Міністерство Освіти і Науки України

Харківська Національна Академія Міського Господарства

>Пояснительная записка

на уроках: “Залізобетонні конструкції”

до курсовому проекту на задану тему: “>Поперечник одноповерхового залізобетонного промислового будинку”

2011

Завдання

№	Схема	>Пролети		Крок колон	Довжина будинку	Позначка верхиподкрановой балки	Вантажопідйомність крана	Опір грунту	Тип покрівлі	Місце будівництва
		L1	L2
5	5	18	24	6	132	9,6	100/30	150	>Хол	Луцьк

Розрахункова схема

>Грузоподъемность,Q,кН	Проліт крана	Габаритикрана,мм			Максимальне тиск колесаР,кН	>Вес,кН		Тип рейки	Висота рейки, >мм/вес 1п.м.
		ширина	База	Висота		візки	>Крана з візком
150/30	16,5	6300	4400	2300	175	70	265	>КР-70	120/ 0,527

1. Компонування поперечної рами

Вибір типу колон та його прив'язка:

h_низу = (9600 - 800 - 120-20) + 150 = 8810 мм

h_гору = 12000 -9600 +1400 + 800 = 3340 мм

h_кіл= h_низу + h_гору = 8810 + 3340 = 12150 мм

Конструкція колони:

1.1Расчет навантажень

Від покриття:

- стала:

>₁ =_>f1 · +_>f2 · (g_{>стяжки} + g_пар + g_{покрівлі}) · = 1,1 · + 1,3 · (0,02 · 20 + 0,04 · 3 + 0,04) · = 225,4кН

- корисна (сніг):

P.S₁ =_>f · P.S₀ · B · = 1,04 · 1,04 · 6 · = 70кН

-Эксцентриситети сил₁ і P.S₁:

е₁ = 380/2 – 175 = 15 мм = 0,015 м

>Изгибающие моменти:

М₁ =₁ · e₁ = 225,4 · 0,015 3,4кН·м

М_>снег1 = P.S₁ · е₁ = 70 · 0,015 = 1,7кН·м

-Эксцентриситети сил₁ і P.S₁ дляподкрановой частини:

e₁ = 300 - 205 = 95 мм = 0,095 м

>Изгибающие моменти:

М₂ =₁ · е₂ = -225,4 · 0,095 = - 21,4кН·м

М_>снег2 = P.S₁ · e₂ = -70 · 0,095 = -6,7кН·м

- Власний вагу колони:

-Надкрановая частина:

>₂ = 1 · 1 · (0,38 · 0,4 · 3,34) · 25 = 14кН

-Подкрановая частина:

>₃ = 1,1·(0,6·0,4·8,81)·25 = 58кН

>Эксцентриситет сили₂ щодоподкрановой частини:

е₃ = 600/2 – 380/2 = 110 мм = 0,11 м

М₃ = -₂ · е₃ = - 14 · 0,11 = - 1,5кН·м

- Вагаподкрановой балки і рейки:

е₄ = 750 – 300 = 450 мм = 0,45 м

>₄ = 1,1·(42 + 1,05·0,527·6 = 49,5кН

>Изгибающие моменти:

M₄ =₄ · е₄ = 49,5 · 0,45 = 22,3кН·м

-Крановие навантаження:

D_>max =_>f · F_n ·y_і = 1,1·175·( 1 + 0,638+0,267)=1,1*175*1,905 = 367кН

D_>min = D_>max · , де F_n^>min = 33кН

D_>min =367 · = 69кН

-Изгибающие моменти тиску крана:

М_>max = D_>max · e₄ = 367 · 0,45= 165кН·м

М_>min =- D_>min · e₅ = -69 · 0,75 = -52кН·м

- Горизонтальна сила гальмування візки крана:

T_>max = ±_>f · ·y_і = ± 1,1 · · 1,905 = ± 10,5кН

- Вітрова навантаження:

