Проектирование стропильных конструкций
До выполнения индивидуального задания необходимо изучить по учебни- кам особенности проектирования стропильных конструкций одноэтажных про- мышленных зданий и быть готовым к ответам на следующие вопросы:
1. Разновидности типов стропильных конструкций для одноэтажных про- мышленных зданий.
2. Рекомендуемые пролеты для балок и ферм в покрытиях одноэтажных промышленных зданий.
3. Стропильные балки покрытий. Основные принципы их расчета и конст- руирования.
4. Сегментные раскосные фермы. Основные принципы их расчета и конст- руирования.
5. Безраскосные арочные фермы. Основные принципы их расчета и конст- руирования.
6. Перераспределение усилий в статически неопределимых стропильных балках и фермах.
7. Преимущества и недостатки различных типов стропильных конструкций. Общие методические указания. В автоматически сформированных ЭВМ заданиях предлагается запроектировать стропильную конструкцию в виде: двухскатной решетчатой балки (БДР), или сегментной раскосной фермы (ФС)
или безраскосной арочной фермы (ФБ).
Требуется самостоятельно рассчитать элементы стропильной конструкции только по предельным состояниям первой группы. При расчете прочности нижнего пояса балки БДР и арочной фермы ФБ по наклонным сечениям и рас- четах опорных узлов величина потерь предварительного напряжения принима- ется приблизительно равной 0,3 σsp.
Расчеты нижнего пояса стропильной конструкции по трещиностойкости
выполнит ЭВМ. Если не будут удовлетворены требования по ширине раскры- тия трещин, то можно при повторных проверках изменить параметры напря- гаемой арматуры, величины начального предварительного напряжения армату- ры и передаточной прочности бетона. При расчете трещиностойкости ЭВМ принимает механический способ натяжения арматуры на упоры, расстояние между которыми назначается на 1 м больше номинального пролета, и условия твердения бетона – тепловая обработка при атмосферном давлении.
В результатах статического расчета стропильной конструкции, напечатан- ных ЭВМ, суммарные усилия соответствуют полному значению снеговой на- грузки. Для всех типов стропильных конструкций рекомендуется построение
эпюр усилий N, M и Q для определения наиболее опасных нормальных и наклонных к продольной оси расчетных сечений элементов конструкций.
Для выполнения статического расчета стропильных конструкций без ЭВМ рекомендуется пользоваться табличными значениями усилий в расчетных сечениях от единичных воздействий по приложениям VI – X.
Особенности проектирования каждого типа стропильной конструкции изложены в методических указаниях к примерам.
Сегментная раскосная ферма
Методические указания. Конструкция железобетонной сегментной рас- косной фермы, вследствие жесткости узлов, представляет собой статически не- определимую систему, усилия в элементах которой вычислены ЭВМ или с по- мощью таблиц. Задачей проектирования являются расчет и конструирование сечений основных элементов фермы и опорного узла.
Размеры сечений элементов фермы принимаются в соответствии с назна- ченным при компоновке типом опалубочной формы по приложениям VII или VIII.
Максимальные расчетные усилия в элементах фермы выбираются из напе- чатанных ЭВМ четырех вариантов нагружений или вычисленных по таблицам.
При расчете прочности нижнего пояса и элементов решетки фермы допус- кается не учитывать непосредственно изгибающие моменты, поскольку при по- тере несущей способности в этих элементах образуются пластические связи. Расчет прочности элементов верхнего пояса должен выполняться с учетом из- гибающих моментов.
Расчет трещиностойкости сечений нижнего пояса сегментной фермы вы- полняется ЭВМ с учетом неблагоприятного влияния изгибающих моментов.
Расчет и конструирование опорного узла фермы должен соответствовать требованиям [11].
Продольное армирование всех элементов фермы конструируется симмет- ричным и постоянного сечения по длине элемента. Диаметр стержней сжатой арматуры должен быть не менее 10 мм, а растянутой ненапрягаемой – не менее 8 мм. Поперечная арматура элементов фермы принимается из арматурной стали класса В500. Поперечная арматура в опорном узле проектируется из арматур- ной стали класса А240 диаметром не менее 6 мм и устанавливаться с шагом не более 100 мм.
