Определение постоянной нагрузки от покрытия, собственной массы конструкций
Нагрузка от 1 м2 покрытия на ригель рамы приведенав таблице 3.3.1(сбор нагрузок на ригель рамы)
Таблица 3.4.3.1 Сбор нагрузок на раму
Вид нагрузки | Нормативная нагрузка кН/м | Коэффициент безопасности по нагрузке | Расчётная нагрузка кН/м |
Постоянная | ![]() | 1,35 | 18,43 |
Временная | ![]() ![]() | - | 5,184 |
Полная | ![]() | ![]() |
2.2.2.2 Определение усилий от снеговой нагрузки
Репрезентативное значение снеговой нагрузки определяется по формуле 2.1.1 согласно ТКП EN 1991-1-3-2009[ ]:
(2.2.1)
где mi— коэффициент формы снеговых нагрузок;
sk— характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт;
Се — коэффициент окружающей среды;
Сt — температурный коэффициент.
Коэффициент формы снеговых нагрузок определяем по рисунку 5.3 и таблице 5.2ТКП EN 1991-1-3-2009[ ],
Характеристическое значение снеговой нагрузки на грунт согласно п. 4.1(1) ТКП EN 1991-1-3-2009 []для 1а района .
Коэффициент окружающей среды согласно п. 5.2(7) ТКП EN 1991-1-3-2009 []Се=0,8.
Температурный коэффициент согласно п. 5.2(8) ТКП EN 1991-1-3-2009 [] Сt=1,0 [изм2, с7.].
2.2.2.3 Определение усилий от ветровой нагрузки
Базовое значение скорости ветра определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где vb — базовая скорость ветра, определяемая как функция направления ветра и времени года, на высоте 10 м над уровнем земли для типа местности II;
vb,0— основное значение базовой скорости ветра, ([], п.4.2(1), с.109);
cdir— коэффициент, учитывающий направление ветра, ([], п.4.2(2), с.110);
cseason— сезонный коэффициент, ([], п.4.2, с.109)
Средняя скорость ветра на высоте z=6,28 м определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где cr(z) — коэффициент, учитывающий тип местности;
cо(z) — орографический коэффициент, ([], п. 4.3.1(1), с. 110).
Коэффициент cr(z), учитывающий тип местности, вычисляется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где z0 — параметр шероховатости, ([], таблица 4.1, с. 9);
kr — коэффициент местности, зависящий от параметра шероховатости z0;
Коэффициент местности kr определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где z0,ji = 0,05 м;
Интенсивность турбулентности на высоте z=6,28 м определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где ki — коэффициент турбулентности, ([],п. 4.4(1), с. 9);
Пиковое значение скоростного напора qp(z) на высоте z=6,28 м определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где r — плотность воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря, температуры и барометрического давления, ([], п. 4.5(1), с. 111).
Ветровое давление на поверхность определяется по следующей формуле:
(2.1.2.1)
где qp(ze) — пиковое значение скоростного напора ветра;
сре — аэродинамический коэффициент внешнего давления.
Аэродинамический коэффициент внешнего давлениясре для стен определяется по таблице 7.1 ([], с.20) с учетом отношения высоты здания h к длине пролета L.
При
Рисунок 2.2.1.1 – Распределение вертикального давления на стены
Ветровое давление с наветренной стороны:
Ветровое давление с подветренной стороны:
Нагрузка от ветрового давления с учетом шага рам:
Аэродинамический коэффициент внешнего давлениясре для крыши определяется по таблице 7.4а ([], с.20) с учетом отношения высоты здания h к длине пролета L.
При аэродинамические коэффициенты определяются при помощи интерполяции:
Рисунок 2.2.1.1 – Распределение вертикального давления на крышу
Ветровое давление:
Нагрузка от ветрового давления с учетом шага рам:
2.2.3 Cтатический расчет поперечной рамы
При расчете рамы эксцентриситеты не учитываем, так их значение весьма мало.
Статический расчет поперечной рамы выполняем с помощью программы «RADUGA 2.0.7». Все усилия приведены для левой крайней стойки , схема расположения сечений представлена на рис.2.4.1 .
рис.2.2.3.2 Расчетная схема поперечной рамы
Табл. 2.4.1 К расчёту основных комбинаций загружений
Нагрузки и воздействия | № загружения | Коэфф-т сочетания | Сечение | |||||
I | II | |||||||
M | N | V | M | N | V | |||
Постоянная нагрузка | 591,44 | -164,29 | - | - | -164,29 | - | ||
Снеговая нагрузка | -166,23 | -46,18 | - | - | -46,18 | - | ||
0 ,9 | -149,61 | -41,56 | - | - | -41,56 | - | ||
Ветровая нагрузка | 90,37 | -36,33 | 19,47 | - | - | 30,74 | ||
0,9 | 81,33 | -33,70 | 17,52 | - | - | 27,67 | ||
Примечание: Расчётные схемы и эпюры к вариантам загружения приведены в приложении 1 |
Таблица 2.4.2 Расчетные комбинации усилий
Сечение | № и вид загружения | Расчетные комбинации усилий | ||
![]() | ![]() | ![]() | ||
I | №№ | - | - | 1+3+5 |
Mmax | - | - | - | |
Nсоотв | - | - | 239,55 | |
Vсоотв | - | - | -17,52 | |
II | № | - | - | 1+3+5 |
Mmax | - | - | - | |
Nсоотв | - | - | -210,47 | |
Vсоотв | - | - | 27,67 |
2.3Расчёт внецентреннонагруженного фундамента
2.3.1 Исходные данные для проектирования
Расчет выполняем на наиболее опасную комбинацию расчетных усилий в сечении 2.
