Сборные железобетонные конструкции промышленного здания, длинна которого равна 120 метрам (район строительства – г. Чита), страница 5

µ= A_s/ A_b=8,49/550=0,015

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки на уровне оси нижнего пояса:

a_crc1=δφ_eη σ_s/ E_s*20*(3.5-100µ)³√d=

=1,2*1*1,2*123,16/180000*20*(3,5-100*0,015)* ³√15=0,097 мм

С учетом влияния жесткости узлов раскрытие трещин у наиболее растянутых граней будет в 2 раза больше:

a_crc1=2*0,097=0,194 мм <[ a_crc1]=0,2 мм

Расчет растянутого раскоса

Растягивающие усилия в крайнем нисходящем раскосе Р1: нормативное от постоянной и снеговой нагрузок N_п=58,51 кН; нормативное от постоянной нагрузки: N_nl=41,83 кН; расчетное значение усилия от постоянной и снеговой нагрузок: N=70,7 кН.

Требуемая площадь арматуры раскоса6

A_s=N/R_s=70.7/365*10^-1=1,94 см²

Принимаем 4 ø10 АIII с A_s=3,14 см²

Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин:

N_crc=R_btn*(A_b+2A_s*E_s/E_b)=1,8*10^-1*(15*15+2*3,14*200000/29000)=48,3 кН

1,15 N_п=1,15*58,51=67,298 кН

48,3<67,298

где 1,15- коэффициент, учитывающий снижение трещиностойкости вследствие жесткости узлов фермы.

Так как условие трещиностойкости не соблюдается, то необходим расчет по раскрытию трещин:

Приращение напряжения в растянутой арматуре от длительной нагрузки:

σ_s= N_nl/ A_s=41,83/3,14*10=133,22 МПа;

Коэффициент армирования сечения:

µ= A_s/ A_b=3,14/225=0,014

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия полной нагрузки на уровне оси раскоса:

a_crc1^’’=δφ_eη σ_s/ E_s*20*(3.5-100µ)³√d=

=1.2*1*1*186.37/200000*20*(3.5-100*0.014)* ³√10=0,101 мм

Ширина раскрытия трещин от кратковременного действия постоянной нагрузки на уровне оси раскоса:

a_crc2^’’=1.2*1*1*133,22/200000*20*(3.5-100*0.014)* ³√10=0,072 мм

Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной нагрузки на уровне оси раскоса:

a_crc2=1.2*1,39*1*133,22/200000*20*(3.5-100*0.014)* ³√10=0,101 мм

где φ_e=1,6-1,5µ=1,6-1,5*0,014=1,39

Тогда непродолжительное раскрытие при полной нагрузке:

a_crc1=0,101+0,101-0,072=0,13 мм

с учетом влияния жесткости узлов раскрытие трещин у наиболее растянутых граней будет в 2 раза больше:

a_crc1=2*0,13=0,26<[ a_crc1]=0.4 мм

a_crc2=2*0,101=0,202<[ a_crc2]= 0,3 мм

Расчет опорного узла

Расчет опорного узла выполняем для обеспечения прочности на изгиб наклонного сечения с проекцией с₀=l_уз-l_оп=1130-350=780 мм

В растянутой зоне этого сечения работает слабо заанкерованная напрягаемая арматура – канаты, - воспринимающая усилие:

N_хр=( R_s* A_sp*l_op)/l_p,

где l_p – длина зоны передачи напряжений

l_p=(ω_p* σ_sp/R_sp+λ_p)*d=(1*1180/21+25)*15=1218 vv

Здесь ω_p и λ_p- коэффициенты для канатов ø15 К7 1400; на место σ_sp подставляем R_s, поскольку ведем расчет прочности, и R_s=1180>σ_sp1=1200-235,19 =964,81 МПа

Тогда N_хр=(1180*10^-1*8,49*35)/121,8=287,9 кН

Дополнительно к этой арматуре рекомендуется ставить ненапрягаемую, обеспечивающую усилие N_хр=(0,1-0,15) R_s* A_sp (от полного усилия в напрягаемой арматуре):

A_s=0,15*1180*8,49/365=4,12 см²

Принимаем 4 ø12 АIII с A_s=4,52 см²

Тогда N_s=365*10^-1*4,52=164,98 кН, а высота сжатой зоны в конце наклонного сечения:

x= (N_хр+ N_s)/(R_b*b)=(287.9+164,98)/(0,9*17*25)=11,84 см

Плечо внутренней пары6 z=h_уз-(h_мп+x)/2=78-(22+11,84)/2=61,1 см,

Момент, воспринимаемый наклонным сечением без поперечной арматуры:

М_u=(N_хр+ N_s)*z=(287,9+164,98)*61,1=27671 кН*см=276,7 кН*м

Опорная реакция фермы Q=N_H1*tgα, где N_H1 – усилие в примыкающей к узлу крайней панели нижнего пояса,

α – угол наклона оси крайней панели верхнего пояса к оси нижнего.

Q=750,01*15748/2900=400,28 кН,

Приложена на 170 мм от торца фермы.

Тогда внешний момент:

M=Q(l_уз-0,17)=400,28*(113-17)=38426,88 кН*см=384,27 кН*м

М=384,27 кНм> М_u=276,7 кНм

Требуется поперечная арматура с интенсивностью

q_sw=2*( M-М_u)/c₀²=2*(384,27-276,7)/78²=3,5 кН/см

Принимаем поперечную арматуру ø10 АIII с шагом s=150 мм. Тогда при двух каркасах

q_sw=(R_sw*A_sw)/s=285*10^-1*1,57/15=3,82 кН/см,

сто больше требуемого.

Расчет и конструирование крайней колонны.

Требуется рассчитать и законструировать колонну по оси А с подбором арматуры класса АIII R_s=R_sс=365 МПа и E_s=200000 МПа.

В сечениях колонны действуют отличающиеся по величине положительные и отрицательные моменты. Но для снижения трудоемкости арматурных работ и для повышения надежности получаемых решений примем симметричное армирование по всей высоте колонны.