Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции

Файл : FERMA.DOC

Расчёт железобетонной фермы с параллельными поясами

Рассчитываем предварительно напряжённую ферму с параллельными поясами для плоской кровли одноэтажного промышленного здания пролётом 24(м) при шаге ферм 6(м).

Предварительно напряжённый пояс армируется канатами К-7 диаметром 15(мм) с натяжением на упоры Rs=1080(Мпа), Rs,ser=1295(Мпа), Es=1.8(100000)(Мпа). Остальные элементы фермы армируются ненапрягаемой арматурой класса A-III, Rs=Rsc=365(Мпа), d>10(мм), Es=2(100000)(Мпа); хомуты из арматуры класса A-I, Rsw=175(Мпа). Бетон класса В40, Rb=22(Мпа); Rbt,ser=2.1(Мпа). Прочность бетона к моменту обжатия Rbp=0.7B= =0.7·40=28(Мпа); Rbt=1.4(Мпа); γb2=0.9; Eb=32.5·10³(Мпа).

Назначаем геометрические размеры: ширину панели принимаем 3(м) с расчётом опирания рёбер плит покрытия в узлы верхнего пояса. Решётка треугольная, угол наклона раскоса 45°.

Высоту фермы принимаем 3(м), что составляет h/l=3/240=1/8. Сечения ВП и НП 240×240(мм); сечение раскосов h2×b2=180×180(мм), стоек 120×120(мм). Решётка фермы выполняется из готовых элементов с выпусками арматуры, которые заделывают в узлах при бетонировании поясов.

Сбор нагрузок на ферму

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка кн./м²

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная нагрузка кн./м²

Постоянная:

-от Ж/Б ребристых плит покрытия 3×6(м) с учётом заливки швов

-от пароизоляции

-от трёхслойного рубероидного ковра

-от асфальтобетонной стяжки 20(мм)

-от утеплителя

1.75

0.1

0.15

0.35

0.4

1.1

1.3

1.3

1.3

1.2

1.925

0.13

0.195

0.455

0.48

Итого:

2.75

-

3.185

Временная(снеговая):

-длительная

-кратковременная

2000

600

1400

1.4

1.4

1.4

2800

840

1960

Полная:

-постоянная и длительная

-кратковременная

4750

3350

1400

-

-

-

5985

4025

1960

Узловые расчётные нагрузки по верхнему поясу(ВП) фермы

постоянные: P1=g·a·b·γn =3.185·6·3·0.95=54.46(кн)

длительные: P2=0.84·6·3·0.95=14.36(кн)

кратковременные: P3=1.96·6·3·0.95=33.516(кн)

Нормативные узловые нагрузки будут ровны:

Постоянные: P1=g·a·b·γn =2.75·6·3·0.95=47(кн)

длительные: P2=0.6·6·3·0.95=10.26(кн)

кратковременные: P3=1.4·6·3·0.95=23.94(кн)

Усилия в элементах фермы получаем из расчёта на компьютере. Фактичекие усилия в элементах фермы получаем умножением единичных усилий на действительные значения узловых нагрузок P.

Расчёт верхнего пояса фермы:

Предварительно принимаем сечение верхнего пояса h1×b1=24×24(см), A=576(см²). Требуемую минимальную площадь сечения сжатого пояса фермы можно определить по формуле:

Что меньше принятого сечения. Свободную длину пояса для учёта продольного изгиба в плоскости фермы принимаем равной ширине одной панели 3(м), так как в узлах ферма раскреплена панелями покрытия.

Предварительно вычисляем площадь сечения арматуры, полагая As=As’, ξ=x/h0=1 и η=1

Принимаем из конструктивных соображений 4Ø12 А-III, Аs=4.52(см²); процент армирования μ=4.52/(24·24)·100=0.79%>0.2%.

Уточняем расчёт. Определяем условную критическую силу:

Здесь As=2.26(см²) для 2Ø12 А-III принято конструктивно.

Следовательно армирование по расчёту не требуется; армирование назначаем конструктивно, как принято ранее, - 4Ø12 А-III, Аs=4.52(см²). Расчёт сечёния пояса из плоскости фермы не выполняем, так как сечение квадратное и все узлы фермы раскреплены плитами покрытия.

Расчёт нижнего пояса на прочность

Максимальное расчётное усилие растяжения N=711.6(кн)

Определяем площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

Принимаем с учётом симметричного расположения 5 канатов К-7 диаметром 15(мм), Аsp=7.08(см²). Напрягаемая арматура окаймляется хомутами. Продольная арматура каркасов из стали класса А-III(4Ø10 с Аs=3.14(см²)) назначается конструктивно. Суммарный процент армирования:

Приведённая площадь сечения Аred=A+αAsp+αAs=24·24+5.55·7.08+6.15+3.14=635(см²), где α=Es/Eb=180·10³/325·10²=5.55 – для напрягаемой арматуры класса К-7