Проектирование каркаса одноэтажного промышленного здания (длинна здания - 96 м, район строительства - г. Запорожье)

шаге 200 мм на длине L=2,4м укладывается 13 стержней, принимаем по конструктивным требованиям  А–III с .

Процент армирования

Расчет подколонника фундамента

Расчет продольной арматуры подколонника выполним для коробчатого сечения 3 – 3.

Изгибающий момент, действующий на уровне низа стакана:

     

Продольная сила в сечении 3– 3: кН

Условная продольная сила, учитывающая передачу части усилия через торец колонны на нижнюю часть фундамента:

       

где

 принимаем ; м.

При толщине защитного слоя 50 мм расстояние от грани стакана до центра тяжести сечения арматуры см.

Эксцентриситет продольной силы относительно арматуры :

      см

Определим положение нейтральной оси в двутавровом /коробчатом/ сечении в предположении симметричного армирования:

       

где ;  т.е. граница сжатой зоны проходит в полке и дальнейший расчет производится как для прямоугольного сечения с шириной м.

      см

      см

     

Минимальная площадь сечения продольной арматуры:

      .

Принимаем   А–III с .

Поперечное армирование стакана выполним в виде горизонтальных сеток из арматуры класса А–I. Расчет выполняется на изгибающий момент в наклонном сечении, наклон которого выбирается в зависимости от эксцентриситета продольной силы.

      м; ;

Так как , расчетный изгибающий момент определяем относительно точки В на расстоянии  от центра тяжести колонны в сечении IV – IV

 

Расположение сеток принято как для случая малых эксцентриситетов и их число равно 5. 

В сетке принято  А–I с .

Расчет железобетонной стропильной фермы

Исходные данные

Требуется запроектировать стропильную сегментную ферму для покрытия однопролетного здания с сеткой колонн 24Х6. Ферма эксплуатируется в закрытом помещении, в неагрессивной среде при влажности воздуха , т.е. к трещиностойкости ферм предъявляются требования 3 категории. По степени ответственности здание относится к классу II.

Ферма изготавливается из тяжелого бетона класса В40, подвергнутого тепловлажностной обработке при атмосферном давлении, разность температуры ненапрягаемой арматуры и упоров . Натяжение арматуры производится механическим способом на упоры стенда. Ненапрягаемая арматура класса А–III, А–I, Вр–I.

Расчетные характеристики материалов

Бетон тяжелый класса В40:

    ; ; ; ;

    .

Канаты класса К-7 диаметром 15 мм:

    ; ; .

Арматура класса А-III диаметром 6-8 мм:

     ; ; .

Арматура класса А-III диаметром 10-40 мм:

     ; ; .

Определение нагрузок и усилий в элементах фермы

Нагрузка на ферму от плит покрытия передается в виде сосредоточенных сил в узлах фермы.

Рассмотрим 3 схемы элементов загружений:

1.  Полное загружение постоянной нагрузкой

2.  Полное загружение снеговой нагрузкой

3.  Загружение снеговой нагрузкой на половине пролета

Грузовая площадь при определении узловой нагрузки

Постоянная и снеговая нагрузки приведены в таблице

Вид нагрузки	Нагрузка т.		Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка
	нормативная
постоянная: 1.  вес кровли 2.  вес ж/б плиты 3Х6 м 3.  вес фермы
итого постоянная:	6,62	6,29		7,01
снеговая ()		0,85	1,4	1,19
в т. ч. длительная	0,27	0,26	1,4	0,36
полная (V+G)	7,52	7,14		8,2
в т. ч. длительная	6,89	6,55		7,37

Тангенсы углов наклона верхнего пояса:

Усилия в элементах фермы

Элементы	От постоянной нагрузки		От кратковременного действия снеговой нагрузки		От постоянной и кратковременной снеговой нагрузки
	норматив	расчетной	норматив	расчетной	норматив	расчетной
	G=6,29 кН	G=7,01 кН	V=0,85 кН	V=1,19 кН	Nn	N
1	2	3	4	5	6	7
1 – 4 16 –17	-60,5	-67,5	-8,2	-11,5	-68,7	-79
4 – 6 14 – 16	-61,3	-68,3	-8,3	-11,6	-69,6	-79,9
6 – 8 12 – 14	-59,8	-66,6	-8,1	-11,3	-67,9	-77,9
8 – 10 10 – 12	-63,7	-71	-8,6	-12,1	-72,3	-83,1
1 – 5 13 –17	56,4	62,9	7,6	10,7	64	73,6
5 – 9 9 – 13	66,3	73,9	9	12,5	75,3	86,4
4 – 5 13 – 16	3,4	3,8	-0,1 0,5	-0,1 0,8	3,9	4,6
5 – 8 12 – 13	-8,2	-9,1	-1,1	-1,5	-9,3	-10,6
8 – 9 9 – 12	-3,4	-3,8	-1,9 1,2	-1,3 0,9	-5,3	-5,1
5 – 6 13 – 14	3,4	3,8	0,5	0,7	3,9	4,5
9 –10	3,9	4,3	0,5	0,7	4,4	5

Расчет нижнего пояса фермы

Расчет по предельным состояниям первой группы на прочность

По условиям изготовления, сечения и армирование всех элементов предварительно напряженного нижнего пояса должно быть одинаково.

Максимальное расчетное усилие  в нижнем поясе согласно таблицы, принимаем по элементу 5 – 9 N=864 кН.

Площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

      ,

где  – коэффициент учитывающий условия работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, принимаемым равным  (для каната ).

Принимаем 6 канатов  К–7 с .

Напрягаемая арматура окаймлена хомутами, выполненными в виде встречно поставленных П–образных сеток. Продольная арматура сеток из стали Вр–I ( с ). Сечение нижнего пояса 24х31 см.

Суммарный процент армирования:

     

Приведенная площадь поперечного сечения без учета ненапрягаемой арматуры:

      ,

где  – соотношение модулей упругости арматуры и бетона.

      ( для канатов К–7 )

Потери предварительного натяжения арматуры и усилия обжатия

Назначаем величину начального предварительного напряжения арматуры (без учета потерь):Мпа

Принимаем:Мпа.

При натяжении арматуры механическим способом на упоры стенда должны выполняться условия п.1.23[1]:

     

     

Первые потери:

1.  От релаксации напряжений арматуры

      Мпа

2.  От разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств (при )

      Мпа

3.  От деформации анкеров

            Мпа

      где мм – смещение стержней в инвентар          ных зажимах

       – длинна натягиваемого стержня (расстояние между наружними гранями           упоров стенда)

4.   – трение арматуры при ее натяжении отсутствует

5.   – натяжение производится на упоры стенда

6.  От быстро натекающей ползучести бетона

 Предварительно находим напряжение  и усилие  с учетом первых пяти