Проектирование сборных железобетонных элементов каркаса одноэтажного промышленного здания

p1 = pmax – (pmax – pmin)(c1/l) = 112 + (16,3*2,3)/1,8 = 132,8 кПа;

Сечение II – II

p2 = 112 + (16,3*1,8)/1,8 = 128,3 кПа;

Сечение III – III

p3 = 112 + (16,3*0,85)/1,8 = 119,7 кПа;

Сечение IV – IV

p4 = 112 + (16,3*0,5)/1,8 = 116,5 кПа

Определение моментов

Сечение I – I

МI-I = Δа2(2pmax + p1)/24 = (5,4-4,5)2(132,8+2*128,3)/24 = 10,4 кН∙м;

Аs,1 = 49,1∙106/(0,9∙280∙250) = 780 мм 2.

Сечение II – II

МII-II = (5,4-3,6)2(128,3+2*128,3)/24 = 52 кН∙м;

Аs,II = 215,4∙106/(0,9∙280∙550) = 1554,1 мм 2.

Сечение III – III

МIII-III = (5,4-1,7)2(119,7+2*128,3)/24 = 214,6 кН∙м;

Аs,III = 351,5∙106/(0,9∙280∙850) = 1640 мм 2.

Сечение IV – IV

МIV-IV = (5,4-1)2(116,5+2*128,3)/24 = 301,2 кН∙м;

Аs,IV = 527,8∙106/(0,9∙280∙2350) = 891 мм 2.

Определение требуемой площади арматуры и подбор сечения.

Сечение I – I

Аs,1 = 0,0052*2/(0,9∙280∙0,22) = 2 см 2.

Сечение II – II

Аs,II = 0,026*2/(0,9∙280∙0,52) = 4 см 2.

Сечение III – III

Аs,III = 0,107*2/(0,9∙280∙0,82) = 10,4 см 2.

Сечение IV – IV

Аs,IV = 0,1506*2/(0,9∙280∙1,52) = 7,9 см 2.

Принимаем в направлении длиной стороны 5Ø18 А-II (As = 12,72 см2> As,III) с шагом 200 мм.

Подбор арматуры в направлении короткой стороны Расчет ведем по среднему давлению по подошве pm = 112 кПа. Учитываем, что стержни этого направления будут во втором верхнем ряду, поэтому рабочая высота h0i = hi – a – (d1 + d2)/2. Полагаем, что диаметр стержней вдоль короткой стороны будет не более 12 мм.

Сечение I` - I`

M`I-I = 0,125pm(b – b1)2 = 0,125∙112∙(4,8 – 4,0)2 = 8,96 кН∙м;

Сечение II` - II`

M`II-II = 0,125∙112∙(4,8 – 3,2)2 = 35,84 кН∙м;

Сечение III` - III`

M`III-III = 0,125∙112∙(4,8 – 1,2)2 = 126 кН∙м;

Сечение IV` - IV`

M`IV-IV = 0,125∙112∙(4,8 – 0,5)2 = 191,7 кН∙м;

Требуемая площадь арматуры

Сечение I` - I`

Аs,1` = 0,00896/(0,9∙280∙0,22) = 1,6 см 2.

Сечение II` - II`

Аs,II` = 0,03584/(0,9∙280∙0,52) = 2,7 см 2.

Сечение III` - III`

Аs,III` = 0,126/(0,9∙280∙0,82) = 6,1 см 2.

Сечение IV` - IV`

Аs,IV` = 0,1917/(0,9∙280∙1,57) = 4,8 см 2.

Принимаем в направлении короткой стороны 5Ø14А-II As = 7,69 см2>As,III с шагом 200 мм.

6.3 Расчет подколонника и его стаканной части

При толщине стенок стакана поверху t1 = 250 мм < 0,75hd = 0,75∙550 = 413 мм стенки стакана необходимо армировать продольной и поперечной арматурой по расчету.

Подбор продольной арматуры

Продольная арматура подбирается на внецентренное сжатие в сечениях V –V и VI – VI. Сечение V –V приводим к эквивалентному двутавровому:

bf` = bf = bcf = 1200 мм; hf` = hf =300 мм; b = 600 мм; h = 1700 мм. Армирование подколонника принимаем симметричным: а = а` = 40 мм.

Усилия в сечении V – V:

М = -381-60*0,9-52,5 = -487,5 кН∙м;

N = 2082+105,1+384=2571,1 кН;

е0 = M/N = 487,5/2571,1 = 0,19 м.> еa=h/30=0.055

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры

е = е0 + 0,5h – a = 0.19 + 0,5∙1.7 – 0.04 = 1м.

Проверяем положение нулевой линии

N = 2.571 MН < Rbbf`hf` = 9.74∙1.2∙0.3 =3.5 MН – нейтральная линия проходит в полке поэтому арматура подбирается как для прямоугольного сечения шириной b = bf = 1200 мм=1.2м и рабочей высотой h0 = h – a = 1700 – 40 = 1660 мм=1,66м.

