Министерство образования и науки Республики Казахстан

Международная образовательная корпорация

Казахская головная архитектурно-строительная академия



РЕФЕРАТ

Тема: " «Расчет трехпролетной двухэтажной рамы гражданского здания в соответствии с методикой и рекомендациями Еврокодов. Общие положения. Сбор нагрузок.»"

Выполнил: Базар А.Т

Группа: РПЗС 20-11

Проверила: Ажгалиева Б.А.

Алматы 2023 г.

Содержание

1. Расчет трехпролетной двухэтажной рамы гражданского здания в соответствии с методикой и рекомендациями Еврокодов. Общие положения. Сбор нагрузок.

2. Укрупненная сетка колонн второго этажа

3. Список литературы

Введение

Для здания второго этажа выполняется статический расчет трехпролетной двухэтажной плоской рамы. Для данных конкретных рам, из-за наличия температурного шва по оси, при расчете возможен учет только раздельного воздействия ветровой нагрузки на наветренные или подвстренные стороны рам здания. В рассмотренных расчетах учитывается возможность совместного воздействия встровой нагрузки на навстренные или подветренные стороны здания, что чаще встречается на практике.

- Расчеты выполнялись для трех случаев:

1. При использовании в методиках Еврокодов частных коэффициентов надежности, рекомендованных Еврокодами.

2. При использовании в методиках Евроколо частных дежности из национальных стандартов Рф (СНиП и СП).

3. По национальным стандартам РФ

Для всех трех случает выполнятся расчет арматуры в наиболее нагруженной.

Укрупненная сетка колонн второго этажа


Удорожание площади отводимой под строительство производственных зданий вызвало необходимость разработки двухэтажных производственных зданий с укрупненной сеткой колонн. Это конструктивное решение позволяет сэкономить до 30-40% площади территории, более эффективно использовать строительный объем здания, снизить стоимость используемых площадей, а также в ряде случаев целесообразно для организации технологического процесса. Двухэтажные многопролетные здания все чаще заменяют одноэтажные. Двухэтажные промышленные здания:

---

а — многопролетное здание со световыми фонарями и укрупнённой сеткой колонн в верхнем этаже; б — здание с нижним техническим этажом; в — здание с промежуточным техническим этажом.

Технологическое оборудование, создающее большие статические и динамические нагрузки, в таких зданиях располагают на первом этаже, а легкое оборудование – на втором. За счет этого конструкция междуэтажного перекрытия остается достаточно простой, уменьшается протяженность инженерных коммуникаций, т.к. имеется возможность обслуживания сразу двух этажей, а использование укрупненной сетки колонн позволяет располагать на втором этаже относительно легкое технологическое оборудование.

Возможность размещения на первом этаже различных коммуникаций позволяет отказаться от подвалов и подпольных каналов, что приводит к экономичному использованию объема здания. Наиболее эффективно такое размещение при значительном перепаде высот в пределах участка застройки, т.к. это приводит к уменьшению объемов земляных работ и позволяет устроить въезды на необходимых отметках на оба уровня.

Двухэтажные здания с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа нашли широкое применение в отечественной и зарубежной практике для автомобильного производства и других отраслей машиностроения. Применение таких зданий обусловлено не только экономическими соображениями, но и технологическими особенностями производства. Яркими примерами являются – автомобильный завод «Фольксваген», завод двигателей и фургонов в Ганновере (Германия), автосборочные заводы «Крайслер» в Фентоне и Бельвидире (США) и др.

Чугунолитейный корпус Камского автомобильного завода (рисунок 1.7) одно из самых крупных двухэтажных производственных зданий в России. Его 18 размеры в плане - 715×241м, площадью застройки более 140 тыс. м2 [101], высота первого (технического) этажа - 8,4 м, сетка колонн - 12×6 м на первом этаже и 24×12 м - на втором.



Чугунолитейный корпус КамАЗа (Промстройпроект)

Стоимость единицы площади двухэтажного здания на 5-15% меньше, чем одноэтажного. Это обусловлено тем, что расходы на междуэтажное перекрытие, лестницы, лифты покрываются с избытком снижением стоимости земельного участка, покрытия, кровли, исключением стоимости подвалов, каналов и приямков. Также двухэтажные здания также более привлекательны с точки зрения эстетичности восприятия здания в застройке.

