Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Статический расчет рамы

Реферат: Статический расчет рамы
РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В подкрановой части кроме силы F1 = 516,2 кН, приложенной с эксцентриситетом е2 = 0,2 м, действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей F6 = 181,3 кН с еw = 0,65 м; расчетная нагрузка от подкрановых балок F7 = 125,4 кН с е3 = 0,5 м; расчетная нагрузка от надкрановой части колонны F3 = 32,9 кН с е2 = 0,2 м. В следствии того, что значения усилий в стержнях (раскосах и стойках) различаются… Читать ещё >

Статический расчет рамы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Усилия в колоннах рамы от постоянной нагрузки Продольная сила F1 = 516,2 на крайней колонне действует с эксцентриситетом е1 = 0,125 м. В верхней части момент М1 = F1е1 = 516,2•0,125 = 64,53 кН•м.

В подкрановой части кроме силы F1 = 516,2 кН, приложенной с эксцентриситетом е2 = 0,2 м, действует: расчетная нагрузка от стеновых панелей F6 = 181,3 кН с еw = 0,65 м; расчетная нагрузка от подкрановых балок F7 = 125,4 кН с е3 = 0,5 м; расчетная нагрузка от надкрановой части колонны F3 = 32,9 кН с е2 = 0,2 м.

Суммарное значение момента.

М2 = -165 кН•м.

Усилия в колоннах от снеговой нагрузки Снеговая нагрузка S1 = 258,6 кН на крайней колонне действует с эксцентриситетом е1 = 0,125 м. В верхней части момент М1 = S1е1 =.

= 258,6•0,125 = 32,3 кН•м.

В подкрановой части S1 = 258,6 кН, приложена с эксцентриситетом е2=0,12 м В подкрановой части момент М2 = -258,6•0,2 = 51,7 кН•м.

Усилия в колоннах от ветровой нагрузки Расчетная погонная нагрузка на колонну крайнего ряда до отметки 12,6 м:

с наветренной стороны ща = 3.3 кН/м;

с заветренной стороны щр = 2.1 кН/м.

Нагрузка от ветрового давления на надколонную часть здания (шатер покрытия) выше отметки 12,6 м.

W = 18,5 кН.

Усилия в колоннах от крановой нагрузки Рассматриваем следующие виды загружения:

  • 1) Мmax на крайней колонне и Mmin на средней;
  • 2) Мmax на средней и Mmin на крайней колонне;
Статический расчет рамы.
  • 3) четыре крана с Мmax на средней колонне;
  • 4) тормозная сила на крайней колонне;
  • 5) тормозная сила на средней колонне.
  • 1. В первом случае на крайней колонне сила Dmax = 925,6 кН приложена с эксцентриситетом е3 = 0,5 м.

Момент в узле Мmax = 925,6•0,5 = 462,8 кН•м.

Одновременно на средней колонне действует сила Dmin = 168,3 кН с эксцентриситетом е = л = 0,75 м.

2. В первом случае на крайней колонне сила Dmin = 168,3 кН приложена с эксцентриситетом е3 = 0,5 м.

Момент в узле Мmin = 168,3•0,5 = 84,2 кН•м.

Одновременно на средней колонне действует сила Dmax = 925,6 кН с эксцентриситетом е = л = 0,75 м.

При этом.

Мmax = 925, 6 •0,75 = 694,2 кН•м.

3. Для третьего случая суммарный момент.

Dmax = 925,6 кН Мmax = 0кН•м.

на крайней колонне сила Dmin = 168,3 кН приложена с эксцентриситетом.

е3 = 0,5 м.

Момент в узле Мmin = 168,3•0,5 = 84,2 кН•м.

Таблица 2 Таблица усилий в сечениях колонн.

Управление.

Тип.

Наименование.

Данные.

Шифр задачи.

рама Александрова.

Признак системы.

Имена загружений.

  • 1: постоянная
  • 2: снеговая
  • 3: ветровая
  • 4: кран слева
  • 5: крановая справа
  • 6: краны центр
  • 7: торможение слева
  • 8: торможение справа

Единицы измерения.

