|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ЧЕБОКСАРСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительного производства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Железобетонные конструкции высотных и большепролетных зданий и сооружений»
на тему: Расчет и конструирование несущей конструкции покрытиякрытого стадиона в г.Москва
Выполнил: студент V курса 08.05.01-5д
шифр 116001 Харитонов Ю.С. Проверил: Лушин В.И.
Чебоксары, 2020 г.
Содержание
Исходные данные 3
Общие положения при расчете ферм 4
Расчет железобетонной стропильной сегментной фермы (30м) 8
Данные для проектирования 8
Определение нагрузок на ферму 9
Определение усилий в элементах фермы 10
Проектирование сечений элементов фермы 12
Нижний растянутый пояс 12
Верхний сжатый пояс 16
Растянутый раскос Р1 19
Сжатая стойка С1 19
Список использованной литературы 23
Приложение 24
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ_08.05.01-4д_116001
|
|
|
|
|
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
| |
Разраб.
|
ХаритоновЮ.С.
|
|
|
Расчет иконструированиенесущейконструкциипокрытия
|
Лит.
|
Лист
|
Листов
|
Провер.
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
Реценз.
|
|
|
|
КафедраСП
|
Н.Контр.
|
|
|
|
Утверд.
|
|
|
|
Исходные данные
Тип здания: “Крытый стадион”.
Шаг колонн – 12 м.
Размеры пролетов – 30 м.
Вид строительной конструкции – сегментная стропильная ферма
Длина здания – 96 м.
Тип местности по снеговой нагрузке – III.
Район строительства – г. Москва
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ,очное,08.05.01-5д
|
Лист
|
|
|
|
|
|
3
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
1. Общие положения при расчете ферм
В одноэтажных промышленных зданиях железобетонные стропильные фермы применяются для перекрытия пролетов 18-24м, а отдельные типы ферм (сегментные, арочные) и для пролетов 30-36м. Шаг стропильных ферм 6 или 12м.
Фермы с параллельными поясами применяются для устройства плоских кровель, что обеспечивает возможность механизированной укладки кровли, приводит к снижению расчетной снеговой нагрузки. Недостатком таких ферм является повышенный расход материалов, применяются при пролетах до 24 м.
Трапециевидные фермы представляют собой модернизацию ферм с параллельными поясами, придавая верхнему поясу небольшой уклон (до 5%), удается уменьшить расход бетона на 4-5%. Образуемая малоуклонная кровля сохраняет перечисленные выше достоинства плоских кровель. Однако трапециевидные фермы остаются относительно тяжелыми, поэтому применять их целесообразно при пролетах до 24м.
Сегментные фермы имеют очертание верхнего пояса близкое к параболическому с прямолинейными участками между узлами. Благоприятная форма ферм по условию статической работы приводит к тому, что решетка этих ферм испытывает незначительные усилия, а сумма длин элементов решетки также сокращается. В результате, по расходу материалов и стоимости, сегментные фермы более экономичны, например, по расходу бетона они экономичнее ферм с параллельными поясами в среднем на 20%. Благодаря более эффективной статической работе сегментные фермы могут применяться при пролетах до 30 и даже 36м. Недостатком сегментных ферм является создание скатной кровли со значительными изломами, что в значительной степени снижает выигрыш в бетоне и стоимости собственно ферм.
Арочные фермы с разреженной решеткой имеют мощный
криволинейный верхний пояс кругового (близкого к параболическому)
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ,очное,08.05.01-5д
|
Лист
|
|
|
|
|
|
4
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
очертания для восприятия изгибающих моментов от внеузлового загружения. По экономическим показателям эти фермы становятся эффективнее сегментных при больших пролетах в 36-42м.
Арочные безраскосные фермы со стойками через 3м обладают большей материалоемкостью из-за возникновения в поясах и стойках довольно больших изгибающих моментов. Так по расходу стали сегментные раскосные фермы экономичнее безраскосных на 10%, но по расходу бетона на 12%. Однако эти фермы более технологичны, могут применяться для зданий с малоуклонной или плоской кровлей при устройстве дополнительных стоечек над верхним поясом. Отсутствие раскосов позволяет пропускать сквозь фермы различные коммуникации.
В зависимости от возможностей изготовления и транспортировки фермы делают цельными или составными. Составные фермы следует применять как исключение, когда условия транспортировки не позволяют перевозить цельные фермы (например фермы 30м и более).
