Здание отапливаемое, двухпролетное. Компоновка здания и поперечной рамы. Определение размеров поперечного сечения колонн

коэффициенте армирования (первое приближение) приведенный момент инерции сечения относительно центра тяжести бетонного сечения определяется по формуле

,

см⁴.

Тогда       

Коэффициент равен

,

.

Расстояние

,

см.

При условии, что , высота сжатой зоны определяется по формуле

,

 см².

Относительная высота сжатой зоны определяется по формуле

,

.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона определяется по формуле

,

где  МПа;

 МПа, при > 1, тогда

,

.

Тогда

.

Площадь арматуры назначаем по конструктивным соображениям. Минимальный процент армирования 0,2 %.

,

 см² .

Принимаем 3 Ø 18 с  см² .

Рис. 1.7 - Армирование сплошной колонны

2. Расчет прочности сегментной стропильной фермы

2.1 Назначение геометрических размеров

Ширина панелей 3 м. Высота фермы в середине пролета с учетом типовых форм принята 2735 мм (рисунок 2.1, а). Ширина сечения поясов       b = 300 мм, высота верхнего пояса 250 мм, высота нижнего пояса 320 мм. Сечение раскосов принято b×h = 150×150 мм.

а - назначение геометрических размеров;

б - расчетная схема загружения фермы

Рисунок 2.1 – Сегментная ферма с загружением равномерно-распределенной нагрузкой

2.2 Определение нагрузок на ферму

При определении нагрузок на ферму принимается во внимание, что расстояние между узлами по верхнему поясу (панель фермы) составляет 3 м.

 Плиты покрытия имеют ширину 3 м, что обеспечивает передачу нагрузки от ребер плиты в узлы верхнего пояса и исключает влияние местного изгиба.

По таблице 2.5 принимаем равномерно - распределенные нагрузки.

Постоянная от покрытия:

- нормативная  Н/м² ;

- расчетная  Н/м² .

Временная (снеговая):

- нормативная  Н/м² ;

- расчетная  Н/м² .

В том числе:

- длительная (30%)  Н/м² ;

- кратковременная (70%)  Н/м² .

Собственный вес фермы  кН, длина фермы м, а на 1 м длины  кН.

Подсчет узловых нагрузок.

При действии постоянной и длительной временной равномерно-распределенной нагрузке

 , где

мм;

мм;

 кН/м;

, где L = 6 м  - шаг фермы.

 кН/м;

 кН.

 ,

где

мм;

мм.

 кН.

Среднее значение

,

 кН.

При действии кратковременной равномерно-распределенной нагрузки:

,

 кН;

,

 кН.

Суммарные узловые нагрузки равны

,

 кН;

,

 кН.

Среднее значение узловой нагрузки:

 кН.

2.3 Определение усилий в элементах ферм

Железобетонная ферма с жесткими узлами представляет собой статически неопределимую систему. На основании опыта проектирования и эксплуатации установлено, что продольные усилия в элементах пояса и

решетки фермы слабо зависят от жесткости узлов. Поэтому продольные усилия в фермах определяют построением диаграммы усилий, считая расчетную схему с шарнирными соединениями в узлах (рисунок 2.1, б). Изгибающие моменты, возникающие в жестких узлах, несколько снижают трещиностойкость в элементах фермы, что учитывается в расчетах трещиностойкости путем введения опытного коэффициента 1,1. Знаки усилий: «+» – при растяжении, «-» - при сжатии.

Таблица 2.4 – Усилия в стержнях сегментной фермы от действия узловых нагрузок

2.4 Расчетные характеристики

Ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 18 м, при шаге 6 м, с арочным очертанием верхнего пояса.

Для тяжелого бетона класса В-30 при : МПа;

 МПа; 31000 МПа; 1,95 МПа. Прочность бетона к моменту обжатия -  МПа.

Для напрягаемой арматуры нижнего пояса класса Ат IV: 680 МПа; 785 МПа; 190000 МПа.

Значение контролируемого напряжения  арматуры при напряжении на упоры равно

,

 МПа, что удовлетворяет условиям:

 МПа <785 МПа;

 МПа > 0,3 ·= 234 МПа.

2.5 Расчет элементов фермы

Комплекс расчетов железобетонной фермы содержит расчеты сечений верхнего и нижнего поясов, сжатых и растянутых раскосов по предельным состояниям первой и второй групп на действие усилий от нагрузок, усилия обжатия, усилий, возникающих в процессе монтажа.

2.5.1 Расчет нижнего пояса

2.5.1.1 Расчет по предельным состояниям первой группы на прочность

Максимальное расчетное усилие согласно таблице 2.1 принимаем по стержню (Н2) N = 801 · 0,95 = 760,95 кН. Определяем площадь сечения напрягаемой арматуры по формуле

,

 см² .

Принимаем 6 Ø 16 с = 12,06 см² .

2.5.1.2 Расчет по предельным состояниям второй группы

При расчете нижнего пояса на трещиностойкость рекомендуется учитывать изгибающие моменты, возникающие в результате жесткости узлов, введением опытного коэффициента  и .

Расчетное усилие равно:

- при - N = 760,95 кН;

- при

 кН.

Приведенное сечение определяется по формуле

, где

,

.

 см² .

Принятые характеристики:

- контролируемое напряжение при натяжении  МПа,

- прочность бетона при обжатии  МПа,

- коэффициент точности натяжения арматуры при подсчете потерь ,

- коэффициент точности натяжения арматуры при расчете по образованию трещин .

2.5.1.3 Расчет по предельным состояниям второй группы. Расчет по образованию трещин

Подсчет первых потерь напряжений арматуры :

- от релаксации напряжений стали

,

 МПа;

- от температурного перепада при Δ t = 65º C

,

 МПа;

от деформации анкеров при натяжении на жесткие упоры стенда до бетонирования

, где

,

 мм.

 МПа.

Усилие обжатия бетона с учетом потерь , ,  при :

,

 кН.

Натяжение обжатия бетона от действия усилия Р₁ определяется по формуле

,

 МПа.

Отношение

 < α = 0,8;

- от деформации бетона вследствие быстронатекающей ползучести