Для примера возьмем следующие исходные данные по индивидуальному заданию, напечатанные ЭВМ:
Tип стропильной конструкции и пролет.. ФС-24 Kласс бетона предв. напряж. конструкций. B30 Kласс арм-ры сборных ненапр. конструкций A400 Kласс предв. напрягаемой арматуры.... К(К-7)
Решение. Воспользуемся результатами автоматизированного статического расчета сегментной раскосной фермы марки 2ФС24, приведенными на рисунке 15.
Для анализа напряженного состояния элементов фермы построим эпюры усилий N и М от суммарного действия постоянной и снеговой нагрузки (снего- вая I), как показано на рисунке 16.
Характеристики бетона и арматуры для сегментной раскосной фермы. Бетон класса В30, Rb = 17,0 МПа, Rbt =1,15 МПа, Eb = 32500 МПа.
Продольная рабочая напрягаемая арматура класса К1400, Rs,n =1400 МПа;
Rs = 1215 МПа, Es = 195000 МПа.
Продольная рабочая ненапрягаемая арматура класса А400, Rs =350 МПа, Rsс =350 МПа, Es = 200000 МПа. По таблице IV.1 приложения IV для элемента без предварительного напряжения с арматурой класса А400 находим ξR = 0,533 и αR = 0,391.
Поперечная рабочая арматура класса В500, Rsw =300 МПа. Назначаем величину предварительного напряжения арматуры:
σsp = 1100 МПа < 0,8 Rs,n= 0,8 ·1400 = 1120 МПа, и более 0,3 Rs,n =
= 0,3 ·1400 = 420 МПа, т.е. требования п. 9.1.1[5] удовлетворяются. Принимаем σ’sp = σsp = 1100 МПа.
Назначаем передаточную прочность бетона Rbp= 20 МПа, удовлетво- ряющую требованиям п. 6.1.6 [5].
 |
2ФC24, Qmax= 568.09 кH.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
:: У с и л и я о т п о с т о я н н о й и с н е г о в ы х н а г р у з о к (силы - в кH; моменты - в кH.м):
: Hомер:--------------------------------------------------------------------------------------------------------------:
:: постоянная:постоянная+снеговая 1:постоянная+снеговая 2:постоянная+снеговая 3:постоянная+снеговая 4:
:сечения:----------------------:---------------------:---------------------:---------------------:---------------------:
:: N M Q: N M Q: N M Q: N M Q: N M Q:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| : | -911.61 | 1.14 | 6.20-1190.29 | 1.49 | 8.10-1111.12 | 1.39 | 7.61-1154.72 | 1.21 | 8.37-1103.04 | 1.10 | 8.08: | |||||
| : | -911.61 | 13.10 | 6.20-1190.29 | 17.11 | 8.10-1111.12 | 16.06 | 7.61-1154.72 | 17.36 | 8.37-1103.04 | 16.67 | 8.08: | |||||
| : | -921.14 | 12.39 | -6.25-1202.73 | 16.17 | -8.16-1109.25 | 15.21 | -7.43-1137.96 | 16.46 | -8.12-1076.89 | 15.83 | -7.61: | |||||
| : | -921.14 | -3.47 | -6.25-1202.73 | -4.53 | -8.16-1109.25 | -3.63 | -7.43-1137.96 | -4.13 | -8.12-1076.89 | -3.46 | -7.61: | |||||
| : | -886.75 | -4.62 | 7.65-1157.83 | -6.04 | 9.98-1067.51 | -4.83 | 8.82-1095.17 | -5.32 | 9.13-1036.21 | -4.48 | 8.25: | |||||
| : | -886.75 | 14.57 | 7.65-1157.83 | 19.03 | 9.98-1067.51 | 17.31 | 8.82-1095.17 | 17.61 | 9.13-1036.21 | 16.23 | 8.25: | |||||
| : | -987.86 | 14.37 | -6.87-1289.84 | 18.77 | -8.98-1138.98 | 17.17 | -8.21-1185.88 | 17.41 | -8.72-1086.97 | 16.14 | -7.94: | |||||
