←предыдущая следующая→
1 2 3
8. Проектирование стропильной сегментной фермы.
Ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 24 м, цельной при шаге ферм 12 м. Геометрическая схема фермы показана на рис. 10. Напрягаемая арматура нижнего пояса из канатов класса К-7 диаметром 15 мм с натяжением на упоры: Rs,set=12900 МПа; Rs=1080 МПа; Es=1,8•105 МПа. Сжатый пояс и элементы решетки фермы армируются арматурой класса А-III: Rs=Rsc=365 МПа (d > 10 мм); Es=2•105 МПа; хомуты класса А-I: Rs=170 МПа. Бетон тяжелый марки В40: Rb=22 МПа; Rbt=1,4 МПа; Rbt,n=2,1 МПа; γb2=0,9; Eb=32,5•103 МПа. Прочность бетона к моменту обжатия Rbp=28 МПа.
8.1. Назначение геометрических размеров.
Ширину панелей принимаем 3 м с таким расчетом, чтобы ребра плит покрытия опирались в узлы верхнего пояса. Высоту фермы в середине пролета принимаем 2950 мм. Ширину сечения поясов принимаем b=300 мм, высота h=300 мм. Сечение раскосов принимаем b×h=300×200 мм.
8.2. Определение нагрузок на ферму.
Рассматривается загружение фермы постоянной нагрузкой и снеговой в двух вариантах: 1) равномерно распределенная нагрузка по всему пролету фермы; 2) по схеме треугольников.
Вес фермы 170 кН учитывается в виде сосредоточенных грузов, прикладываемых к узлам верхнего пояса.
Подсчет нагрузок приведен в табл. 5.
Узловые расчетные нагрузки по верхнему поясу фермы:
а) при действии постоянной и длительной временной равномерно распределенной нагрузок:
G1=q•l1+qс.в•lп1,
где q=(g+pдл)•L1=(3,45+0,42)•12=55,7 кН/м;
qс.в=7,1•1,1=7,8 кН/м;
l1=(3242+2984)/2=3113 мм; lп1=2900 мм;
Тогда:
G1=55,7•3,11+7,8•2,9=195,8 кН;
G2=q•l2+qс.в•lп2=55,7•3,0+7,8•2,95=190,1 кН;
G3=q•l3+qс.в•lп3=55,7•3,01+7,8•3,0=191,1 кН;
Таблица 5
Нагрузка Нормативная нагрузка,
Н/м² Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка,
Н/м²
Постоянная:
Ферма, 170/(24•12) 590 1,3 767
Железобетонные ребристые плиты покрытия размером в плане 3×12 м с учетом заливки швов 2050 1,1 2255
Обмазочная пароизоляция 50 1,3 65
Утеплитель (готовые плиты) 400 1,2 480
Асфальтовая стяжка толщиной 2 см 350 1,3 455
Рулонный ковер 150 1,3 195
ИТОГО: 3590 - 4217
Временная снеговая:
Кратковременная (полная) 1000 1,4 1400
Длительная (с коэффициентом 0,3) 300 1,4 420
ПОЛНАЯ: 4890 6037
В том числе:
Постоянная и длительная
кратковременная
3890
1000
4637
1400
Тогда:
G1=55,7•3,11+7,8•2,9=195,8 кН;
G2=q•l2+qс.в•lп2=55,7•3,0+7,8•2,95=190,1 кН;
G3=q•l3+qс.в•lп3=55,7•3,01+7,8•3,0=191,1 кН;
Учитывая незначительную разницу величин G1, G2, G3, для подсчета усилий в элементах фермы можно принять среднее значение G:
б) при действии кратковременной равномерно распределенной нагрузки:
P1=pкр•L1•lп1•с1=1,0•12•2,9•1=34,8 кН;
P2=1,0•12•2,95•1=35,4 кН;
P3=1,0•12•3,0•1=36,0 кН;
Суммарные узловые нагрузки:
P1+G1=34,8+195,8=230,6 кН;
P2+G2=35,4+190,1=225,5 кН;
P3+G3=36,0+191,1=227,1 кН;
Для определения усилий можно принять среднее значение узловой нагрузки (P+G)ср≈228 кН.
