Железобетонные конструкции

Расчётжелезобетоннойфермы с параллельнымипоясами

Рассчитываемпредварительнонапряжённуюферму с параллельнымипоясами дляплоской кровлиодноэтажногопромышленногоздания пролётом24(м) при шаге ферм6(м).

Предварительнонапряжённыйпояс армируетсяканатами К-7диаметром15(мм) с натяжениемна упоры Rs=1080(Мпа),Rs,ser=1295(Мпа),Es=1.8(100000)(Мпа).Остальныеэлементы фермыармируютсяненапрягаемойарматуройкласса A-III,Rs=Rsc=365(Мпа),d>10(мм),Es=2(100000)(Мпа);хомуты из арматурыклассаA-I, Rsw=175(Мпа).Бетонкласса В40, Rb=22(Мпа);Rbt,ser=2.1(Мпа).Прочностьбетона к моментуобжатия Rbp=0.7B==0.7·40=28(Мпа);Rbt=1.4(Мпа);γb2=0.9;Eb=32.5·10і(Мпа).

Назначаемгеометрическиеразмеры: ширинупанели принимаем3(м) с расчётомопирания рёберплит покрытияв узлы верхнегопояса. Решёткатреугольная,угол наклонараскоса 45°.

Высотуфермы принимаем3(м), что составляетh/l=3/240=1/8.Сечения ВП иНП 240Ч240(мм); сечениераскосовh2Чb2=180Ч180(мм),стоек 120Ч120(мм).Решётка фермывыполняетсяиз готовыхэлементов свыпускамиарматуры, которыезаделываютв узлах прибетонированиипоясов.

Сборнагрузок наферму

Вид нагрузки	Нормативнаянагрузка кн./мІ	Коэфф.надёжностипо нагрузке	Расчётнаянагрузка кн./мІ
Постоянная: -отЖ/Б ребристыхплит покрытия3Ч6(м) с учётомзаливки швов -отпароизоляции -оттрёхслойногорубероидногоковра -отасфальтобетоннойстяжки 20(мм) -отутеплителя	1.75 0.1 0.15 0.35 0.4	1.1 1.3 1.3 1.3 1.2	1.925 0.13 0.195 0.455 0.48
Итого:	2.75	-	3.185
Временная(снеговая): -длительная -кратковременная	2000 600 1400	1.4 1.4 1.4	2800 840 1960
Полная: -постояннаяи длительная -кратковременная	4750 3350 1400	- - -	5985 4025 1960

Узловыерасчётныенагрузки поверхнему поясу(ВП)фермы

постоянные:P1=g·a·b·γn=3.185·6·3·0.95=54.46(кн)

длительные:P2=0.84·6·3·0.95=14.36(кн)

кратковременные:P3=1.96·6·3·0.95=33.516(кн)

Нормативныеузловые нагрузкибудут ровны:

Постоянные:P1=g·a·b·γn=2.75·6·3·0.95=47(кн)

длительные:P2=0.6·6·3·0.95=10.26(кн)

кратковременные:P3=1.4·6·3·0.95=23.94(кн)

Усилияв элементахфермы получаемиз расчёта накомпьютере.Фактичекиеусилия в элементахфермы получаемумножениемединичныхусилий надействительныезначенияузловыхнагрузок P.

Р

асчётверхнего поясафермы:

П

редварительнопринимаемсечение верхнегопояса h1Чb1=24Ч24(см),A=576(смІ).Требуемую минимальнуюплощадь сечениясжатого поясафермы можноопределитьпо формуле:

Ч

томеньше принятогосечения. Свободнуюдлину поясадля учёта продольногоизгиба в плоскостифермы принимаемравной ширинеодной панели3(м), так как в узлахферма раскрепленапанелями покрытия.

П

редварительновычисляемплощадь сеченияарматуры, полагаяAs=As’,ξ=x/h0=1иη=1

П

ринимаемиз конструктивныхсоображений4Ш12 А-III,Аs=4.52(смІ);процент армированияμ=4.52/(24·24)·100=0.79%>0.2%.

У

точняемрасчёт. Определяемусловную критическуюсилу:

ЗдесьAs=2.26(смІ)для 2Ш12 А-III принятоконструктивно.

С

ледовательноармированиепо расчёту нетребуется;армированиеназначаемконструктивно,как приняторанее, - 4Ш12 А-III,Аs=4.52(смІ).Расчёт сечёнияпояса из плоскостифермы не выполняем,так как сечениеквадратноеи все узлы фермыраскрепленыплитами покрытия.