| : | -987.86 | -3.23 | -6.87-1289.84 | -4.21 | -8.98-1138.98 | -3.86 | -8.21-1185.88 | -4.92 | -8.72-1086.97 | -4.21 | -7.94: | |||||
| : | : | |||||||||||||||
| : | 801.10 | 6.15 | .41 | 1045.99 | 8.02 | .54 | 976.40 | 7.61 | .57 | 1014.54 | 8.47 | .40 | 969.09 | 8.24 | .38: | |
| : | 801.10 | 7.89 | .41 | 1045.99 | 10.31 | .54 | 976.40 | 10.00 | .57 | 1014.54 | 10.15 | .40 | 969.09 | 9.84 | .38: | |
| : | 999.62 | 6.17 | .17 | 1305.21 | 8.05 | .22 | 1183.34 | 8.16 | -.05 | 1210.37 | 8.21 | -.13 | 1130.82 | 8.14 | -.20: | |
| : | 999.62 | 7.04 | .17 | 1305.21 | 9.19 | .22 | 1183.34 | 7.94 | -.05 | 1210.37 | 7.53 | -.13 | 1130.82 | 7.10 | -.20: | |
| : | : | |||||||||||||||
| : | 62.10 | -1.40 | 1.26 | 81.09 | -1.82 | 1.64 | 62.67 | -1.46 | 1.30 | 67.92 | -1.40 | 1.24 | 56.05 | -1.18 | 1.02: | |
| : | 62.10 | 1.31 | 1.26 | 81.09 | 1.70 | 1.64 | 62.67 | 1.34 | 1.30 | 67.92 | 1.26 | 1.24 | 56.05 | 1.02 | 1.02: | |
| : | 26.08 | .00 | .00 | 34.06 | .00 | .00 | 30.07 | .34 | -.26 | 50.54 | .00 | .00 | 38.31 | .30 | -.22: | |
| : | 26.08 | .00 | .00 | 34.06 | .00 | .00 | 30.07 | -.35 | -.26 | 50.54 | .00 | .00 | 38.31 | -.29 | -.22: | |
| : | : | |||||||||||||||
| : | 91.11 | -.03 | .24 | 118.96 | -.04 | .31 | 96.37 | -.03 | .30 | 84.43 | -.05 | .32 | 69.68 | -.06 | .32: | |
| : | 91.11 | .67 | .24 | 118.96 | .87 | .31 | 96.37 | .85 | .30 | 84.43 | .91 | .32 | 69.68 | .91 | .32: | |
| : | -157.06 | .39 | -.03 | -205.08 | .50 | -.04 | -162.05 | .42 | .00 | -161.35 | .43 | -.01 | -133.28 | .40 | .00: | |
| : | -157.06 | .28 | -.03 | -205.08 | .36 | -.04 | -162.05 | .41 | .00 | -161.35 | .40 | -.01 | -133.28 | .42 | .00: | |
| : | -19.57 | .06 | .15 | -25.56 | .08 | .20 | -63.96 | .15 | .14 | -37.41 | .10 | .15 | -63.03 | .18 | .11: | |
| : | -19.57 | .64 | .15 | -25.56 | .84 | .20 | -63.96 | .68 | .14 | -37.41 | .69 | .15 | -63.03 | .58 | .11: |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Примечание: Варианты схем снеговых нагрузок даны на рисунке 3.7, а правила знаков для усилий – на рисунке 3.22
Рис. 15. Результаты автоматизированного статического расчета сегментной раскосной фермы
Рис. 16. Схема расположения сечений и эпюры усилий N и М в сегментной раскосной ферме
Расчет элементов нижнего пояса фермы. Согласно эпюрам усилий N и М, наиболее неблагоприятное сочетание усилий имеем в сечении номер 12 при N = 1305,21 кН и М = 9,19 кН·м. Поскольку в предельном состоянии влияние изгибающего момента будет погашено неупругими деформациями арматуры, то расчет прочности выполняем для случая центрального растяжения (рис. 17, а).
Требуемую площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры находим по формуле (8.19) [5]: As,tot= N/ (γs 3 Rs) = 1305,21·103 /(1,1·1215) = 976,6 мм2,
где γs 3 = 1,1 –коэффициент условий работы для напрягаемой арматуры. Принимаем 8Ø15К1400 (As,tot = 1132,8 мм2или Asp=A'sp= 566,4 мм2).
