 |
Расчет раскосной железобетонной арочной фермы
|
|
|
|
Расчетные данные.
Бетон класса В35: 
МПа; 
МПа; 
; 
МПа; 
МПа;
МПа.
Предварительно напряженная арматура класса А-V:
МПа; 
МПа; 
МПа.
Ненапрягаемая арматура класса А-II, А-I
Передаточная прочность бетона 
МПа.
Разность температур натянутой арматуры и устройств воспринимающих усилие натяжения 
.
Схема фермы и определение геометрических характеристик..
Арочную ферму проектируем с раскосной решеткой. Верхний пояс описан по дуге окружности радиусом:
м.
Центральный угол 
равен: 
; 
.
Длина дуги верхнего пояса фермы: 
м.
Разбиваем верхний пояс на 4 равные панели по 6.045 м.
Нагрузка от плит покрытия через ребра в виде сосредоточенных сил передается на узлы фермы и в середину второй и третьей панели верхнего пояса.
При ширине плиты покрытия 
м угол, который опирается на дугу длинной 
м, равен 
.
Горизонтальная проекция первой плиты покрытия составляет
м;
второй 
м; аналогично 
м, 
м.
Получаем схему передачи нагрузки от ребер плит на верхний пояс фермы.
Рисунок 5. Геометрическая схема и схема передачи нагрузки на ферму.
Определение нагрузок на ферму
Постоянная нагрузка 
кН/м.
В однопролетном здании учитываем 3 варианта загружения снеговой нагрузкой, 
:
1). Полная равномерно распределенная по всему пролету 
кН/м.
2). Полная равномерно распределенная на половине пролета 
.
3). Распределенная снеговая нагрузка, ординаты которой связаны с перепадом высот 
и 
кН/м.
Коэффициент перехода от нормативной к расчетной нагрузке 
.
Рисунок 6. Геометрическая схема и схема передачи нагрузки на ферму
Производим подсчет нормативных и расчетных нагрузок на узлы верхнего пояса фермы для всех вариантов загружения:
|
|
|
Расчётное опорное давление фермы:
1) загружение постоянной нагрузкой:
кН; 
кН;
кН; 
кН; 
кН;
2) первый вариант загружения снеговой нагрузкой:
кН; 
кН;
кН; 
кН; 
кН;
3) второй вариант загружения снеговой нагрузкой:
кН; 
кН;
кН; 
кН; 
кН;
4) третий вариант загружения снеговой нагрузкой:
Рисунок 7. Схема третьего варианта загружения снеговой нагрузкой
кН; 
кН;
кН; 
кН; 
кН;
кН;
кН;
кН; 
кН;
Определение усилий в элементах фермы произведен на ЭВМ с помощью программы ЛИРА-WINDOWS Версия 9.0, разработанной в НИИАСС (Киев), 1995-1998 г.
Вычисленные усилия сведены в таблицу 3:
Таблица 3. Усилия в стержнях фермы.
| Элементы фермы | Обозначение стержня | Расчетное сечение | Продольная сила N от нормативных нагрузок, кН | |||
| Постоянная нагрузка | Снеговая нагрузка, вариант | |||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| Верхний пояс | 1 | 1 | -941.980 | -275.938 | -191.998 | -445.692 |
| 2 | -938.982 | -275.843 | -191.715 | -444.596 | ||
| 3 | -900.990 | -263.968 | -180.629 | -416.233 | ||
| 2 | 1 | -903.652 | -264.069 | -151.234 | -359.945 | |
| 2 | -908.913 | -264.139 | -146.384 | -359.142 | ||
| 3 | -890.860 | -260.305 | -149.950 | -352.302 | ||
| Нижний пояс | 3 | 857.237 | 251.181 | 173.695 | 401.035 | |
| 4 | 859.288 | 252.932 | 174.657 | 401.242 | ||
| 5 | 895.478 | 263.050 | 131.525 | 325.995 | ||
| Раскосы | 6 | -2.037 | -2.815 | -1.413 | -4.596 | |
| 7 |
| 37.431 | 8.444 | 41.639 | 62.389 | |
| -33.195 | -58.647 | |||||
| 8 |
| -10.297 | -4.877 | 24.818 | 41.443 | |
| -29.095 | -42.117 | |||||
Рисунок 8. Эпюры M кНм
Расчет нижнего пояса на прочность
Сечения, нормальные к продольной оси элемента.
Наибольшее растягивающее усилие в нижнем поясе 
кН, 
кН, 
кНм.
Принимаем сечение нижнего пояса 
см.
мм, величина 
мм 
мм – продольная сила проходит между ц.т. сечений арматуры., где 
мм – расстояние от оси сечения напрягаемой арматуры до ближайшей грани.
Расстояние от направления действия силы до наиболее удаленной до нее арматуры 
мм.
см2, где
, 
- мах значение коэффициента условий работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести.
(пункт 2.5.2[ 1 ]).
|
|
|
Для К7 
см2. Определяем количество прядей канатов 
шт. Принимаем ø15 К7 (
см2). Напрягаемая арматура окаймлена хомутами.
Продольная арматура каркасов класса А-V (4 ø8 с 
см2). Суммарный процентармирования составляет
%.
Сечение нижнего пояса представлено на рисунке:
Рисунок 9. сечение нижнего пояса
|
|
|