Расчётнижнего поясана прочность

Максимальноерасчётноеусилие растяженияN=711.6(кн)

Определяемплощадь сечениярастянутойнапрягаемойарматуры:

П

ринимаемс учётом симметричногорасположения5 канатов К-7диаметром15(мм), Аsp=7.08(смІ).Напрягаемаяарматура окаймляетсяхомутами. Продольнаяарматура каркасовиз стали классаА-III(4Ш10с Аs=3.14(смІ))назначаетсяконструктивно.Суммарныйпроцент армирования:

П

риведённаяплощадь сеченияАred=A+αAsp+αAs=24·24+5.55·7.08+6.15+3.14=635(смІ),где α=Es/Eb=180·10і/325·10І=5.55– длянапрягаемойарматуры классаК-7

α=200·10і/325·10І=6.15– для арматурыкласса А-III

Расчётнижнего поясанатрещиностойкость

Элементотносится ктретьей категориитрещиностойкости.Максимальноепредварительноенапряжениеарматуры принимаемσsp=0.7Rs,ser=0.7·1295=906(Мпа)

Проверяемусловия:σsp+p=906+45.3=951.3Rs,ser=1295(Мпа)

σsp-p=906-45.3=855.7>0.3·Rs,ser=387(Мпа),где p=0.05·σsp=0.5·906=45.3(Мпа)

Определяемпотери предварительногонапряженияарматуры.

Первыепотери:

П

ервыепотери составляютσlos,1=σ1+σ2+σ3+σ6=48.8+81.2+14.5+10.2=154.7(Мпа)

В

торыепотери:

Расчётпо раскрытиютрещин:

Вычисляемширину раскрытиятрещин с учётомкоэффициентаγi=1.15и суммарногодействия постояннойнагрузки иполной снеговойнагрузки. Приращениенапряженийв растянутойарматуре отполной нагрузки:

П

роверимпрочностьнижнего поясав процессенатяжения:

Контролируемоеусилие принатяженииканатов:

Расчётнаиболее сжатогораскоса:

Р

асчётноесжимающееусилие с учётомγn=0.95отпостояннойи длительнойнагрузокN·γn=361.4·0.95=343.3(кн),от кратковременной462·0.95=439(кн).Бетон классаВ40, Rb=22·0.9=19.8(Мпа).Назначаемсечение раскоса15Ч18(см), А=270(смІ).Случайныйэксцентриситет:ea=414/600=0.69(см),ea=15/30=0.5(см),ea=1(см).Принимаемe0=ea=1(см).Так какe0=1(см)h=15/8=1.88(см),то расчётнаядлина раскосабудет l0=0.9·l=0.9·414=373(см).При l0=373(см)>20·h=20·15=300(см)расчёт ведёмкак внецентренносжатого элемента.При симметричномармировании,когда As=As′и Rsc=Rs,площадь сеченияарматуры можновычислить поформуле:

Назначаемиз конструктивныхсоображенийсимметричнопо контуру 4Ш12А-III,As=4.52(смІ);μ=4.52/(15·18)·100%=1.67%>0.25%

Расчётнаиболее растянутогораскоса:

Расчётноеусилие растяженияпри γn=0.95N=345·0.95=327.75(кн).Назначаемсечение hЧb=18Ч18(см).Площадь сеченияарматуры изусловия прочности:As=N/Rs==327.75/365·10і=9(смІ);предварительнопринимаем 4Ш18А-III,As=10.18(смІ)

Расчётпо раскрытиютрещин:

С

ледовательно,трещины образуются,требуетсяпроверка условийрасчёта по ихширине раскрытия.Определяемширину раскрытиятрещин придлительномдействии постояннойи длительнойнагрузок приφl=1.5:

С

ечениеподобраноудовлетворительно.Аналогичновышеизложенномурассчитываютсяи другие элементыфермы на внецентренноесжатие и центральноерастяжение.Малонагруженныеэлементы, напримерстойки, проектируютконструктивно;их сечениепринято минимальным12Ч14(см) с армированием4Ш12 A-III.

Сборнагрузок

I.Постоянныенагрузки:

Нагрузкаот веса покрытия:

Собственныйвес	Нормативнаянагрузка кн./мІ	Коэффициентнадёжностипо нагрузке	Расчётнаянагрузка кн./мІ
Ж/Б ребристыхплит покрытия3x6м - 25	135	11	1485
Пароизоляции- 10	01	12	012
Утеплителя- 120	03	12	036
Цементнойстяжки - 20	04	13	052
Рулонногоковра - 6	01	12	012
ИТОГО:	225	-	2.61

Расчётнаянагрузка отсобственноговеса подкрановойбалки и крановогопути:

{(06·012+025·088)·25+070}∙6∙11=528(кн)

Расчётнаянагрузка отвеса колонн

• надкрановаячасть: (06·04·38)·25·11=251(кн)

• подкрановаячасть:{08·04·715+(09·06+06І/2)∙04∙2}·25·11=79(кн)

Расчётноеопорное давлениефермы на стойку(включая постояннуюнагрузку отпокрытия):(112/2·11+261·6·24/2)∙095=23712(кн)

Расчётноеопорное давлениебалки на стойку(включая постояннуюнагрузку отпокрытия):(91/2+261∙6∙18/2)∙095=1772(кн)

II.Временныенагрузки:

Длярасчёта стоекраспределениеснеговой нагрузкипо покрытиюво всех пролётахздания принимаетсяравномерным.