Рис. 17. К расчету прочности сечения нижнего пояса сегментной фермы
В соответствии с п. 5.10[9] примем поперечное армирование в виде замк- нутых двухветвевых хомутов из арматуры диаметром 5 мм класса В500 с мак- симальным конструктивным шагом sw = 2 b = 2·250 = =500 мм < 600 мм.
Расчет элементов верхнего пояса фермы. В соответствии с эпюрами уси-
лий N и M (см. рис. 16), наиболее опасным в верхнем поясе фермы будет се- чение 7 с максимальным значением продольной силы. Размеры сечения и рас- положение продольной арматуры дано на рисунке 18, а.
Рис. 18. К расчету прочности сечений элементов сегментной фермы:
а – для верхнего пояса; б – для стоек и раскосов
Для сечения 7 имеем усилия от расчетных нагрузок: N = 1289,84 кН; М = 18,77 кН ∙ м. Усилия от постоянной и длительной части снеговой нагрузки вычислим по формулам:
Nl=Ng + 0,7(N – Ng) = 987,86+0,7(1289,84 – 987,86) = 1199,2 кН,
Ml=Mg + 0,7(M – Mg) = 14,37+0,7(18,77 – 14,37) =17,45 кН·м,
где коэффициент 0,7 учитывает долю длительной составляющей снеговой нагрузки.
Находим: расчетную длину элемента (см. табл.IV.10 приложения IV)
l 0= 0,9 l = 0,9·3,01= 2,71 м; расчетный эксцентриситет е 0= M/N = 18,77/1289,84 =
= 0,01455 м = 14,55 мм; случайный эксцентриситет: ea≥ h/ 30 = 280/30 = 9,33 мм,
ea≥ l/ 600 = 3010/600 = 5,02 мм, ea≥ 10 мм, принимаем ea = 10 мм.
Поскольку е 0 = 14,55 мм > еa = 10 мм, то расчет прочности верхнего пояса фермы выполняем с учетом влияния прогиба на значение эксцентриситета про- дольной силы. Согласно п. 3.54[7] определяем коэффициент η. Находим:
'
M = M + N h 0- a
1 2
= 18,77 + 1289,84 0,24- 0,04= 147,7
2
'
кН·м;
M 1 l
= Ml
+ Nl
h 0- a
= 17,45 + 1199,2 0,24 - 0,04= 137,4
2
кН·м;
φl = 1 + M 1 l / M 1= 1 + 137,4/147,7 = 1,930.
Так как е 0 / h = 14,55 / 280 = 0,052 < 0,15, принимаем δе = 0,15.
В первом приближении принимаем μ = 0,015, находим μα = 0,015·6,15 =
=0,0922, где α =Es/Eb= 200000/32500 = 6,15.
По формуле (3.89)[7] определим жесткость D:
Отсюда N
= 
D = 3,14
× 4,036 ×1012
= 54179863Н = 5418 кН огда:
|
= 1 1 - N
= 1
1 - 1289,84
= 1,312;
Ncr
Мη = Мη = 18,77·1,312 = 24,63 Н·м.
Необходимую площадь сечения симметричной арматуры определим со- гласно п.3.57[7]. Для этого вычислим значения:
' 6 3
M + N ( h 0- a ) / 224,63 ×10 + 1289,84 ×10 (240 - 40) / 2
= =
0,628;
m 1 R bh 2
=
17,0 × 250 × 2402
b 0
|
= 40
= 0,1667.
h 0 240
Так как αn= 1,265 > ξR = 0,533, то требуемое количество симметричной арматуры определим по формуле (3.94)[7], для чего необходимо вычислить значения ξ 1 αs и ξ:
Тогда получим:
|
|
= Rbbh 0× 
m 1- 
(1 - / 2) =
Rs 1 - δ
= 17,0 × 250 × 240 × 0,628 - 0,968(1 - 0,968 / 2) = 448
мм2.
350 1 - 0,1667
’ 2
Принимаем S и S’ по 2Ø18А400 с As= As
'
= 509 мм, тогда:
μ = As + As
bh
= 2 × 509
250 × 280
= 0,0145,
что близко к предварительно принятому значению μ = 0,015 и не требует второго приближения.
