Железобетонные конструкции
Расчет и конструирование сегментной безраскосной фермы. Рассмотрение показателей статического расчета фермы на единичную нагрузку. Анализ усилий в стержнях фермы от единичных нагрузок. Определение нагрузок на ферму и расчетных усилий в стержнях.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.12.2017 |
Размер файла | 90,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
1. Исходные данные
2. Расчет и конструирование сегментной безраскосной фермы
2.1 Статический расчет фермы на единичную нагрузку
2.2 Определение нагрузок на ферму и расчетных усилий в стержнях
2.3 Расчет
Список используемой литературы
1. Исходные данные
1. Тип здания: “Крытый каток”.
2. Шаг колонн - 12 м.
3. Размеры пролетов - 24 м.
4. Вид строительной конструкции - СБФ (сегментная безраскосная ферма)
5. Длина здания - 114 м.
6. Тип местности по ветровой нагрузки - С
7. Район строительства - г. Кемерово
2. Расчет и конструирование сегментной безраскосной фермы
Данные для проектирования
Ферма готовится из тяжелого бетона класса В30 с расчетными характеристиками при коэффициенте условий работы :
; ; ; ;
.
Напрягаемая арматура нижнего пояса - семипроволочные канаты Ш12 К-7 из проволоки диаметром 4мм (;;;); площадь сечения каната .
Ненапрягаемая арматура верхнего пояса, стоек и узлов - стержневая класса А-400 ( при d>=10 мм и при d<10 мм; ; ).
Обжатие нижнего пояса производится при передаточной прочности бетона . Расчетные характеристики бетона, соответствующие его передаточной прочности : .
К трещиностойкости элементов фермы предъявляются требования 3 категории. Допустимая ширина раскрытия нормальных трещин в нижнем поясе: непродолжительная , продолжительная .
2.1 Статический расчет фермы на единичную нагрузку
Схема 1: загружение единичной нагрузкой от кровли, при которой узловая нагрузка на ферму становится равной расстоянию между серединами панелей верхнего пояса.
Схема 2: загружение нижнего пояса горизонтальной единичной силой P=1 для того, чтобы учесть усилия, возникающие в элементах фермы при обжатии нижнего пояса усилием напрягаемой арматуры.
безраскосный ферма нагрузка конструирование
Таблица 1 - Усилия в стержнях фермы от единичных нагрузок
Элементы фермы |
Усилия при загружении |
||||||
По схеме 1 |
По схеме 2 |
||||||
M |
N |
Q |
M |
N |
Q |
||
1-2 |
0,377 |
-23,438 |
0,103 |
0,012 |
-0,018 |
0,004 |
|
1-3 |
0,473 |
21,097 |
0,189 |
0,012 |
-0,982 |
0,004 |
|
2-3 |
0,875 |
0,134 |
1,25 |
0,009 |
0,004 |
0,013 |
|
2-4 |
0,549 |
-23,469 |
0,309 |
0,003 |
-0,005 |
0 |
|
3-5 |
0,568 |
22,347 |
0,323 |
0,005 |
-0,995 |
0 |
|
4-5 |
0,592 |
-0,193 |
0,515 |
0,002 |
0 |
0,002 |
|
4-6 |
0,35 |
-23,275 |
0,123 |
0,003 |
-0,002 |
- |
|
5-7 |
0,368 |
22,862 |
0,131 |
0,003 |
-0,998 |
0 |
|
6-7 |
0,252 |
-0,084 |
0,175 |
0 |
0 |
0 |
|
6-8 |
0,25 |
-23,083 |
0,048 |
0,003 |
-0,002 |
0 |
|
7-9 |
0,257 |
23,037 |
0,047 |
0,003 |
-0,998 |
0 |
|
8-9 |
0 |
-0,094 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2.2 Определение нагрузок на ферму и расчетных усилий в стержнях
Нагрузки от покрытия
-постоянные при
при
-временная (снеговая) при
в т.ч. длительная
при в т.ч. длительная
Суммарная нагрузка на ферму от покрытия:
при
в т.ч. продолжительно действующая
при
в т.ч. продолжительно действующая
Выбираем ферму ФБ24-3 с шириной сечения поясов b=240 мм. Масса фермы 10,5 т, тогда нагрузка на 1 м2 от собственного веса фермы:
При
При
Погонные нагрузки на ферму
в т.ч. продолжительная:
в т.ч. продолжительная:
Усредненные коэффициенты:
Таблица 2 - Усилия в элементах фермы
Элемент фермы |
Вид усилия |
Усилия от ед. нагрузок |
Расчетные комбинации усилий |
Усилия от полной расчетной нагрузки |
||||
Схема 1 |
Схема 2 |
При |
При |
|||||
7-9 |
М, кНм |
0,257 |
0,003 |
0,257qn |
0,257q |
7,6 |
9,46 |
|
N, кН |
23,037 |
-0,998 |
23,037qn |
23,037q |
681,9 |
848,45 |
||
Q, кН |
0,047 |
0 |
0,047qn |
0,047q |
1,4 |
1,73 |
||
4-6 |
М, кНм |
-0,35 |
0,003 |
