Материал: Расчет конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами

Рисунок 46 - Эпюры изгибающих моментов, продольных, поперечных сил в колонне ряда В от действия горизонтальной крановой нагрузки, приложенной к колонне ряда А

3.5.5 Горизонтальная сила приложена к колонне ряда Б

Рисунок 47 - Расчетная схема от горизонтальной крановой нагрузки, приложенной к колонне ряда Б

Реакция верхнего конца колонны ряда А:

.

Реакция верхнего конца колонны ряда Б:

Реакция верхнего конца колонны ряда В:

Суммарная реакция в основной системе:

kH.

Горизонтальное перемещение верха колонны:

Упругая реакция колонны ряда А, ряда Б, ряда В

kH.

Изгибающие моменты в колонне ряда А и В:

,

Поперечные силы в колонне ряда А и В:

kH.

Продольные силы в колонне ряда А и В:

Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на колонне ряда А и В (рисунок48)

Рисунок 48 - Эпюры изгибающих моментов, продольных, поперечных сил в колонне ряда А и В от действия горизонтальной крановой нагрузки, приложенной к колонне ряда Б

Изгибающие моменты в колонне ряда Б:

,

Поперечные силы в колонне ряда Б:

kH;

Продольные силы в колонне ряда Б: .

Эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на колонне ряда Б (рисунок49)

Рисунок 49 - Эпюры изгибающих моментов, продольных, поперечных сил в колонне ряда Б от действия горизонтальной крановой нагрузки, приложенной к колонне ряда Б

.6 Таблица нагрузок и расчетных усилий

При составлении таблицы расчетных усилий в соответствии с [1] и нормами на проектирование железобетонных конструкций рассмотрим 2 группы основанных сочетаний нагрузок.

В первой группе основных сочетаний учитывают постоянную нагрузку, временную длительно действующую и 1 временную кратковременную, взятые с коэффициентом сочетания γ=1.

Во второй группе основных сочетаний учитывают постоянную нагрузку и все временные нагрузки (не менее 2) в их наиболее не выгодном сочетании, взятые с коэффициентом сочетания γ=0,9. При этом нагрузки от вертикального и горизонтального воздействия кранов рассматривается как одна кратковременная нагрузка.

Комбинация нагрузок и расчетных усилий в сечениях колонны ряда А приводится в таблице 3.

4. Расчет колонны

.1 Расчет надкрановой части

.1.1 Комбинация нагрузок для надкрановой части колонны

Рисунок 50 - Колонна ряда А

Для надкрановой части колонны из таблицы усилий выписываем комбинации нагрузок

) M_max=59,78 kHÄм; N_соотв.=426,96 kH;

) M_min=-46,77 kHÄм; N_соотв.=488,83 kH;

) М_соотв.=4,26 kHÄм; N_max=652,99 kH.

Расчет ведем на две комбинации нагрузок: 1 и 3, та как в расчет комбинации вошла снеговая нагрузка, то находим длительную часть силовых факторов, умножая изгибающий момент и продольную силу снеговой нагрузки на коэффициент γ=0,6.

) M_max=59,78 kHÄм;

kHÄм;

kH;

kH.

) М_соотв.=4,26 kHÄм;

kHÄм;_max=652,99 kH;

kH.

Для обеих комбинаций нагрузок коэффициент условия работы бетона .

.1.2 Выбор материалов и определение расчетных характеристик

Бетон марки В20 с расчетными характеристиками: kН/м²; ; ; ;

Арматура класса А300 с расчетными характеристиками: ; .

Определим расчетные размеры (рисунок 51)

Рисунок 51 - Схема расчетных размеров надкрановой части колонны

Сечение надкрановой части колонны bxh=50x60 см. Примем ширину защитного слоя а=4см, тогда полезная высота сечения h₀=56 см, расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости рамы

.1.3 Расчет надкрановой части

Расчет выполняем в табличной форме (таблица 4).

Таблица 4 - Расчет надкрановой части колонны

4                Гибкость колонны, см ,

где I - радиус инерции сечения

8                Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента ,

9                Коэффициенты δ_е и δ_{е min} при условии δ_е ≥ δ_{е min} ≤ 1,5

11             Первоначально примем минимальный процент армирования   %

Таким образом, минимальный коэффициент армирования

.

Тогда момент инерции сечения арматуры, вычисленный относительно центра тяжести бетонного сечения:

12             Жесткость железобетонного элемента ,

где E_b, E_s - модуль упругости бетона и арматуры, J_s - момент инерции площадей сечения бетона и продольной арматуры

16             Случайный эксцентриситет приложения действия силы, м ,

По максимальному значению примем см.

Тогда полный эксцентриситет:

17             Величина максимально допустимой относительной высоты сжатой зоны при , см

,

где - относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях R_s,

- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях R_b,

18             Предположим, что имеем случай больших эксцентриситетов,  и , тогда высота сжатой зоны, см

19             Относительная высота сжатой зоны, см ,

20             В сечении могут возникать как сжатая, так и растянутая арматура.  Площадь сечения сжатой арматуры, см² ,

21             Сжатой арматуры по расчету не требуется, поэтому примем :

22             Площадь растянутой арматуры

23             Для обоих сочетаний растянутой арматуры по расчету не требуется, примем , по сортаменту примем 3Ç16 А300 с см²