Поперечную арматуру конструируем в соответствии с требованиями п. 5.23 [7] из арматуры класса В500 диаметром 5 мм, устанавливаемую с шагом sw= 250 мм, что менее 15 d = 15 ·18 = 270 мм и менее 500 мм.
Расчет элементов решетки. К элементам решетки относятся стойки и
раскосы фермы, имеющие все одинаковые размеры поперечного сечения
b = h = 150 мм для фермы марки 2ФС24 (рис. 18, б).
Максимальные усилия для подбора арматуры в элементах решетки опре- деляются из таблицы результатов статического расчета фермы с учетом четы- рех возможных схем нагружения снеговой нагрузкой.
Раскос 17–18, подвергающийся растяжению с максимальным усилием N =
=118,96 кН. Продольная ненапрягаемая арматура по индивидуальному заданию
класса А400, Rs = Rsc= 350 МПа. Требуемая площадь сечения рабочей армату- ры по условию прочности составит:
As = N/Rs = 118,96·103/350= 340 мм2. Принимаем 4Ø12А400 (As= 452 мм2).
Раскос 19–20, подвергающийся сжатию с максимальными усилиями
N= 205,08 кН и Nl= Ng + 0,5(N –Ng) = 157,06+0,7(205,08–157,06) = 190,67 кН.
Расчетная длина l 0= 0,8 l = 0,8 · 4,036 = 3,23 м. Так как l 0 /h= 3,23/0,15 = 21,5>20, то расчет выполняем с учетом влияния прогиба на значение случайного эксцен- триситета продольной силы. Случайный эксцентриситет находим в соответ- ствии с п. 3.49[7]: ea≥ h/ 30 = 150/30 = 5 мм, ea≥ l/ 600 = 4036/600 = 6,7 мм, ea≥ 10 мм, принимаем: e 0 =ea = 10 мм. Тогда случайные изгибающие моменты будут равны: М=Ne 0=205,08·0,01=2,05 кН·м, Мl=Nle 0 =190,67 ·0,01 = 1,91 кН·м.
Согласно п. 3.54[7] определяем коэффициент η. Находим:
'
M = M + N h 0- a
1 2
= 2,05 + 205,08 0,115- 0,035= 10,25
2
'
кН·м;
M 1 l
= Ml
+ Nl
h 0- a
= 1,91 + 190,67 0,115- 0,035= 9,53 кН·м;
2
φl = 1 + M 1 l / M 1= 1 + 9,53/10,25 = 1,930.
Так как е 0 / h = 10 / 150 = 0,0667 < 0,15, принимаем δе = 0,15.
В первом приближении принимаем минимальное конструктивное армиро- вание для сжатых элементов фермы 4Ø10А400, As,tot= 314 мм2, при этом μ = As,tot /(bh) = 314/(150·150)=0,014 > 0,004 при l 0 /h= 21,5, тогда μα = 0,014·6,15 =
=0,0861.
Выполнив вычисления по формулам (3.89), (3.87) и (3.89) [7] (см. расчет эле- ментов верхнего пояса фермы) получим следующие значения параметров:
D = 3,073·1011Н·мм2, Ncr = 290,4 кН, η = 3,402.
Необходимую площадь сечения симметричной арматуры определим со- гласно п.3.57[7]. Для данного примера получим следующие значения расчетных величин: αn= 0,699, αm 1 = 0,450, δ = 0,3043, ξ 1 = 0,616, αs= 0,0342 и ξ = 0,678.
Так как αn= 0,699 > ξR = 0,533, то требуемое количество симметричной
арматуры определим по формуле (3.94)[7]:
|
|
= Rbbh 0 × m 1- (1 - / 2) =
Rs 1 - δ
= 17,0 ×150 ×115 × 0,450 - 0,678(1 - 0,678 / 2) =
2,3 мм2 <157 мм2.
350 1 - 0,3043
Так как по расчету трбуемая площать арматуры менее площади конструк- тивного армирования, то окончательно оставляем конструктивное армирование As = As’ = 157 мм2(по 2Ø10A400).
Аналогично конструктивно армируем остальные сжатые элементы решет- ки, так как усилия в них меньше, чем в раскосе 19–20.