г.Пермь– V снеговойрайон

весснеговогопокрова земли2(кн/мІ)

Расчётнаянагрузка настойку будет:

=2∙6·24/2·14·095=19152(кн)

III.Крановыенагрузки:

1. Вертикальныенагрузки откранов:

   

2. Горизонтальныенагрузки откранов:

IV.Ветроваянагрузка:

1.Участок- от 0.00(м) до низастропильныхконструкций:

2.Участок- высота стропильнойконструкции:

Находимсредний коэффициент

:

= +( /2)· = =05

= +(5/2)·003=0575

= +(08/2)·003=0587

=(05∙5+0575∙5+0587∙08)/108=0541

= +(33/2)∙003=0636

Расчётноезначение ветровойнагрузки напервом участке:

Расчётноезначение ветровойнагрузки навтором участке:

Ветроваянагрузка, действующаяна шатёр, приводитсяк узловой нагрузке,приложеннойна уровне низаригеля рамы.

Интенсивностьнагрузки:

Грузоваяплощадь шатра:

Статическийрасчёт рамы

Определениегеометрическиххарактеристикстойки по осиА:

Моментыинерции сеченийколонн составляют:

• надкрановойчасти

  

• подкрановойчасти

  

Отношениевысоты надкрановойчасти колоннык её полнойвысоте:

Смещениеосей надкрановойи подкрановойчастей стойки:

Определениеусилий в стойкахот отдельныхвидов загружений:

Загружение1(снеговая нагрузка):

С

неговаянагрузка напокрытии пролётаАБ.

Для

по интерполяциинаходим .

Коэффициент

не определяем,ткэксцентриситетe=0.

Находимвеличинугоризонтальнойреакции поформуле:

Определяемусилия в сеченияхстойки.

изгибающиемоменты:

продольныесилы:

поперечнаясила:

Придействии силы

со стороныпролёта БВусилия и изменяют толькознак, усилия остаются безизменения.

Загружение2(постояннаянагрузка):

Благодарясимметрии точекприложениясил относительнооси стойки,усилия

и возникаюттолько от разностисил и .Усилия и от - =1772-23712=-60(кн)получаем умножениемусилий от на коэффициент .Определяемусилия в сеченияхстойки.

изгибающиемоменты:

;

продольныесилы:

;

;

поперечнаясила:

Загружение3(крановая нагрузкадействует состороны пролётаАБ):

Для

по интерполяциинаходим .

Находимвеличинугоризонтальнойреакции поформуле:

Определяемусилия в сеченияхстойки.

изгибающиемоменты:

; ;

продольныесилы:

;

поперечнаясила:

Придействии крановойнагрузки

со стороныпролёта БВусилия и изменяют толькознак, усилия остаются безизменения.

Загружение4(крановая нагрузкаТдействует слевана право):

Для

по интерполяциинаходим .

Находимвеличинугоризонтальнойреакции поформуле:

Определяемусилия в сеченияхстойки.

изгибающиемоменты:

; ;

изгибающиймомент в точкеприложениясилы H:

продольныесилы:

поперечнаясила:

Придействии силы

справа на левоусилия и изменяют толькознак, усилия остаются безизменения.

Загружение5(ветровая нагрузкадействует слевана право):

Определяемгоризонтальныереакции

в загруженных(крайних) стойках.

Для

по интерполяциинаходим .

Горизонтальнаяреакция

в стойке по оси :

.

Горизонтальнаяреакция

в стойке по оси :

.

Усилиев дополнительнойсвязи:

.

Распределяемусилие в дополнительнойсвязи междустойками поперечника.

Для

по интерполяциинаходим (стойкипо осям и ).

Горизонтальныесилы, приходящиесяна стойки поосям

и :

Определяемусилия в сеченияхстойки.

изгибающиемоменты:

; ;

продольныесилы:

поперечнаясила:

Принаправленииветра справана лево усилияв стойках неизменяются.

Составляемтаблицу расчётныхусилий.

Усилияв элементахфермы

Элемент

Стержень

Отзагружениясилами F=1всегопролёта

Отпостояннойнагрузки

Откратковременногодействия полнойснеговой нагрузки

Отдлительнойснеговой нагрузки

Отпостояннойи полной снеговойнагрузки

Отпостояннойи длительнойнагрузок

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

нормативной

расчётной

Верхний Пояс

III-1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

IV-3

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

V-4

-695

-32665

-3785

-1664

-23293

-7131

-998

-49305

-61143

-39796

-4783

VI-6

-94

-4418

-5120

-2250

-3151

-9644

-1350

-6668

-8271

-53824

-6470

Нижний Пояс

I-2

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

27808

3450

22446

2698

I-5

877

41219

4776

2100

2340

900

12594

62219

7116

50219

60354

Раскосы

1-2

-525

-24675

-2860

-12568

-1760

-5386

-754

-37243

-4620

-30061

-3614

2-3

392

18424

2135

9384

1314

4022

563

2781

3450

22446

2698

4-5

-237

-1114

-1291

-5674

-794

-2432

-340

-16814

-2085

-13572

-1631

5-6

083

390

452

1987

2782

852

1192

5887

7302

4752

5712

Стойки

1-II

-05

-235

-2723

-1197

-1676

-513

-718

-3547

-440

-2863

-3441

3-4

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

6-6

-10

-470

-5446

-2394

-3352

-1026

-1436

-7094

-880

-5726

-6882

Расчётколонны.

Бетонтяжёлый:

,подвергнутыйтепловой обработкепри атмосферномдавлении; ; ; ; ; арматура .

I.Надкрановаячасть стойки.

Размерысечения:

; ; ; .

Расчётнаядлина надкрановойчасти:

.

Комбинациирасчётныхусилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax,Nсоотв	Mmin,Nсоотв	Nmax,Mсоотв
М,Кн·м	100	-9942	-485
N,Кн	612	612	78415

Дляпервой комбинации:

; ; .Принимаемслучайныйэксцентриситет .Расчётный - .

; ; ;

> .

Для тяжёлого бетона

.Предварительнопринимаем ,тогда при :

; .

.

.

Площадьарматуры

назначаемпо конструктивнымсоображениям:

.Принимаем3Ш14 c .

Длявторой комбинации:

Таккак значениявнутреннихусилий

и для второйкомбинациинагрузок, почтисовпадают созначениямивнутреннихусилий дляпервой комбинации,то конструктивнопринимаем3Ш14 с .

Длятретьей комбинации:

;случайныйэксцентриситет .Расчётныйэксцентриситет- .

принимаем

Для тяжёлого бетона

.Предварительнопринимаем ,тогда при :

; .

.

.

Площадьарматуры

назначаемпо конструктивнымсоображениям:

.Принимаем3Ш14 с .

Окончательнопринимаем3Ш14

с .Горизонтальнаяарматураустанавливаетсяконструктивно:шаг 300, Ш6 .

II.Подкрановаячасть стойки.

Размерысечения:

; ; ; .

Расчётнаядлина подкрановойчасти:

.

Комбинациирасчётныхусилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax,Nсоотв	Mmin,Nсоотв	Nmax,Mсоотв
М,Кн·м	11984	-1193	-10965
N,Кн	94237	94237	795

Дляпервой комбинации:

; ; .Принимаемслучайныйэксцентриситет .Расчётный - .

; ; ;

.

принимаем

Для тяжёлого бетона

.Предварительнопринимаем ,тогда при :

; .

.

.

Площадьарматуры

назначаемпо конструктивнымсоображениям:

.Принимаем3Ш16 c .

Длявторой комбинации:

Таккак значениявнутреннихусилий

и для второйкомбинациинагрузок, почтисовпадают созначениямивнутреннихусилий дляпервой комбинации,то конструктивнопринимаем3Ш16 с .

Длятретьей комбинации:

;случайныйэксцентриситет .Расчётныйэксцентриситет- .

принимаем

Для тяжёлого бетона

.Предварительнопринимаем ,тогда при :

; .

.

.

Площадьарматуры

назначаемпо конструктивнымсоображениям:

.Принимаем3Ш16 c .

Окончательнопринимаем3Ш16

с .

Проверимнеобходимостьрасчёта подкрановойчасти колонныв плоскости,перпендикулярнойк плоскостиизгиба.

; .

.

Врасчёте нетнеобходимости.

Сборнагрузок

I.Постоянныенагрузки:

Нагрузкаот веса покрытия:

Собственныйвес	Нормативнаянагрузка кн./мІ	Коэфф.надёжностипо нагрузке	Расчётнаянагрузка кн./мІ
Ж/Бребристыхплит покрытия36мс учётом заливкишвов.	175	11	1925
Пароизоляции	01	13	013
Утеплителя(готовыеплиты)	04	12	048
Асфальтовойстяжки t=2см	035	13	0455
Рулонногоковра	015	13	0195
ИТОГО:	275	-	3185

Расчётнаянагрузка отвеса подкрановойбалки:

(06·012+02·088)·595·25·11=40579кн

Расчётнаянагрузка отвеса колонн

-надкрановаячасть: (038·04·38)·25·11=15884кн

- подкрановаячасть:(04·08·59+04·09·105)·25·11=62315кн

Расчётноеопорное давлениефермы

-от покрытия:3185·6·24/2=22932кн

-отфермы: (120/2)·11=66кн

Расчётнаянагрузка отвеса покрытияс учётом коэффициентанадёжностипо назначениюздания 

II.Временныенагрузки:

г.Пермь– Vснеговойрайон

весснеговогопокрова земли2кн/мІ

Расчётнаянагрузка настойку будет:Рсн=26·24/2·14·095=19152кн

III.Крановыенагрузки:

1

)Вертикальныенагрузки откранов:Pmax=220кн,Pmin=58кн,Gтел=52кн

Dmax=Pmax·f·i·yi=220·11·085·(027+1+068)=401115кн

Dmin=58·11·085·(027+1+068)=10575кн

2)Горизонтальныенагрузки откранов:

Hmax=(Q+Gn)·05·f·n/20=(200+52)·05·11·095/20=658кн

H=Hmax·i·yi=658·085·195=1091кн

IV.Ветроваянагрузка:

