Розрахунок нижнього розтягнутого поясу.

Розрахунок міцності виконуємо на розрахункове зусилля для панелі Н2. Нормативне значення зусилля від постійного і повного снігового навантаження N_n=696,86 кН; нормативне розрахункове значення від постійного і снігового навантаження N=843,76 кН.

Визначаємо площу перерізу розтягнутої напруженої арматури:

см².

Приймаємо 4⌀28 A-500С, A_sp=15,20 см². Переріз нижнього поясу 20х24 см. Напружена арматура охоплена хомутами. Поздовжня робоча арматура каркасів із сталі A-400С (4⌀10 A-400С з A_s=3,14 см²). Сумарний процент армування:

.

Приведена площа перерізу:

см²,

де .

Розрахунок нижнього поясу на тріщиностійкість

Елемент відноситься до 3-ої категорії. Приймаємо механічний спосіб натягу арматури. Значення попереднього напруження в арматурі при призначаємо з умови ; МПа; МПа.

Прийняті характеристики:

– контрольне напруження за натягу арматури: МПа;

– міцність бетону при обтиску: МПа;

– коефіцієнт точності натягу арматури при підрахунку втрат , те ж при розрахунку виникнення тріщин .

Втрати попередньо напруженої арматури:

Перші втрати

– від релаксації напружень сталі при механічному способі натягу:

МПа;

– від температурного перепаду при :

МПа;

– від деформації анкерів за натягу на жорсткі упори стенду до бетонування (при мм):

МПа.

Зусилля обтиску бетону з врахуванням втрат при :

кН.

Напруження обтиску бетону від дії зусилля Р₁:

МПа.

Відношення ,

де ;

– від деформації бетону внаслідок швидконатікаючої повзучості при (при тепловій обробці):

МПа.

Сумарні значення перших втрат:

МПа.

Напруження в арматурі за врахування перших втрат:

МПа.

Зусилля попереднього обтиску бетону з урахуванням перших втрат:

кН.

Напруження в бетоні від дії зусилля Р₀₁:

МПа.

Другі втрати

Від повзучості бетону: МПа:

МПа,

де .

Сумарні значення других втрат:

МПа.

Повні втрати попереднього напруження:

.

Напруження в арматурі за врахування всіх втрат:

МПа.

Розрахункове відхилення напружень при механічному способі натягу:

.

Значення : ;

;

прийнято ; МПа.

Повне зусилля обтиску бетону при :

Зусилля, яке сприймається перерізом, нормальним до поздовжньої осі елементу, при виникненні тріщин:

кН

Так як кН, то тріщиностійкість перерізу не забезпечена і тому проводимо розрахунок за розкриттям тріщин.

Розрахунок за короткочасного розкриття тріщин

Розрахункове нормативне зусилля N_n від дії всіх навантажень при , кН.

Ширину розкриття тріщин перевіряємо за формулою:

,

де - коефіцієнт, що приймається при короткочасні дії навантаження рівним 1;

- коефіцієнт, що приймається для стержневої арматури періодичного профілю рівним 1;

- коефіцієнт, який визначається за формулою:

,

де ;

- коефіцієнт армування перерізу:

,

де ;

- коефіцієнт, який визначається за формулою:

, приймаємо ,

де - коефіцієнт, який визначаться за формулою:

.

Приріст напруги в розтягнутій арматурі:

МПа,

де

Ширина розкриття тріщин від короткочасної дії повного навантаження:

мм.

Тоді , тобто ширина розкриття тріщин менше допустимої.

Умова виконується.

5.3.3. Розрахунок елементів решітки.

Розраховуємо крайні розкоси Р1 і Р1’, які піддаються розтягу максимальним зусиллям N=505,10 кН, з урахуванням коефіцієнта : кН.

Необхідна площа робочої арматури за умовою міцності:

см²;

Приймаємо 4⌀28 A-500С з см².

Процент армування: .

Визначаємо ширину розкриття тріщин за дії зусиль від постійних і тимчасових навантажень з урахуванням коефіцієнта :

кН; МПа.

Ширину розкриття тріщин знаходимо за формулою: ,

де - коефіцієнт, що приймається при короткочасній дії навантаження рівним:

;

- коефіцієнт, який приймається для стержневої арматури рівним 1;

- коефіцієнт, який визначається за формулою:

;

- коефіцієнт, який визначається за формулою:

,

де - коефіцієнт, який визначається за формулою:

.

Отже, ширина розкриття тріщин буде рівна:

мм.

Так як мм мм, тобто ширина розкриття тріщин менше допустимої. Умова виконується.