В курсовом проекте предлагается запроектировать сегментную раскосную ферму.
При назначении габаритных размеров и размеров сечений отдельных элементов учитывают следующие рекомендации. Высоту ферм в середине пролета обычно назначают равной 1/7-1/9 от пролета. По условиям перевозки не допускается делать фермы высотой более 3,8м.
Ширину сечения поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Из условия опирания плит покрытия на верхний пояс ширина должна назначаться не менее 20см при плитах длиной 6м, и не менее 28см при плитах длиной 12м. При транспортировании ферм должна обеспечиваться устойчивость верхнего пояса, которая выполняется если ширина сечения более (1/80-1/70)l, где l- пролет фермы.
Панели верхнего пояса ферм проектируют размером 3м, чтобы
нагрузка от плит покрытия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб.
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ,очное,08.05.01-5д
|
Лист
|
|
|
|
|
|
5
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
Нижний растянутый пояс ферм проектируют предварительно напряженным с натяжением арматуры, как правило, на упоры.
Изготовление ферм предусматривается из бетона класса В30-В50. Напрягаемая арматура нижнего пояса: стержневая класса А-IV; канаты класса К-7, К-19; высокопрочная проволока Вр-II. Ненапрягаемая арматура выполняется в виде сварных каркасов и сеток из стержней А-III, A-I и проволоки Вр-I. Натяжение канатов осуществляется только механическим способом.
В железобетонных фермах сопряжения отдельных элементов выполняются как жесткие. Установлено, что влияние жесткости узлов на величину продольных сил и на величину прогибов фермы несущественно и может не учитываться, т.е. вычисление продольных сил и прогибов может вестись по шарнирной схеме.
В стадии эксплуатации следует учитывать влияние изгибающих моментов в элементах фермы, где они приводят к заметному увеличению ширины раскрытия трещин в растянутых элементах решетки и несколько снижают трещиностойкость.
В курсовом проекте допускается рассчитывать трещиностойкость нижнего пояса как центрально растянутого элемента, но величину усилия образования трещин, вычисленную по рекомендациям [1], дополнительно
умножать на коэффициент = 0,85. При определении ширины раскрытия трещин в нижнем поясе расчет ведется по рекомендациям [1], как для растянутого элемента с последующим увеличением ширины раскрытия трещин на 15%.
В составных фермах требуется проектирование стыка нижнего пояса. При армировании нижнего пояса стержневой арматурой или канатами на упоры достаточное обжатие бетона наступает на участках, удаленных от торцов элементов на расстояние
𝜎zp
𝑙p = (𝜔p 𝑅 + 𝜆p)𝑑
bp
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ,очное,08.05.01-5д
|
Лист
|
|
|
|
|
|
6
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
 
где 𝜎zp - большая из величин 𝑅z и 𝜎zp с учетом первых потерь;
𝑅bp - передаточная прочность бетона;
𝜔p = 0,25 для стержней и 1,06 для канатов с d = 15 мм;
𝜆p = 10 для стержней и 25 для канатов;
Закладная деталь решается в виде двух секций, одна из которых имеет
длину не менее , а другая - не менее 0,25 ,чем обеспечивается надежное закрепление детали в обжатом бетоне (рис. 1). Внутри секций закладных деталей устанавливаются сетки косвенного армирования с объемным коэффициентом армирования 8-10%.
Расчету подлежат соединительные накладки и сварные швы. Площадь соединительных пластин (с учетом действия изгибающих моментов определяется :
𝑁
𝐴n ≥ 𝑅 𝛾 ,
y c
где 𝑅y = 230 МПа – расчетной сопротивление стали пластин ВСТ3пс;
𝛾c = 0,8 для ферм длиной 30 м и более, 0,85 – для ферм 24 м. Суммарная длина сварных швов определяется
𝑁
Σ 𝑙w ≥ 𝛽 𝐾 𝑅 𝛾
ƒ ƒ wz c
где 𝛽ƒ = 0,7, 𝐾ƒ - катет сварного шва, 𝑅wz = 180 МПа - расчетное сопротивление металла швов для электродов Э42.
| |
|
|
|
|
|
ЧИ(ф)МПУ,очное,08.05.01-5д
|
Лист
|
|
|
|
|
|
7
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
| |
Скачать 148.76 Kb.