Из условия минимального процента армирования:
Принимаем 2Æ16 с
Принимаем 2Æ36 с
Окончательно принимаем армирование надкрановой части по следующей схеме:
Рис. 11 – Схема армирования надкрановой части колонны для 2-го сочетания усилий
Рис.12 – Схема армирования надкрановой части колонны
Проверим несущую способность надкрановой части колонны по комбинации усилий с максимальным ядровым моментом:
- наиболее сжата внешняя грань колонны
M=126,45 кНм, N=255,94 кН.
требуется учитывать продольный изгиб колонны.
Случайные эксцентриситеты:
е0=0,494 м.
где - учитывает влияние длительного действия нагрузки:
где М – момент силы N относительно растянутой или менее сжатой арматуры сечения от всех нагрузок:
здесь
где - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:
Далее находим коэффициент:
- коэффициент, принимаемый равным но не менее
I – момент инерции сечения бетона:
Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:
Условие удовлетворяется.
Рис.13 – Схема армирования надкрановой части колонны
4.2 Расчет арматуры подкрановой части колонны
Наибольшие ядровые моменты находятся у фундамента. Так как разница между их значениями меньше 20 %, то армирование подкрановой части колонны будет симметричным.
- наиболее сжата внутренняя грань.
Исходные данные: М=-245,85 кНм; N=1059,58 Кн; класс бетона – В 15; RB=8,5 МПа; ЕВ=20500 МПа; класс арматуры А-II; RS=280 МПа; размеры сечения: h=0,7 м, b=0,4 м.
Свободная длина подкрановой части колонны:
где как для здания с мостовыми кранами при разрезных подкрановых балках, с учетом нагрузки от кранов.
Так как гибкость
требуется учитывать продольный изгиб колонны.
Эксцентриситет силы
Случайные эксцентриситеты:
Так как система статически неопределима, принимаем наибольшее значение: е0=0,232 м.
здесь
где - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:
Далее находим коэффициент:
- коэффициент, принимаемый равным но не менее
I – момент инерции сечения бетона:
Is – момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте (согласно СНиП 2.03.01 – 84 табл.38 и при 35<<83):
Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:
Подбор сечения арматуры подкрановой части колонны
Подкрановая часть колонны имеет симметричное армирование. Так как изгибающий момент отрицательный (М=-245,85 кНм), то растянутая арматура Аs расположена у внешней грани колонны. В связи с тем, что считаем, что имеет место случай больших эксцентриситетов. h0=h-a=0,38-0,04=0,34 м, e0=0,232 м.
Из условия минимального процента армирования:
Принимаем 2Æ20 с
Проверка несущей способности:
h0=h-a=0,70-0,03=0,67 м
е0=0,232 м.
здесь
где - определяется по СНиП 2.01.07 – 85* Нагрузки и воздействия в зависимости от снегового района; - коэффициент сочетания. Тогда:
Далее находим коэффициент:
- коэффициент, принимаемый равным но не менее
I – момент инерции сечения бетона:
Is – момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте (согласно СНиП 2.03.01 – 84 табл.38 и при 35<<83):
Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:
- проверка удовлетворяется.
Проверка по растянутой грани:
Проверяется комбинация с Mядр=160,65 кНм, M=231,26 кНм, N=605,25 кН.
здесь
Далее находим коэффициент:
- коэффициент, принимаемый равным но не менее
I – момент инерции сечения бетона:
Is – момент инерции сечения арматуры при симметричном армировании и коэффициенте (согласно СНиП 2.03.01 – 84 табл.38 и при 35<<83):
Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:
- проверка удовлетворяется.
4.3 Расчет консоли колонны
Основные размеры консоли даны в табл.1
Исходные данные (рис.10):
Рис. 15 – Расчетная схема консоли
hb=380 мм; с=840 мм; hн=700 мм; d=600 мм; e=520 мм; lsup=340 мм.
В15; Rb=8,5 МПа; Eb=20500 МПа; Rbt=0,75 МПа.
Арматура А-II, Rs=280 МПа, Es=210000 МПа.
Условие прочности:
где
Принимаем хомуты Æ10 мм (Asw=0,785 см2) и шаг Sw=150 мм:
(и
Из рис.10 следует:
где f=52 – 5=47см;
тогда
Правая часть условия принимается не более
и не менее меньшего из 2-х значений:
Таким образом, принимаем правую часть равной 1258,95 кН, тогда проверка прочности 1258,95 кН удовлетворяется. Расчет окамляющих стержней:
Принимаем 2Æ32 А-II с Аs=16,08 см2.
