Компонування поперечної рами каркасу. Визначення навантажень на раму, страница 10

Розрахунок міцності виконуємо на розрахункове зусилля для панелі 4. маємо дані і нормативне значення зусилля від постійного і повного снігового навантаження N_n=619,47кН; нормативне значення зусилля від постійного і тривалого (30% снігового навантаження) N=646,42кН; розрахункове значення від постійного і снігового навантаження N=743,37кН.У відповідності з типовим проектом приймаємо пререріз нижнього поясу Вхh=24x18см.

Визначаємо площу пререрізу розтягнутої напруженої арматури:

Приймаємо 4Æ22 класу А-3 в з А_s=15,2см² (від вимог тріщиностійкості) прерізу нижнього поясу 24х28см. Напружена арматура обтягнута хомутами.

Приведена площа перерізу А_red=A+åA=24*28+15.2*5.14=750.1см²

де a₁=Е_s/E_в=1,8*10⁵/0,35*10⁵=5,14.

Розрахунок нижнього поясу на тріщиностійкість. Елемент відноситься до 3 категорії. Приймаємо механічний спосіб натягування арматури. Значення поперечного напруження у арматурі d_sp при р=0,05*d_sp назначаємо з вимог d_sp+р£R_s.ser; d_sp+0,05*d_sp£540мПа.

d_sp=540/1,05=514,3мПа. Приймаємо d_sp=500мПа.

Визначаємо затрати попереднього напруження в арматурі при g_sp=1

Перші затрати:

Від реакції напружень в арматурі:

d₁=[0,22*(d_sp/ R_s.ser)-0,1]* d_sp=[0,22*(500/540)-0,1]*500=51,9мПа;

від різниці температур напруженої арматури і натягуючиx  пристроїв (при Dt=65⁰ C). d₂=1,25*Dt=1,25*65=81,25мПа;

від деформації анкерів:

d₃=Е_s*Dl/l=1,8*10⁵*0,46/2500=33,1мПа

де l – довжина несучого стержня (відстань між зовнішніми гранями упорів форми);

Dl=1,25+0,15d=1,25+0,15*22=4,6мм-зміщення стержнів у інвентарних затискачах;

d – діаметр стержня в мм;

від швидкоплинної повзучості бетона при

d_вр/R_вр=6,73/35=0,19<a=0,75

d_в=40*0,85* d_вр/ R_вр=40*0,85*0,19=6,46мПа

де d_вр – напруження обтискання бетону на рівні центру ваги перерізу напруженої арматури А_s= А^¢_s від дії зусилля попереднього обтискання Р з врахуванням втрат d_1-5 (при тепловому обробленні і атмосферному тиску втрати d₆ домножують на коефіцієнт 0,85).

d_вр=Р₁/А_red=507,3*(1000)/750,1=673,3Н/см²=6,73мПа.

Р₁= А_s*(d_sp-d₁-d₂-d₃)=15,2/500-51,9-81,25-33,1)*100=507300Н=507,3кН.

Перші витрати складають

d_loc.1=d₁+d₂+d₃ +d₆=51.9+81.25+33.1+6.46=172.71мПа.

Другі витрати:

Від усадки бетону класу В50, підверненого тепловому обробленню, d₈=50мПа; від повзучості бетону при d_вр/ R_вр=6,6/35=0,18<0,75;

d₉=150*a*d_вр/ R_вр=150*0,85*0,18=22,9мПа

де a=0,85 – при тепловому обробленню і атмосферному тиску;

d_вр=497,5*(1000)/750,1=663,2Н/см²=6,6мПа;

Р₁=15,2*(500-172,71)*(100)=497480,14=497,5кН;

Другі витрати складають d_los.2=d₈+d₉=50+22,9=72,9мПа;

Повні витрати d_los=d_los,1+d_los2=172,71+72,9=245,61мПа.

Розрахунковий розкид напружень при механічному способі натягування приймемо рівним:

де Dg_sp – граничне відхилення попереднього напруження в арматурі;h_р-число напружених стержнів в перерізі елемента. Тут р=0,05*d_sp,при 4 шт.(4Æ22 А-3 в).Так як Dg_sp=0,038<0,1, приймаємо Dg_sp=0,1.

Сила обжимання при  g_sp=1-8*g_sp=1-0,1=0,9;

Р= А_s*(d_sp-d_los)* g_sp=15.2*(500-245.01)*0.9=3480.6мПа*см²=348кН.

Зусилля сприймаюче перерізом при утворенні тріщин:

N_crc=g_і*R_вt.ser*(A+2A_s)+p=0,85*[2.3*(100)*(672+2*5.14*15.2)+348]=457.7кН.

де g_і =0,85 – коефіцієнт враховуючий пониження тріщиностійкості в результаті жорсткості вузлів ферми. Так як N_crc=457,7кН< N_n=619,47кН. Вимога тріщиностійкості перерізу не виконується. Необхідний розрахунок по розкриттю тріщин.

Перевіряємо ширину розкриття тріщин по формулі з коефіцієнтом, враховуючим вплив жорсткості вузлів g_і =1,15 від сумарної дії постійного навантаження і коротко часової дії повного снігового навантаження.

Приріст напруження в розтягнутій арматурі від повного навантаження.

де Р=g_sp*[d_sp-d_los)* А_s]=1[(500-245,61)*15,2ї*100=386672,8Н=386,7кН.

Приріст напруження у розтягнутій арматурі від постійного навантаження d_sі=(504,1-386,7)/15,2=7,72>0, від дії постійного навантаження виникають тріщини.

Ширина розкривання тріщин від тимчасової дії повного навантаження:де m=А_s/h₀*в=15,2/24*24=0,023 – коефіцієнт армування перерізу приймаємий в розрахунку не більше 0,02;