реферат
Главная

Рефераты по зарубежной литературе

Рефераты по логике

Рефераты по маркетингу

Рефераты по международному публичному праву

Рефераты по международному частному праву

Рефераты по международным отношениям

Рефераты по культуре и искусству

Рефераты по менеджменту

Рефераты по металлургии

Рефераты по муниципальному праву

Рефераты по налогообложению

Рефераты по оккультизму и уфологии

Рефераты по педагогике

Рефераты по политологии

Рефераты по праву

Биографии

Рефераты по предпринимательству

Рефераты по психологии

Рефераты по радиоэлектронике

Рефераты по риторике

Рефераты по социологии

Рефераты по статистике

Рефераты по страхованию

Рефераты по строительству

Рефераты по схемотехнике

Рефераты по таможенной системе

Сочинения по литературе и русскому языку

Рефераты по теории государства и права

Рефераты по теории организации

Рефераты по теплотехнике

Рефераты по технологии

Рефераты по товароведению

Рефераты по транспорту

Рефераты по трудовому праву

Рефераты по туризму

Рефераты по уголовному праву и процессу

Рефераты по управлению

Курсовая работа: Расчет прочности крайней колонны одноэтажной рамы промышленного здания

Курсовая работа: Расчет прочности крайней колонны одноэтажной рамы промышленного здания

Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет

Институт открытого дистанционного образования

Курсовая работа

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КРАЙНЕЙ КОЛОННЫ ОДНОЭТАЖНОЙ РАМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ В СБОРНОМ ЖЕЛЕЗОБЕТОНЕ

г. Нижний Новгород – 2010г


1. РАСЧЕТ КОЛОНН ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

 

1.1 Общие указания по расчету

Расчет железобетонных колонн поперечника одноэтажной рамы промышленного здания по несущей способности состоит из следующих этапов:

-          определения сечения продольной арматуры;

-          проверки прочности на усилия при съеме с опалубки, транспортировании и монтаже;

-          проверки прочности на внецентренное сжатие из плоскости рамы поперечника;

-          расчета подкрановых консолей.

1.2 Расчет крайней колонны

 

1.2.1 Расчёт продольной арматуры

Площадь продольной арматуры колонн определяется из расчета сечений их на внецентренное сжатие в плоскости рамы поперечника по наиболее невыгодным расчетным сочетаниям усилий:

maxM®N, min M®N, maxN®±M

При этом можно принимать симметричное и несимметричное армирование колонн. Несимметричное армирование применяют в крайних колоннах рам поперечника промышленных зданий, а также при большой разнице абсолютных значений положительных и отрицательных моментов в расчетных сечениях. При небольшой разнице этих моментов и в средних колоннах — всегда применяют симметричное армирование. Рабочую арматуру колонн при внецентренном сжатии принимают классов A400 или

А300 диаметром не менее 16 мм. Сечение I-I (подкрановая часть колонны) Размеры сечения:

Высота h = 500 мм, ширина b = 400 мм, a = a' = 50 мм, рабочая высота h0 = 500 – 50 = 450 мм. Бетон тяжелый класса В15, Rb = 8,5 мПа; Eb = 24,0*103 мПа. Продольная арматура класса А400, RS=RSC=355 мПа; поперечная - класса А240, ES=2×105 мПа.

2. Усилия. Наиболее невыгодные комбинации усилий:

а) из первых основных сочетаний без учёта крановой нагрузки:

М1 = +44,76 кН×м и -45,83 кН×м при N1 = 340,02 кН;

б) из вторых основных сочетаний - с учетом крановой нагрузки:

М2 = +89,32 кН×м и -31,76 кН×м при N2 = 741,67 кН.

Для данных комбинаций усилий принимаем симметричное армирование колонны и для расчета имеем следующие комбинации усилий:

а) первая комбинация усилий без учёта крановой нагрузки.

М1 = ±45,83 кН×м; N1 = 340,02 кН;

б) вторая комбинация усилий с учетом крановой нагрузки:

М2 = ±89,32 кН×м; N2 = 741,67 кН.

Для обеих комбинаций длительная часть усилий:

Mдл = Mпост = +1,25 кН×м; Nдл = Nпост = 340,02 кН.