V РАСЧЕТ БЕЗРАСКОСНОЙ ФЕРМЫ
5.1 Геометрические размеры фермы и поперечные сечения элементов
Применяется безраскосная ферма с пролетом 18 м.
Тип опалубки – II
Рис.16 – Геометрическая схема безраскосной фермы пролетом 18 м
Сетка колонн 6х18 м, нагрузка на 1 м2 покрытия составляет 3,23+1,33=4,56 кН/м2, в том числе снег – 1,33 кН/м2. Этой нагрузке соответствует 2-й тип опалубки.
Унифицированные размеры поперечных сечений элементов фермы:
Тип опалубки – II
Размеры сечений b x h, м
Верхний пояс – 0,24х0,25
Нижний пояс – 0,24х0,28
Стойки – 0,24х0,25
5.2 Статический расчет фермы
Статический расчет безраскосных ферм производится на ЭВМ по программе MKEG для статически неопределимых систем. Шифр фермы складывается из величин: обозначения – KGK, пролета фермы и типа опалубки.
Исходные параметры расчета стержневой системы (фермы):
1. Количество элементов - 17;
2. Количество закрепленных узлов – 2;
3. Всего узлов – 12;
4. Шифр фермы – KGK 18-2;
5. Количество загруженных узлов – 2;
6. Величина узловой нагрузки – 82,08 кН.
Величина нагрузки на узлы верхнего пояса, исключая опорные:
где - грузовая площадь;
- постоянная и снеговая нагрузка.
Рис. 17 – Построение эпюры моментов фермы в узлах
Проверка равновесия моментов в узлах:
Узел 1: -0,708+0,708=0
Узел 2: +6,285-1,625-4,660=0
Узел 3: +10,288-3,618-6,670=0
Узел 4: +2,609-2,647+0,038=0
Узел 5: +3,777-0,187-3,590=0
Узел 6: +0,356-0,000-0,356=0
Узел 7: +0,909-0,908-0,000=0,001=0
Узел 8: +2,648-2,609-0,038=0,001=0
Узел 9: +3,590+0,187-3,777=0
Узел 10: +1,624+4,660-6,285=-0,001=0
Узел 11: +3,617-10,288+6,670=-0,001=0
Узел 12: +0,708-0,708=0
Выбор расчетных усилий
Опасное сочетание усилий определяется подобно расчету в колонне, по максимальным ядровым моментам.
|
Элемент |
h, см |
М, кНм |
N, кН |
||
|
Верхний пояс |
25 |
0,042 |
+6,285 +2,609 -2,647 |
-441,489 -418,731 -402,488 |
24,83 20,20 19,55 |
|
Стойка |
25 |
0,042 |
-6,670 -0,187 0,000 |
-3,612 -0,946 +1,788 |
6,82 0,23 0,08 |
|
Нижний пояс |
28 |
0,047 |
+10,288 +3,777 -3,590 |
+392,807 +400,237 +400,298 |
28,75 22,59 22,40 |
5.3 Расчет верхнего пояса
Исходные данные:
Класс бетона: В25, Rb=14,5 МПа, Eb=27000 МПа.
Класс арматуры: А-III, Rs=Rsc=365 МПа, Es=
Сечение 24х25 см. Расчетные усилия: M=6,285 кНм, N=441,489 кН.
Нагрузка на узел фермы:
- полная P=82,08 кН;
- длительная
Усилия от длительной нагрузки:
Эксцентриситет
5.3.1 Определение коэффициента продольного изгиба
Свободная длина элемента верхнего пояса фермы при расчете в плоскости фермы при ; при
В нашем случае и
Алгоритм расчета коэффициента :
Вычисляем случайные эксцентриситеты:
Принимаем наибольшее значение:
Принимаем
откуда
Критическая сила при потере устойчивости:
Коэффициент продольного изгиба:
5.3.2 Определение сечения арматуры при симметричном армировании
Эксцентриситет с учетом продольного изгиба что меньше Следовательно, можно ожидать 2-й случай расчета на внецентренное сжатие (случай малых эксцентриситетов).
Порядок расчета:
1. Исходя из условия минимального процента армирования находим площадь арматуры Принимаем 2Æ10 А-III с AS=AS’=1,57 см2.
2. Определяем (граничную высоту сечения):
где
3. Определяем требуемую относительную высоту сжатой зоны сечения для 2-го случая внецентренного сжатия при симметричном армировании:
Так как , имеет место второй случай расчета.
4. Определяем коэффициент:
5. Проверяем несущую способность по формуле:
