Проектирование и расчет каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания, страница 9

g_i= 0,85 – коэффициент снижения трещиностойкости, вследствие жесткости узлов;

R_bt,ser = 2,1 МПа – расчётное сопротивление бетона для предельных состояний II гр. [1, табл. 12];

Так как N_crc = 936,805 кН < N_n = 1054,30 кН, условие трещиностойкости сечения не соблюдается, т.е. требуется расчет по раскрытию трещин по [1, п. 4.4].

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия полной нагрузки [1, п. 4.15]:

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки [1, ф. 144]:

g_i = 1,15 – коэффициент, учитывающим влияние жесткости  узлов, согласно [1, п. 4.15].

d  = 1,2 – коэффициент, принимаемый для растянутых элементов;

h = 1,2 – коэффициент, принимаемый для канатов;

 - коэффициент армирования сечения;

d = 15 мм – диаметр арматуры (канатов);

j_l= 1 – коэффициент, принимаемый при учете продолжительного действия постоянных и кратковременных нагрузок для конструкций из тяжелого бетона естественной влажности.

j_l= 1,6 - 15m = 1,6 – 15 · 0,012 = 1,422 – коэффициент, принимаемый при учёте продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок  N_nl = 915,50 кН:

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:

Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

3.3.  Расчёт верхнего пояса фермы

Максимальное расчетное усилие в верхнем сжатом поясе принято по элементу  1 – 4 с нагрузками:  N  = 1355,8 кН и N_l  = 1156,08 кН, согласно табл. 12.

Требуемая площадь сечения сжатого пояса:

R_b = 22 МПа – расчётное сопротивление бетона осевому сжатию [1, табл. 13];

R_s = 365 МПа – расчётное сопротивление арматуры.

Сечение верхнего пояса: А = b · h = 28 · 24 = 672 см² > А_tp = 551,138 см², т.е. принятая площадь сечения достаточна.

При расчете на действие сжимающей продольной силы должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет е_а , согласно [1, п. 1.21]:

                    

l– расстояние между узлами фермы (1 – 4), согласно табл. 8.

е_а ³ 1 Þ Принимаем: е_о = е_а = 1 см.  При е_а  = 1 см < 1 / 8h = 24 / 8 = 3 см, расчетная длина в обоих плоскостях по [1, табл. 33]: l_o= 0,9 · 327 = 294,30 см.

Наибольшая гибкость сечения:  l_o / h= 275,04 / 27 = 10,19 > 4 , т.е. необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Условная критическая сила [1, форм. 58]:

 – момент инерции сечения;

 - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии [1, форм. 21];

М = М_l + N (h_o – a) / 2 = 0 + 1355,8 · (0,2 – 0,04) / 2 = 162,696 кНм – момент относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

М₁ = М_l1 + N_l (h_o – a) / 2 = 0 + 1156,08 · (0,2 – 0,04) / 2 = 138,73 кНм – то же от действия постоянных и длительных нагрузок;

b= 1 – коэффициент для тяжелого бетона;

# –коэффициент, принимаемый согласно [1, п. 3.6];

Принимаем d_е= 0,179

g_b2 = 0,9 – коэффициент условий работы бетона [1, табл. 15];                                    

 – отношение модулей упругости арматуры и бетона;

E_s = 200000 МПа – начальный модуль упругости арматуры A – III    Æ10 – 40 [1, табл. 29*];

E_b = 32500 MПа – начальный модуль упругости бетона [1, табл. 18];

J_s = mbh_o (0,5h – a)² = 0,03 · 28 · 20 (0,5 · 24 – 4)² = 228,441 см⁴ – момент инерции сечения арматуры при коэффициенте армирования m= 0,03 (первое приближение).

Определение коэффициента h, учитывающего влияние прогиба на значение эксцентриситета продольного усилия l_o:

Расстояние е = е_оh + 0,5h – a = 1 · 2,296 + 0,5 · 24 – 4 = 10,296 см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона при g_b2 = 0,9 [1, форм. 25]:

, где

w = a – 0,008R_bg_b2= 0,85 – 0,008 · 22 · 0,9 = 0,692 – характеристика сжатой зоны бетона;

а = 0,85 – коэффициент для тяжелого бетона [1, форм. 26];

s_SR = R_s = 365 МПа – напряжение в арматуре класса A – III;