Сбор нагрузок

- кривизна элемента на левой и правой опоре, в середине пролёта.

Определяем кривизну (у опоры) и (в средине пролета).

Расчет выполняют при и при .

Последовательность определения кривизны показана на примере сечения . В этом сечении момент от продолжительно действующей части нагрузки (т.е. от постоянной и длительной нагрузки). Кривизну от внешней нагрузки определяют по (4.115) /5/:

Кривизну при выгибе от усилий предварительного обжатия с учетом всех потерь определяем следующим образом (по (4.116) /5/):

Деформации верхних и нижних волокон, вызванных усадкой и ползучестью бетона от его обжатия, определяют как:

, кривизну определяем по (4.117) /5/:

Тогда полная кривизна будет:

Аналогичным образом определяют кривизну и в других сечениях.

Полный прогиб балки определяют с учетом образования верхних трещин при обжатии по (4.157) /5/:

где: - для элементов с шарнирными опорами и равномерно распределенной нагрузкой.

Предельно допустимый прогиб для элементов покрытий:

.

Расчеты свидетельствуют о том, что проектируемая балка покрытия удовлетворяет требованиям расчета по несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации. Конструирование балки выполнено в соответствии с требованиями, изложенными в гл. 5 /5/.

Результаты вычислений приведены в табл. 6.5.

Таблица 6.5 - Кривизна в сечениях балки.

Вычисляемые величины	Единицы измерения	Значения величин в сечениях
		0-0	2-2
		0,046	0,669
		392,47	1121,34
		0,38	0,38
	-	3,12	2,1
		1,43	26,3
		6,63	8,37
		3,62	2,44
		-8,82	15,49

Расчёт предварительно напряженной стропильной фермы

Исходные данные для проектирования

Номинальный пролет - ;

Шаг ферм - ;

Проектируемое здание относится ко II классу по степени ответственности. По СНиП 2.01.07-85 “ Нагрузки и воздействия “ коэффициент надежности по назначению .

По таблице 5.2 СНБ 5.03.01-02 принимаем класс ответственности по условиям эксплуатации фундамента ХД3. Минимальный класс бетона .

В соответствии с пунктом 6.1.2.3 СНБ 5.03.01-02 принимаем минимальный класс бетона .

Принимаем марку смеси по удобоукладываемости - П1.

Средняя прочность бетона в момент передачи усилия предварительного обжатия на бетон (передаточная прочность) определяется как .

Прочность бетона в момент передачи усилия обжатия на бетон контролируется испытаниями контрольных кубов.

В качестве напрягаемой арматуры принимаем арматуру S400 по ГОСТ 13840 Монтажную арматуру принимаем класса S240. Напрягаемая арматура нижнего пояса и растянутых раскосов - К7.

Определим расчетные характеристики для бетона :

- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие ;

-гарантированная прочность бетона на осевое сжатие ;

-передаточная прочность ;

-

- расчетное сопротивление бетона сжатию для первой группы предельных состояний составит ;

- расчетное сопротивление бетона на растяжение для первой группы предельных состояний ;

Модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 СНБ 5.03.01-02. В зависимости от марки смеси по удобоукладываемости он составит .

Определим расчетные характеристики для напрягаемой арматуры S1400:

- нормативное сопротивление напрягаемой арматуры ;

- расчетное сопротивление напрягаемой арматуры по таблице 9.1.4 СНБ 5.03.01-02 составит ;

Определим расчетные характеристики для ненапрягаемой арматуры S240:

- нормативное сопротивление арматуры растяжению;

- расчетное сопротивление арматуры растяжению;

- по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02.

Определение нагрузок

Постоянные нагрузки включают: вес кровли, теплоизоляционного ковра, вес железобетонных плит покрытия и собственный вес фермы.

К временным нагрузкам относится вес снегового покрова.

Расстояние между узлами по верхнему поясу составляет 3,25м. Плиты покрытия имеют ширину 3,25м ,что обеспечивает передачу нагрузки от ребер плиты в узлы верхнего пояса и исключает влияние местного изгиба. Вес фермы 120кН учитываем в виде сосредоточенных грузов , прикладываемых к узлам верхнего пояса. Расчет нагрузок приведен в таблице 4.

Нагрузки на покрытие Таблица 4

№	Вид нагрузки	Нормативная , Н/м2	f	Расчетная , Н/м2
1	Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 3,25х7,7м	1750	1,15	2012,5
2	Пароизоляция оклеечная	5	1,35	3,75
3	Утеплитель пенополистирол, толщиной 120мм.	36	1,35	48,6
4	цементно-песчаная стяжка толщиной 2см	800	1,35	1080
5	Два слоя изолирующего материала "кровляэласта"	60	1,35	81
Итого:	2651	-	= 3225,85

Узловые расчетные нагрузки по верхнему поясу фермы кН :

- постоянная

- кратковременная снеговая

Узловые нормативные нагрузки соответственно, кН :

-

-

Определение усилий в элементах фермы.



Элемент	Обозначение стержня по расчетной схеме	Усилия, кН, в элементах при загружении силами F=1 всего пролета
Верхний пояс: В1 В2 В3 В4	III-1 IV-3 V-4 VI-6	0 -7,26 -7,26 -9,76
Нижний пояс: Н1 Н2	I-2 I-5	+4.13 +9.13
Раскосы : Р1 Р2 Р3 Р4	1-2 2-3 4-5 5-6	-5,42 +4,00 -2,4 +0,80
Стойки : С1 С2 С3	1-II 3-4 6-6`	-0,5 -1,0 -1,0



Железобетонная ферма с жесткими узлами представляет собой статически неопределимую систему . На основании опыта проектирования и эксплуатации установлено, что продольные усилия в элементах пояса и решетки фермы слабо зависят от жесткости узлов. Поэтому продольные усилия в фермах определим построив диаграмму усилий, считая расчетную схему с шарнирными соединениями в узлах. Усилия от нагрузок получают умножением единичных усилий на значения узловых нагрузок.