Тиск вітру: W =_>f · W₀ · до · З · У

- в розквіті 5 м:

W₁ = 1,035 · 0,48 · 0,4 · 0,8 · 0,9· 6 =0,86кН/м (W₁’ = 0,86 · = 0,65кН/м)

- в розквіті 12,0 м:

W₂ = 1,035 · 0,48 · 0,8· 0,9 · 0,64 · 6 = 1,37кН/м (W₂’ = 1,37 · = 1,03кН/м)

- в розквіті 14,4 м:

W₃ = 1,035 · 0,48 · 0,71 · 0,9· 0,8 · 6 = 1,52кН/м (W₃’ = 1,5 · = 1,14кН/м)

W = = = 3,5кН

W’ = = = 2,6кН

-Изгибающий той час узаделке відраспределенной вітрової навантаження на крайньої колоні по осі А:

M = 0,86 · 12 · ( + 0,15) + [ · (12 – 5)] · [ · (12 – 5) + 5,15] = 81кН·м

-Эквивалентнаяравномерно-распределенная навантаження дорівнюватиме:

M = q_W = = = 1,1кН/м

- З правого колоні (по осі У):q_W’ = 1,1 · = 0,83кН/м

>Нагрузки які діють колону по осі А:

2.Расчет поперечної рами

2.1Геометрические характеристики колони

I₁ =  =  = 1,8 · 10⁵ див⁴; I₃ = I₂ =7,2 · 10⁵ див⁴

I₂ =  = 7,2 · 10⁵ див⁴; I₄ = = 17,1 · 10⁵ див⁴

- Коефіцієнти:

> = а / L = 3,34 / 12,15 = 0,275

до =³ · ; до₁ = 0

Для крайньої колони:

до^>кр = 0,275³ · = 0,06; до₁ = 0

Для середньої колони:

до^>кр = 0,275³ · = 0,03; до₁ = 0

2.2 Реакції колон і рами загалом усунення=1

 

Бетон –В20 (E_b = 2700кН/см²); R_> =

R_>А = R_>г = = 3,4кН

R_>Б = R_>В = = 8,3кН

>r₁₁ = R_>А + R_>Б + R_>В + R_>Г = 23,4+2*8,3 = 23,4кН

2.3 Визначення зусиль у колоні від постійних навантажень

Від постійних навантажень рама не зміщується (>т.к. навантаження симетричні)

R = + = = 0,48-0,06 = 0,41кН

Визначення зусиль у стійці від власної ваги.

М₁ = 3,4кН·м; М₂ = -21,4кН·м; М₃ = -1,5кН·м; М₄ = 22,3кН·м

а)Изгибающие моменти:

М_1-1 = 3,4кН·м

М_2-2 = 3,4 – 0,4 · 3,34 = 2,03кН·м

М_3-3 = 2,03-21,4-1,5+22,3 = -0,6кН·м

М_4-4 = 3,4 -21,4-1,5+22,3– 0,41 · 12,15 = -2,2кН·м

б) Подовжні сили:

N_1-1 = G₁ = 225,4кН

N_2-2 = G₁ + G₂ = 225,4+ 14 = 239,4кН

N_3-3 = G₁ + G₂ + G₄= 239,4 + 49,5 = 288,9кН

N_4-4 = N_3-3 + G₃ = 288,9 + 58 = 346,9кН

в)Поперечная сила:

>Q_4-4 = R = 0,41кН

Визначення зусиль у стійці від сніговий навантаження.

R = + = + = = -0,6кН

а)Изгибающие моменти:

М_1-1 = 1,1кН·м

М_2-2 = 1,1 + 0,6 · 3,34 = 3,1кН·м

М_3-3 = 3,1-6,7 = -3,4кН·м

М_4-4 = 1,1 -6,7 + 0,6 · 12,15 = 1,69кН·м

б) Подовжні сили:

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

в)Поперечная сила:

>Q_4-4 = R = -0,6кН

Визначення зусиль у стійці тиску кранів.