Расчетные усилия: ;
.
Несмотря на то что , при расчете рамы значение момента в опорном узле равно нулю , в расчет принимаем внецентренно нагруженный фундамент со значением момента , значение принято в соответствии с указаниями п.2 [серия 1.812.1-2]
По таблице 5.2 /1/ принимаем класс ответственности по условиям эксплуатации ХС3 и бетон класса .
Для армирования фундамента принимаем продольную арматуру S500
Армирование колонны 4Æ12S400 ( ).
Расчетное сопротивление грунта – R = 3,2 МПа.
Минимальная глубина заложения фундамента -1,70 м.
Средний вес тела фундамента и грунта на его ступенях – .
Верх фундамента на отметке -0,500.
Рассчет деформации грунтов не производим.
Фундамент проектируем сборным.
Нормативная нагрузка от собственного веса стенового ограждения и веса фундаментных балок:
где - нормативное значение веса
кладки из газосиликатных блоков;
- нагрузка от собственно веса остекления;
- нормативная сосредоточенная нагрузка от веса фундаментной балки,
, согласно табл. 4.1 [10] .
- высота кладки;
- высота панелей остекления;
- коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса стеновых панелей;
- коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса панелей остекления.
Расчетная нагрузка от собственного веса стенового ограждения и фундаментных балок:
Эксцентриситет приложения нагрузки от собственного веса стенового ограждения:
2.3.2 Определение размеров подрамника
Определяем значение расчетного эксцентриситета:
.
Таким образом толщина стенки стакана
Окончательно принимаем толщину стенки стакана
Высота подколонника составит :
где - высота сечения подкрановой части колонны.
Определим ширину подколонника:
где - ширина сечения подкрановой части колонны.
Глубина заделки колонны в фундамент должна быть:
- Æ =
где Æ - диаметр продольной рабочей арматуры колонны;
- ;
- ;
-
где - длина анкеровки сжатой продольной рабочей арматуры колонны в сжатом бетоне.
Согласно пункту 11.2.32[5] :
где - коэффициенты принимаемые по таблице 11.6 [5] для сжатой арматуры в сжатом бетоне;
- базовая длина анкеровки, принимаемая для сжатых стержней;
- площадь арматуры требуемая по расчету;
- фактическая площадь арматуры;
- минимальная длина зоны анкеровки.
где
Согласно пункту 11.2.33 [5]:
- коэффициент, учитывающий влияние положения стержней при бетонировании;
- коэффициент, учитывающий влияние диаметра стержня;
- коэффициент, зависящий от профиля арматуры.
.
Принимаем . Тогда длина анкеровки сжатой продольной рабочей арматуры колонны в сжатом бетоне составит
.
Окончательно принимаем глубину заделки колонны в фундамент
Тогда глубина стакана с учетом подливки под колонну составит:
2.3.3 Определение размеров подошвы фундамента
Требуемая площадь фундамента:
где
Задаемся отношением ширины подошвы фундамента к ее длине . Отсюда длина подошвы фундамента определяется как:
Принимаем длину подошвы фундамента . Тогда ширина подошвы
. Принимаем ширину подошвы фундамента
.
Проверим правильность подбора размеров подошвы фундамента:
где - площадь фундамента с учетом принятых размеров подошвы.
- момент сопротивления.
Условие выполняется.
Ширина свесов плитной части:
Принимаем двухступенчатый фундамент с условием передачи основных сжимающих усилий в пределах пирамиды продавливания. Высоту нижней ступени принимаем
2.3.4 Определение сечения арматуры плитной части фундамента
Определяем давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок( ):
Плита фундамента работает как консольная балка :
Определяем площадь сечения арматуры, укладываемой параллельно большей стороне фундамента :
По конструктивным соображениям принимаем арматуру Æ12 S500 ( ) с шагом s = 200 мм.
2.3.4 Расчет подрамника
Армирование стенок подстаканника показана на рисунке 7.4
Расчетные усилия: ;
.
Сетки устанавливаем для предотвращения раскалывания подколонника. Определяем значение расчетного эксцентриситета:
где - расчетный изгибающий момент относительно днища подколонника.
Так как , то
Условие прочности для сеток имеет вид :
Откуда требуемая площадь сеток составит :
где
По конструктивным соображениям требуемая площадь сеток должна быть не менее 0,04% от площади бетонного сечения . Тогда требуемая площадь арматуры составит:
.
Окончательно принимаем сетки 4Æ6 S240 ( ).
Продольную арматуру подколонника рассчитываем по схеме внецентренно сжатого элемента коробчатого сечения. Армирование делается симметричным.
Определим требуемую площадь арматуры:
где ;
- статический момент половины площади бетонного сечения относительно центра тяжести нейтральной оси.
.
По конструктивным соображениям требуемая площадь арматуры должна быть не менее 0,15% от площади бетонного сечения . Тогда требуемая площадь арматуры составит:
.
Окончательно принимаем арматуру 4Æ14 S500 ( ) .
По длинной стороне арматуру назначаем конструктивно:
Принимаем арматуру 4Æ14 S500 ( ) .
Технологический раздел
Определение объемов работ