Останні розтягнуті розкоси і стояки, для яких табличні значення зусиль менші, ніж для крайніх розкосів, армуємо конструктивно:

4⌀18 A-400С

Несуча здатність перерізу:

кН.

Розраховуємо найбільш завантажені стиснуті розкоси Р2 і Р2’:

кН, кН.

Геометрична довжина розкосів l=424см, розрахункова: см.

Розрахунок ведемо як для позацентрово стиснутих елементів із врахуванням випадкового ексцентриситету см; см, що менше 1 см. Приймаємо ексцентриситет см.

Відношення , то розрахунок виконуємо із врахуванням впливу прогину на значення ексцентриситету поздовжньої сили.

Приймаємо симетричне армування перерізу: , , .

Необхідну площу перерізу арматури визначаємо за формулою:

,

де см;

МПа;

см³.

З конструктивних міркувань приймаємо 4⌀18 A-400С,

см², .

Аналогічно конструктивно армуємо всі останні стиснуті розкоси, так як зусилля в них менші ніж у розкосах Р2.

5.4. Розрахунок і конструювання вузлів ферми.

Довжину закладання l_an для стержневої арматури приймаємо мм, де d – діаметр арматури. Необхідна площа поперечного перерізу поздовжніх ненапружених стержнів в нижньому поясі в межах опорного вузла:

см²,

де кН – розрахункове зусилля в стержні Н2 нижнього поясу з урахуванням .

Приймаємо 4⌀14 A-400С. Довжина закладки: см.

5.4.1. Розрахунок поперечної арматури в опорному вузлі.

Розрахункове зусилля із умови міцності в похилому перерізі:

кН,

де кН;

кН;

- кут нахилу лінії АВ, .

Площа перерізу одного поперечного стержня:

см²,

де МПа – для арматури класу A-400С;

- кількість поперечних стержнів у вузлі, що пересікаються; при двох каркасах з кроком стержнів 100 мм - шт.

З конструктивних міркувань приймаємо стержні ⌀8 A-400С, см².

Із умови забезпечення міцності на згин в похилому перерізі необхідна площа поперечного перерізу стержня:

,

де - кут нахилу приопорної панелі і , , см, кН – зусилля в при опорному стержні В1; х – висота стиснутої зони бетону:

см;

см – відстань від центру ваги стиснутої зони бетону до рівнодіючої зусиль в поперечній арматурі опорного вузла.

см²,

що менше прийнятого ⌀8 A-400С, см². Умова міцності на згин в похилому перерізі задовольняється.

5.4.2. Розрахунок поперечної арматури в проміжному вузлі.

Розглянемо перший проміжний вузол, де до верхнього поясу примикає розтягнутий розкос Р1, навантажений максимальним розрахунковим зусиллям: кН.

Фактична довжина зведення стержнів розкоса за лінії АВС=28см, а необхідна довжина закладки арматури ⌀8 A-400С, складає см.

Необхідний переріз поперечних стержнів каркасів визначаємо за формулою:

.

Тут: см, кН/см², , для вузлів верхнього поясу і для вузлів нижнього поясу, , , , .

За розрахунком поперечні стержні в проміжному вузлі не потрібні. Призначаємо конструктивно ⌀8 A-400С через 100 мм.

Площу перерізу стержня в проміжному вузлі визначаємо по умовному зусиллю:

,

де D₁ i D₂ – зусилля в розтягнутих розкосах, а при наявності тільки одного розтягнутого розкоса:

При кН зусилля кН.

Площу перерізу стержня:

см²,

де МПа – в усіх випадках з умови обмеження розкриття тріщин;

- число каркасів у вузлі.

Приймаємо ⌀16 A-400С, см².

У вузлах, де примикають стиснуті розкоси і стійки, проектуємо поперечні стержні з конструктивних міркувань ⌀8 A-400С через 100 мм, а окаймлені стержні - ⌀12 A-400С.

Список використаної літератури

1. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

2. ДБН В.1.2-2-2006 «Навантаження і вливи».

3. Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Харченко А.В., Руденко И.В. «Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие» - Киев, 1990.

4. Бабич В.І., Огороднік В.І., Романюк В.В. «Таблиці для проектування будівельних конструкцій. Довідник» - Рівне, 1999.

5. А. П. Мандриков «Примеры расчета железобетонных конструций» - Москва. Стройиздат, 1989.

6. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции» - Москва. Стройиздат, 1991.

7. Барашиков А.Я. «Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирование» - Киев, 1987.

Дата добавления: 2015-07-11