>Рама зміщується під впливом зовнішніх сил. Якби усунення було, то утворилися б такі реакції:

R_A = = =17,8кН

R_Б = = = - 5,8кН

Оскільки кількість прольотів дорівнює трьом, то усунення верхи колони не враховуємо.

Розглянемонагружение на крайню колону по осі А силою Д_мах,але в середню колону по осі Б силою Д_>min.Такенагружение несиметричне.

Зусилля в колоні:

а)Изгибающие моменти:

М_1-1 = 0

М_2-2 = - 17,8 · 3,34 = - 59,5кН·м

М_3-3 = - 59,5 + 165 = 105,5кН·м

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

б) Подовжні сили:

N_1-1 = N_2-2 = 0

N_3-3 = N_4-4 = D_>max = 165кН

в)Поперечная сила:

>Q_4-4 = R = 17,8кН

>Загрузим крайню колону по осі А силою Д_>min,а середню колону по осі Б силою Д_мах.

М_А = D_>min · e_>кр = 69 · 0,45= 31,1кН·м

М_Б =- D_>max · e_>кр = -367 · 0,75 = -275,3кН·м

R_A = = =3.4кН

R_Б = = = - 30.5кН

а)Изгибающие моменти:

М_1-1 = 0

М_2-2 = - 3.4 · 3,34 = - 11.4кН·м

М_3-3 = - 11.4 + 31.1 = 19.7кН·м

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

б) Подовжні сили:

N_1-1 = N_2-2 = 0

N_3-3 = N_4-4 = D_>max = 69кН

в)Поперечная сила:

>Q_4-4 = R = 3.4кН

Визначення зусиль у стійці від гальмування візків кранів

Якби рама не зсувалася від дії зовнішніх сил, то реакція стійки було б наступній:

R = = = 7,2кН

Зусилля в стійці:

а)Изгибающие моменти:

М_1-1 = 0

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

М_3-3 = М_2-2 = 13.6кН·м

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

б) Подовжні сили:

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

в)Поперечная сила:

>Q_4-4 = ± (7.2– 10.5) = ± 3.3кН

Визначення зусиль у стійці від вітру.

>Ветровоенагружение

-нагружение від дії вітру в напрямі зліва-направо

Значення навантажень w_aкт=>1.1кН/м,w_>пасс=>0.83кН/м,W=3.5кН.

Реактивне зусилля у верхній вузлі від дії активного вітру на колону по осі А:

Реактивне зусилля від дії пасивного вітру по осі Р:

R_>ip=У_А+У_Р+>W=4.8+3.6+3.5=11.9кН

>₁=-

У_>упрА =

У_>упрГ=

-будуємоепюриМ,N іQ від навантаження вітром зліва-направо

М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =

М_4-4=

Принагружении колони по осі У реакцією У_>прВ=>0.63кН і рівномірно розподіленої навантаженням w_>пасс=>0.83кН/м.

М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =

М_4-4=

Вісь А:Q_1-1=->1.83кНQ_2-2=>Q_3-3=>1.13.34-1.83=1.84кН

>Q_4-4=>1.112.15-1.83=11.55кН

Вісь Р:Q_1-1=->0.63кНQ_2-2=>Q_3-3=>0.833.34-0.63=2.14кН

>Q_4-4=>0.8312.15-0.63=9.46кН

>нагружение вітром справа-наліво

Значення зусиль будуть такі:

Вісь А: М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =-2.5кНм

М_4-4=->53.6кНм

>Q_1-1=0.63 >кН >Q_2-2=>Q_3-3=->2.14кНQ_4-4=->9.46кН

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

Вісь Р: М_1-1=0 М_2-2= М_3-3 =->0.02кНм

М_4-4=->59.0кНм

>Q_1-1=>1.83кНQ_2-2=>Q_3-3=->1.84кН

>Q_4-4=->11.55кН

3.Расчетвнецентренносжатой колони

 

БетонВ25,Арматура класуА400с, армування – симетричний.