3. Расчетная длина и гибкость колонны

Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:

а) для первой комбинации усилий без учёта крановой нагрузки:

lон = 1,2 ´ HК=1,2´11,0 = 13,2 м;

(для однопролетных зданий без учета крана lон = 1,5´ HК)

б) для второй комбинации усилий при учете крановой нагрузки:

lон = 1,5 ´ Hн = 1,5 ´ 6,9 = 10,35 м.

Гибкость колонны:

а) ; б) ,

следовательно, необходимо учитывать влияние прогиба колонны на величину эксцентриситета приложения продольных сил.

4. Определение эксцентриситетов приложения продольных сил

Величина случайного эксцентриситета:

 

Принимаем ; Принимаем;

Величина расчётного эксцентриситета:

;

Колонна является элементом статически неопределимой конструкции – поперечной рамы. Поэтому, согласно п.4.2.6 [3] принимаем величину эксцентриситета приложения продольных сил без учёта случайного эксцентриситета:

е01 = ест01 = 135 мм, е02 = ест02 = 120 мм.

5. Определение величин условных критических сил

Величину условной критической силы определяем по формуле (6.24):

где D – жесткость железобетонного элемента, определяемая для элементов прямоугольного сечения по формуле (3.89) [4]:

а) первая комбинация усилий:


Эксцентриситет приложения длительной части нагрузки:

Моменты внешних сил относительно растянутой арматуры сечения: - от действия всей нагрузки:

- от действия длительной части нагрузки

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:

Суммарный коэффициент армирования  для арматуры  и  принимаем равным 0,005, исходя из

при гибкости

 (табл. 5.2).

Отношение модулей упругости материалов:

Жёсткость колонны:

Условная критическая сила:

б) вторая комбинация усилий:

Моменты внешних сил относительно растянутой арматуры сечения:

-          от действия всей нагрузки:

-          от действия длительной части нагрузки

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:

Суммарный коэффициент армирования  принимаем равным 0,004, при гибкости

 (табл. 5.2 [4]).

Жёсткость колонны:

Условная критическая сила:


6. Учет влияния прогиба и определение величин эксцентриситетов «е»

Влияние прогиба колонны на величину эксцентриситета приложения продольного усилия учитываем путем умножения величины  на коэффициент, определяемый по формуле 6.23:

                                                                                       (2)

а) первая комбинация усилий:

Эксцентриситет приложения продольной силы относительно растянутой арматуры :

б) вторая комбинация усилий:

7. Определение площади сечения арматуры

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

,

где:

а) первая комбинация усилий:

Определяем параметры d, am и an :

Т.к. , площадь сечения симметричной арматуры определяем по формуле:

Принимаем

.

б) вторая комбинация усилий:

Т.к. , то:

Принимаем

По конструктивным требованиям в колоннах при b(h) ³ 250мм диаметр продольных стержней должен быть не менее 16мм (п.5.17 [4].

Тогда

Арматуру подбираем по большей из трёх площадей, полученных при расчёте:

Назначаем с каждой стороны сечения

 A400 с

Сечение II-II (надкрановая часть колонны).

1. Размеры сечения

Размеры сечения:

Бетон тяжелый класса B15, арматура класса A400 (та же, что в
сечении I-I).

2. Усилия

Невыгодные комбинации расчетных усилий выбираем из вторых основных сочетаний–с учетом крановой нагрузки:


Для данных комбинаций усилий принимаем для надкрановой части колонны несимметричное армирование и для расчёта имеем следующие комбинации усилий.

а) М1 = +89,51 кН*м; N1 = 257,23 кН;

б) M2 = +86,51 кН*м; N2 = 368,04 кН.

В том числе длительная часть нагрузки:

3. Расчетная длина и гибкость колонны

При учёте в расчёте крановой нагрузки:

Без учёта крановой нагрузки:

Гибкость:

Следовательно необходимо учитывать влияние прогиба на величину эксцентриситета продольных сил.

4. Определение эксцентриситетов продольных сил

Величина случайного эксцентриситета продольных сил:

Принимаем

Величина расчётного эксцентриситета:

;

;

Т.к. поперечная рама – статически неопределимая конструкция при определении эксцентриситета приложения продольных сил не учитываем величину случайного эксцентриситета (п.4.2.6 [3]):

е01 = ест01 = 348 мм, е02 = ест02 = 235 мм.

5. Определение величин условных критических сил

а) первая комбинация усилий:


Эксцентриситет приложения длительной части нагрузки:

Моменты внешних сил относительно растянутой арматуры сечения:

- от действия всей нагрузки:

- от действия длительной части нагрузки

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:

Суммарный коэффициент армирования =0,004, исходя из


при гибкости  (табл. 5.2).

Жёсткость колонны:

Условная критическая сила:

б) вторая комбинация усилий:

Эксцентриситет приложения длительной части нагрузки:

Моменты внешних сил относительно растянутой арматуры сечения:

- от действия всей нагрузки:


- от действия длительной части нагрузки

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента:

Жёсткость колонны:

Условная критическая сила:

6. Учет влияния прогиба и определение величин эксцентриситетов «е»

а) первая комбинация усилий:


Эксцентриситет приложения продольной силы относительно растянутой арматуры :

б) вторая комбинация усилий:

7. Определение площади сечения арматуры

Если

то формулах для расчёта арматуры вместо подставляют 0,4, а вместо  - 0,55.

а) первая комбинация усилий:

Площадь сечения сжатой арматуры:

Принимаем

Так как принятая площадь сечения сжатой арматуры

значительно превышает её значения, вычисленное по формуле:

то площадь сечения растянутой арматуры определяем по формуле (3.107 [4]):

б) вторая комбинация усилий:

Арматуру подбираем по большей из трёх площадей, полученных при расчёте по обеим комбинациям усилий для каждой из арматур.

Сжатую арматуру подбираем по

Растянутую арматуру - по

Принимаем сжатую арматуру на внешней стороне сечения А400 с

растянутую арматуру на внутренней стороне сечения А400 с

 


1.2.2 Проверка прочности колонны при съёме с опалубки, транспортировании и монтаже

Помимо расчета на эксплутационные усилия, колонны проверяются на прочность как изгибаемые элементы от действия усилий, возникающих при съеме их с опалубки после изготовления, а также транспортировании и монтаже. Нагрузкой здесь является собственный вес колонны с учетом коэффициентов динамичности: при транспортировании - 1,6, подъеме и монтаже - 1,4, с учетом коэффициента надежности по нагрузке gf=1,1 (п.1.9).

Отрыв и съем с опалубки, складывание и транспортирование колонн производятся обычно после достижения бетоном 70% проектной прочности, т.е. Rb0=0,7Rb. Строповка при съеме колонн, а также укладка их при складировании и транспортировании производятся в положении «плашмя» траверсой за две точки. При этом петли для съема с опалубки располагаются обычно на расстояниях: два метра от низа колонны и 0,4 метра выше верха консоли. В этих же местах располагаются и опоры колонн при их складировании и транспортировании. Для одинаковых расчетных схем колонн – съема с опалубки и транспортирования – более невыгодной при проверке прочности является последняя, так как коэффициент динамичности (кдин) здесь равен 1,6 вместо 1,4 для съема с опалубки. Монтаж колонн может выполняться сразу же после их изготовления и транспортирования. Поэтому здесь в расчет принимается прочность бетона, составляющая 70% от проектной прочности. Строповка при монтаже колонн осуществляется в положении «на ребро» за одну точку инвентарными приспособлениями вставляемое в отверстие, расположенное на расстоянии 600 мм от верха консоли.

1.   При съёме с опалубки и транспортировании :

1)   Нагрузка от веса колонны с учётом коэффициента динамичности


2)   Изгибающие моменты в расчётных сечениях 1-1, 2-2, 3-3:

3). Проверка прочности колонны в расчётных сечениях:

а) сечение 1-1:

Несущую способность определяем как для балки с двойной симметричной арматурой без учёта работы сжатого бетона.

Следовательно, прочность колонны по сечению 1-1 обеспечена.

б) сечение 2-2:

Рисунок 1. Расчётная схема и эпюра моментов для крайней колонны при съеме с опалубки и транспортировании

Следовательно, прочность колонны по сечению 2-2 обеспечена.

