Конструирование элементов фермы

 

Верхний пояс и элементы решетки армируются пространственными каркасами, собранными из плоских с применением контактной точечной сварки. Диаметры продольных стержней принимаются в соответствии с расчетом и не менее 10 мм, поперечные и соединительные стержни диамет­ром 6 мм класса A - I с шагом не более 20 d и не более 500 мм (для сжатых элементов фермы). Узлы ферм армируются пространственными каркасами, которые образуются за счет перегиба поперечных стержней плоских карка­сов. Окаймляющие стержни этих каркасов выполняются цельногнутыми диаметром не менее 10 мм и стыкуются у верхних граней опорного и про­межуточных узлов верхнего пояса и у нижних граней промежуточных уз­лов нижнего пояса. В опорных узлах применяется дополнительное армиро­вание в виде анкерных стержней закладных деталей, хомутов и сеток косвен­ного армирования Ø 6 с шагом 100 мм на длине не менее 200 мм от торца фермы. Длина заделки арматуры растянутых элементов решетки в пределы вута и пояса должна быть не менее k ₁ · 40 d и не менее 300 мм, а сжатых - неменее 15 d (k ₁ = σ_s / R_s, d - диаметр стержней). Усиленная анкеровка рас­тянутой арматуры решетки достигается приваркой арматурных коротышей длиной 6 d или петель. Напрягаемая арматура распределяется по сечению нижнего пояса равномерно с соблюдением минимальных расстояний между осями стержней (60...80 мм в зависимости от диаметра стержня или каната). По длине нижнего пояса вокруг напрягаемой арматуры устанавливаются, замкнутые хомуты с шагом не более 500 мм. Обычно это достигается установкой двух встречных П-образных каркасов. Длина каркасов принимается сравнительно небольшой с тем, чтобы они не препятствовали укорочению нижнего пояса при его обжатии усилием в напрягаемой арматуре.

 

6.5. Расчет предварительно напряженной безраскосный фермы пролетом L = 24 м

Общие сведения

Безраскосные предварительно напряженные фермы пролетом 18 - 24 м широко применяются в качестве стропильных конструкций одноэтаж­ных производственных зданий при шаге рам 6 - 12 м. По сравнению с сег­ментными, арочными и другими фермами с треугольной решеткой, безрас­косные фермы выгодно отличаются распределением усилий, простотой ар­мирования и конструкцией опалубки, более экономичны по расходу мате­риалов и более удобны для размещения технологического оборудования в межферменном пространстве. Общая протяженность элементов решетки в этих фермах примерно в два раза меньше, чем в сегментных и полигональ­ных, значительно проще армирование узлов благодаря примыканию решет­ки к поясам под прямым углом. В расчетном отношении безраскосные фер­мы представляют внутренне многократно статически неопределимые системы и внешне статически определимые системы (относительно своих опорных реакций).

 

 

Рис. 6.22. Армирование фермы (схема расположения каркасов, армирование узлов)

 

 

Рис. 6.22. Армирование фермы (узлы, сечения)

 

Особенностью таких ферм является наличие значительных изги­бающих моментов и поперечных сил в жестких узлах сопряжения элемен­тов. Поэтому элементы таких ферм рассчитываются и конструируются как внецентренно сжатые (верхний пояс, стойки) или внецентренно растяну­тые (нижний пояс, стойки).

Безраскосные фермы для покрытий одноэтажных производственных зданий проектируют с криволинейным (сегментным) или полигональ­ным очертанием верхнего пояса; для многоэтажных зданий применяют без­раскосные фермы с параллельными поясами в качестве ригелей перекрытий зданий с межферменными этажами). Более предпочтительным является криволинейное (круговое) очертание верхнего пояса, так как это значитель­но упрощает армирование и устройство опалубки, снижает моменты в стойках, улучшаются условия монтажа плит покрытия и устройство кровли.