1.Участок- от 0.00м до низастропильныхконструкций9.60м: Н1=9600м

2.Участок- высота стропильнойконструкции:H2=2950м

Находимсредний коэффициентKсрij:

Kср11=Кн11+(Н11/2)·tg1=K5=05

Kср12=K5+(46/2)·003=0569

Kср21=064+(295/2)·002=067

Kср1=(05·5+0569·46)/96=053

Kср2=067

Расчётноезначение ветровойнагрузки напервом участке:

Wнав1=f·ce·Kср1·W0=14·08·053·03=018кн/мІ

Wпод1=f·ce·Kср1·W0=14·06·053·03=013кн/мІ

Расчётноезначение ветровойнагрузки навтором участке:

Wнав2=f·ce·Kср2·W0=14·08·067·03=022кн/мІ

Wпод2=f·ce·Kср2·W0=14·06·067·03=017кн/мІ

Ветроваянагрузка, действующаяна шатёр, приводитсяк узловой нагрузке,приложеннойна уровне низаригеля рамы.

Интенсивностьнагрузки:

Wнав=Wнав1·Bk=018·6=108кн/мп

Wпод=Wпод1·Bk=013·6=078кн/мп

Грузоваяплощадь шатра:A1=Bk·h2=6·295=177мІ

Pнав=Wнав2·A1=022·177=39кн

Pпод=Wпод2·A1=017·177=30кн

Статическийрасчёт рамы

Определениегеометрическиххарактеристикстойки по осиА:

Моментыинерции сеченийколонн составляют:

• надкрановойчастиI1=bhіверх/12=04·038і/12=00018м

• подкрановойчасти I2=04·08і/12=0017м

Отношениевысоты надкрановойчасти колоннык её полнойвысоте: =Нв/Н=38/106=036

Определениеусилий в стойкахот отдельныхвидов загружений:

1)Постояннаянагрузка.

Продольнаясила F1=2805кндействуетна колонну сэксцентриситетомe0=0015м

Вподкрановойчасти колонныдействуют:расчётнаянагрузка отподкрановыхбалок F=40579кнc e=035м;расчётнаянагрузка отнадкрановойчасти колонныF=15884кн e0=021м.

С ечение

Усилие

Постояннаянагрузка

Временныенагрузки

Iсочетание

IIсочетание

Снеговая

Dmax

H

Ветерслева

Ветерсправа

MmaxNсоотв

MminNсоотв

NmaxMсоотв

MmaxNсоотв

MminNсоотв

NmaxMсоотв

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1-1

M

-376

-287

0

0

0

0

N

25046

19152

0

0

0

0

2-2

M

1645

1575

-4347

874

1919

2045

3-8

3-5-6

3-4

3-4-8

3-5-6

3-4

369

-3576

322

5265

-3576

322

N

26634

19152

0

0

0

0

26634

26634

45786

45786

26634

45786

3-3

M

-2528

-2447

9691

874

1919

2045

3-4

3-5-6

3-5-6

3-4

3-5-6

3-4-5-6

4975

837

8037

4975

8037

559

N

30692

19152

4011

0

0

0

49844

708

708

49844

708

708

4-4

M

636

492

2827

2552

8126

7567

3-7

3-4

3-5-6

3-4-5-6-7

3-5-6

3-4-5-6

8762

1128

6015

14633

911

6507

N

36923

19152

4011

0

0

0

36923

56075

77033

96185

770

96185

Q

532

49

-1144

571

1154

1154

1686

1022

-1183

461

1183

-693

З

агружение1(снеговаянагрузка):

Загружение2(постояннаянагрузка):

Загружение3(ветроваянагрузка):

Загружение4(вертикальнаянагрузка отмостовых кранов):

Загружение5(горизонтальнаякрановая нагрузка):

Расчётколонны

Бетонтяжёлый: B15,подвергнутыйтепловой обработкепри атмосферномдавлении

Rb=85(Мпа);Rbt=075(Мпа);Eb=205·10і(Мпа);арматураА-,d>10(мм)

Rs=Rsc=365(Мпа);Es=200·10і(Мпа)

I.Надкрановаячасть:

B·h=40·38(см)(а=а=4см)

h0=h-a=38-4=34(см)

расчётнаядлина над крановойчасти: l0=2·Hверх=2·38=76(м)

Комбинациирасчётныхусилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax,Nсоотв	Mmin,Nсоотв	Nmax,Mсоотв
М,Кн·м	5265	-3576	322
N,Кн	45786	26634	45786

Д

ляпервой комбинации:

Таккак 0>14,то необходимоучесть влияниепрогиба элементана его прочность.

