ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕГМЕНТНОЙ ФЕРМЫ - Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Тип стропильной конструкции и пролет ...................... ФС-18

Вид бетона строп. констр. и плит покрытия .................. тяжелый

Класс бетона предв. напряж. конструкций ................... В 50

Класс арматуры сборных ненапр. конструкций ............. A400

Класс предв. напрягаемой арматуры ...........................А 1000

Влажность окружающей среды ..................................50 %.

Для анализа напряженного состояния элементов фермы построим эпюры усилий N, M, Q от суммарного действия постоянной и снеговой нагрузок (снеговая 1).

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона заданного класса В 50, эксплуатируемого в окружающей среде влажностью 50 %: МПа; МПа; МПа; МПа.

Расчетные характеристики ненапрягаемой арматуры: продольной класса A400, МПа; МПа; поперечная арматура класса В 500, МПа; МПа;

Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры класса А 1000: МПа; МПа; МПа.

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе фермы МПа. Так как МПа МПа и МПа, то требования п.9.1.1 [5] удовлетворяются.

Усилия в расчетных сечениях фермы получим путем перемножения постоянной нагрузки на ригель рамы на усилие от q = 1 (см. табл. X.3)

Расчет элементов нижнего пояса фермы. Сечение 8, нормальное к продольной оси элемента, кН; кНм.

Поскольку в предельном состоянии влияние изгибающего момента будет погашено неупругими деформациями арматуры, то расчет прочности выполняем для случая центрального растяжения.

Определяем площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

мм2.

Принимаем мм2 (), или мм2.

В соответствии с п.5.10 [9] поперечное армирование принимаем в виде замкнутых двухветвевых хомутов из арматуры диаметром 4 мм класса В 500 с максимальным конструктивным шагом мм.

Расчет элементов верхнего пояса фермы. Сечение 6, нормальное к продольной оси элемента, кН; кНм;

Усилия от постоянной и длительной части снеговой нагрузки вычислим по формулам:

кН;

кНм;

Расчетная длина в плоскости фермы, при расчетном эксцентриситете:

м = 8,6 мм мм.

Будет равна: м.

Находим случайный эксцентриситет мм;

мм; мм; принимаем мм.

Поскольку мм мм, то расчет прочности верхнего пояса фермы выполняем без учета влияния прогиба на значение эксцентриситета продольной силы.

Определим необходимую площадь симметричной арматуры согласно п.3.57 [7]:

;

;

.

Поскольку, то требуемое количество симметричной арматуры вычисляем по формуле (3.94) [7]:

AS мм2.

Принимаем конструктивно м 2 (), при этом:

Поперечную арматуру конструируем в соответствии с требованиями п.5.23 [7]из арматуры класса В 500 диаметром 3 мм, устанавливаемую с шагом мм, что менее мм и менее 500 мм.

Расчет элементов решетки. К элементам решетки относятся стойки и раскосы фермы, имеющие все одинаковые размеры поперечного сечения b=150 мм и h=150 мм для фермы марки 3ФС 18.

Максимальные усилия для подбора арматуры в элементах решетки определяются из таблицы результатов статического расчета фермы с учетом четырех возможных схем нагружения снеговой нагрузкой.

Раскос 13-14, подвергающийся растяжению с максимальным усилием N=31,8 кН. Требуемая площадь сечения рабочей арматуры по условию прочности составит:

мм 2. Принимаем (АS=314 мм 2).

Раскос 15-16, подвергающийся сжатию с максимальными усилиями N=7,39 кН. Расчетная длина м. Так как, то расчет выполняем без учета влияния прогиба на значение случайного эксцентриситета продольной силы.

Определим необходимую площадь симметричной арматуры:

;

;

.

Поскольку, то требуемое количество симметричной арматуры вычисляем по формуле:

AS мм2.

Принимаем конструктивно м2 ()/

Аналогично конструктивно армируем остальные сжатые элементы решетки, так как усилия в них меньше, чем в раскосе 15-16.

Расчет и конструирование опорного узла фермы. Усилие в нижнем поясе в крайней панели кН, а опорная реакция кН.

По формуле (3.78) [9]находим длину зоны анкеровки напрягаемого стержня, принимая

мм,

Выполняем расчет на заанкеривание продольной арматуры при разрушении по возможному наклонному сечению АВС, состоящему из участка АВ с наклоном под углом к горизонтали и участка ВС наклоном под углом к горизонтали.

Координаты точки В будут равны: мм, мм.

Ряды напрягаемой арматуры, считая снизу, пересекают линию АВС при, равном: для 1-го ряда - 60 мм, мм; для 2-го ряда - 240 мм, мм. Усилие, воспринимаемое напрягаемой арматурой в сечении АВС:

273,5 кН.

Из формулы (1) [14] находим усилие, которое должно быть воспринято ненапрягаемой арматурой при вертикальных поперечных стержнях:

кН.

Требуемое количество продольной ненапрягаемой арматуры заданного класса A400 (Rs =350 МПа) будет равно:

мм 2.

Принимаем A400, мм2.

Определяем требуемую длину анкеровки ненапрягаемой продольной арматуры:

мм.

Ненапрягаемую арматуру располагаем в два ряда по высоте: 1-й ряд - мм, пересечение с линией АВ при мм, мм; 2-й ряд - мм, пересечение с линией ВС при мм, мм.

Следовательно, усилие, воспринимаемое ненапрягаемой продольной арматурой, составит:

Н кН,

Т. е. принятое количество ненапрягаемой арматуры достаточно для выполнения условия прочности на заанкеривание.

Выполняем расчет опорного узла на действие изгибающего момента, исходя из возможности разрушения по наклонному сечению АВ 1С 1. В этом случае, при вертикальных хомутах должно удовлетворяться условие:

,

- усилие в хомутах на единицу длины.

Высоту сжатой зоны бетона определим по формуле:

Способом последовательных приближений, уточняя значение и по положению линии АВ 1С 1 на каждой итерации.

В пером приближении вычислим высоту сжатой зоны при из предыдущего расчета: мм. Точка В 1 будет иметь координаты: мм, мм. Так как все ряды напрягаемой и ненапрягаемой арматуры пересекаются с линией АВ 1, то значение высоты сжатой зоны окончательно составит мм при кН и кН.

Тогда мм.

Из условия прочности на действие изгибающего момента в сечении АВ 1С 1 Определяем требуемую интенсивность вертикальных хомутов. Поскольку:

QSw Н/мм < 0

То поперечная арматура по расчету на воздействие изгибающего момента не требуется и устанавливается конструктивно.

Принимаем вертикальные хомуты минимального диаметра 8 мм класса А 240 с рекомендуемым шагом мм.

Определяем минимальное количество продольной арматуры у верхней грани опорного узла: мм2. Принимаем A400, мм2.

Похожие статьи




ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕГМЕНТНОЙ ФЕРМЫ - Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий

Предыдущая | Следующая