Расчет и конструирование опорного узла фермы. Схема узла показана на рисунке 19. Расчет выполняем в соответствии с рекомендациями [11]. Усилие в нижнем поясе в крайней панели N = 1046,0 кН, а опорная реакция Q = Qmax =
=568,1 кН.
Рис. 19. К расчету опорного узла фермы
Проверка прочности опорного узла ведется на нарушение анкеровки арма- туры и на изгиб по наклонным сечениям.
Поскольку продольная напрягаемая арматура не имеет анкеров, усилие в этой арматуре Nsp определяем согласно п. 3.43 [9].
Определим коэффициент влияния поперечного обжатия бетона α, прини-
мая σb = Fsup / Asup = Qmax / (blsup) = 568,1 ·103/ (250·300) = 7,57 МПа. Поскольку
σb / Rb = 7,57 / 17 = 0,446 > 0,25, принимаем α = 0,75.
По формуле (3.78)[9] находим длину зоны анкеровки напрягаемого стерж- ня Ø15 К1400, принимая η 1= 2,2, η 2= 1,0, ds = 15 мм;
lan
= Rs d
|
= Rs d
|
1 2 Rbt
= 0,75
4 × 2,2 ×1,0 ×1,15
15 = 1351
мм.
Выполняем расчет на заанкеривание продольной арматуры при разруше- нии по возможному наклонному сечению ABC, состоящему из участка АВ с наклоном под углом 45° к горизонтали и участка ВС с наклоном под углом 30,1° к горизонтали (см. приложение VIII).
Координаты точки В по рисунку 3.20 будут равны:
у = 151,4 мм, х = 300 +151,4 = 451,4 мм.
Ряды напрягаемой арматуры, считая снизу, пересекают линию ABC при у, равном: для 1-го ряда – 60 мм, lx= 300 + 60 = 360 мм; для 2-го ряда – 240 мм (пересечение с линией ВС), lx= 604 мм. Усилие, воспринимаемое напрягаемой арматурой в сечении ABC, вычисляем по формуле:
N = R
å lxi A
æ 360
|
604 566,4ö= 491,04 ×103
Н = 491,0 кН.
sp s
lan
spi
è 1351
|
Из формулы (1) [11] находим усилие, которое должно быть воспринято ненапрягаемой арматурой при вертикальных поперечных стержнях:
Ns= N – Nsp = 1046,0 – 491,0 = 555,0 кН.
Требуемое количество продольной ненапрягаемой арматуры заданного класса А400 (Rs = 350 МПа) будет равно As = Ns/Rs = 555,0·103/350 = 1586 мм2. Принимаем 6Ø20А400, As = 1885 мм2, что более As,min = 0,15 N / Rs =
=0,15·1046·103/350 = 448 мм2. (Для стержневой напрягаемой арматуры As,min = 0,1 N / Rs). Находим длину зоны анкеровки ненапрягаемого стержня Ø20А400, принимая η 1= 2,5, η 2= 1,0, ds = 20 мм:
lan
= Rs d
|
= Rs d
|
1 2 Rbt
= 0,75
4 × 2,5 ×1,0 ×1,15
20 = 456
мм.
Ненапрягаемую арматуру располагаем в два ряда по высоте: 1-й ряд – у =
=100 мм, пересечение с линией АВ при х =400 мм, lx= 400 – 20= =380 мм; 2-й ряд – у = 200 мм, пересечение с линией ВС, при х = 535 мм, lx = 535 – 20 = 515 мм. Поскольку для 2-го ряда отношение lx / lan = 515/456 = 1,13 > 1, то принима- ем его равным 1,0. Тогда усилие, воспринимаемое ненапрягаемой арматурой в сечении ABC, составит:
т.е. принятое количество ненапрягаемой арматуры достаточно для выпол- нения условия прочности на заанкеривание.
Выполняем расчет опорного узла на действие изгибающего момента, исхо- дя из возможности разрушения по наклонному сечению АВ1С1(см. рис. 19). В этом случае, при вертикальных хомутах должно удовлетворяться условие (2) [11]:
QzQ
£ Nsp
zsp
+ Ns zs
+ qsw
c 2/ 2,
где qsw = RswAsw/sw – усилие в хомутах на единицу длины.