3.1Надкрановая частина

- Комбінація зусиль:

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

-Расчетная довжина: L₀ = 2 · М_>надкр = 2 · 3,34 = 6.68 м

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

-Определяю коефіцієнт впливу тривалої дії навантаження:

>_L = 1 + · , де приймається рівної 1 (для важкого бетону)

>_L = 1 + 1 ·  = 1.49

- Визначення коефіцієнта:

>₁ = е₀ / h = 30 / 38 = 0,789

>₂ = 0,5 – 0,01 · - 0,01 · R_b= 0,5 – 0,01 ·  - 0,01 · 14,5 = 0,178

Приймаю: =_>max = 0,789

- = E_P.S / E_b = 20000 / 3000 = 6,67

N_>cr =  · ,

де – коефіцієнт армування (попередньо приймається = 0,005)

N_>cr = · = 1673кН

- Коефіцієнт впливу прогину при подовжньому вигині:

> = = = 1,17 (повинен у межах 11,4)

-Расчетная величинаексцентриситета: · e₀ = 1,17 · 30 = 35 див

- Визначення випадкувнецентренного стискування для симетричного армування

>x=N/R_b·>b=239.4/1,45·40=4.1 див;_y·h₀ =0,594·34=20.2 див, що >х=4.1 див

(якщо x > 20.2 – випадок великихексцентриситетов

x < 20.2 – випадок малихексцентриситетов)

>Т.к. використовується симетричний армування, унаслідок чого x < 20.2 ми маємо справу зі випадком малихексцентриситетов )

- е = · е₀ + - а = 1,17 · 30 + - 4 = 50 див

- A_P.S = A_P.S’ = = = 3.4 див²

>Армирование приймаємо конструктивно:616А400с(A_P.S=>12,06см²)

>Хомути і шпильки:5Вр-I ПриймемоSw=40 див.

3.2Подкрановая частина

- Комбінація зусиль:

M = 118,5кН·м

M_e = -0,6+(105,5+13,6)/2=58,95кН·м

N = 453,9кН

-Расчетная довжина: L₀ = 1,5 · М_>подкр = 1,5 · 8,81 = 13,215 м

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

-Определяю коефіцієнт впливу тривалої дії навантаження:

>_L = 1 + · , де приймається рівної 1 (для важкого бетону)

>_L = 1 + 1 ·  = 1,5

- Визначення коефіцієнта:

>₁ = е₀ / h = 26 / 60 = 0,433

>₂ = 0,5 – 0,01 · - 0,01 · R_b= 0,5 – 0,01 ·  - 0,01 · 14,5 = 0,13

Приймаю: =_>max = 0,433

- = E_P.S / E_b = 20000 / 3000 = 6,67

N_>cr =  · ,

де – коефіцієнт армування (попередньо приймається = 0,005)

N_>cr = · = 2212кН

- Коефіцієнт впливу прогину при подовжньому вигині:

> = = = 1,26 (повинен у межах 11,4)

-Расчетная величинаексцентриситета: · e₀ = 1,26 · 26 = 32,7 див

- Визначення випадкувнецентренного стискування для симетричного армування

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

(якщо x > 33,3 – випадок великихексцентриситетов

 x < 33,3 – випадок малихексцентриситетов)

>Т.к. використовується симетричний армування, унаслідок чого x < 33,3 ми маємо справу зі випадком малихексцентриситетов )

- е = · е₀ + - а = 1,26 · 26 + - 4 = 58,7 див

- A_P.S = A_P.S’ =  =  = 1,54

>Армирование приймається конструктивно з:

(A_P.S + A_P.S’)_>min = 0,004 · b · h = 0,004 · 40 · 60 = 9,6 див²

>616А400с(A_P.S=>12,06см²)

>Хомути і шпильки:5Вр-I ПриймемоSw=35 див.