-0,35qn+0,003P |
-0,35q+0,003P |
8,53 |
11,06 |
|
N, кН |
-23,275 |
-0,002 |
-23,275qn-0,002P |
-23,275q-0,002P |
-686,78 |
-855,9 |
||
Q, кН |
0,123 |
0 |
0,123qn |
0,123q |
3,64 |
4,53 |
||
2-3 (стойка) |
М, кНм |
0,875 |
-0,009 |
0,875qn-0,009P |
0,875q-0,009P |
20,4 |
26,73 |
|
N, кН |
0,134 |
0,004 |
0,134qn-0,004P |
0,134q-0,004P |
6,41 |
7,38 |
||
Q, кН |
1,25 |
-0,013 |
1,25qn-0,013P |
1,25q-0,013P |
27,1 |
33,14 |
||
4-5 (стойка) |
М, кНм |
0,592 |
-0,002 |
0,592qn-0,002P |
0,592q-0,002P |
16,28 |
20,58 |
|
N, кН |
-0,193 |
0 |
-0,193qn |
-0,193q |
-5,71 |
-7,11 |
||
Q, кН |
0,515 |
-0,002 |
0,515qn-0,002P |
0,515q-0,002P |
14,02 |
17,75 |
2.3 Расчет
Расчет нижнего пояса по прочности
Нижний пояс испытывает внецентренное напряжение от совместного действия усилий M=9,46 кНм и N=848,45 кН, сечение пояса bxh=240x300 мм, a=a'=50 мм, h0=300-50=250 мм.
Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры при :
Принимаем по 4Ш15 К-7 c
Коэффициент армирования сечения:
Предварительные напряжения в арматуре нижнего пояса:
Коэффициент точности натяжения арматуры:
Первые потери
От релаксации напряжений в натянутой арматуре
От перепада температур натянутой арматуры и натяжных устройств
От деформации анкеров у натяжных устройств
От быстронатекающей ползучести
- напряжение в арматуре с учетом вычисленных потерь
- усилие в арматуре с учетом вычисленных потерь
- коэффициент
- уровень обжатия
- потери от быстронатекающей ползучести
5) Итого первые потери:
6) Усилие обжатия с учетом первых потерь при
Вторые потери
7) От усадки бетона
8) От ползучести бетона при
где
9) Итого вторые потери
10) Полные потери
11) Усилие обжатия с учетом полных потерь при
Проверка нижнего пояса по прочности в стадии изготовления.
Наибольшие усилия в нижнем поясе при обжатии возникают в панели 1-3:
Эксцентриситет продольной силы:
При этих условиях нижний пояс можно рассматривать как сжатый со случайным эксцентриситетом элемент при прочности бетона
При гибкости и :
тогда , прочность нижнего пояса обеспечена.
Проверка прочности наклонных сечений нижнего пояса по поперечной силе.
Максимальная поперечная сила от расчетных нагрузок при действует в панели 3-5 и составляет:
Минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном:
где
Так как , то по расчету поперечная арматура не нужна. По конструктивным соображениям принимаем в нижнем поясе хомуты 4Ш Вр-I с шагом 300 мм
Расчет сечений верхнего пояса
Наибольшие усилия от расчетных нагрузок при возникают в стержне 4-6: в т.ч. от продолжительно действующих нагрузок:
Размеры сечения bxh=240x300 мм; a=a'=40 мм; h0=h-a=300-40=260 мм. Расчетная длина стержня ; гибкость - надо учитывать влияние прогиба элемента на его несущую способность.
Случайные эксцентриситеты:
Проектный эксцентриситет:
Определяем условную критическую силу и коэффициент увеличения начального эксцентриситета продольной силы.
1.
2.
3.
4.
5. Условная критическая сила
где
принимаем ;
6. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:
7. Расчетный эксцентриситет продольной силы:
8. Вспомогательные коэффициенты:
где
Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса
т.е. по расчету арматура не нужна, т.к. сжимающие усилия воспринимаются одним бетоном.
По конструктивным требованиям в сжатом поясе фермы минимально допустимый диаметр продольных стержней должен быть не менее 12 мм. Принимаем симметричное армирование, располагая по 2Ш12 А-400 () у верхней и нижней граней пояса, процент армирования при этом составляет
Выполним проверку прочности стержня 4-6 из плоскости фермы.
; условие прочности
1. При и гибкости принимаем
2. Т.к. a=a'=40 мм 0,15b=0,15x240=36 мм
3.
4.
5. Проверяем условие прочности
т.е. устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы обеспечена.
Расчет стоек фермы по прочности
Стойка 2-3.
От растягивающего усилия N=7,38 кН и момента M=26,73 кНм стойка внецентренно растянута. Сечение стойки bxh=240x250 мм; a=a'=30 мм; h0=250-30=220 мм.
