются на продавливание и поперечную силу. Проверку на продавливание выполняем из условия
,
где - продавливающая сила;
- размер средней линии грани пирамиды продавливания.
Площадь
тогда продавливающая сила
- продавливание нижней ступени не произойдет.
Проверка наклонного сечения по поперечной силе при длине горизонтальной проекции наклонного сечения .
Прочность нижней ступени по поперечной силе достаточна.