еа–случайныйэксцентриситет.Принимаемеа=13(см)

Р

асчётныйэксцентриситетe=e0+ea=11+13=123(см)

Принимаеме=032(см)

Для тяжёлого бетона=1

Предварительнопринимаем=0005,тогда при=Es/Eb=200·10і/205·10і=98

Площадьарматуры As=Asназначаемпо сортаменту:

Принимаем2Ш14 A-c As=308(смІ)

Длявторой комбинации:

П

лощадьарматуры As=Asназначаемпо сортаменту:

Принимаем2Ш8 A-c As=101(смІ)

Длятретьей комбинации:

Площадьарматуры As=Asназначаемпо конструктивнымсоображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·34=272(смІ)

Принимаем2Ш14 A-c As=308(смІ)

Окончательнопринимаем 2Ш14A-c As=308(смІ)

Горизонтальнаяарматураустанавливаетсяконструктивно:шаг 300, Ш6 А-I

IIПодкрановаячасть:

bЧh=40Ч80(см) (a=a’=4см)

h0=80-4=76(см)

Расчётнаядлина подкрановойчасти колонны:l0=15·H1=15·6=9(м)

Комбинациирасчётныхусилий:

Комбинации	Первая	Вторая	Третья
Усилия	Мmax,Nсоотв	Mmin,Nсоотв	Nmax,Mсоотв
М,Кн·м	14633	911	6507
N,Кн	96185	770	96185
Q,Кн	461	1183	-693

Д

ляпервой комбинации:

Таккак 0>14,то необходимоучесть влияниепрогиба элементана его прочность.

еа–случайныйэксцентриситет.Принимаемеа=267(см)

Р

асчётныйэксцентриситетe=e0+ea=152+267=179(см)

Принимаеме=0294(см)

Для тяжёлого бетона=1

Предварительнопринимаем=0005,тогда при=Es/Eb=200·10і/205·10і=98

Площадьарматуры As=Asназначаемпо конструктивнымсоображениям:

A

s=0002·b·h0=0002·40·76=61(смІ)

Принимаем2Ш20 A-c As=628(смІ)

Длявторой комбинации:

Площадьарматуры As=Asназначаемпо конструктивнымсоображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(смІ)

Принимаем2Ш20 A-c As=628(смІ)

Длятретьей комбинации:

П

лощадьарматуры As=Asназначаемпо конструктивнымсоображениям:

As=0002·b·h0=0002·40·76=61(смІ)

Принимаем2Ш20 A-c As=628(смІ)

Проверимнеобходимостьрасчёта подкрановойчасти колонныв плоскости,перпендикулярнойк плоскостиизгиба:

Р

асчётнеобходимТак как l0/i=4174>14,необходимоучесть влияниепрогиба элементана его прочность

Следовательнопринятогоколичестваарматуры достаточно

Окончательнопринимаем2Ш20 A-c As=628(смІ)

Р

асчётколонны натранспортныенагрузки.

Расчётарматуры верхнейчасти колонны:

Р

асчётарматуры нижнейчасти колонны:

Расчёттрещиностойкости:

Принятогоколичестваарматуры достаточно.

Сечение

Усилие

Постояннаянагрузка

Временныенагрузки

Iсочетание

IIсочетание

Снеговая

Dmaxпо оси А

Dmaxпо оси Б в пролётеАБ

Dmaxпо оси Б в пролётеБВ

Hпооси А

Hпооси Б

Ветерслева

Ветерсправа

MmaxNсоотв

MminNсоотв

NmaxMсоотв

MmaxNсоотв

MminNсоотв

NmaxMсоотв

слева

справа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

0

M

N

Q

1

M

N

Q

2

M

N

Q

3

M

N

Q

4

M

N

Q

Расчётребристой плитыпокрытия

Нормативныеи расчётныенагрузки на1мІ перекрытия

Виднагрузки	Нормативнаянагрузка кн./мІ	Коэфф.надёжностипо нагрузке	Расчётнаянагрузка кн./мІ
Постояннаяот веса: -рулонногопокрытия(6мм) -ц/п стяжки(20мм;=2000) -от утеплителя(базальтоволокнистыеплиты 120мм; =250) -от пароизоляции(2слоя пергаминана мастике10мм) -от ребристыхпанелей(25мм)	100 400 300 100 1350	1.2 1.3 1.2 1.2 1.1	120 520 360 120 1485
Всегоот постояннойнагрузки:	2250	-	2605
Временнаяот снега: -длительная -кратковременная	2000 1540 660	1.4 1.4 1.4	2800 2156 924
Полная: -постояннаяи длительная -кратковременная	4250 3790 660	- - -	5405 4761 924

Расчётплиты по прочности.

Расчётполки:

Плитурассматриваемкак многопролётнуюнеразрезнуюбалку.

Изгибающиймомент в сечении:

где

аобщая нагрузкана плиту:

+ =(120+520+360+120+687)+2800=4.61(кн/мІ)

Полезнаятолщина плиты

Определяемкоэффициент

при =1(м):

Принимаемсварную сеткуС-2 с продольнойарматурой Ш3класса Вр-I, шаг100(мм), As=0.71(смІ) и поперечнойШ3 класса Вр-I,шаг 200(мм), As=0.35(смІ).

Процентармирования

Расчётпоперечныхрёбер по прочности:

Поперечныерёбра запроектированыс шагом

.

