Расчет и конструирование основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания в сборном варианте

4.3 Расчет крановой консоли.

На крановую консоль колонны действует сосредоточенная сила от веса подкрановой балки и вертикального давления кранов.

Q_c=(G_п.б +D_max,l)=43,2+323,7=366,9 кН.

Размеры консоли:

h_c=1400мм, l_c=600мм, h₀=1360мм, а=300мм, а_s=40мм, l_sup=340мм.

Расчетные сопротивления бетона принимаем с коэффициентом γ_b2: R_b=18,7кН, R_bt=1,32кН

Так как  Q_с=366,9<2,5× R_bt×b×h₀=2,5×1,32×400×1360=1795,2кН, прочность бетонного сечения консоли достаточна и поперечное армирование ее выполняется по конструктивным требованиям. При h_c=1400мм>2,5а=2,5×300=750мм поперечное армирование принимаем в виде горизонтальных хомутов из стержней Æ6 A-III с шагом 150мм по высоте консоли.

Проверим  бетон консоли под опорой подкрановой  балки на местное сжатие из условия:

.

Площадь смятия

Расчетная площадь смятия

Расчетное сопротивление бетона смятию:

ά=13,5 =

γ_b9=0,9

следовательно, смятие бетона консоли  не произойдет.

Требуемая площадь продольной арматуры консоли:

Принимаем 2 Æ14 A-III (А_s=308мм²). Для надежной анкеровки продольной арматуры она должна быть заведена за грань колонны на длину не менее чем l_an=36d=36^.14=504мм.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.4 Проверка трещиностойкости  и прочности колонны  в стадия подъема,  транспортирования  и монтажа.

4.4.1 Расчет в стадии подъема.

Погонная  нагрузка от собственного веса колонны с учетом k_din=1,6:

в надкрановой  части: g₁=1,6×27,68/4,5=9,84 кН/м

в подкрановой  части: g₂=1,6×116,53/10,1=18,46 кН/м.

Места расположения строповочных отверстий от торцов колонны до строповочных отверстий:

      в надкрановой части: l₁=3,7м

      в подкрановой части: l₂=3,2м

Тогда М_А=0,5g₁l₁²=0,5×9,84×3,7²=67,35кНм,

М_В=0,5×18,46×3,2²=94,5кНм

Максимальный  момент в пролете составит:

М≈g₂l²/8-(M_A+M_B)/2=18,46×7,7²/8-(67,35+94,5)/2=55,9кНм

Необходимо выполнение условия:

М £ R_s A_s h₀ n

h₀ = h – a=400-30=370мм

x = x/h₀=31,8/370=0,09

Тогда ν=0,955

М=67,35<365×622,1×370×0,955=81,1кНм

h₀ = h – a=400-30=340мм

x = x/h₀=29,86/370=0,08

Тогда ν=0,960

М=94,5<365×873,1×370×0,960=113,6кНм

М=55,9<113,6.

При подъеме  в наиболее напряженных сечениях колонны трещины не образуются.

4.4.2 Расчет в стадии транспортировки.

Расстояние  до прокладок составляют:

      в надкрановой части: l₁=3,7м

      в подкрановой части: l₂=3,2м

М=94,5<113,6кНм, т.е. при транспортировке колонны трещины не образуются.

4.4.3. Расчет в стадии монтаж

При установке  колонны в проектное положение  ее расчетная схема принимается: 

Изгибающий момент в месте строповки  М_А≈9,84×4,5²/2==99,63кНм, а в середине пролета

М=18,46×10,1²/8-99,63/2=185,6кНм.

М £ R_s A_s h₀ n

h₀ = h – a=600-30=570мм

x = x/h₀=31,8/570=0,07

Тогда ν=0,965

М=99,63<365×509×570×0,965=102,19кНм

М=185,6<365×760×870×0,965=232,9кНм

Кратковременная ширина раскрытия трещин:

s_s»365×99,63/102,19=355,8 МПа;

μ=509/400×570=0,0022

a_crc=1×1×1×(355,8/20×10⁴)×20×(3,5-100×0,0022)× ³Ö18=0,29 мм < 0,3 мм, что допустимо.

5. Расчет внецентренно  нагруженного фундамента

Материалы: Бетон: В15; R_b =8,5 МПа; R_bt=0,75 МПа; Е_b=23×10³МПа.

Арматура: A-III; R_s=365 МПа; R_sw=290 МПа; Е_s=20×10⁴МПа;

                     A-II; R_s=280 МПа; R_sw=225 МПа; Е_s=21×10⁴ МПа.

R_b =8,5×1,1×0,9=8,4 МПа; R_bt=0,75×1,1×0,9=0,74 МПа

5.1 Определение размеров подошвы фундамента

Комбинации  усилий:

М_min: М=-227,53 кН×м; N=1637,92 кН, Q=12,661 кН.

N_max: М=-183,06 кН×м; N=2238,96 кН, Q=-0,227 кН

Нагрузки  при g_f=1: М_min: M=-197,85 кН×м; N=1424,28 кН, Q=11,0 кН.

                                 N_max: М=-159,18 кН×м; N=1946,92 кН, Q=-0,197 кН

Расчетное давление грунта R=220кПа.

d_o=0,23 (для суглинка); k_h=1,1;

Для г. Красноярска М_t= -70,5 ⁰C.

;

=1,9×1,1=2,12 м.

Принимаем высоту фундамента: Н=2,4 м.

Требуемая площадь подошвы фундамента: А=1,4×1946,92/(220-20×2,55)=16,13 м²

Принимаем по серии 1.412-6 фундамент с размерами  подошвы l=4,5 м, b=3,9 м.

А=4,5×3,9=17,55 м².

W_f=3,9×4,5²/6=13,16 м³

Давление  под подошвой фундамента:

Комбинация  М_min: р_мах=147,2кПа < 1,2×220=264 кПа

 p_min=117,12 кПа > 0

 p_n,m=132,16 кПа < 220 кПа

Комбинация  N_max: р_мах=174,0 кПа <264а

p_min=149,8 кПа >0

p_n,m=162,0 кПа<220а

5.2 Определение геометрических размеров фундамента.

Размеры фундамента определяю в соответствии с серией 1.412-6.

5.3 Расчет плитной части фундамента на продавливание.

Так как  h_cf-d_p=1,50-1,1=0,4 м > 0,5×(1,5-0,9)=0,3 м, фундамент рассчитывается на продавливание плитной части от низа подколонника на действие продольной  силы N и изгибающего момента M.

Из условия: F<R_btb_mh_0,pl.

h_0,pl=0,9-0,05=0,85м.

R_bt=0,75×1,1×0,9=0,74 МПа

Так как  b-b_cf =3,9-1,2=2,7>2h_0,pl=1,7, то b_m= b_cf+h_0,pl=1,2+0,85=2,05м.

F=A₀P_max.

А₀=0,5b(l-l_cf-2h_0,pl)-0,25(b-b_cf-2h_0,pl)²=0,5(4,5-1,5-1,7)-0,25(3,9-1,2-1,7)²=2,285м².

F=2,285^.141,5=323,33Кн.

F=323,33<740×2,05×0,85=1289,45кН.

5.4 Расчет плитной части фундамента на поперечную силу.

Так как  b/l=3,9/4,5=0,87>0,5, то этот расчет можно не производить.

5.5 Подбор арматуры

5.5.1 Определение площади арматуры плитной части фундамента

Эксцентриситет  продольной силы: е_о=183,06/2238,96=0,08 м;