б) сечение 3-3:

;

.

Следовательно, прочность колонны по сечению 3-3 обеспечена.

2.   При монтаже:

1)   Нагрузка от веса колонны с учётом коэффициента динамичности :

2)   Изгибающие моменты в расчётных сечениях 1-1, 2-2, 3-3:

определяем на расстоянии Х от левой опоры:


3)   Проверка прочности колонны в расчётных сечениях:

а) сечение 1-1:

Несущую способность определяем как для балки с двойной симметричной арматурой без учёта работы бетона. При этом полагаем, в запас прочности,

(по меньшей величине площади сечения арматуры с одной стороны)

Следовательно, прочность колонны по сечению 1-1 не обеспечена, поэтому увеличиваем количество арматуры с внешней стороны надкрановой части колонны и принимаем

Тогда:

Прочность колонны по сечению 1-1 обеспечена.

б) сечение 2-2:

Проверку несущей способности колонны в сечении 2-2 не производим, т.к. высота сечения здесь , что в 2,76 раза больше, чем в сечении 1-1, а величина момента больше всего в 1,32 раза. Поэтому прочность колонны по сечению 2-2 заведомо обеспечена.

в) сечение 3-3:

Следовательно, прочность колонны по сечению 3-3 обеспечена.


Рисунок 2. Расчётная схема и эпюра моментов для крайней колонны при монтаже

На основании выполненных расчётов колонны в стадии эксплуатации и проверки её несущей способности на усилия, возникающие при съёме опалубки, транспортировании и монтаже окончательно принимаем армирование крайней колонны :

- подкрановая часть: - с каждой стороны сечения;

- надкрановая часть: - с внутренней стороны сечения,

 - с внешней стороны сечения.

Рисунок 3. Армирование поперечных сечений крайней колонны


БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.    СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия [Текст]: утв. Госстроем России 29.05.2003: взамен СНиП II-6-74: дата введения 01.01.87. – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 44 с.

2.    СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения [Текст]: утв. Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу от 30.06.2003: взамен СНиП 2.03.01-84: дата введ. 01.03.2004. –М.: ГУП НИИЖБ, 2004. – 26

3.    СП-52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры [Текст]: утв. Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу от 30.06.2003: взамен СНиП 2.03.01-84: дата введ. 01.03.2004. – М.: ГУП НИИЖБ, 2004. – 55 с.

4.    Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) / ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005.

5.    Руководство по расчёту статически неопределимых железобетонных конструкций [Текст]: Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР – М.: Стройиздат, 1975. – 192 с.

6.    ГОСТ 23837-79. Здания промышленных предприятий одноэтажные. Габаритные схемы.

7.    Справочник проектировщика. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. – М.: Стройиздат, 1981.

8.    Шерешевский, И.А. Конструирование промышленных зданий и сооружений / И.А. Шерешевский. – Л.: Стройиздат, 1979.

9.    Трепененков, Р.Н. Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий / Р.Н. Трепененков. – М.: Стройиздат, 1980.

10.  Байков, В.Н. Железобетонные конструкции. Общий курс [Текст]: учеб. для вузов / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.: ил.

11.  Серия 1.424.1-5. Колонны железобетонные прямоугольного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 8,4-14,4 м. – М.: ЦИТП, 1985.

12.  Серия 1.426.1-4. Балки подкрановые железобетонные под мостовые опорные краны общего назначения грузоподъемностью до 32 т. Вып. 1. – М.: ЦИТП, 1984.

13.  Серия 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения одноэтажных промышленных зданий. – М.: ЦИТП, 1978.

14.  Вилков, К.И. Одноэтажная рама промздания в сборном железобетоне: учеб. пособие / К.И. Вилков, Н.И. Смолин. – Горький: ГИСИ, 1990.

15.  Справочник проектировщика промышленных жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. Кн. 1. – М.: Стройиздат, 1972.

16.   Улицкий, И.И. Железобетонные конструкции (расчет и конструирование) И.И. Улицкий и др. – Киев: «Будивельник», 1973.

Руководство по производству и применению



© 2011 Онлайн база рефератов, курсовых работ и дипломных работ.