---

Имеется рама, состоящая из 3 горизонтальных и 4 вертикальных элементов. На горизонтальные элементы рамы действует вертикальная равномерно распределенная нагрузка q.



Рисунок 16.5. Расчетная схема для простой трехпролетной рамы.

1 этап

На этом этапе расчета такую раму можно рассматривать как неразрезную балку с 5 пролетами, равными по длине. Необходимо составить 4 уравнения трех моментов, но так как рама и нагрузка являются симметричными, т.е. M_B = M_E и М_С = М_D, то достаточно составить 2 уравнения:

2M_B1э(2l) + M_C1эl = - 6·R^ф₁; (12.1)

M_B1эl + 2M_C1э(2l) + М_D1эl = - 6·R^ф₂; (12.2)

где

R^ф₁ = А_B^ф = ql³/24 (12.3)

R^ф₂ = В_C^ф + А_D^ф = ql³/12 (12.4)

Тогда

2M_B1э(2l) + M_C1эl = - ql³/4; (12.5)

M_B1эl + 2M_C1э(2l) + М_D1эl = - ql³/2; (12.6)

4M_B1эl = - ql³/4 - M_C1эl; М_В1э = -ql²/16 - M_C1э/4 (13.1)

-ql³/16 - M_C1эl/4 + 4M_C1эl + М_C1эl = - ql³/2; 19M_C1эl/4 = -7ql³/16 (13.2)

Тогда

М_С1э = M_D1э = - 7ql²/76 ≈ - ql²/10.85; M_B1э = M_E1э = -ql²/16 + 7ql²/304 = - 12ql²/304 = -3ql²/76 ≈ - ql²/25.33 (13.3)

При этом угол наклона в точке C будет составлять:

θ^пр_C = -ql³/24EI - M_C1эl/3EI - M_D1эl/6EI = - ql³/24EI + 7ql³/(3·76EI) + 7ql³/(6·76EI) = ql³/228EI (13.5)

Такой угол наклона поперечного сечения является относительно небольшим и даже без дальнейших расчетов ясно, что сильно промежуточные стойки на окончательный результат не повлияют. Поэтому для упрощения расчетов значение момента на 2 этапе расчета можно принять равным М_2э = ql²/228.

Тем не менее продолжим.

Положительное значение угла поворота в начале рассматриваемого пролета показывает, что растягивающие напряжения будут возникать в правой части сечения стойки CC'. При определении угла наклона в точке D мы получили бы точно такой же результат, но с обратным знаком, что означает возникновение растягивающих напряжений в левой части сечения стойки DD'. Таким образом для дальнейших расчетов мы можем заменить промежуточные на положительные моменты, приложенные в точках С и D. 

---

M'_C = M'_D = 3ql³/228l = ql²/76.

2 этап

Как мы выяснили, определение момента на 2 этапе будет достаточно простым, если у рамы всего 3 стержня, при этом одинаковая длина, жесткость элементов и условия закрепления. Тогда значение момента М_С на втором этапе составило бы М_С2э = -ql²/(76·3) = -ql²/228 для всех элементов в точке С. Но в нашей раме 7 стержней и действие фиктивного момента будет распространяться на все 7 стержней, хотя и с разной долей эффективности. К тому же фиктивный момент приложен к двум стойкам. Т.е. для одних стержней (для левого горизонтального элемента и стойки в точке С) значение момента на втором этапе будет больше, а для других (правого горизонтального элемента в точке С) - меньше.

Если мы не будем обращать на это внимания и составим уравнения трех моментов, то можем определить значение момента на втором этапе для одного из трех стержней.