4.Расчетвнецентренно навантаженого фундаменту

>М=-101,02кНм

>N=495,4кН

>Q=10,9кН

N₆=>38,6кН – вагуфундаментной балки істенового огорожі.

>Переводим все навантаження в нормативні:

На рівні підошви фундаменту:

 

4.1 Визначення розмірів підошви фундаменту

R₀ – розрахункове опір грунту (з завдання R₀=>0,15МПа=150кН/м²)

Визначаємо ширину фундаменту:

Приймаю:b=2,1м;а=2,7м.

Визначаємо момент опору:

Перевірка тиску під підошвою фундаменту

>R=150кН/м² – розрахункове опір грунту

А_ф=>5,67м²; W_ф=>2,55м³; N^>ser=>465,9кН; М^>ser=->91,76кНм;d=1,95

Р_>средн = = = 121,2кПа < R₀ = 150кПа

4.2 Розрахунок фундаменту на продавлювання

Проекція площі зрізу на продавлювання:

А_>прод=>0,15*2,1+=1,057м²=>10570см²

Міцність наскаливание:

R_>bt А_>прод=0.0910570=952kH

>Продавливающая сила:

F=P_>max>0,152.1=157,20.152.1=49,5кН<952кН

>Прочности на продавлювання досить!

4.3 Прийняття форми і збільшення розмірів фундаменту

4.4Расчет арматури підошви фундаменту у бік А

а) Тиск на грунт врасчетних перетинах:

>P₁ = +P_>min = + 85,2 = 129,2кПа

>P₂ = +P_>min = + 85,2 = 137,2кПа

>P₃ = +P_>min = + 85,2 = 147,9кПа

б)Изгибающие моменти врасчетних перетинах:

M_1-1 = b · L₁² ·  = 2,1 · 1,05² · = 171,17кН·м

M_2-2 = b · L₂² ·  = 2,1 · 0,75² · = 88,9кН·м

M_3-3 = b · L₃² ·  = 2,1 · 0,45² · = 32,77кН·м

в) A_P.S^1-1 = = = 3,93 див²

A_P.S^2-2 = = = 6,66 див²

A_P.S^3-3 = = = 3,94 див²

Мінімальний відсоток армування дляизгибаемих елементів дорівнює 0,05%.

Коефіцієнт армування

>Сечение 1-1:

>Сечение 2-2:

>Сечение 3-3:

>Сечение 1-1 є найнебезпечнішим.

Приймаю армування: 14 14А300с (A_P.S = 21,55 див²), крок 150 мм

4.5Расчет арматури підошви фундаменту у бік Б

а)Изгибающие моменти врасчетних перетинах:

М_4-4 = 0,125 · Р_СВ · а · (b – b_кіл)² = 0,125 · 121,2 · 2,7 · (2,1 – 0,6)² = 92,03кН·м

М_5-5 = 0,125 · Р_СВ · а · (b – b₁)² = 0,125 · 121,2 · 2,7 · (2,1 – 1)² = 49,5кН·м

М_6-6 = 0,125 · Р_СВ · а · (b – b₂)² = 0,125 · 121,2 · 2,7 · (2,1 – 1,6)² = 10,2кН·м

в) A_P.S^4-4 = = = 2,11 див²

A_P.S^5-5 = = = 3,71 див²

A_P.S^6-6 = = = 1,76 див²

Приймаю: 18 10А300с (A_P.S = 14,13 див²), крок 150 мм

4.6Расчет подовжньої вертикальної арматури

 

M_7-7 = M +Q · h_ст+ = 101,02 – 10,9 · 0,65+38,6*0,6 = 117,1кН·м

N_7-7 = N +_>f · V_ст ·_>ж.б. = 495,4+38,6 + 1,1 · (1,2 · 1,0 · 0,65) · 25 = 555,45кН

е₀ = M_7-7 / N_7-7 = 117,1 / 555,45 = 0,21 м = 21 див

е