Rb = 0,75 кН/см2 для бетона В12 по т.1 Приложение 1(5)
Принимаем Lр = 100 cм.
Назначаем плиту в плане 400×1200 мм.
Определяем толщину плиты.
Вычисляем краевые напряжения в бетоне фундамента под
опорной плитой
Устанавливаем размеры верхнего обреза фундамента
600×1500 мм.
При этом
Положение нулевой точки в эпюре напряжений определяется:
Напряжения на участке эпюры сжатия:
Изгибающие моменты в опорной плите:
Участок 1 (консольный свес с = 6,25 см)
;
Участок 2 (плита, опёртая на три стороны)
;
β = 0,119
Участок 3 (плита, опёртая на четыре стороны)
α
= 0,125
Коэффициенты α и β определяем по т.2,3
приложения 1(5)
Толщину опорной плиты определяем по Мmax
Принимаем tпл =2 см (учитываем пропуск на фрезеровку).
Расчёт траверсы htr =300мм (рекомендуется принимать в
пределах 300…600мм) и проверяем её прочность на изгиб и срез, как прочность
однопролётной балки с консолями, опирающимися на полки колонны.
здесь
Катет швов, крепящих траверсу к полкам колонны, принимаем
равным 10 мм
Проверяем прочность швов:
где βf = 0,8; βz = 1,0 по т.34(1).
10.1 Расчёт анкерных болтов
Определяем краевые напряжения в бетоне фундамента:
Положение нулевой точки:
Растягивающее усилие в анкерных болтах:
где расстояние
от центра тяжести эпюры сжатой зоны до геометрической оси колонны;
y = 1090 мм – расстояние от оси анкерных болтов до центра
тяжести сжатой зоны эпюры напряжений.
Требуемая площадь сечения нетто одного анкерного болта:
Rba = 185МПа – расчётное сопротивление растяжению
анкерных болтов из стали ВСт3кп2 по т.60*(1); n =2 – число анкерных болтов в
растянутой зоне.
Принимаем болты диаметром 30 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 5,60 см2 по т. 62(1) Минимальная длина заделки
болта в бетоне l = 0,8 м по т.4.17
11.Расчёт и конструирование стропильной фермы
11.1 Конструктивная схема фермы
К расчёту и конструированию принята ферма с параллельными
поясами пролётом:
и высотой сечения по центрам тяжести сечений поясов:
11.2 Конструкция кровли
Для заданного отапливаемого здания принимаем кровлю по
Приложению 2 (6) с толщиной минераловатных плит повышенной твёрдости равной 120 мм со слоем пароизоляции и водоизоляционным слоем кровли из 3-х слоёв рубероида
11.3 Нагрузки на стропильную ферму
Вычисление суммарной расчётной постоянной и временной
нагрузок, отнесённых к 1м2 покрытия
Вид нагрузки и расчёт
Нормативная нагрузка , кПа
Коэффициент надёжности по нагрузке
Расчётная нагрузка , кПа
1. Постоянная нагрузка от веса кровли:
слой гравия в мастике 20мм.
3 слоя рубероида
минераловатная плита повышенной жёсткости t = 120мм.
Профилированный лист марки НС-30-750-0,6
прогоны,
0,40
0,15
0,29
0,07
0,05
1,3
1,3
1,2
1,05
1,05
0,52
0,2
0,35
0,074
0,06
Итого:
0,96
1,20
2. Стропильные фермы со связями
0,25
1,05
0,26
Постоянная нагрузка, всего:
1,21
1,46
3. Временная снеговая нагрузка
0,7
1,4
0,98
Общая нагрузка:
1,91
2,44
Полная узловая нагрузка на ферму:
где dр =3м – длина панели верхнего пояса фермы;
11.4 Определение усилий в элементах фермы
Усилия в элементах фермы определяем по полной узловой
нагрузки, расположенной во всех узлах верхнего пояса фермы. Для определения
усилий используем таблицу усилий в элементах фермы от единичной узловой
нагрузки F= 1 по Приложению 4(6)
Таблица №3
Элемент
Усилие кН от
yn
Расчетн. усилие N·yn, кН
F = 1
F = 43,92
Верхний пояс
2-3
0
0
0
0
3-5
-7,452
-327,3
0,95
-310,9
5-6
-7,452
-327,3
0,95
-310,9
6-8
-11,332
-497,7
0,95
-472,8
8-9
-11,332
-497,7
0,95
-472,8
Нижний пояс
1-4
+4,064
178,5
0,95
169,6
4-7
+9,871
433,5
0,95
411,9
7-10
+11,805
518,5
0,95
492,6
Раскосы
1-3
-6,064
-266,3
0,95
-253,0
3-4
+4,870
+213,9
0,95
+203,2
4-6
-3,479
-152,8
0,95
-145,2
6-7
+1,989
+87,4
0,95
+83,0
7-9
-0,663
-29,1
0,95
-27,7
Стойки
4-5
-1,0
-43,92
0,95
-41,7
7-8
-1,0
-43,92
0,95
-41,7
9-10
0
0
0,95
0
11.5 Конструирование и расчёт элементов ферм
Согласно п.п. 2.1;3.1 и табл. 50*;51* (1) в качестве
материала элементов ферм принимаем сталь С245 , а для узловых фасонок – С255.