Поперечноеребро рассчитываемкак балку тавровогосечения с защемлённойопорой.Постояннаярасчётнаянагрузка

с учетом собственноговеса ребра:

Временная(снеговая)нагрузка:

Общаянагрузка:

Принимаемполезную высотусечения ребра

.Расчётноесечение ребрав пролёте являетсятавровым сполкой в сжатойзоне:

Находимкоэффициент

по пролётномумоменту:

Находимкоэффициент

по опорномумоменту:

Учитываяна опоре работупоперечныхстержней сеткиплиты, у которойна 1(м) имеется5Ш3

,на продольныйстержень плоскогокаркаса требуется .Изконструктивныхсоображенийпринимаемверхний стерженьтаким же, какнижний, т.е.

Проверимнеобходимостьпостановкихомутов:

Следовательнотребуетсярасчёт поперечнойарматуры. Зададимсяшагом хомутови диаметромстержней:

; Ш5 Вр-I.

где

;

Принимаем

.

Условиепрочности

обеспечивается.

Расчётпродольныхрёбер по прочности

1.Предельныесостоянияпервой группы

Плитурассматриваемкак свободнолежащую на двухопорах балкуП-образногопоперечногосечения, котороеприводитсяк тавровомусечению с полкойв сжатой зоне.Находимрасчётныйпролёт плиты,принимая ширинуопоры 10см:

Максимальныйизгибающиймомент:

где

-номинальнаяширина панели(расстояниев осях) 3(м), (сборнагрузок).Ширинасвеса полкив каждую сторонуот ребра недолжна превышатьполовины расстоянияв свету междусоседнимирёбрами и 1/6пролёта рассчитываемогоэлемента. При расчётнаяширина полкив сжатой зоне: .

Рабочаявысота ребра:

.

Дляустановлениярасчётногослучая тавровогосечения проверимусловие, считая

Условиесоблюдается,следовательно,нейтральнаяось проходитв пределахсжатой полкит.е.

.Определимположениеграницы сжатойзоны:

Предварительныенапряжения

следует назначатьс учётом допустимыхотклонений значенияпредварительногонапряжениятаким образом,чтобы выполнялосьусловие: ,где (т.к.механическийспособ натяженияарматуры).

Т.к.

то должно бытьумножено накоэффициент

►

Вычисляемплощадь сечениярастянутойарматуры:

Принимаем

Расчётпо наклонномусечению

Расчётна действиепоперечнойсилы:

Проверимнеобходимостьпостановкихомутов:

Определимдлину проекциинаиболее опасногонаклонногосечения:

Условиевыполняется.

Расчётна действиеизгибающегомомента:

Т.к.у продольнойарматуры отсутствуетанкеровка, то

принимаютсниженным.

Условиевыполняется.Прочность понаклоннойтрещине обеспечена.

2.Предельныесостояниявторой группы

Определениегеометрическиххарактеристикприведённогосечения.

Статическиймомент площадиприведённогосечения относительнонижней грани:

Расстояниеот нижней гранидо центра тяжестиприведённогосечения:

,то же до верхней ,

где

.

Моментинерции приведённогосечения:

.

Моментсопротивленияприведённогосечения относительнонижней грани:

,

тоже по верхнейзоне

.

; ,

где

-для тавровыхсечений с полкойв сжатой зоне.

Расстоянияот верхней инижней ядровойточек до центратяжести приведённогосечения, где

.

Определимпотери предварительногонапряженияарматуры.

Первыепотери:

• отрелаксациинапряженийа арматуре

  

• оттемпературногоперепада(при

  )
  

• отдеформациианкеров, расположенныху натяжныхустройств

,где

-длина натягиваемогостержня.

Потериот быстронатекающейползучестибетона, подвергнутоготепловой обработке,при

,где

Первыепотери напряжений:

.

Вторыепотери:

• отусадки бетона

  

• отползучестибетона при

  ,для бетонаподвергнутого

тепловойобработке приатмосферномдавлении

,где .

Вторыепотери напряжений:

.

Общие потерипредварительногонапряженияарматуры:

.

Равнодействующаясил обжатияс учётом всехпотерь и точностинатяжения

,где .

Расчётпо деформациям(определениепрогибов).

Вычисляеммомент, воспринимаемыйсечением нормальнымк продольнойоси элемента,при образованиитрещин:

Следовательнотрещины в растянутойзоне образуются.Необходимрасчёт по раскрытиютрещин.

Расчётпо раскрытиютрещин, нормальныхк продольнойоси элемента.

Предельнаяширина раскрытиятрещин:

• непродолжительная

  

• продолжительная

  

Изгибающиймомент от нормативныхнагрузок: постояннойи длительной

;суммарной .Приращениянапряженийв растянутойарматуре отдействия постояннойи длительнойнагрузок:

,где т.к. усилие обжатияРприложено вцентре тяжестиплощади нижнейнапрягаемойарматуры; ; .

Приращениянапряженийв растянутойарматуре отдействия полнойнагрузки:

.

