Железобетонные конструкции одноэтажного двухпролётного промздания. Одноэтажное промышленное здание

• Название: Одноэтажное промышленное здание
• Анкор: Железобетонные конструкции одноэтажного двухпролётного промздания
• Дата: 01.03.2023
• Размер: 5.4 Mb.
• Имя файла: 18 м, В=6, Н=13,5.doc
• Тип: Литература; #962579
• страница: 8 из 8

3.6. Расчёт узлов фермы

В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создают специальные уширения — вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки. Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10—18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6—10 мм с шагом 100 мм, объединенными в сварные каркасы. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

Оси всех элементов, сходящихся в узле, должны пересекаться в одной точке — центре узла.

Опорный узел

В опорном узле действуют усилия: от нижнего пояса N_н = 250 кН; от раскоса

N_р = 255 кН и реакция опоры фермы.

Опорные узлы ферм армируют дополнительной продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими надежность анкеровки растянутой арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвратить появление продольных трещин при отпуске натяжения арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки.

В опорных узлах ферм по расчёту определяют только поперечную арматуру каркасов. Остальную устанавливают по конструктивным соображениям.

Площадь продольной ненапрягаемой арматуры класса А 400:

A_s = 0,2*N_н / R_s = 0,2*250*(10) / 350 = 1,5 см².

Для 4 d 12 А 400 площадь армирования A_s = 4,52 см².

Угол между элементами фермы характеризуют с помощью тригонометрической функции ctg a = 290 / 127 = 2,2, где

290 и 127 мм – геометрические размеры фермы.

Для нижнего напрягаемого пояса:

N_sр = A_s*R_sр*ℓ₁ / ℓ₂ = 5,6*1300*56 / 100 = 18427 МПа*см² = 1843 кН;

Для ненапрягаемого раскоса:

N_s = A_s*R_s*ℓ₁ / ℓ₃ = 8,04*350*56 / 56 = 2734 МПа*см² = 273 кН; где

ℓ₁ – длина заделки арматуры за линией АВ;

ℓ₂ = 100 см – необходимая для заделки напрягаемой арматуры К 1500;

ℓ₃ = 35*d = 35*1,6 = 56 см, то же для арматуры А 400.

Площадь сечения вертикальных поперечных стержней из арматуры d 10…40

A 400 c R_sw = 290 МПа из условия обеспечения прочности по линии отрыва АВ:

А_sw = (N_н – N_р)/(R_sw*ctg a) = (250 – 255)*(10) / (290*2,2) = 0,5 см²,

Та же, из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении

А_sw = [N_н*(ℓ₄ – a) – N_р*(h_o – x/2)] / (0,5* R_sw*(ℓ₄ – a – 10)) =

=[250*(10)*(90 – 17) – 295 *(10)*(45–8,6 / 2)]/ [0,5*290*(90 – 17 – 10)] =10 см², где ℓ₄ – длина опорного узла;

а – расстояние от торца конструкции до центра узла;

Высота сжатой зоны в наклонном сечении:

х = N_н / (g_b1*R_b*b) = 250*(10) / (0,85*25*28) = 4,2 см, где

g_b1=0,85.

По сортаменту принято поперечное армирование каркаса узла 8 d 14 A 400 с

А_sw = 12,3 см². Вертикальные хомуты размещены на длине проекции наклонного сечения около 58 см.

Требуемый шаг хомутов (пар стержней), s = 58*2 / (8 + 1) = 10 см. С таким шагом хомуты устанавливают на всей длине узла. У торца фермы в зоне расположения предварительно напряжённой арматуры на длине 0,6*ℓ₂ = 60 см устанавливаем конструктивные вертикальные сварные сетки с шагом 10 см, которые охватывают все стержни.



Рис.19. Расчётная схема опорного узла

Промежуточный нижний узел

Поперечные стержни промежуточного узла, в котором сходятся два растянутых элемента решетки, рассчитывают последовательно для каждого элемента решетки, считая, что элементы, расположенные рядом, сжаты.

Наибольшее усилие в раскосе N = 255 кН.

Продольная арматура узла 4 d 16 A 400 c A_s = 8,04 см².

Требуемая площадь сечения вертикальных поперечных стержней из арматуры

d 10…40 A 400 из условия обеспечения прочности по линии отрыва САВ:

А_sw = N*(u₁*ℓ₁ + 5*d) / ( R_sw*u₂*ℓ₃*cos b) =

= 255*(10)*(1,1*42 + 5*1,6) / (290*0,9*56*0,7133) = 4,0 см², где

u₁ = 1,1 – коэффициент условий работы узла;

u₂ = s_s / R_s = N / (A_s*R_s) = 255*(10) / (8,04*340) = 0,8;

ℓ₁ = 42 см – длина заделки арматуры;

ℓ₃ = 35*d = 35*1,6 = 56 см.