Высоту сжатой зоны бетона определим по формуле х= (Nsp + Ns)/(bRb) спо- собом последовательных приближений, уточняя значения Nsp и Ns по положе- нию линии АВ1С1на каждой итерации.
В первом приближении вычислим высоту сжатой зоны при Nsp и Ns из предыдущего расчета: х = (491,0 + 604,8)103/(250·17,0) = 258 мм. Точка В 1будет иметь координаты: х = 540 мм, у = 240 мм, соответственно получим новое значение Nsp = 461,9 кН (вычисления опущены).
Во втором приближении: х = (461,9 + 604,8)103/(250·17,0) = 251 мм. Точка
В1будет иметь координаты: х = 625 мм, у = 325 мм. Так как все ряды напрягае- мой и ненапрягаемой арматуры пересекаются снова с линией АВ1, то значение высоты сжатой зоны окончательно составит: х = 251 мм при Nsp= 441,9 кН и Ns = 604,8 кН. Тогда zsp = zs = 880 –150 – 251/2 = 604,5 мм.
Из условия прочности на действие изгибающего момента в сечении АВ1С1определяем требуемую интенсивность вертикальных хомутов. Поскольку
qsw= 2(QzQ– Nspzsp – Nszs) / c 2 = 2(568,1·103·980–461,9×
×103 ·604,5 – 604,8 ·103·604,5)/8502= –243,8 H/MM < 0,
то поперечная арматура по расчету на воздействие изгибающего момента не требуется и устанавливается конструктивно.
Принимаем вертикальные хомуты минимального диаметра 6 мм класса A240 с рекомендуемым шагом sw= 100 мм.
Определяем минимальное количество продольной арматуры у верхней грани опорного узла в соответствии с п. 6.2 [11]:
As= 0,0005 bh = 0,0005·250·880 = 110 мм2.
Принимаем 2Ø10A400, As= 157мм2.
Теперь Вы должны заполнить соответствующий контрольный талон для диалога с ЭВМ. Обозначение контролируемых параметров дано на рисунке 12.
а ========================================================================================================================
ПГС 4 курс П11 гр.I Kод Bерхний пояс Нижний пояс Cт.или р.Oп.узел G(МПа) R(МПа) Kонтр. I Соколов С.Н. Iзадания S1(n.ф) S2(n.ф) ф.sw1 Sp1(n.ф) Sp2(n.ф) ф.sw2 S3(n.ф) ф.sw3 sp bp сумма I Cрок сдачи информацииI::::::::::: I по 3 этапу до 90310I 107.03 2.10 2.10 4.150 3.22 2.22 4.120 2.10 8.290 500 25 660.33 I
=====================I------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I
Пояснения к заполнению контрольного талона:
S1(n.ф) S2(n.ф) – количество и диаметры продольной рабочей арматуры верхнего пояса (например 2Ø12 следует записать 2.12);
ф.sw1 – диаметр (целая часть) и шаг (дробная часть) поперечной арматуры в элементах верхнего пояса, мм;
Sp1(n.ф) Sp2(n.ф) – количество и диаметры напрягаемой арматуры нижнего пояса;
ф.sw2 – диаметр и шаг поперечной арматуры в элементах нижнего пояса;
S3(n.ф) – количество и диаметр продольной рабочей арматуры у наиболее нагруженной грани сечений стоек или раскосов;
ф.sw3 – диаметр и шаг поперечной арматуры в опорной части (узле) стропильной конструкции;
G – величина начального предварительного напряжения арматуры, МПа;
sp
R – передаточная прочность бетона, МПа.
bp
Рис. 12. К автоматизированной проверке расчета и конструирования стропильной конструкции: а – заполненный контрольный талон; б – схемы расположения арматуры в сечениях элементов стропильных конструкций
При успешной самостоятельной работе Вы получите от ЭВМ результаты автоматизированного статического расчета поперечной рамы для заданной ко- лонны. Схема армирования сегментной раскосной фермы приведена на рисунке 20.
|
Рис. 20. Армирование сегментной раскосной фермы: а – опалубочные размеры, сечения и схема армирования;
б – арматурные изделия