144603 (Расчет и конструирование элементов одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне), страница 3

кНм,

кНм.

принимаем . Отношение модулей упругости .

Критическая сила

кН.

Вычисляем коэффициент .

Эксцентриситет составляет

см.

Определяем

, - тяжелый бетон.

Вычисляем характеристику сжатой зоны по формуле:

,

где - арматура с физическим пределом текучести;

;

;

;

;

см².

Т.к. , принимаем 2ø 16 А-II (приложение 6 [ 2 ]), см²,

Проверка прочности из плоскости фермы. Наибольшее сжимающее усилие в первой панели

кН;

кН.

Площадь сечения верхнего пояса фермы см².

Расчетная длина элемента см - проверку проводим по формуле .

Где см², МПа при .

По отношениям

, находим и .

и

кН, т.е. прочность фермы из плоскости изгиба обеспечена.

Сечение верхнего пояса показано на рисунке :

Рисунок 10. Сечение верхнего пояса

Расчет второго раскоса

Расчетное растягивающее усилие кН.

Сжимающее - кН.

Усилие от длительной и постоянной нагрузки

кН.

Принимаем сечение раскоса см.

Сечение арматуры из условия работы раскоса на растяжение

см².

Из условия работы раскоса на сжатие. Расчетная длина для учета продольного изгиба в плоскости фермы согласно таблице 33 [ 1 ] см.

Определяем величину случайного эксцентриситета:

.

Расчетный эксцентриситет см.

Наибольшая гибкость сечения . Необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

мм⁴,

мм⁴;

Зададимся - первое приближение;

, , кНм, кНм.

принимаем . Отношение модулей упругости .

Критическая сила

кН.

Вычисляем коэффициент .

см.

Вычисляем:

;

;

;

;

см².

Принимаем арматуру конструктивно

В зависимости от

%, (таблица 38 [1]).

Из условий работы на растяжение 4ø 10 А-II (приложение 6 [ 2 ]), см².

Проверка ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси: , - внецентренно растянутый элемент, - стержни периодического профиля. - длительное действие нагрузки, - коэффициент учитывающий влияние жестких узлов.

Принимаем в первом приближении всю снеговую нагрузку длительной.

Напряжение в растянутой арматуре

МПа.

мм мм (таблица 2^* [ ]).

Сечение раскоса показано на рисунке :

Рисунок 11. Сечение второго раскоса

Расчет первого раскоса

Принимаем сечение раскоса см.

Принимаем конструктивно 2ø 10 А-II, т.к. .

Сечение раскоса показано на рисунке 12:

Рисунок 12. Сечение первого раскоса

Расчет и конструирование узлов фермы

Длина заделки напрягаемой арматуры см – для канатов ø 12-15 мм. При меньшей длине анкеровка напрягаемой арматуры обеспечивается постановкой поперечных стержней.

Площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры

см²

Принимаем ø 6 А-I.

Длина заделки см.

Расчет поперечной арматуры в опорном узле. Расчетное усилие из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва (рисунок ).

Рисунок 13. Опорный узел фермы

Условие прочности ;

Усилие в хомутах

кН, где

кН, мм

для семипроволочных канатов;

кН – усилия в продольной арматуре; - угол наклона линии .

Площадь сечения одного поперечного стержня

см², где МПа;

-шт. количество поперечных стержней в узле, пересекаемых линией ( за вычетом поперечных стержней, расположенных ближе 100 мм от точки ), при двух каркасах и шаге стержней мм.

Принимаем ø 6 А-I, см².

Обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении, условие прочности: момент сил не должен превышать момента внутренних усилий

;

Требуемая площадь стержня

см², что меньше принятого ø 6 А-I, см² – условие прочности на изгиб в наклонном сечении удовлетворяется.

В формуле - угол наклона приопорной панели;

см,

см – высота сжатой зоны бетона; см – расстояние от центра тяжести сжатой зоны равнодействующей усилий в поперечной арматуре.

Расчет прочности поперечной арматуре в промежуточных узлах

Расчетное усилие кН .

Рисунок 14. Промежуточный узел фермы

Фактическая длина заделки стержней раскоса за линию см, требуемая – для ø 6 А-I, мм.

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов

см², где см

–условное увеличение длины заделки растянутой арматуры, при наличии на конце коротыша или петли, - для узлов верхнего пояса и - нижнего, - угол м/у поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса, МПа; -шт. количество поперечных стержней в узле, пересекаемых линией , при двух каркасах и шаге стержней мм.

Назначаем конструктивно ø 6 А-I, см².

Площадь сечения окаймляющего стержня в первом узле определяется по условному усилию или кН, - усилия в растянутых раскосах.

Площадь сечения окаймляющего стержня

см², МПа

– по условию ограничения раскрытия трещин; принимаем. ø 8 А-I, см²

В узлах, где примыкают сжатые раскосы из конструктивных соображений поперечные стержни. ø 6 А-I, с шагом 100 мм, а окаймляющие стержни . ø 8 А-I.

Схема армирования фермы представлена в графической части.

Расчет фермы на монтажные нагрузки

Производим расчет верхнего пояса на монтажные нагрузки, возникающие при кантовании фермы.

При расчете учитываем, что прочность бетона при кантовании фермы достигает 70% от марочной.

Верхний пояс рассматриваем как двухконсольную балку, при условии строповки ее за второй узел на расстоянии 6,02 м от конца фермы.

Расчет производим на действие собственной массы верхнего пояса фермы и элементов решетки с учетом коэффициента динамичности (без учета коэффициента ).

Рисунок 15. Схема к определению монтажных нагрузок.

кНм.

Определим площадь сечения арматуры при симметричном армировании см²< см² для 4ø 20 А-III.

Следовательно, прочность верхнего пояса на монтажные усилия

Определение усилий в колоннах железобетонной рамы

От постоянной нагрузки. Нагрузка на колонну от покрытия кН. Действует с эксцентриситетом в верхней части м;

Нагрузка от веса стеновых панелей и остекления, передаваемая на колонну на отметках 8.4 м и 12

м. кН,

кН, где

кН/м - вес 1 м² стеновых панелей;

кН/м - вес 1 м² остекления, м. Передаваемая непосредственно на фундаментную балку

кН.

Нагрузка от веса подкрановых балок ориентировочно

кН, , м.

Нагрузка от веса колонн:

- надкрановая часть кН;

- подкрановая часть

кН;

Коэффициент перехода от нормативной к расчетной нагрузке .

Рис. 16. К определению эксцентриситетов продольных сил

Снеговая нагрузка. Согласно приложению 3 [1] учитываем 2 варианта загружения снеговой нагрузкой, :

1) Полная равномерно распределенная по всему пролету

кН/м.

2) Распределенная снеговая нагрузка, ординаты которой связаны с перепадом высот

и

кН/м.

Ветровой напор:

кН/м;

кН/м;

Ветровой напор:

кН/м;

кН/м;

Сосредоточенная нагрузка выше отметки 12.6 м

кН.

кН.

Крановая нагрузка. Вертикальная крановая нагрузка на колонны при невыгоднейшем положении кранов с коэффициентом сочетаний

кН, кН.

- сумма ординат линии влияния

Горизонтальная крановая нагрузка на колонну от двух кранов при поперечном торможении

кН.

Определение усилий в элементах фермы произведен на ЭВМ с помощью программы ЛИРА-WINDOWS Версия 9,0, разработанной в НИИАСС (Киев), 1995-1998 г.

Результаты расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4. Комбинация нагрузок и усилив в сечениях левой колонны

Таблица 5. комбинация нагрузок и усилив в сечениях правой колонны

Расчетные данные.