Ширинураскрытиятрещин отнепродолжительногодействия всейнагрузки:

,

где

Ширинураскрытиятрещин отнепродолжительногодействия постояннойи длительнойнагрузки:

Ширинураскрытиятрещин от действияпостояннойи длительнойнагрузок:

Непродолжительнаяширина раскрытиятрещин:

Продолжительнаяширина раскрытиятрещин:

Расчётпрогиба плиты:

Прогибопределяемот нормативногозначения постояннойи длительныхнагрузок; предельныйпрогиб составляет

=587/200=2.94(см).Вычисляемпараметры,необходимыедля определенияпрогиба плитыс учётом трещинв растянутойзоне. Заменяющиймомент равенизгибающемумоменту отпостояннойи длительнойнагрузок ;суммарнаяпродольнаясила равнаусилию предварительногообжатия с учётомвсех потерьи при

;

;эксцентриситет ;коэффициент

-придлительномдействии нагрузки.

Вычислимкривизну осипри изгибе:

Вычислимпрогиб плиты:

3.Расчёт плитыв стадии изготовления.

Проверкапрочности:

,где

Нагрузкаот собственноговеса плитышириной 3(м):

.

,где взято для В21.

,

принято конструктивно.

Проверкатрещиностойкости:

Следовательнотрещины образуются.

Та б л и ц а р ас ч ё т н ы х ус и л и й .

Сечение	Усилие	Постояннаянагрузка	Временныенагрузки							Iсочетание			IIсочетание
			Снеговаяна покрытиипролёта		Dmaxпо оси Б в пролётеАБ	Dmaxпо оси Б в пролётеБВ	H пооси Б	Ветерслева	Ветерсправа	MmaxNсоотв	MminNсоотв	NmaxMсоотв	MmaxNсоотв	MminNсоотв	NmaxMсоотв
			АБ	БВ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	M	-12	-383	383	0	0	0	0	0	3-5	3-4	3-4	3-5	3-4	3-4
										263	-503	-503	2247	-4647	-4647
	N	41432	19152	19152	0	0	0	0	0	60584	60584	60584	587	587	587
2	M	-485	-155	155	8273	-8273	 685	114	114	3-6-8	3-7-8	3-4	3-5-6-8-9	3-4-7-8	3-4-5
										8473	-9443	-2035	100	-9942	-485
	N	43942	19152	19152	0	0	0	0	0	43942	43942	631	612	612	78415
3	M	-485	-155	155	-1048	1048	 685	114	114	3-7-8	3-6-8	3-6	3-5-7-8-9	3-4-6-8	3-4-5-6
										1068	-1165	-10965	11984	-1193	-9917
	N	545	19152	19152	250	250	0	0	0	795	795	795	94237	94237	111474
4	M	792	253	-253	4326	-4326	 11	318	318	3-6-8	3-7-8	3-7-8	3-4-6-8-9	3-5-7-8	3-4-5-6
										6218	-4634	-4634	10814	-637	4685
	N	624	19152	19152	250	250	0	0	0	874	874	874	102137	102137	1194
	Q	188	6	-6	188	-188	 233	3	3	61	233	233	1377	-731	357

Исходныеданные дляпроектирования.

1. Ширина пролёта – 24(м)

2. Шаг рам– 6(м)

3. Грузоподъёмностькрана – 20(т)

4. Режимработы крана– лёгкий

5. Длиназдания – 192(м)

6. Местостроительства– город Пермь

7. Расчётнаяколонна - пооси А

8. Агрессивностьсреды – неагрессивная

Та б л и ц а р ас ч ё т н ы х ус и л и й .

Сечение	Усилие	Постояннаянагрузка	Временныенагрузки							Iсочетание			IIсочетание
			Снеговаяна покрытиипролёта		Dmaxпо оси Б в пролётеАБ	Dmaxпо оси Б в пролётеБВ	H пооси Б	Ветерслева	Ветерсправа	MmaxNсоотв	MminNсоотв	NmaxMсоотв	MmaxNсоотв	MminNсоотв	NmaxMсоотв
			АБ	БВ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	M	-12	-383	383	0	0	0	0	0	3-5	3-4	3-4	3-5	3-4	3-4
										263	-503	-503	2247	-4647	-4647
	N	41432	19152	19152	0	0	0	0	0	60584	60584	60584	587	587	587
2	M	-485	-155	155	8273	-8273	 685	11324	11324	3-9	3-7-8	3-4	3-5-6-8-9	3-4-7-8	3-4-5
										112755	-9443	-2035	1109	-9942	-485
	N	43942	19152	19152	0	0	0	0	0	43942	43942	631	612	612	78415
3	M	-485	-155	155	-1048	1048	 685	11324	11324	3-9	3-6-8	3-6	3-5-7-8-9	3-4-6-8	3-4-5-6
										112755	-1165	-10965	1129	-1193	-9917
	N	545	19152	19152	250	250	0	0	0	545	795	795	94237	94237	111474
4	M	792	253	-253	4326	-4326	 11	3159	3159	3-9	3-7-8	3-7-8	3-4-6-8-9	3-5-7-8	3-4-5-6
										3167	-4634	-4634	292262	-637	4685
	N	624	19152	19152	250	250	0	0	0	624	874	874	102137	102137	1194
	Q	188	6	-6	188	-188	 233	298	298	300	233	233	27927	-731	357