Расчет и проектирование производственного здания
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
?и М+:
номера нагрузок
М + = 323,18 кНм; 33,78 кНм + 238,4 кНм + 51 кНм = 323,18 кНм;
Nсоот = - 501 кН; - 179,2 кН - 322,2 кН = -501,5 кН;
Qсоот = 83,65 кН - 18,05 кН + 94,4 кН + 7,3 кН = 83,65 кН;
определение самого левого момента на оси М:
номера нагрузок
М _ = - 39,25 кНм; 33,78 кНм - 73,3 кНм = - 39,52 кНм;
Nсоот = - 179,2 кН; - 179,2 кН + 0 = - 179,2 кН;
Qсоот = 3,65кH; -18,05кН+14,4 кН = 3,65 кН.
Особые сочетания:
определение самого правого момента на оси М+:
номера нагрузок
М + = 393,82 кНм; 39,52 кНм + 215 кНм + 45,9 кНм + 63,4 кНм =
,82 кНм;
Nсоот = 549,6 кН; - 179,2 кН - 80,4 кН - 290 кН = - 549,6 кН;
Qсоот = 75,5 кН; - 18,5 кН - 2,7 кН + 85 кН + 11,7 кН = 75,5 кН;
определение самого левого момента на оси М:
номера нагрузок
М = - 219,18 кНм; 39,52 кНм - 66 кНм - 99,9 кНм - 92,8 кНм = - 219,18 кНм;
Qсоот = - 89 кН; - 18,5 кН - 137 кН - 23,22 кН + 13 кН = - 165,72 кН;
Nсоот = - 1127,8 кН; - 179,2 кН - 948,6 кН = - 1127,8 кН;
6. Расчет ступенчатой колонны производственного здания
Требуется подобрать сечение сплошной верхней и нижней частей колонны однопролетного производственного здания, ригель имеет жесткое сопряжение с колонной. Расчетные усилия указаны в таблице 1 (характерные расчетные сечения колонны показаны на рис.:
Для верхней части колонны в сечении 1-1:
M1 = - 345?97 rYv$ N1 = - 162?57 rH$ Q = - 193?97 rY$
в сечении 2-2, при том же сочетании нагрузок (1, 2, 3*, 4*, 5*):
М2 = 420,238 кНм, N2 = - 209,1 кН,
Для нижней части колонны
в сечении 3-3:
М1 = - 828,1кНм; N1 = - 1182,7кH
в сечении 4-4:
М2 = -219,18 кНм; N2 = 393,82 кН; Qmax = 75,5 кH
М12 = - 1127,8 кНм; N12 = 549,6 кH; Q1max = - 165,75кH
Соотношение жесткостей верхней и нижней частей колонны:
= ;
материал колонны: сталь марки ВСт 3пс 2, бетон фундамента:
класс В 12,5. Конструктивная схема колонны показана на рис.
6.1 Определение расчетных длин колонны
Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определим по формулам:
lх1 = ?1 l1,lх2 = ?2l2.
Так как
и
В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота. В однопролетных рамах горизонтальная реакция в верхних узлах приближенно равна нулю, а коэффициент ?1 зависит от двух параметров: отношения погонных жесткостей верхней и нижней частей колонны
где I2 = IB = 1; I1 = IH = 5; l1 = 8,3 м; l2 = 6,1 м;
и коэффициента
,
где
;
.
В зависимости от параметров ?1 = l,38 и n = 0,32 по прил. подбираем коэффициент ?1 = 2,4.
Тогда
? 2 = = = 1,74.
Теперь вычисляем расчетные длины l х1 и l х2:
l х1 = ? 1 l 1 = 2,4625 см = 1500 см;
l х 2 = ? 2 l 2 = 1,74395 см = 687,3 см.
Таким образом, для нижней части колонны l х1 = 1500 см,
для верхней
х2 = 687,3 см.
Расчётные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно:
y1 = Н н = 625 см; l y2 = Нв - hб = 395 см - 150 см = 245 см.
6.2 Подбор сечения верхней части колонны
Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой hв=1000мм.
Для симметричного двутавра (рис 5.2.1,6) радиусы инерции по приложению18;
i x ? 0,42 hB = 0,42 45 см = 18,9 см;
? x ? 0,35 hB = 0,35 45 см = 15,75 см,
где hB - высота сечения колонны, уже назначенная при компоновке рамы;
приведенная гибкость
где
l х2 - расчетная длина верхней части колонны;
R = 215 МПа = 21,5 кН/см2 - расчетное сопротивление для стали ВСт Зпс 2 толщиной 20 мм;
Е = 2,06104 кН/см2 - модуль упругости стали.
Относительный эксцентриситет
где
М = - 345,97 кНм; N = - 162 кН.
Значение коэффициента ?, учитывающее влияние формы сечения на величину mх, определим по приложению.
Примем в первом приближении Ап / АСТ, = 0,5.
Тогда параметрам
?x = 0,822, mх = 7,55
соответствует коэффициент ? = 1,25;
1x = ? mх = 1,25 7,55 = 9,44.
Затем по приложению находим значение коэффициента ?вн:
при
?x = 0,822 и m1x = 9,44: ?вн = 0,16.
Теперь можем определить требуемую площадь сечения по формуле:
.
Компоновка сечения
Высота стенки определяется по следующей формуле:
hст = hв - 2tп = 50 см - 21,0 см = 48 см
(предварительно принимаем толщину полок tп = 1,0 см).
Из условия местной устойчивости (при m > 1 и ? < 0,8), приложения 20,
.
Поскольку сечение с такой стенкой неэкономично, принимаем tст = 0,8 см. и включаем в расчетную площадь сечение колонны два крайних участка стенки шириной по
= .
Тогда требуемая площадь полки:
где Атр = 47,1 см2
Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента находим ширину полки bп > ly2 / 20; Кроме этого из условия местной устойчивости полки имеем
,
Принимаем bп = 20 см, tп = 1,0 см.
Тогда площадь полки
Ап = bп tn = 20 см1,0 см = 20 см2 > Ап.тр = 6,7см2 (см. формулу 5.2.10);
,
.
Геометрические характеристики сечения
Полная площадь сечения:
А0 = 2bпtп + tстhст = 220 см1см + 0,8 см45 см = 76 см2.
Расчётная площадь сечения с учетом только устойчивой части стенки
А = 2bпtn + 2tст2 - 0,85 = 220 см1 см + 20,85(0,8 см)2
= 73,67 см2;
моменты и