Снеговая нагрузка для г.Севастополь (I снеговой район)
Крановые нагрузки.
Расчетное максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов определяют по линии влияния давления на колонну (Рис.3.1.) и коэффициентом надежности по нагрузке , по нагрузке .
Рис 3.2.1. Установка крановой нагрузки в невыгодное положении
е и линия влияния давления на колонну.
Нормативная горизонтальная нагрузка на одно колесо
,
где - масса крана,
- масса подкрановой тележки.
Расчетная тормозная горизонтальная нагрузка на колонну от двух сближенных кранов
Горизонтальная сила от поперечного торможения крана приложена к колонне на уровне верха подкрановой балки на отметке 13,1м.
Ветровая нагрузка.
Скоростной напор ветра на высоте 10м над поверхностью земли для III района
г.Севастополь
Аэродинамический коэффициент с наветренной стороны с=0,8,
с заветренной с=-0,6.
Коэффициент надежности по нагрузке .
Ветровую нагрузку в пределах высоты колонны до отметки 10м принимаем равномерно распределенной, а от отметки 10м принимаем с учетом изменения напора по высоте при среднем значении коэффициента увеличения скоростного напора ветра согласно табл. 3.2.
табл. 3.2.2.
|
Высота здания, м |
Коэфф. увелич. cкоростного напора |
|
10 |
1.0 |
|
20 |
1.25 |
|
40 |
1.5 |
Нагрузка от ветра с подветренной стороны:
Отметка 10,0м ;
Отметка 10,7м ;
Отметка 12,5м ;
Отметка 16,2м ;
Отметка 21,2м ;
Нагрузка от ветра с заветренной стороны:
Отметка 10,0м ;
Отметка 16,2 м ;
Отметка 21,2м ;
Нагрузка от ветра с подветренной стороны:
Отметка 10,0м ;
Отметка 16,2 м ;
Отметка 21,2м ;
Нагрузка от ветра с заветренной стороны:
Отметка 10,0м ;
Отметка 10,7м ;
Отметка 12,5м ;
Отметка 16,2м ;
Отметка 21,2м ;
Выполняем расчет от различных загружений каркаса. Составляем таблицу сочетаний усилий в соответствии с ДБН “Нагрузки и воздействия” 1.2-2-06 и нормами на проектирование ж.б. конструкций.
Получив всю информацию о напряженно-деформированной состоянии всех элементов расчетной схемы, переходим к конструированию колонны
Рис.3.2.8.Расчетная схема колонны.
4. Расчет и конструирование колонны по оси Б.
Расчет и конструирование колонны проводим в пк “Лира” приложение “Лир-АРМ”
Задаемся типами материалов колонны:
Бетон тяжелый класса В 20, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, Rb=11,5 МПа; Rbt=0,9 МПа; Eb=27×103 МПа (СНиП 2.03.01-84, табл.13 и 18). Арматура класса А-III, d>10 мм, RS=RSC=365 МПа, ES=2×105 МПа. Поперечная арматура класса А I, RS=225 МПа, RSw=175 МПа, Es=2.1×105 МПа (СНиП 2.03.01-84, табл.22 и 29).
Производим расчет и получаем требуемые площади арматуры.
Рис.4.1.Расчетная схема колонны.
4.1.Конструирование.
Рис.4.1.1. Армирование надкрановой и подкрановой части колонны.
Рис.4.1.2. Армирование сечений колонны.
5. Проектирование фундамента под колонну по оси Б
5.1. Сведения о материалах
Условное расчетное сопротивление грунта R0=0,22 МПа. Глубина заложения фундаментов по условиям промерзания грунтов Н1=1,65 м.
Определение глубины заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания грунта основания:
,
где: - коэффициент, принимаемый для Крыма равным 0,7;
- коэффициент учета теплового режима здания (для неотапливаемого промышленного здания);
.
Бетон тяжелый класса В12,5, Rb=7,5МПа, Rbt=0,66 МПа, gb2=1,1; арматура из горячекатаной стали класса A-II, RS=280 МПа. Вес единицы объёма материала фундамента и грунта на его обрезах
5.2. Определение усилий .
Для определения значений усилий действующих на верхний срез фундамента в расчетной схеме (пк “Лира”) заменим подкрановую часть колонны рассчитываемого фундамента стержнем типа “КЭ-10”, численно описывающий геометрическую характеристику и жесткость сквозного сечения.
- жесткость элемента на осевое сжатие.
