Проектирование и расчет каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания, страница 10

s_sc,u = 500 МПа – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны для тяжелого бетона.

Расчет для элементов из бетона класса В40:

d = а / h_o = 4 / 20 = 0,2

Так как x = 0,782 > x_R= 0,544, принимается симметричное армирование.

Определение площади арматуры:

Принимаем 6 Æ16 А –IIIс A_s = 12,06 см²  [4, прил. III, табл. 1].

Суммарный процент армирования:

, т.е. незначительно отличается от принятого ранее.

3.4.  Расчёт растянутого раскоса

Максимальное расчетное усилие в растянутом поясе принято по элементу  4 – 5 с нагрузками:  N  = 105,5 кН,  N_n = 90,8 кН,  N_nl = 76,16 кН, N_l = 94,68 кН (см. табл. 12).

Бетонное сечение раскоса: А = b· h = 28 · 15 = 420 см².

Требуемая площадь сечения арматуры из условия прочности:  

Принимаем 4 Æ10 А–IIIс A_s = 3,14 см²  [4, прил. III, табл. 1].

Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин по [1, форм. 123]:

Расчет по раскрытию трещин по [1, п. 4.4]: 

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

h = 1;

 - коэффициент армирования сечения;

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузок  N_nl = 76,16 кН:

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:

Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и длительной нагрузок, при  j_l= 1,6 - 15m= 1,6 – 15 · 0,007 = 1,488:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Продолжительная ширина раскрытия трещин:     .

3.5.  Расчёт сжатого раскоса

Максимальное расчетное усилие в сжатом раскосе принято по элементу  5 – 8 с нагрузками:  N =122,4 кН; N_l =86,80 кН, (см. табл. 12). Бетонное сечение раскоса:                             А = b · h = 28 · 15 = 420 см².

Требуемая площадь сечения сжатого пояса:

Фактическая длина элемента  5 – 8– 395,4 см. Случайный эксцентриситет по [1, п. 1.21]:

                                        

е_а £ 1 Þ Принимаем: е_а = 1 см;  l_o= 0,9 · 359,4 = 355,86 см. Гибкость сечения:  l = l_o / i= =355,86/4,33 = 82,182 > 14 , т.е. необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

- радиус инерции сечения.

Условная критическая сила [1, форм. 58]:         

;

;               ;

М = М_l + N (h_o – a) / 2 = 0 + 122,4 (0,11 – 0,04) / 2 = 9,12 кНм;

М₁ = М_l1 + N_l (h_o – a) / 2 = 0 + 86,8 (0,11 – 0,04) / 2 = 6,51 кНм;

J_s = m b h_o (0,5h – a)² = 0,01 · 28 · 11 · (0,5 · 15 – 4)² = 41,881 см⁴ – при  m= 0,01.

Расстояние  е = е_оh + 0,5h – a = 1 · 1,244 + 0,5 · 15 – 4 = 4,744 см.

Определение случая внецентренного сжатия для симметричного армирования:

; ,   т.е. имеем случай 1-го  внецентренного сжатия с относительно большими эксцентриситетами продольной силы.

Определение площади арматуры:

Площадь арматуры принимаем конструктивно:

А_s = A’_s= 0,0025 bh_o= 0,0025 · 28 · 11 = 0,77 см².

 Принимаем 2 Æ10 А -IIIс A_s = 1,57 см²  [4, прил. III, табл. 1].

Суммарный процент армирования:

3.6.  Расчёт опорного узла фермы

Расчет из условия обеспечения заанкеривания арматуры (отрыв по линии АВ).

Характер работы узла и его основные размеры показаны на Рис. 13. Длину анкеровки напрягаемой арматуры принимаем по [5, табл. 7], ненапрягаемой – по [1, п. 5.14], но не менее 3,5d, с учетом отрицательного влияния моментов.

Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе в пределах опорного узла:

N  = 1189,9 кН – расчетное усилие в элементе  1 – 3 (см. табл. 12).

Принимаем 6 Æ12 А –IIIс A_s = 6,79 см²  [4, прил. III, табл. 1].

Величина заделки ненапрягаемой арматуры, обеспечивающая полное использование ее расчетного сопротивления [1, форм. 186]:

  

w_an = 0,7; Dl_an = 11 – коэффициенты периодического профиля [1, табл. 37];

Принимаем:  l_an2= 420 мм.

Рис. 13. Расчётная схема опорного узла.

Площадь поперечного сечения 1-го поперечного стержня:

N_sp = R_sA_spg_s5= 108,0 · 11,328 · 0,363 = 444,511 кН – усилие, воспринимаемое канатами;

g_s5 = l₁ / l_an1= 54,5 / 150 = 0,363 – коэффициент анкеровки напрягаемой арматуры;

l₁= 54 (см) – фактическое значение анкеровки напрягаемой арматуры (см. Рис. 13);