Высота ферм в коньке принимается равной 1 / 6 – 1 / 8 пролета. Ши­рина сечений всех элементов принимается одинаковой и равной 240 - 280 мм, что вполне достаточно для опирания плит покрытия пролетом 6 - 12 м. Высота поперечного сечения верхнего и нижнего поясов h ₁обычно прини­мается одинаковой и равной 200...300 мм, а высота поперечного сечения стоек h ₂назначается из условия h ₂ / h ₁= 0,7...0,8.

Изменение соотношения между жесткостями элементов безраскос­ных ферм ведет к изменению распределения моментов. Так, увеличение се­чения верхнего пояса приводит к росту моментов в нем и снижению момен­тов в нижнем поясе и стойках. Хотя такое уменьшение желательно по усло­виям обеспечения трещиностойкости нижнего пояса, все же оно ведет к пе­рерасходу материалов на ферму в целом. Поэтому пояса ферм проектиру­ются одинаковой высоты. Рекомендуемое соотношение между жесткостями поясов и стоек 1:1:0,8. Примыкание стоек к поясам обычно выполняется в виде уширений ("вутов") с соотношением сторон 1:3 или 1:5. Это делается для увеличения трещиностойкости, снижения концентрации напряжений и уменьшения площади сечения арматуры стоек.

Безраскосные фермы обычно готовятся цельными из бетона клас­сов В25 - В40. Напрягаемую арматуру нижнего пояса рекомендуется при­нимать преимущественно в виде канатов К-7 и К-19 или высокопрочной проволоки Вр - II; при пролете фермы 18 м можно применять и стержневую арматуру классов A - IV, A - V.

В качестве ненапрягаемой арматуры преимущественно применяют стержневую класса А - III и арматурную проволоку Вр - I.

 

Данные для проектирования

Ферма проектируется для покрытия одноэтажного производствен­ного здания П-го класса по назначению (γ_n = 0,95). Покрытие бесфонарное, из железобетонных плит размером 3x6 м. Конструкция и геометрия фермы обеспечивают узловую передачу нагрузок от кровельного покрытия. Опалубочный чертеж фермы представлен на рис. 6.24.

Ферма готовится из тяжелого бетона класса В30 с расчетными ха­рактеристиками при коэффициенте условий работы γ_{b 2} = 0,9:

R_b = 0,9 · 17 = 15,3 МПа; R_bt = 0,9 · 1,2 = 1,08 МПа; R_b, _ser = 22 МПа;

R_{bt, ser} = 1,8 МПа; Е_b = 29000 МПа.

Напрягаемая арматура нижнего пояса - семипроволочные канаты Ø12 К-7 из проволоки диаметром 4 мм (R_s = 1100 МПа; R_s,_ser = 1295 МПа; R_sc = 400 МПа; E_s = 18 · 10⁴ МПа); площадь сечения каната f_s = 90,6 мм².

Ненапрягаемая арматура верхнего пояса, стоек и узлов - стержневая класса А - III (R_s = R_sc = 365 МПа при d ≥ 10 мм и R_s = R_sc = 355 МПа при d < 10 мм; R_sw =285 МПа; E_s = 2 · 10⁵ МПа).

 

Рис. 6.24. Опалубочные размеры безраскосной фермы

 

Обжатие нижнего пояса производится при передаточной прочности бетона R_bp = 20 МПа. Расчетные характеристики бетона, соответствующие его передаточной прочности R_bp: R_b^p = 11,5 МПа, R_bt^p = 0,9 МПа (при γ_{b 2} = 1); R_b,^p_ser = 15 МПа; R_bt,^p_ser = 1,4 МПа.

К трещиностойкости элементов фермы предъявляются требования 3-й категории. Допустимая ширина раскрытия нормальных трещин в ниж­нем поясе: непродолжительная а_{сrс 1} = 0,3 мм, продолжительная а_{сrс 2} = 0,2 мм [4, табл. 1а].

Ферму бетонируют в стальной опалубке в горизонтальном положе­нии. Натяжение арматуры производится механическим способом на упоры стенда. После бетонирования изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

 

⇐ Предыдущая22232425262728293031Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: