- •Введение
- •Компоновка и проектирование основного варианта конструктивного решения здания
- •Расчет предварительно напряженной плиты покрытия
- •2.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •2.2 Расчет продольного ребра плиты
- •2.4 Расчет поперечного ребра плиты
- •2.4.1 Расчет поперечного ребра по наклонному сечению
- •2.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения
- •2.7 Расчёт по образованию трещин
- •2.8 Расчёт по раскрытию трещин нормальных к продольной оси элемента
- •2.9 Расчет прогиба плиты
- •3. Расчет предварительно напряженной стропильной конструкции
- •3.1 Назначение геометрических размеров
- •3.2 Подсчет узловых нагрузок
- •3.3 Определение усилий в элементах фермы.
- •3.4 Расчетные характеристики бетона и арматурной стали
- •3.5 Расчет элементов фермы
- •3.5.1 Расчет нижнего пояса
- •3.5.2 Расчет верхнего пояса
- •3.5.3 Расчет элементов решетки
- •3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы
- •4. Статический расчет поперечной рамы
- •4.1 Установление нагрузок на поперечную раму
- •4.1.1Постоянная нагрузка
- •4.1.2 Временная нагрузка
- •4.2 Определение усилий в стойках рамы
- •4.3 Составление таблицы расчетных усилий
- •5 Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда
- •5.1 Расчет надкрановой части колонны
- •5.2 Расчет подкрановой части колонны
- •5.3 Расчет промежуточной распорки
- •6 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •6.1 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •6.2 Определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчет фундамента по прочности
- •6.4 Определение сечений арматуры фундамента
- •6.5 Расчет подколонника
- •2 Установление нагрузок на поперечную раму цеха
- •2.1Нагрузка от собственного веса конструкции покрытия
- •2.2 Снеговая нагрузка
- •2.3Ветровая нагрузка
- •2.4Крановая нагрузка
- •3 Определение усилий в стойках рамы
- •4 Расчёт прочности колонны среднего ряда
- •4.1 Надкрановая часть колонны
- •4.2 Подкрановая часть колонны
- •5 Конструирование и расчет фундамента под колонну
- •5.1 Исходные данные
- •5.2 Определение глубины заложения и высоты фундамента
- •5.3 Определение размеров подошвы фундамента
- •5.4 Расчет фундамента по прочности
- •5.5 Определение сечений арматуры фундамента
- •5.6 Расчет подколонника
- •6.1 Прочностные и деформационные характеристики материалов
- •6.2 Расчет продольного ребра плиты
- •6.3 Расчет полки плиты
- •6.4 Расчёт и конструирование поперечных рёбер.
- •6.5 Определение геометрических характеристик приведённого сечения.
- •6.6Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •6.7 Расчёт по образованию трещин
- •6.8 Расчёт прогиба плиты
- •7.Расчет и конструирование балки покрытия с параллельными поясами
- •7.1 Расчетные данные
- •7.2.Предварительное назначение размеров сечения балки
- •7.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
- •7.3.1 Определение нагрузок и усилий
- •7.3.2 Предварительный расчет сечения арматуры
- •7.3.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
- •7.3.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры
- •7.3.5 Расчет прочности балки по нормальному сечению
- •7.3.6 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси по поперечной силе
- •7.4 Расчет по предельным состояниям второй группы
- •7.4.1 Расчет по образованию трещин, нормальных к оси балки
- •7.4.2 Определение прогиба балки
- •470/09- Пз
3.5.2 Расчет верхнего пояса
Максимальное расчетное усилие в стержне 5-7: N= 1588,117 кН
Так как усилия в остальных панелях пояса мало отличаются от расчетных, то для унификации конструктивного решения все элементы верхнего пояса с учетомармируем по усилиюN=1588,177·0,95=1508,71 кН, .
Принята арматура класса S500, . Сечение поясаbxh=35x40 см, длина панели l=200 см, расчетная длина l181,8 см.
Отношение Пояс рассчитываем на внецентренное сжатие с учетом только случайного эксцентриситета, что равно 1/30h=400/30=13 мм, и больше чем 1/600l=202/600= 0,34 см.
Проверяем несущую способность сечения при см
(3.8)
1807370 Н<0,911·(20·1400+435·2,26)·100=344640 Н –условие удовлетворяется
для определения предварительно задаемся по конструктивным соображениям процентом армированияи вычисляем :
что соответствует 616 S500 c
; отношение
Определяем что , тогда=0,91+2·(0,925-0,91)·0,023=0,911.