2M_B2э(2l) + M_C2эl = 0 (13.6)

M_B2эl + 2M_C2э(3l) + М_D2э(2l) = - 6·R^ф_С; (13.7)

где фиктивная опорная реакция в точке В слева равна нулю, так как мы прикладываем моменты (для упрощения расчетов) чуть правее точки С и чуть левее точки D (другими словами мы рассекаем раму так, что обе стойки попадают в среднее сечение). Это также означает, что сами по себе эти моменты первого уравнения поворота на опоре С не создают, а являются лишь следствием момента, заменяющего стойку. Другими словами, каково бы ни было значение момента в точке С, значение момента в точке В в данном случае будет в 4 раза меньше и будет иметь обратный знак. Соответственно фиктивная опорная реакция для второго уравнения согласно расчетной схеме 3.3, таблицы 315.1 составит:

R^ф_С = В_C^ф + А_D^ф = 3M'l/6 = ql³/(76·2) = ql³/152  (13.8)

Тогда

4M_B2эl = - M_C2эl;  M_B2э = - M_C2э/4 (491.16.4)

- M_C2эl/4 + 6M_C2эl + 2М_C2эl = - 6ql³/152; 31M_C2эl/4 = -6ql³/152 (13.9) 

М_С2э = M_D2э = - 3ql²/589; M_B2э = M_E2э = 3ql²/(589·4) = 3ql²/2356 (14.1)

Судя по знаку - это М_С^лев_2э. Тогда уточненное значение момента слева от стойки СС' составит:

М^лев_C = -7ql²/76 - 3ql²

---

/589 = -4351ql²/44764 ≈ -ql²/10.29 (14.2)

Т.е. в итоге максимальное изменение значения момента составит 10.85/10.29 = 1.055 раза или 5.5% (где 10.85 и 10.29 - знаменатели значений моментов первого и второго этапа).

В целом, для того, чтобы узнать значение М_С^прав_2э, нужно рассматривать влияние каждой стойки отдельно, т.е. составить и решить 2 системы из 4 уравнений, так как в данном случае нагрузка будет несимметричной, причем уравнения нужно составлять очень внимательно. Затем на основании решения 2 систем уравнений построить эпюры моментов отдельно для каждого фиктивного момента, затем суммарную эпюру и уже по этой суммарной эпюре можно определить значения моментов 2 этапа. В итоге мы узнаем, что М_С^прав_2э будет немного меньше (примерно на 1/6), чем -М_С^лев_2э.

Вот только, на мой взгляд, в данном случае в этом нет совершенно никакой необходимости. Тем более, когда речь идет о расчете рамы, которая будет выполнена в единственном экземпляре.

Достаточно и того, что мы определили максимально возможное изменение момента для левого горизонтального элемента. Для упрощения расчетов и повышения надежности рамы изменение момента М_С^прав_2э вообще можно не учитывать, тогда

3 этап

Уточненные значения моментов для рассматриваемых элементов рамы составят:

М^с_С = - 2·3ql²/589 ≈ -ql²/98.2  (14.3)

М^лев_С ≈ -ql²/10.29  (14.4)

М^пр_С = М_С1э ≈ ql²/10.85  (14.5)

Более того, и для стойки можно принять большее значение расчетного момента, например, равным фиктивному моменту с обратным знаком -М'_С = -ql²/76. Еще более того, для правого горизонтального элемента мы для большей надежности можем не просто оставить так как есть значение первого этапа расчетов, а и увеличить его на значение момента второго этапа, в итоге М^лев_С = М^пр_С.

У механиков есть такое неписанное правило: чем проще система (т.е. чем меньше в ней деталей и узлов сопряжения), тем она надежнее. Это же можно сказать и о расчетах: чем проще расчет, тем он надежнее.

Например, при расчетах на втором этапе мы где-то ошиблись со знаками (при таком обилии данных это бывает), в результате значения моментов справа и слева от промежуточных стоек поменяются местами. Между тем, если задаться соответствующим коэффициентом надежности по нагрузке, учитывающим возможные изменения момента при наличии вертикальных стоек и просто умножить значения момента первого этапа на этот коэффициент, то возможное влияние указанной ошибки, как и других возможных ошибок будет нивелировано, а кроме того сам расчет значительно упростится.

---

Смотрите также файлы

• Задания 15 огэ по математике задания 15 огэ по математике.pdf

• Функциональная организация прямых продаж.docx

• Лабораторная работа 5 По дисциплине Аэрология горных предприятий (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану).docx

• Местоимение контрольные работы.docx

• Мы против я. Судьба личности в тоталитарном государстве. Трагедия судеб в романе. Смысл финала.docx