Толщина фасонок tф = 10мм. по Приложению 6 (6) при N1-3 = 253,0 кН.
Расчётные сопротивления:
- для элементов фермы Ry = 24 кН/см2, как для фасонного
проката
t = 2÷20 мм;
- для фасонок – Ry = 25 кН/см2 при t = 10 мм;
Все элементы ферм из парных равнополочных уголков.
Конструирование и расчёт элементов фермы выполнены в табличной форме. Пояса
ферм приняты переменного сечения по длине фермы.
Требуемую площадь сечения определяем по формуле
Конструирование и расчёт элементов фермы
Элемент
Расч. усилие кН
Сечение
А см2
Длины, см
ix см
iy см
λx
λy
λu
φmin
yc
Несущая спос, кН
Запас надёж. %
l
lx
ly
В.П.
2-6
310,9
╥100×7
27,6
300
300
300
3,08
4,45
97,4
67,4
126
0,55
0,95
346,1
11,3
6-9
472,8
╥110×8
34,4
3,39
4,87
88,5
61,6
135
0,62
0,95
486,2
2,8
Н.П.
1-4
169,6
╥63×5
12,26
580
580
580
1,94
2,96
301,0
196,0
400
0,95
279,5
64,8
4-10
492,6
╥90×7
24,6
600
600
900
2,77
4,06
216,6
221,7
400
0,95
560,9
13,7
Раскосы
1-3
253,0
╥90×7
24,6
422
211
422
2,77
4,06
76,2
103,9
122
0,517
0,95
290,0
14,6
3-4
203,2
╥50×5
9,6
0,95
218,9
7,7
4-6
145,2
╥90×6
21,2
436
349
436
2,78
4,04
125,0
108,0
158
0,392
0,8
159,5
9,8
6-7
83,0
╥50×5
9,6
0,95
218,9
163,7
7-9
27,7
╥63×5
12,26
436
349
436
1,94
2,96
180
147
178
0,196
0,8
46,1
66,4
Стойки
4-5
41,7
╥63×5
12,26
310
248
310
1,94
2,96
128
105
183
0,375
0,8
88,3
111,8
7-8
Замечания к таблице:
Расчётная длина ly элементов 6-8; 8-9 верхнего пояса
принята равной расстоянию между центрами узлов верхнего пояса, т.к. они
закреплены в этих точках от смещения из плоскости фермы прогонами, связанными с
настилом кровли, как с жёстким диском.
Расчётная длина lx опорного раскоса 1-3 равна половине
его геометрической длины, т.к. элемент 1-3 закреплён в середине дополнительным
раскосом от смещения в плоскости фермы.
Сечение элемента 1-3 принято таким, как сечение нижнего
пояса с целью унификации размеров сечений уголков.
В нижних растянутых поясах ферм не рекомендуется
применять уголки менее 63×5 (элемент 1-4) по соображениям не
повреждаемости пояса при транспортировке, складирования и монтаже. Для
элементов решётки не следует применять уголки менее чем 50×5. При подборе
элементов фермы учитывается также величина предельной гибкости согласно п.п.
6.15 и 6.16 (1).
11.6 Расчёт сварных соединений в ферме
Рассчитываем прикрепления элементов решётки из парных
уголков к узловым фасонкам. Сварка полуавтоматическая в нижнем положении;
диаметр сварочной проволоки 2 мм. Согласно табл.55(1) для конструкции группы 1
(по узловым фасонкам) из стали С255 принимаем флюс АН-348-А по ГОСТ 9087-81 и
сварочную проволоку Св-08А по ГОСТ 2246-70.
Расчётные сопротивления: Rwf = 18 кН/см2, по табл.56 (1)
и Rwz = 0.45·Run = 0,45·38=17,1 кН/см2, ( Run = 380 МПа = 38 кН/см2 для
фасонного проката из стали С255 толщиной до 10 мм – по табл. 51(1)).
Требуемую расчётную длину швов для прикрепления одного
уголка элемента решётки вычисляем по формулам 120; 121 п. 11.2 (1)
По прочности металла шва:
;
По прочности металла границы сплавления:
Коэффициенты:
βf = 0,9; βf = 1,05; при kf = 4÷8мм;
βz = 0,8; βz = 1,0; при kf = 9÷12мм; -
по табл. 34(1).
Согласно п. 11.2 (1) ywf = 1; ywz = 1; по табл. 6(1) yс =
1, т.к. рассматриваемый случай в таблице отсутствует. Большую из вычисленных lw
для каждого элемента распределяем на обушок и перо:
; .
Вычисление длин швов для прикрепления элементов решётки.