в) при действии кратковременной нагрузки по схеме треугольников ординаты эпюры полной снеговой нагрузки на опорах будут равны (см. рис.11):
на опоре А:
pA=p•c2•L1=1400•1,6•12=26880 Н/м,
в том числе длительная нагрузка:
pА.дл=26880•0,3=8064 Н/м;
на опоре Б:
pБ=p•c2•L1=1400•0,8•12=13440 Н/м,
в том числе длительная нагрузка:
pБ.дл=13440•0,3=4032 Н/м;
Для вычисления узловых нагрузок на ферму от действия снеговой нагрузки по рис. 11 сначала находим промежуточные значения ординат эпюр нагружения (графически):
р1=23,5 кН;
р2=16,9 кН;
р3=10,2 кН;
р4=3,4 кН;
Находим узловые временные нагрузки по площади трапеции, приходящейся на узел:
•lп1= P1дл=58,6•0,3=17,6 кН;
P2дл=40,0•0,3=12,0 кН;
P3дл=20,4•0,3=6,12 кН;
P4дл=3,8•0,3=1,15 кН;
P5=0,5•P3=0,5•20,4=10,2 кН; P5дл=10,2•0,3=5,1 кН;
P6=0,5•P2=0,5•40,0=20,0 кН; P5дл=20,0•0,3=6,0 кН;
P7=0,5•P1=0,5•58,6=29,3 кН; P5дл=29,3•0,3=8,8 кН;
Узловые постоянные нагрузки:
G1=g•l1•L1+qс.в•lп1=3,45•3,11•12+7,8•2,9=151,4 кН;
G2=g•l2•L1+qс.в•lп2=3,45•3,0•12+7,8•2,95=147,2 кН;
G3=g•l3•L1+qс.в•lп3=3,45•3,01•12+7,8•3,0=148,0 кН;
Среднее значение:
Полные узловые нагрузки (в том числе постоянные и длительные временные):
P1+G1=58,6+151,4=210 кН; (P1дл+G1)=17,6+151,4=167 кН;
P2+G2=40,0+147,2=187,2 кН; (P2дл+G2)=12,0+147,2=159,2 кН;
P3+G3=20,4+148=168,4 кН; (P3дл+G3)=6,12+148=154,1 кН;
P4+G3=3,8+148=151,8 кН; (P4дл+G3)=1,15+148=149,15 кН;
P5+G3=10,2+148=158,2 кН; (P5дл+G3)=5,1+148=153,1 кН;
P6+G2=20,0+147,2=167,2 кН; (P6дл+G2)=6,0+147,2=153,2 кН;
P7+G1=29,3+151,4=180,7 кН; (P7дл+G1)=8,8+151,4=160,2 кН;
8.3. Определение усилий в элементах фермы.
См. рис 12.
Камский ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒ С А П Р ▒▒▒▒▒▒▒▒▒
политехнический▒ ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒
институт ▒
г.Наб.Челны ▒ 12-01-2004 22:50:39
▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒ ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒
┌─────────────────────┐
│ О Б Ъ Е К Т │ Промышленное здание
└─────────────────────┘
┌─────────────────────┐
│ Марка рассчитываемой│
│ конструкции │ Ферма сегментная раскосная
└─────────────────────┘
З а г p у ж е н и е №1
(равномерно распределенная нагрузка по всему пролету)
>
╔══ номер ═══════ координаты узла ═══════ нагрузки ═══╗
║ узла ═════════ Х ─────── Y ════════ Pх Pу ║
╚════════════════════════════════════════════════════════╝
1 0.00 0.00 0.00 0.00
2 2.90 1.45 0.00 228.00
3 5.80 0.00 0.00 0.00
4 5.80 2.15 0.00 228.00
5 8.80 2.40 0.00 228.00
6 11.80 0.00 0.00 0.00
7 11.80 2.65 0.00 228.00
8 14.80 2.40 0.00 228.00
9 17.80 0.00 0.00 0.00
10 17.80 2.15 0.00 228.00
11 20.70 1.45 0.00 228.00
12 23.60 0.00 0.00 0.00
>
╔═ Наименование ══════════ Д л и н а ════════════ У с и л и е ════╗
>
←предыдущая следующая→
1 2 3