Линейные единицы измерения: м;

Единицы измерения размеров сечения: см;

Единицы измерения сил: кН;

Единицы измерения температуры: ;

Элементы.

Номер элемента.

Тип элемента.

Тип жесткости.

Узлы.

1 2.

2 3.

3 4.

4 5.

5 6.

4 7.

7 8.

8 9.

Координаты и связи.

Номер узла.

Координаты.

Связи.

X.

Z.

X.

Z.

Uy.

0,.

0,.

#.

#.

#.

0,.

6,75.

0,.

10,95.

24,.

10,95.

24,.

6,75.

24,.

0,.

#.

#.

#.

48,.

10,95.

48,.

6,75.

48,.

0,.

#.

#.

#.

Типы нагрузок.

Номер строки.

Номер узла или элем.

Вид.

нагрузки.

Направление.

нагрузки.

Номер нагрузки.

Номер нагру;

жения.

Величины нагрузок.

Номер нагрузки.

Величины.

— 64,53.

64,53.

165,.

— 165,.

549,1.

357,7.

1032,3.

340,8.

32,3.

— 32,3.

— 51,7.

51,7.

258,.

516,.

— 3,3.

— 2,1.

— 18,5.

925,6.

— 426,8.

168,3.

126,3.

— 84,2.

694,2.

1524,6.

84,2.

— 27,1.

Условия примыкания.

Номер строки.

Номер элемента.

Порядковый номер узла.

Тип шарнира.

Жесткости.

Тип жесткости.

Характеристики.

Вычисленные жесткостные характеристики: EF=10 800 809,3 EIY=225 016,844 EIZ=324 024,2 GKR=185 613,9 GFY=3 600 269,68 GFZ=3 600 269,68.

Размеры ядра сечения: Y1=, 99 999 Y2=, 99 999 Z1=, 83 333 Z2=, 83 333.

Плотность: ro=24,524 999.

Прямоугольник: b=59,99 999 h=50,.

Вычисленные жесткостные характеристики: EF=18 001 348,9 EIY=375 028,102 EIZ=1 500 112, GKR=424 031,7 GFY=6 000 449,62 GFZ=6 000 449,62.

Размеры ядра сечения: Y1=, 166 666 Y2=, 166 666 Z1=, 83 333 Z2=, 83 333.

Плотность: ro=24,524 999.

Прямоугольник: b=100, h=50,.

Тип конечного элемента: 2.

Заданные жесткостные характеристики: 1 000 000, 10 000 000,.

Коэффициент Пуассона: nu=0,.

Загружения.

Номер

Наименование.

постоянная.

снеговая.

ветровая.

кран слева.

крановая справа.

краны центр

торможение слева.

торможение справа.

Максимальные усилия элементов расчетной схемы, kН, м.

Наиме;

нование.

MAX+.

MAX;

Значение.

Номер эл-та.

Номер сече;

ния.

Номер загру;

жения.

Значение.

Номер эл-та.

Номер сече;

ния.

Номер загру;

жения.

N.

22,8279.

— 1524,6.

M.

463,21.

— 268,058.

Q.

36,3631.

— 54,9976.

Усилия и напряжения элементов, kН, м.

Номер эл-та.

Номер сечен.

Номер загруж.

Усилия и напряжения.

N.

M.

Q.

— 906,799.

— 163,94 969.

— 6,8 861.

— 258,.

— 7,11 284.

— 1,12 211.

0,.

201,657.

— 36,4614.

— 925,599.

28,6236.

36,3631.

— 168,3.

— 268,058.

32,1697.

— 168,3.

— 18,0927.

9,3418.

0,.

97,6364.

— 19,311.

0,.

42,9588.

— 3,92 318.

— 906,799.

— 150,6237.

— 6,8 861.

— 258,.

— 10,8999.

— 1,12 211.

0,.

97,3197.

— 25,3351.

— 925,599.

151,349.

36,3631.

— 168,3.

— 159,485.

32,1697.

— 168,3.

13,4358.

9,3418.

0,.

32,4615.

— 19,311.

0,.

29,7181.

— 3,92 318.

— 906,799.

— 124,2978.

6,8 861.

— 258,.

— 14,6871.