- жесткость элемента на изгиб в плоскости y
- жесткость элемента на изгиб в плоскости z
- первая координата ядра сечения
- вторая координата ядра сечения
- первая координата ядра сечения
- вторая координата ядра сечения
q – погонный вес (для автоматического определения собственного веса)
Расчёт выполняем на наиболее опасную комбинацию расчётных усилий
|
Расчётные значения усилий |
Нормативные значения усилий |
|
M = 1487,0 кН×м |
Mn = 1293,1 кН×м |
|
N = 2507,9 кН |
Nn = 2180,8 кН |
|
Q = 103,7 кН |
Qn = 90,2 кН |
Нормативное значение усилий определено делением расчётных усилий на усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке .
Определение геометрических размеров фундамента.
Глубину стакана фундамента принимаем Han = 120 см, что должно быть не менее:
Han ³0,5+0,33×h=0,5+0,33×1,4=0,962 м, где h=1,4 м – больший размер сечения всей колонны; не менее Han³1,5×bcol=1,5×0,6=0,9 м, где bcol=0,6 м – больший размер сечения ветви; и не менее Han³30d=30×2,8=84 см, где d=2,8 – диаметр продольной арматуры колонны. Расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принято 250 мм, тогда минимальная высота фундамента Hf=1200+250=1450 мм. Принимаем Hf=1800 мм (кратно 300 мм), тогда глубина заложения фундамента H1=1500+150=1950 мм.
Фундамент трёхступенчатый, высота ступеней принята 300 мм, высота подколонника 1200 мм.
Предварительно площадь подошвы фундамента определяем как для центрально нагруженного по формуле:
где 1,05 – коэффициент, учитывающий наличие момента.
Назначая соотношение сторон фундамента b/a=0,8, получаем:
, b1=0,8 × 3,88 = 3,1м.
Принимаем размеры подошвы a´b=4,2´3,3 =13,86 м2.
Момент сопротивления подошвы:
Так как заглубление фундамента меньше 2 м, ширина подошвы больше 1 м, необходимо учитывать нормативное давление на грунт по формуле:
.
Определим расчётную высоту фундамента из условия прочности на продавливание по формуле:
м
где h=1,4 м – больший размер сечения колонны
bcol=0,6 м – больший размер сечения ветви
Rbt=Rbt · γb2=1,1·0,66=0,726 МПа = 726 кН/м2
Полная высота фундамента Н=0, 33+0,05=0,38 м < 1,5 м, следовательно, принятая высота фундамента достаточна.
Определяем краевое давление на основание. Изгибающий момент в уровне подошвы фундамента:
Нормативна нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:
Gf = a × b × H1 × g × gn = 4,2× 3,3 × 1,95 × 20 × 0,95 = 513,5кН
При условии что:
Принимаем размеры подошвы a´b=4,5´3,6 =16,2 м2
Момент сопротивления подошвы:
Нормативна нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах:
Gf = a × b × H1 × g × gn = 4,5× 3,6 × 1,95 × 20 × 0,95 =600,2 кН
Проверка напряжений в основании показывает, что размеры подошвы фундамента достаточны.
Учитывая значительное заглубления фундамента, принимаем его конструкцию с подколонником стаканного типа и плитой переменной высоты. Толщина стенок стакана назначают 425мм > 0,2∙h=0,2∙1400=280мм. Зазор между колонной и стаканом поверху 75 мм, понизу 50мм. Высоту ступеней фундамента назначают
Высота подколонника 1200мм
Размеры ступеней в плане:
a1=4,5м b1=3,6м
a2=3,0м b2=2,4м
Размеры подколонника:
a3=2,4м b3=1,5м
Высота плитной части фундамента 60см. Проверяем достаточность принятой высоты плитной части из расчета на продавливание.
Расчет на продавливание по условию:
,
условие на продавливание выполняется.
Проверяем прочность фундамента на раскалывание:
,следовательно проверяем по формуле:
,прочность на раскалывание обеспечена.
5.3. Расчет арматуры фундамента
Определяем напряжения в грунте под подошвой фундамента в направлении длинной стороны а без учета веса фундамента и грунта на его уступах от расчетных нагрузок:
;
где
.
Напряжение в грунте в сечении I-I, II-II, III-III (см. рис.6.1):
Изгибающие моменты, возникающие в сечениях I-I, II-II, III-III от реактивного давления грунта как в консоли, для расчета арматуры, укладываемой параллельно стороне а , определяют по формулам:
;
;
.
Сечение рабочей арматуры на всю ширину фундамента:
;
;
.
Назначаем шаг стержней 200 мм, на ширине фундамента b=3,6 м параллельно длинной стороне а укладываем 18 Æ18 А-II c AS=45,8 см2. Процент армирования
Определяем изгибающий момент и площадь сечения арматуры, укладываемой параллельно стороне b:
;
