Одноэтажное промышленное здание (стр. 4 из 5)
η=l/(l–356,75/4958,4)=1,08.
Вычисляем е0 = М / N=17,22·106/(356,75·103)=48,26 мм, тогда e=e0η+(h0-a')/2=48,26··1,08+(566—40)/2==312,1 мм.
Площади сечения сжатой и растянутой арматуры определяем согласно п. 3.66 [3].
Тогда получим:
Поскольку по расчету арматура не требуется, то сечение ее назначаем в соответствии с конструктивными требованиями табл. 47 [3]: A=A'S= 0,002bh0=0,002·400·560=448 мм2.
Конструирование продольной и поперечной арматуры колонны с расчётом подкрановой консоли: анализируя результаты расчета всех опасных сечений колонны, целесообразно в надкрановой части принять симметричную продольную арматуру по 2 ø 18 А-III (ASл=Asn=509 мм2>448 мм2).
В подкрановой части колонны наиболее опасным будет сечение 4-4, 5-5, 6-6, для которого у левой грани принимаем продольную арматуру из 2ø20 А-III(ASл=Asn=628мм2>608 мм2).
Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем диаметром 5 мм класса Вр-I, которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом 300 мм (не более 20d=20·18=360 мм).
Выполняем проверку принятого продольного армирования на прочность в плоскости, перпендикулярной раме, при действии максимальных продольных сил.
Для над крановой части колонны имеем: N=324,49 кН; N,=248,89 кН; Nsh=0. Поскольку нет нагрузок непродолжительного действия, то расчетные сопротивления бетона принимаем с γb2=1 (при заданной влажности 80 %). Размеры сечения: b=600мм, h=400 мм. Назначая а=а'=40 мм, получим h0=h-а=400-40=360 мм.Расчетная длина над крановой части колонны l0=5,85 м (см. табл. 2.1). Так как /0/h=5850/400=14,625>4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.
Находим значение случайного эксцентриситета:
еа>h/30=400/30=13,33мм; еа>H2/600=3900/600=6,5мм; еа>10мм. принимаем еа=13,33мм. Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны:
М=N·еа=324,49·103·13,33=4,325·106Нмм= 4,325 кНм;
Мl = Nl·eа=248,89·103·13,33=3,12·106 Нмм=3,12 кНм.
Для определения Ncr вычисляем:
M1l=Nl·(h0—а')/2+Мl=248,89(0,36-0,04)/2+3,12=43,07 кН·м;
Ml=N(h0—a')/2+M=324,49(0,36-0,04)/2+4,325=56,2434 кНм;
φl=1+(1·43,07)/56,2434= 1.7658<2;
μ=(As+А's)/(bh)=(509+509)/(600·400)=0,00424;
так как ea/h=13,33/400=0,0333<δemin=0,5-0,01·14,625–0,01·19,5=0,158, принимаем δe=δemin=0,156.
Тогда:
е=еаη+(h0—а')/2= 13,33 · l,0521+(360—40)/2= 174,0245 мм.
Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем x=N/(Rbb)=324,49·103/(19,5-600)=27,73 мм. Так как x<ξR·h0=0,519·360=186,84 мм, то прочность сечения проверяем по условию (108) [3]:
Rbbx(h0–0,5х)+Rsc·A´s(h0-а')=19,5·600·27,73(360–0,5·27,73) +280·509 (360-40) = =157,9·106 Н·мм =157,9 кНм > Ne= 324,42·0,174 = 56,47 кН·м, т. е. прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена
При проверке прочности подкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, учитываем только угловые стержни по 2 ø20 А-III (As=A's=628мм2). В этом случае имеем размеры сечения: h=700мм, a=400мм и расчетную длину l0=6,6 м (см. табл. 2.1). Так как l0/h=6600/400=16,5>4, то необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность, а расчетными усилиями в сечении 6 — 6 будут: N=851,25 кН; Nl=397,6 кН; Nsh=385,62 кН.
Находим значение случайного эксцентриситета: еа>h/30=400/30=13,33 мм; еа>H2/700=7560/700=10.08 мм; еа>10 мм. Принимаем еа=13,33 мм. Тогда соответствующие значения изгибающих моментов будут равны:
М=N·еа=922,6·103 ·13,33=12,29·106 Нмм= 12,29 кНм;
Мl=Nl·eа=468,94 ·103·13,33=6,25·106 Нмм=6,25кНм.
Для определения Ncr вычисляем:
M1l=Nl·(h0-а')/2+Мl=468,94(0,36-0,04)/2+6,25=81,3кНм;
Ml=N(h0-a’)/2+M=922,6(0,36-0,04)/2+12,29=160 кНм;
φl=1+(1·81,3)/160= 1,51<2;
μ=(As+А's)/(bh)=(509+509)/(800·400)=0,00477; так как
ea/h=13,33/400=0,0333<δemin=0,5-0,01·18.9–0,01·19,8=0,113, принимаем δe=δemin=0,113.
Тогда:
' .е=еаη+(h0—а')/2= 13,33·1,148+(360—40)/2= 175,3 мм.
Проверку прочности сечения выполняем по формулам пп. 3.61 и 3.62 [3]. Определяем
x=N/(Rbb)=922,6·103/(19,8·800)=58,2мм.