Проверяем прочность элемента с учетом влияния прогиба, так как . Определяем условную критическую силу :
коэффициент , тогда расстояние
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона :
,
Относительная продольная сила :
Значение
(3.9)
При n1=0,6158>-требуемая площадь симметрично расположенной арматуры
Следовательно арматура при принятом сечении пояса 35×40 не требуется, оставляем размер сечения верхнего пояса и армирование по расчету при случайном эксцентриситете
3.5.3 Расчет элементов решетки
Растянутый раскос
Рассмотрим первые раскосы, которые подвергаются растяжению максимальным усилием N=288,28 кН (кН) , а с учетом коэффициента
N=0.95·288,28=273,87 кН. Сечение раскосов 35х20 см, арматура классаS500, МПа
Требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности
принимаем
Процент армирования
Определяем ширину длительного раскрытия трещин при действии усилия от постоянных и длительных нагрузок, учитываемых с коэффициентом
Принятое сечение раскоса по длительному раскрытию трещин удовлетворяется.
Стойки 7-6 и 10-9 армируем конструктивно ( т. к. меньшее усилие)
4 Ø
Процент армирования ρ=100 As/A=100·3,14/35∙20=0,45%<. Несущая способность сечения, что меньшеи
Сжатый раскос
Рассчитываем наиболее нагруженный сжатый раскос 3-5: N=134,998·0,95=128,25 кН. Геометрическая длина раскосов l= 384 см, расчетная 0,9·l ,0,9·384=346 см.
Расчет раскосов определяют с учетом случайного эксцентриситета
- принимаем 1,0 см
Принимаем симметричное армирование сечения
=
Принимаем конструктивно cм)
Аналогично армируем все остальные сжатые раскосы, т.к. усилия в них меньше, чем для раскоса 3-5.
3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы
При конструировании сегментной фермы необходимо уделять особое внимание надлежащей заделке сварных каркасов элементов решетки в узлах. Длину анкеровки напрягаемой арматуры при ее натяжении на упоры следует определять по формуле:
(3.10)
где напряжение в арматуре от действия нагрузок.
- предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь;
- базовая длина зоны передачи напряжений.
- напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по формуле:
- предельное напряжение сцепления по контакту напрягаемой арматуры с бетоном, определяемое по формуле:
- напряжение в арматуре непосредственно после ее отпуска с упоров.
Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе в пределах опорного узла:
принимаем
Расчет поперечной арматуры в опорном узле из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва:
(3.11)
Площадь сечения одного поперечного стержня
мм
где n-количество поперечных стержней в узле
При двух каркасах и шаге стержней 100 мм n=2·7=14 шт.
Конструктивно принимаем стержни Ø
Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении (по линии АС, рисунок) требуемая площадь поперечного стержня
(3.12)
где =29º - угол наклона приопорной панели,
см
-усилие в приопорном стержне 1-2;
х – высота сжатой зоны бетона:
- расстояние от центра тяжести сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в поперечной арматуре приопорного узла:
cм
что меньше принятого см- условие прочности на изгиб в наклонном сечении удовлетворяется.
Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле:
Рассмотрим узел 7 со стойкой (рисунок 15)
Рисунок 15 – Узел 7.
Стержень 7-6 имеет максимальное расчетное усилие N=87,88·0.95=83,486 кН
Фактическая длина заделки стержней раскоса 37 см, а требуемая длина
мм (арматура Ø
Необходимое сечение поперечных стержней каркаса определяем по формуле
Назначаем конструктивно Øчерез а=100 мм.
Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяем по условному усилию: , при наличии только одного растянутого раскоса
Площадь сечения окаймляющего стержня
смпринимаем Ø
В узлах, где примыкают сжатые раскосы и стойки, проектируем поперечные стержни из конструктивных соображений Øс шагом 100 мм, а окаймляющие стержни.
Рассмотрим узел 2 (рисунок 16)
Рисунок 16 – Узел 2.
Фактическая длина заделки стержней раскоса 37 см, а требуемая длина :
мм (арматура Ø
Назначаем конструктивно Øчерез а=100 мм.
Площадь сечения окаймляющего стержня:
смпринимаем Ø