Результаты расчета сведены в таблицу 5.

Элемент	От постоянной нагрузки	От кратковременной снеговой полной нагрузки	От постоянной и полной снеговой нагрузок
	Нормативной	Расчетной	Нормативной	Расчетной	Нормативной	Расчетной
В1 В2 В3 В4 Н1 Н2 Р1 Р2 Р3 Р4 С1 С2 С3	0 -481.338 -481.338 -647.088 273.819 605.319 -359.346 265.2 -159.12 53.04 -33.15 -66.3 -66.3	0 -577.606 -577.606 -776.506 328.58 726.38 -431.215 318.24 -190.944 63.65 -39.78 -79.56 -79.56	0 -130.462 -130.462 -175.387 74.22 164.07 -97.4 71,88 -43.128 14,38 -8,99 -17,97 -17,97	0 -194,69 -194,69 -263.08 111.32 246.09 -146.1 107,82 -64,7 21,56 -13,48 -26,96 -26,96	0 -611.8 -611.8 -822.48 348.04 769.39 -456.74 337.08 -202.25 67.416 -42.135 -84.27 -84.27	0 -773.3 -773.3 -1039.59 439.91 972.48 -577.311 426.06 -255.64 85.212 -53.26 -106.515 -106.515



Усилия в элементах фермы

Расчет сечений элементов фермы

Верхний сжатый пояс:

Расчет верхнего пояса ведем по наибольшему усилию (элемент В4) N=822.48кН, в том числе кН

Ширину верхнего пояса принимаем из условия опирания плит покрытия пролетом 8,1м

280мм. Определяем ориентировочно требуемую площадь сечения верхнего сжатого пояса:

Назначаем размеры сечения верхнего пояса bXh=24X20см с А=480

см

принимаем см при см см

где см-расстояние между узлами фермы.

Наибольшая гибкость сечения равна

Критическую силу определяют по формуле:

где

Условие выполняется принимаем .

где - для тяжелых бетонов.

Принимая в первом приближении суммарный коэффициент армирования момент инерции арматуры составит:

.

Момент инерции бетонного сечения относительно его центра тяжести составит

Тогда критическая сила составит:

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба на величину эксцентриситета:

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

Для симметрично армированного элемента определяем:

где

В расчетном случае армирование принимают симметричное. Вычисляют :

Принимаем 422 S400 () .

Нижний растянутый пояс

Расчет прочности выполняют на расчетное усилие для панели Н2. Имеются данные : нормативное значения усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок , расчетное значение от постоянной и снеговой нагрузок . Определим площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

принимаем 10 канатов диаметром 12 , сечение нижнего пояса 28Х24 . Напрягаемая арматура окаймлена хомутами . Продольная арматура каркасов из стали класса S400 (c ). Суммарный процент армирования :

Приведенная площадь сечения

Где

Расчет нижнего пояса на трещиностойкость

Элемент относится к 3-й категории. Принимаем механический способ натяжения арматуры. Значение предварительного напряжения в арматуре при назначают из условия :

МПа Мпа

Принимаем МПа

Определим потери предварительного напряжения в арматуре при

Первые потери :

-от релаксации напряжения в арматуре

- от разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств (при )

- от деформации анкеров

- от быстро натекающей ползучести бетона при

где МПа

Первые потери составляют:

Мпа

Вторые потери :

- от усадки бетона МПа

-от ползучести бетона при

МПа

где МПа

Вторые потери составляют : МПа

Полные потери составляют : МПа

Расчетный разброс напряжений при механическом способе натяжения принимают равным:

Здесь , шт. Принимаем

Сила обжатия при

Усилие воспринимаемое сечением при образовании трещин

кН

где коэффициент трещиностойкости. Так как кН необходим расчет по раскрытию трещин.

Приращение напряжений в растянутой зоне от полной нагрузки



мПа

где Приращение напряжения в растянутой арматуре от постоянной нагрузки

следовательно трещины от действия постоянной нагрузки не возникают. Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки

коэффициент принимаемый для растянутых элементов 1,2 для канатов 1,2

Расчет растянутого раскоса Р2

Нормативное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок : кН Расчетное значение усилия от постоянной и полной снеговой нагрузок N=426,06кН Напрягаемая арматура раскоса 5Ш12 S1400 , Натяжение выполняется на упоры , способ натяжения механический. Необходимая площадь сечения арматуры из условия прочности сечения Принятой площади сечения арматуры достаточно. Назначаем сечение раскоса 28Х16

Список использованных литературных источников

1. СНБ 5.03.01 -02. Бетонные и железобетонные конструкции. Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, Минск 2002 г.

2. СНиП 2.01.07 - 86. Нагрузки и воздействия. Госстрой ССС - М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1986г. - 36с.

3. Железобетонные конструкции. Основы теории расчета и конструирования. Учебное пособие для студентов строительных специальностей под редакцией проф. Пецольд Т.М., проф. Тур В.В. - Брест, БНТУ, 2003г.-380с., с илл.

4. Байков В.Н., Сигалов Э.Г. Железобетонные конструкции: общий курс 5-еизд.- М.; Стройиздат, 1991г.-36с.

5. Проектирование железобетонных конструкций: справочное пособие. А.В. Голышев, В.Я. Бычинский и др.,: под ред. А.В. Голышева - К.; Будавальник, 1985г. -842с.

6. Программный комплекс «Радуга - БЕТА»

Размещено на Allbest.ru