Вспомогательные коэффициенты:

φn = N/(Rbbh0) = 2,571/(9,74∙1,2∙1,66) = 0,133 < ξR = 0,65;

φm1 = (N·e)/(Rbbh02) = 2,571/9,74∙1,2∙1,662 = 0,08;

δ = а`/h0 = 40/1660 = 0,024.

Требуемая площадь сечения симметричной арматуры

Аs = As` = (αm1 - αn(1 – αn/2)/(1 – δ) = (0,08 – 0,133∙(1 – 0,08/2)/(1 – 0,024) <0.

По конструктивным требованиям минимальная площадь сечения продольной арматуры составляет

Аs,min = 0,0005∙bсf∙hcf = 0,0005∙1,2∙1,7 = 10 см2

Окончательно принимаем в подкрановой части колонны у граней, перпендикулярных плоскости изгиба по 5Ø16 АII (As = As` = 10,05см2>Аs,min).

Корректировку расчета не производим.

У широких граней предусматриваем по 3Ø10 АII с тем, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышали 400 мм.

В сечении V –V усилия незначительно больше, чем в сечении IV – IV, поэтому арматуру оставляем без изменений.

Подбор поперечной арматуры стакана

Стенки стакана армируются также горизонтальными плоскими сетками. Стержни сеток Ø > 8 мм располагаются у наружных и внутренних граней стакана; шаг сеток 100…200 мм. Обычно задаются расположением сеток по высоте стакана, а диаметр стержней определяют расчетом.

Так как 0,5hc=0.5м> е0=0.19> hc/6=0.17 – принимаем 6 сеток с шагом 150мм. Верхнюю сетку устанавливаем на расстоянии 50мм

Расчет производится в зависимости от величины эксцентриситета продольной силы, причем усилия М и N принимабтся в уровне нижнего торца колонны.

М = -381 – 60 ∙1 – 0,7*2082*0,19 =-164,1 кН∙м;

Σzi=0.8+0.65+0.5+0.35+0.2+0.05=2.55м

Принимаем сетки из арматуры класса А-I (Rs = 225 МПа)

При hc/6 = 900/6 = 150 мм < е0 = 1,09 мм;

е0 = 1,09 мм > hc/2 = 900/2 = 450 мм.

Расчет ведется для сечения проходящего через точку К. Тогда площадь сечения арматуры одного ряда сеток определяется по формуле:

Аs = 0,164/225*2,55=2,86см2

При четырех рабочих стержнях в сетке требуемая площадь сечения одного стержня Aw = 2,86/4 = 0,75см2. Принимаем стержни Ø10А-I (Asw1 = 0,785см2).

7. Расчет предварительно напряженной сегментной фермы пролетом L = 18 м

7.1 Данные для проектирования

Требуется запроектировать сегментную ферму пролетом 18 м.

Шаг ферм 6 м. Покрытие принято из железобетонных ребристых плит покрытия размером в плане 3х6 м. Коэффициент надежности по назначению γn = 0,95. Ферма проектируется с предварительно напряженной арматурой нижнего пояса и закладной решеткой.

Бетон тяжелый класса В 40, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении: Rb = 22,0 МПа; Rb,ser = 29,0 МПа; Rbt = 1,40 МПа; Rbt,ser = 2,1 МПа; Eb = 32500 МПа. Коэффициент условия работы бетона γb2 =

= 0,9. Напрягаемые канаты нижнего пояса класса К-7: Rs = 1080 МПа;

Rs,ser = 1295,0 МПа; Es = 1,8∙105 МПа. Арматура верхнего пояса, узлов и элементов решетки класса А-III: при Ø ≥ 10 – Rs = Rsc = 365 МПа и

Rsw = 290 МПа; при Ø < 10 - Rs = Rsc = 355 МПа и Rsw = 285 МПа;

Es = 2∙105 МПа. Хомуты из арматуры класса А-I. Натяжение арматуры механическим способом на упоры стенда. Обжатие бетона производится при его передаточной прочности Rbp = 0,7∙В = 0,7∙40 = 28 МПа. К элементам фермы предъявляется 3-я категория по трещиностойкости.

7.2 Определение нагрузок на ферму

Постоянные нагрузки

Состав и величины распределенных по площади нагрузок от покрытия приведены в табл. 9.

Таблица 9

Постоянные нагрузки на стропильную ферму

Рис 8. Геометрическая схема фермы.

Рис 8. Схема приложения узловых постоянных нагрузок

От веса кровли

qкр = q*a=3.220*6=19.32кН/м

Сосредоточенная узловая нагрузка от распределенной

Узел 5(9) F=61,4 кН

Узел 6(8) F=58,5 кН

Узел 7 F=58,2 кН

Снеговая нагрузка

qcn=12 кН/м

Узловые нагрузки от снега по рис.8:

Узел 5(9) F=36 кН

Узел 6(8) F=36 кН

Узел 7 F=36 кН

Собственный вес - узловые нагрузки

Узел 2(3) F=13,55 кН

Узел 5(9) F=6,0 кН

Узел 6(8) F=5,7 кН

Узел 7 F=7,12 кН

7.3 Определение усилий в стержнях фермы

Длительно действующая часть снеговой нагрузки, составляет 50% от полного нормативного значения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6