Задание:
Определить нагрузки, действующие на обрез фундамента под колонну крайнего ряда одноэтажного промышленного здания, оборудованного мостовыми кранами грузоподъемностью 100 т. Пролет здания – 24 м, шаг колонн – 12 м. Обрез фундамента на отметке – 0,15м. Размеры колонн – в надкрановой части см, в подкрановой
см. Район строительства – III по весу снегового покрова и II по скоростному напору ветра. Нагрузки – от ребристых панелей покрытия – 1,58
, собственный вес фермы покрытия – 150 кН.
На обрез фундамента действуют нагрузки: постоянные и длительно действующие – от собственного веса покрытия, ферм, заполнения оконных проемов, колонны, подкрановой балки и кранового пути и временные – снеговая, ветровая, крановая. Сбор нагрузок приведенный в табл.2 может использоваться для предварительного подбора размеров фундамента. Окончательные размеры определяют по усилиям, полученным в результате расчета поперечной рамы.
Решение:
Грузовая площадь для нагрузки от покрытия (рис.3)
.
|
|
Подсчет вертикальных нагрузок сводится в табл. 2.
Рис.3 К определению размеров грузовой площади для фундамента под колонну крайнего ряда.
Для определения крановой нагрузки необходимо знать характеристики крана – максимальное давление колеса крана кН, ширина В = 9350, база К =4600, вес тележки
кН. При расчете на действие двух кранов (в одном пролете) нагрузку от них необходимо умножить на коэффициент сочетаний
. Коэффициент надежности по нагрузке
.
Максимальное давление на колонну от двух сближенных кранов (для расчета по 1 группе):
где - сумма ординат линии влияния от двух кранов при их самом невыгодном расположении (рис.4).
Для расчета по 2-й группе предельных состояний:
=2083.2/1.1=1893.81кН.
Рис. 4. К определению ординат линии влияния.
Минимальное нормативное давление одного колеса:
кН.
Минимальное давление на колонну от двух сближенных кранов:
кН.
По 2-й группе предельных состояний
=545/1.1=495.45кН
Горизонтальные нагрузки, возникающие при торможении кранов:
кН, (
=85,2/1.1=77.45кН),
где кН.
Определение ветровой нагрузки.
Нормативное значение , где
- нормативное значение ветрового давления, k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Для местности типа В (город) на высоте 10 м – k = 0,65, 20 м – k = 0,85. с – аэродинамический коэффициент = 0,8 (0,6) с наветренной (заветренной) стороны.
На отметке 14,5 м (верх парапета):
.
На отметке 10,8 м:
.
Среднее значение:
.
Сосредоточенная сила в уровне верха колонны для расчета по 1-й группе:
кН,
по 2-й группе
=18,2/1.4=13кН,
где - коэффициент надежности по нагрузке,
- ветровое давление, В = 12 м – шаг колонн (ширина грузовой площади), Н = 3,7 – высота шатра.
|
|
Равномерно распределенная нагрузка на колонну до отметки 10,8 м:
с наветренной стороны
кН/м,
по 2-й группе
кН/м,
сосредоточенная
кН,
с заветренной
кН/м,
по 2-й группе
кН/м,
сосредоточенная
кН.
Сбор вертикальных нагрузок сведен в таблицу 2.
Таблица 2
Нормативные и расчетные вертикальные нагрузки на фундамент
Вид нагрузки | Нормативная
![]() | ![]() | Расчетная
![]() |
Постоянная
1)от покрытия:
а) защитный слой гравия на мастике
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 57,6 17,3 57,6 69,12 14,4 227,5 518,5 15,2 44,4 35,4 | 1,3 1,2 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 1,2 1,2 1,1 | 74,9 20,8 74,9 82,9 17,28 250,3 82,5 603,5 16,7 48,8 33,6 18,9 259,2 86,4 38,9 |
Всего постоянная нагрузка | 961,5 | ||
Временная(снеговая)
6) длительная
![]() | 55,5 - | - - | - 259,2 |
Всего временной | 55,5 | 259,2 |
Расчет оснований по I и II группам предельных состояний ведется на основе сочетания нагрузок включающих постоянные и временные нагрузки (снеговую, ветровую, крановую). Усилия соответствующие этим нагрузкам умножают на коэффициент сочетаний: для длительных , для кратковременных
. Для составления расчетных комбинаций усилий составляют таблицу сочетаний нагрузок, обозначения которых даны в соответствии с рис.5.
Рис. 5 Схема усилий действующих на фундамент колонны крайнего ряда.
Таблица 3
Определение усилий, действующих на обрезе фундамента
Нагрузка | Обозначение к рис.5 | Коэффициент
сочетаний ![]() | Значение | |
II группа | I группа | |||
Вертикальные нагрузки: 1. От покрытия и снега 2. Надкрановая часть колонны 3. Подкрановая часть колонны 4. Подкрановые пути 5. Вертикальное давление 6. Стеновые пане ли, фундаментная балка и оконные проемы |
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 1,00 0,95 0,9 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 1,0 | 518,5 52,8 - 15,2 44,4 1562,4 323,4 | 603,5 - 233,28 16,7 48,8 52,5 1874,9 490,5 384,5 |
Суммарное значение вертикальной нагрузки (кран слева) Суммарное значение вертикальной нагрузки (кран справа) |
![]() | 2566,7 1441,3 | 3214,2 1829,8 | |
Горизонтальные нагрузки:
|
![]() ![]() ![]() ![]() | 0,9 0,9 0,9 0,9 | 11,7 18,76 13,95 63,9 | 16,4 26,2 19,6 76,7 |
Суммарное значение горизонтальной нагрузки при +Т+W при + T-W при – T+W при –T-W | ![]() | 94,4 38,2 -33,4 -89,6 | 119,3 40,7 -34,2 -112,7 | |
Изгибающие моменты:
1.Момент от стеновых панелей (е=0,3м) и фунд. балки
2.Момент от ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
- ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | 97,02 725,6 206,4 511,2 101,5 75,6 126,4 | 115,4 867,3 244,4 613,6 141,5 105,9 177,12 | |
Суммарное значение (кран слева,ветер слева) | ![]() | 345,3 | 456,92 | |
Суммарное значение (кран справа,ветер слева) | ![]() | 848,5 | 1061,2 | |
Суммарное значение (кран слева,ветер справа) | ![]() | -84,62 | -144,7 | |
Суммарное значение (кран справа,ветер справа) | ![]() | 418,4 | 459,4 |
Расчетные сочетания нагрузок:
|
|
1) по II группе кН,
кН,
по I группе кН,
кН,
2) по II группе кН,
кН,
по I группе кН,
кН,
3) по II группе кН,
кН,
по I группе кН,
кН,
4) по II группе кН,
кН,
по I группе кН,
кН,
Для дальнейшего расчета принимаем 1 и 2 сочетания нагрузок как наиболее опасные.