Так как x<ξR·h0=0,582·360=209,5мм, то прочность сечения проверяем по условию (108) [3]:
Rbbx(h0–0,5х)+Rsc·A´s(h0-а')=19,8·800·58,2(360-0,5·58,2) +365·763(360-40)=394,17·106Нмм =394,17 кНм > Ne= 922,6·0,1753 = 161,7 кНм, т. е. прочность надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, обеспечена.
Расчет прочности подкрановой консоли производим на действие нагрузки от собственного веса подкрановых балок и максимального вертикального давления от двух сближенных мостовых кранов с учетом коэффициента сочетаний ψ=0,85, или Q= G6+Dmaxψ= 48,4+504,1·0,85 = 476,89 кН (см. раздел 2.1).
Проверяем прочность консоли на действие поперечной силы при возможном разрушении по наклонной полосе в соответствии с п. 3.99 [3]. Поскольку 2,5Rbt·b·h0 = 2,5·1,3·400·1060 = =1378·103 Н=1378 кН > Q= 476,89 кН, то по расчету не требуется поперечная арматура. По конструктивным требованиям принимаем хомуты диаметром 6 мм класса A-I, устанавливаемые с максимально допустимым шагом 150 мм.
Для обеспечения прочности консоли в вертикальном сечении на действие изгибающего момента определяем площадь сечения продольной арматуры по формуле (208) [3]:
As=Ql1/(h0Rs)=476,89·103·450/(1060·280)=723,3мм2. Принимаем 3 ø 16 А-III (A5=763мм2).
1.5 Проектирование монолитного внецентренно-нагруженного фундамента:
Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим усилия Nnf и Mnf на уровне подошвы фундамента для комбинации усилий с максимальным эксцентриситетом с учетом нагрузки от ограждающих конструкций.
Расчетная нагрузка от стеновых панелей и остекления равна G3=35,7192 кН (см. раздел 2.1), а для расчета основания Gn3 = G3/γf = 35,7192/1,1 = 32,472 кН. Эксцентриситет приложения этой нагрузки относительно оси фундамента будет равен е3 = 240/2+400 = 520мм = 0,52м.
Анализируя значения усилий в таблице находим, что наиболее неблагоприятной комбинацией для предварительного определения размеров подошвы фундамента по условию максимального эксцентриситета (отрыва фундамента) является вторая комбинация усилий. В этом случае получим следующие значения усилий на уровне подошвы фундамента:
Nfn= Nn + Gn3 = 474,56+32,472 = 507,032 кН;
Мfn=Мп + Q·hf +G3n·е3 = -225,61-29,36·2,4-32,47·0,52= -312,949 кН·м;
e0 = | Мfn / Nfn| = 312,1/575,21 = 0,54 м.
С учетом эксцентриситета продольной силы воспользуемся формулами табл. XII.I. [1] для предварительного определения размеров подошвы фундамента по схеме 2:
м 
м 
мгде γm= 20 кН/м — средний удельный вес фундамента с засыпкой грунта на его обрезах; R= R0= 0,3 МПа = 300 кПа - условное расчетное сопротивление грунта по индивидуальному заданию.
Принимаем предварительно размеры подошвы фундамента, а =2,7 м и b=2,1 м. Уточняем расчетное сопротивление песчаного грунта основания согласно прил. 3 [9]:
R=R0[1+k1(b– b0)/b0]+ k2·γm(d -d0)=250·(1+0,125·(2,1-1)/1)+0,25·20(2,55-2)=287,125кПа,
где k1 = 0,125 и ki= 0,25 принято для песчаных грунтов по [9].
Определим усилия на уровне подошвы фундамента принятых размеров от нормативных нагрузок и соответствующие им краевые давления на грунт по формулам:
Nninf= Nn + Gn3 +a·b·d·γm·γn;Мninf=Мп + Q·hf +G3n·е3; Pnл(п)= Nninf/Af±Мninf/Af: где γm =1 - для класса ответственности здания I; Af= ab = 2,7·1,8 =5,67 м2;Wf = ba2/6 = 1,8·2,72/6=2,552 м3.
Таблица 2. Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия:
| Комбинация усилий от колонны | Усилия | Давление к.Па. | |||
| Мninf | Nninf | Pnл | Pnп | Pnm | |
| Первая | 943,522 | 46,95 | 148,005 | 184,807 | 166,406 |
| Вторая | 796,202 | -312,949 | 263,077 | 17,771 | 140,424 |
| Третья | 1061,862 | -212,378 | 270,514 | 104,041 | 187,277 |
Так как вычисленные значения давлений на грунт основания:
Рnmах =270,514кПа < l,2R = 1,2·287,125 = 344,55 кПа;
Pnmin = 17,771 кПа > 0;
Pnm= 187,277 кПа < R = 287,125 кПа;
то предварительно назначенные размеры подошвы фундамента удовлетворяют предъявляемым требованиям по деформациям основания и отсутствию отрыва части фундамента от грунта при крановых нагрузках. Таким образом, оставляем окончательно размеры подошвы фундамента а = 2,7 м и b = 2,1 м.
Расчет тела фундамента выполняем для принятых размеров ступеней и стакана согласно рисунку . Глубина стакана назначена в соответствии с типом опалубки колонны по приложению V, а поперечное сечение подколенника имеет размеры типовых конструкций фундаментов под колонны промышленных зданий.