По сортаменту принята окаймляющая арматура (поперечная) узла 9 d 12 A 400 А_sw = 10,2 см².

Вертикальные хомуты должны быть размещены на линии отрыва АВ 45 см При шаге хомутов s = 10 см можно разместить n = 45*2 / 10 = 9 шт пар стержней.

Требуемая площадь сечения арматуры, окаймляющей узел:

A_s = 0,04*1,5*N / (n*R_os) = 0,04*1,5*255*(10) / (2*90) = 0,7 см², где

N – усилия в раскосах;

n – число окаймляющих стержней;

R_os = 9 МПа – ограниченное сопротивление арматуры.

Закладные детали:

М 1 – по нижнему поясу – для установки на оголовок колонны,

М 2 – по верхнему поясу – для установки на неё рёбер плит покрытия.



Рис. 20. Расчётная схема нижнего промежуточного узла фермы

Промежуточный верхний узел

Для крепления плит покрытий и связей на фермах предусмотрены закладные детали М 2 в виде стальных пластин, уложенных при изготовлении ферм. Рассмотрим первый промежуточный узел, где к верхнему поясу примыкает растянутый раскос, нагруженный максимальным расчетным усилием N=255 кН. Фактическая длина заделки стержня раскоса ℓ=45 см (см. чертёж узла), а требуемая длина заделки арматуры Æ 12 А 400 ℓ_an=35*d=35*1,2 = 42 см.

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов:

А_sw = = =0,4 см², где

а - условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии на конце коротыша или петли а=3*d=3*1,2=4,2 см;

k₂=1 для узлов верхнего пояса; k₂=1,05 для узлов нижнего пояса;

φ=63°24^/—угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса; cos =0,448;

по углу наклона первого раскоса из геометрической схемы; cosα=0,448;

R_sw= 290 МПа=29 кН/см² – расчётное сопротивление поперечной арматуры;

k₁ = s_s / R_s= N/(R_s*A_s)= 255 (340*4,52) = 0,15;

n=14-количество поперечных стержней в каркасах, в данном случае при двух каркасах и шаге s=100 мм;

По сортаменту принято конструктивно 9 Ø 10 A 400 А_sw = 7,07 см².

Назначаем конструктивно Æ 6 А 240, шаг s=100 мм.

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяется по условному усилию

, где D₁ и D₂ – усилие в раскосах,

— при наличии только одного растянутого раскоса

при D₁=N=255 кН; N_оs= 0,04*255 =12 кН

Площадь сечения окаймляющего стержня:

А_s = = 12*(1000)/(2*90*(100)) =0,6 см²,

принято Æ10 А 400 c A_s=0,785 см².

Литература

1. 
   СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия c картами». Москва, 2011.
   
2. 
   СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с Изменением №1)». Москва, 2012
   
3. 
   СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Москва, 2004.
   
4. 
   Пособие к СП 52-101-2003 «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры». Москва, 2005.
   
5. 
   СП 52-102-2004 «Предварительно напряжённые железобетонные конструкции». Москва, 2004.
   
6. 
   Пособие к СП 52-102-2004 «Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (к СП 52-102-2004)». Москва, 2004.
   
7. 
   30.12.2009 г. N 384-ФЗ. Федеральный закон РФ. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (с изменениями и дополнениями). Москва, 2009.
   
8. 
   Письмо 2605-ДШ/08. По вопросу разъяснения требований Федерального закона от 30.12.2009 г. № 384-ФЗ Технический регламент о безопасности зданий и сооружений. Москва, 2009.
   
9. 
   Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. Для строит. Спец. вузов/ В.М. Бондаренко, Р.О. Бакиров, В.Г. Назаренко, В.И. Римшин; Под. ред. В.М. Бондаренко.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк. , 2002 – 876 с.
   
10. 
    А.И. Заикин. «Проектирование железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зданий». Москва, 2003.
    
11. 
    О.Г. Кумляк. «Железобетонные и каменные конструкции». Москва, 2014.
    
12. 
    Евстифеев В. Г.  Железобетонные и каменные конструкции: В 2 ч. Ч. 1. Железобетонные конструкции. Учебник для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 432 с.
    
13. 
    Евстифеев В. Г.  Железобетонные и каменные конструкции: В 2 ч. Ч. 2. Каменные и армокаменные конструкции. Учебник для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 192 с.
    
14. 
    Бедов А.И. Проектирование каменных и армокаменных конструкций: Учеб. Пособие.М.: АСВ, 2006, 236 с.
    
15. 
    Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения). Москва.
    
16. 
    ГОСТ 25711-83. «Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 5 до 50 т. Типы, основные размеры.