— 1,12 211.

0,.

30,5707.

— 14,2087.

— 925,599.

274,074.

36,3631.

— 168,3.

— 50,9128.

32,1697.

— 168,3.

44,9644.

9,3418.

0,.

— 32,7134.

— 19,311.

0,.

16,4773.

— 3,92 318.

— 549,099.

— 42,702.

6,8 861.

— 258,.

37,0128.

— 1,12 211.

0,.

30,5707.

— 14,1948.

0,.

— 152,725.

36,3631.

0,.

— 135,112.

32,1697.

0,.

— 39,2355.

9,3418.

0,.

— 32,7134.

7,7889.

0,.

16,4773.

— 3,92 318.

— 549,099.

83,616.

— 9,8 861.

— 258,.

34,6564.

— 1,12 211.

0,.

8,886.

— 7,27 181.

0,.

— 76,3625.

36,3631.

0,.

— 67,5564.

32,1697.

0,.

— 19,6177.

9,3418.

0,.

— 16,3567.

7,7889.

0,.

8,23 869.

— 3,92 318.

— 549,099.

64,53.

— 9,8 861.

— 258,.

32,3.

— 1,12 211.

0,.

0,.

-, 34 874.

0,.

0,.

36,3631.

0,.

0,.

32,1697.

0,.

0,.

9,3418.

0,.

0,.

7,7889.

0,.

0,.

— 3,92 318.

9,8 861.

0,.

0,.

1,12 211.

0,.

0,.

— 18,1512.

0,.

0,.

— 36,3631.

0,.

0,.

— 32,1697.

0,.

0,.

— 9,3418.

0,.

0,.

— 7,7889.

0,.

0,.

3,92 318.

0,.

0,.

9,8 861.

0,.

0,.

1,12 211.

0,.

0,.

— 18,1512.

0,.

0,.

— 36,3631.

0,.

0,.

— 32,1697.

0,.

0,.

— 9,3418.

0,.

0,.

— 7,7889.

0,.

0,.

3,92 318.

0,.

0,.

9,8 861.

0,.

0,.

1,12 211.

0,.

0,.

— 18,1512.

0,.

0,.

— 36,3631.

0,.

0,.

— 32,1697.

0,.

0,.

— 9,3418.

0,.

0,.

— 7,7889.

0,.

0,.

3,92 318.

0,.

0,.

— 1032,3.

0,.

0,.

— 516,.

0,.

0,.

0,.

0,.

— 13,3266.

0,.

0,.

— 25,3737.

0,.

0,.

— 54,9976.

0,.

0,.

0,.

0,.

0,.

— 3,92 318.

0,.

0,.

7,84 637.

— 1032,3.

0,.

0,.

— 516,.

0,.

0,.

0,.

— 27,986.

— 13,3266.

где гs6? з = 1,15. Принимаем 10Ш9 K-7 (Аsp = 5.1 cм2). В нижнем поясе конструктивно предусматриваем 4Ш10 А-III (Аs = 3.14 cм2).

Таблица 10 Расчетные усилия в элементах фермы.

Элемент.

Номер

Расчетное усилие.

фермы.

стержня.

для основного сочетания.

1−5.

— 622,1.

Верхний.

5−6.

— 632,1.

пояс.

6−7.

— 621,3.

1−2.

561,5.

Нижний.

2−3.

591,0.

пояс.

2−6.

Статический расчет рамы.

— 35,3.

Стойки.

3−8.

— 35,3.

5−2.

62,0.

Раскосы.

2−7.

33,7.

Коэффициент армирования нижнего пояса:

µ = (Asp + As)/b•h = (4.9+3.14)/28*20 = 0,014 или 1,4%.

Проверка трещеностойкости Для оценки трещеностойкости предварительно напряженного нижнего пояса фермы необходимо вначале определить потери предварительного напряжения.

При механическом способе натяжение допустимое отклонение р величины предварительного напряжения уsp принимаем p = 0,05•уsp, тогда уsp + p = уsp + 0,05•уsp? Rs, ser и уsp = 1295/1,05 = 1233 МПа< Rs, ser=1295 МПа. Принимаем уsp = 1200 МПа.

Коэффициент точности натяжения арматуры гsp = 1 — Дгsp = 1 — 0,1 = 0,9.

Площадь приведенного нижнего пояса:

Ared = A + б1•Asp + б2•As = 28•20 + 5,1•5.54 + 3,14•6.15 = 607.6 cм2,.

где б1 = Esp/Eb = 180 000/32500 = 5,5;

б2 = Es/Eb = 200 000/32500 = 6,15,.

Первые потери.

1. От релаксаций напряжений в арматуре у1 = (0,22•уsp/Rs, ser — 0,1)•уsp = (0,22•1200/1295 — 0,1)•1200 = 124.6 МПа.

  • 2. От разности температур (Дt = 65єС): у2 = 1,25•Дt = 1,25•65 = 81,25 МПа.
  • 3. От деформации анкеров у натяжных устройств

у3 = Дl•Esp/l = 0.26•180 000/1900 = 18,7 МПа, где Дl = 1,25 + 0,15•d = 1,25 + 0,15•9 = 2.6 мм — смещение арматуры в инвентарных зажимах; l = 19 000 мм — длина натягиваемой арматуры d =9 мм — диаметр арматуры.

4. От быстро натекающей ползучести. Усилия обжатия с учетом потерь по позициям 1,2,3.

P0 = Asp•(уsp — у1 — у2 — у3) = 510•(1200 — 124.6 — 81,25 — 18,7) = 497.5 кН.

Сжимающее усилие в бетоне от действия этого усилия уbp = P0/Ared = 497 482/607.6 = 8,19 МПа < Rbp = 28 МПа.

Коэффициент б = 0,25 + 0,025•Rbp = 0,25 + 0,025•28 = 0,95 > 0,85,.

принимаем б = 0,75.

При уbp/Rbp = 8,18/28 = 0,296 < 0,75 потери от быстро натекающей ползучести по формуле:

у6 = 40уbp/Rbp = 40*0.85*0.296=10.0 МПа.

Итого первые потери:

уlos1 = у1 + у2 + у3 + у6 = 124.6+81.25+18.72+10=234.6 МПа.

Вторые потери.

  • 1. Осадка бетона класса В40 — у8 = 40 МПа.
  • 2. От ползучести. Усилие обжатия с учетом первых потерь

Р1 = 510•(1200 — 234.6) = 492.354 MН;

сжимающие усилие в бетоне уbp = 492.4*100/607.6 = 8,1 МПа.

При уровне напряжения:

уbp/Rbp = 8,1/28 = 0,29 < б = 0,75 потери от ползучести у9 = 0,85•150•уbp/Rbp = 0,85•150•0,29 = 36,9 МПа.

Итого вторые потери:

уlos2 = 40 + 36,5 = 76,9 МПа.

Полные потери:

уlos = уlos1 + уlos1 = 234.6 + 76,9 = 290 МПа, что больше 100 МПа.

Усилие обжатия с учетом полных потерь и наличия ненапрягаемой арматуры:

при гsp = 0.9.

Р2 = гsp(уsp — уlos)•Asp — (у6 + у8 + у9)•As = 0.9•(1200 — 311.5)•5.1 — (10 + 40 + 36.9)•3.14 = 380.5 кН;

Усилие трещенообразования определяем при гsp = 0,9 и вводим коэффициент 0,85, учитывающий снижение трещеностойкости нижнего пояса в следствие влияния изгибающих моментов, возникающих в узлах фермы:

Ncrc = 0,85[Rbt, ser•(A + 2б2•As) + P2] = 0,85•[0.21•(56 + 2•5,1•5.54) +380.5]= 381.5 кН.

Так как Ncrc = 381.5 кН < N = 454.6 кН, в нижнем поясе образуются трещины и необходимо выполнить расчет по раскрытию трещин.

Приращение напряжений в растянутой арматуре:

уs = (Nn — P2)/Asp = (454.6 — 380.5)/5.1 = 145 МПа.

Ширина раскрытия трещин:

acrc1 = 1,15•д•цl•з•уs/Esp•20•(3,5 — 100µ)•3vd = 1,15•1,2•1,0•1,2•97/180 000•20х х (3,5 — 100•0,01)•3v9 = 0,09 мм.

Непродолжительная ширина раскрытия трещин от действия полной нагрузки.

acrc = acrc1 = 0,09 < [acrc1] = 0,15.

Тогда acrc = acrc1- acrc1/ + acrc2=0,09<0.15.

Расчет верхнего пояса Наибольшее сжимающие усилие, действующее в четвертой панели верхнего пояса. равно N = 632.1 кН.

Так как расчетный эксцентриситет продольной силы е0 = 0, верхний пояс рассчитываем с учетом только случайного эксцентриситета еа, равного наибольшему из следующих значений:

еа = l/600 = 3010/600 = 5 мм,.

где l = 3010 — расстояние между узлами верхнего пояса;

еа = h/30 = 20/30 = 0,66 см, еа?1см окончательно принимаем е0 = еа = 10 мм.

Расчетные длины верхнего пояса при е0 = 10 мм < 0,125h = 0,125•200 = 25 мм:

— в плоскости фермы.

l0 = 0,9•l = 0,9•301 = 270 см; l0/h = 270/20 = 13,5>4;

Условная критическая сила.

Статический расчет рамы.
Статический расчет рамы.

I=bh3/12=28*202/12=18 666.7см4

цl = 1+в (MiL/M)=1+1*53,2/38=1.87.

ML=53,2.

MiL=ML+NL(h0-a)/2=0+632,1*0.12/2=38.

де = е0/h = 0,01/0,2 = 0,05 > дe, min = 0,5 — 0,01l0/h — 0,01Rb = 0,167.

Принимаем де =0,16.

Задаемся в первом приближении коэффициентом армирования м = 0,024.

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета з = 1/(1 — 632,1/2137,9) = 1.42.

Расчетный эксцентриситет продольной силы е = з· е0 + 0,5· h — а = 1,42*1 + 0,5· 20 — 4 = 7,42cм.

Определим требуемую площадь сечения симметричной арматуры по формулам:

1. оR = щ/(1 + (Rs/уsc, u)· (1 — щ/1,1)) = 0,6916/(1+(365/400)(1- 0,6916/1,1) = 0,485,.

где щ = 0,85 — 0,008Rb = 0, 85 — 0,008•0,9•22 = 0,6916;

уsc, u = 400 МПа при гb2 > 1.

  • 2. бn = N/(Rbbh0) = 632,1•103/0,9*22*100*28*16 = 0,7.
  • 3. бs = бn (e/h0-1+ бn /2)/(1-д) = 0.7(7,42/16−1+0.7/2)/(1−0.25)<0
Статический расчет рамы.

4. д = а/h0 = 4/16 = 0,25.

При бs <0 требуемая площадь сечения симметричной арматуры принимается конструктивно Окончательно принимаем в подкрановой части колонны у граней, перпендикулярных плоскости изгиба по 4Ш16 АIII (As = As` = 8,04 см2).

Расчет элементов решетки Растянутый раскос .

Поперечное сечение раскоса 140×140 мм. Расчетное усилие N = 62,8 кН.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры.

As = N/Rs = 62,8•103/0,95*1080*100 = 1,2 см2

Принимаем 4Ш9 К-7 (As = 2,04 см2).

Проверяем продолжительную ширину раскрытия трещин при действии N с учетом влияния жесткости узлов.

Ncrc = 0,85[Rbt, ser•(A + 2б2•As) + P2] = 0,85•[0.21•(56 + 2•2,04•5.54) +132,7]= 125,9 кН.

Р2 = гsp(уsp — уlos)•Asp — (у6 + у8 + у9)•As = 0.9•(1200 — 311.5)•2,04 — (10 + 40 +36.9)•0 = 132,7 кН;

Так как Ncrc = 125,9 кН > N = 62.8 кН, в нижнем поясе трещины не образуются и поэтому выполнять расчет по раскрытию трещин не требуется.

В следствии того, что значения усилий в стержнях (раскосах и стойках) различаются не значительно принимаем их одного размера и с одинаковой арматурой. Арматура для стоек — конструктивных соображений принимается 4Ш12 А — III.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!