Расчет по первой группе предельных состояний (по прочности)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Наибольшее расчетное усилие в нижнем поясе N = 1036,8 кН (табл. 1).

кН,

где – коэффициент надежности по назначению зданий.

Таблица 1

Примечание. «–» – сжатие; «+» – растяжение.

Площадь сечения напрягаемой арматуры

мм².

Площадь сечения одной пряди Æ15К7 равна мм² (табл. 7, прил. 4).

Число прядей

Принимаем 6Æ15K7 с мм².

Расчет по второй группе предельных состояний (по трещиностойкости)

Расчетное усилие по второй группе предельных состояний при

кН.

Площадь приведенного сечения

мм².

Принятые характеристики:

контролируемое напряжение – МПа;

прочность бетона при обжатии – 28 МПа;

коэффициент точности натяжения при расчете потерь – 1,0;

то же по образованию трещин – 0,9.

Определение потерь предварительного натяжения

Первые потери , происходящие до обжатия бетона:

а) от релаксации напряжений при механическом способе натяжения арматуры

МПа;

б) от температурного перепада при (при пропарке изделия)

= МПа;

в) от деформации анкеров при мм и расстоянии между наружными гранями упоров мм.

МПа.

Итого первые потери

= + + = 68,3 + 81,3 + 20,1 = 169,7 МПа.

Напряжение в арматуре за вычетом первых потерь

МПа.

Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь

Н = 747,9 кН.

Напряжение в бетоне от действия

МПа.

Вторые потери , происходящие после обжатия бетона:

а) от усадки бетона

МПа,

где для бетонов класса В40;

б) от ползучести бетона

МПа;

где = 1,9 – коэффициент ползучести для бетонов класса В40,

– коэффициент армирования.

Итого вторые потери

= + = 45 + 51,2 = 96,2 МПа.

Полные потери предварительного напряжения

+ = 169,7 + 96,2 = 265,9 МПа > 100 МПа.

Напряжение в арматуре за вычетом всех потерь

МПа.

Расчетное отклонение напряжения при механическом способе натяжения:

а) при благоприятном влиянии = 0,9;

б) при неблагоприятном влиянии = 1,1.

Н = 600 кН.

Усилие при образовании трещин

кН кН;

где = 0,85 – коэффициент, учитывающий снижение трещиностойкости вследствие жесткости узлов фермы.

Так как , то необходим расчет по раскрытию трещин.

Расчет по непродолжительному раскрытию трещин

Ширина раскрытия нормальных трещин определяется по формуле

где принимается 1,0 – при непродолжительном действии нагрузки; 1,4 – при продолжительном действии нагрузки; 0,5 – для арматуры периодического профиля и канатной; 1,2 – для растянутых элементов.

Вычисляем другие величины:

МПа;

где кН; кН (см. таблицу усилий).

Базовое расстояние между трещинами

мм > 400 мм,

где мм – диаметр арматуры.

Согласно п. 4.10 [6] принимаем = 400 мм.

Поскольку , то требуется произвести расчет по непродолжительному раскрытию.

мм;

мм.

Суммарная ширина раскрытия трещин

мм < мм.

Таким образом, полученная величина удовлетворяет нормативным требованиям по раскрытию трещин (п. 4.2.1.3 Пособия к СП 52-102-2004).

Расчет верхнего пояса

Максимальное расчетное усилие в стержнях 2-а и 7-ж кН.

Так как усилия в остальных панелях пояса мало отличаются от расчетных, то для унификации конструктивного решения все элементы верхнего пояса с учетом армируем по усилию

= 1041,9 кН; = 872,6 кН.

Сечение верхнего пояса см. см².

Принимаем арматуру класса А400 с МПа, МПа.

В расчете учитывается случайный эксцентриситет

см; см.

Принимаем см.

Геометрическая длина стержня см. Расчетная длина стержня см. Гибкость . Необходим учет влияния прогиба.

Моменты от полной и длительной нагрузки относительно оси, проходящей через центр наименее сжатых (растянутых) стержней арматуры

Н×мм;

Н×мм.

Для определения жесткости элемента вычисляются следующие параметры:

;

Принимается

Предварительно задаем коэффициент армирования

Жесткость

Н = 3880 кН.

Момент от случайного эксцентриситета с учетом прогиба:

Н×мм.

Относительная величина продольной силы:

Следовательно, имеет место второй случай. Площадь арматуры определяется следующим способом.

При принятом коэффициенте армирования

мм²;

Арматура принимается конструктивно 4Æ16А400 мм².

Расчет элементов решетки

Рассмотрим растянутые элементы:

раскосы (а-б) и (е-ж)

( ); с учетом

= 37,8 кН; = 31,7 кН.

Сечение раскосов 15´15 см. Арматура класса А400 с МПа.

Требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности

мм.

Конструктивно принимаем %; см².

Принимаем 4Æ10А400 с см².

Определяем ширину раскрытия трещин при действии усилий от постоянных и длительных нагрузок, учитываемых с коэффициентом

Усилие трещинообразования в центрально растянутом элементе определяется по рекомендации п. 4.9 [Пособия к СП 52-102-2004]:

Н = 53,5 кН,

где 20 (МПа) – напряжение по всей арматуре перед образованием трещин в бетоне.

Усилие в раскосе от нормативной нагрузки равно:

кН < кН,

где усилие от единичной нагрузки 0,2 (см. табл. 1).

Следовательно, трещины в раскосе не образуются.

Остальные раскосы и стойки армируются аналогично данному раскосу.

Расчет узлов

Опорный узел

Длину заделки напрягаемой арматуры согласно Руководству по расчету и конструированию железобетонных ферм принимают для канатов диаметром 12–15 мм равной 1500 мм, для проволоки периодического профиля – 1000 мм и для стержневой арматуры 35d, где d – диаметр стержня.

Рассчитываем требуемую площадь поперечного сечения продольной ненапрягаемой арматуры в пределах узла

мм²,

где кН – расчетное усилие в стержне 9-а нижнего пояса (см. табл. 1).

Принимаем 4Æ14А400, мм² (см. табл. 7, прил. 4); длина заделки = 35d = мм.

Рассчитываем площадь поперечного сечения арматуры (рис. 5)

кН;

Н = 338 кН;

Н = 125 кН,

где

Рис. 2.5. К расчету опорного узла:

а – схема работы; б – армирование

Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении по линии требуемая площадь поперечного стержня

где – угол наклона приопорной панели, = ; см; кН – усилие в приопорном стержне; х – высота сжатой зоны; см; n – количество поперечных стержней в узле, пересекаемых линией АВ; при двух каркасах и шаге стержней 100 мм шт.