Проектный эксцентриситет
Расчетный эксцентриситет
Требуемая площадь сечения симметричной арматуры
Принимаем по 3Ш14 А400 (); процент армирования
Проверим необходимость постановки поперечной арматуры
,
т.е. поперечная сила в стойке воспринимается одним бетоном без развития наклонных трещин.
Стойка 4-5.
Сечение стойки bxh=240x250 мм; a=a'=30 мм; h0=250-30=220 мм. Усилия, действующие на уровне примыкания стойки к верхнему поясу:
- от всех нагрузок
- в т.ч. от продолжительных
Расчетная длина стойки при составляет ; - необходим учет гибкости.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9. ;
10.
Принимаем по 2Ш14 А400 (); процент армирования составляет
Расчет элементов фермы по II группе предельных состояний
Расчет нижнего пояса по образованию трещин. В наиболее нагруженном стержне 7-9 действуют усилия от расчетных нагрузок при
Геометрические характеристики приведенного сечения:
где
Момент внешних сил относительно ядровой точки сечения:
где
принимаем
Момент усилия обжатия относительно ядровой точки:
Момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин:
- нормальные трещины в нижнем поясе не образуются.
Расчет стойки 2-3 по раскрытию трещин. Стойка испытывает внецентренное растяжение. Усилия в стойке от расчетных нагрузок при , в т.ч. от продолжительно действующих нагрузок
Сечение стойки bxh=240x250 мм.
Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры
2. Вспомогательные параметры
Относительная высота сжатой зоны в сечении с трещиной
Плечо внутренней пары сил в сечении с трещиной
Напряжения в растянутой арматуре:
Ширина продолжительного раскрытия трещин
где
Ширина непродолжительного раскрытия трещин
Следовательно, трещиностойкость стойки 2-3 обеспечена.
Список используемой литературы
1. Байков В.Н, Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. - 6-е изд. - М.: ООО «Бастет», 2009. - 768 с.: ил.
2. Заикин А.И. Железобетонные конструкции одноэтажных промышленных зданий, 2007. - 270 с.
3. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого и легкого бетона / ЦНИИ промзданий, НИИЖБ, М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (без предварительного напряжения) / ЦНИИ промзданий, НИИЖБ, М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.
5. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. М., 1989.
6. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. М., 1985.
7. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М., 1985.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение нагрузок на ферму, усилий в стержнях фермы с помощью SCAD. Подбор сечений стержней фермы для одноэтажного промышленного здания. Узел сопряжения фермы с колонной. Пространственная жесткость каркаса. Узловая нагрузка на промежуточные узлы фермы.
контрольная работа [394,4 K], добавлен 17.04.2014Расчет и конструирование железобетонной колонны, промежуточной распорки, сечений элементов фермы, растянутого раскоса, стоек, фундамента под среднюю колонну. Проектирование стропильной сегментной фермы, определение нагрузок и усилий в элементах фермы.
курсовая работа [841,9 K], добавлен 05.06.2012Определение генеральных размеров. Конструирование кровли. Вычисление узловых нагрузок, действующих на ферму, опорных реакций, усилий в стержнях. Соединительные прокладки. Проверочный расчет стропильной фермы. Определение конструктивного коэффициента.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.11.2012Расчет стального настила, базы колонны. Расчет опирания главной балки на колонну. Расчет стальной стропильной фермы покрытия промышленного здания. Сбор нагрузок на покрытие. Расчетная схема фермы и определение узловых нагрузок, усилий в элементах фермы.
курсовая работа [519,8 K], добавлен 13.10.2011Определение нагрузок, действующих на покрытие. Геометрическая схема фермы и расчет усилий в стержнях. Вычисление верхнего и нижнего поясов на прочность, трещиностойкость, раскрытие трещин. Расчет поперечной рамы одноэтажного производственного здания.
дипломная работа [606,1 K], добавлен 28.12.2015Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет поперечной рамы. Вертикальная и горизонтальная крановые нагрузки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 24.04.2012Определение компоновочных размеров поперечной рамы стального каркаса здания. Расчёт стропильной фермы, составление схемы фермы с нагрузками. Определение расчётных усилий в стержнях фермы. Расчёт и конструирование колонны. Подбор сечения анкерных болтов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.04.2019Расчет рамы производственного здания, расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Определение усилий в стержнях фермы, подбор сплошного сечения внецентренно сжатого стержня. Конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
курсовая работа [802,3 K], добавлен 22.05.2022Конструктивная схема дощатого настила. Неразрезной спаренный прогон из досок. Расчет сегментной клеедеревянной фермы. Определение усилий от равномерно распределенной нагрузки. Вычисление слагаемые изгибающих моментов. Подбор сечений элементов фермы.
курсовая работа [849,0 K], добавлен 04.03.2015Определение нагрузок на поперечную раму. Подбор сечения нижней части колонны и элементов фермы. Методика подбора сечений для сжатых стержней. Расчет фермы, раздельной базы сквозной колонны и сварных швов прикрепления раскосов и стоек к поясам фермы.
курсовая работа [217,4 K], добавлен 25.03.2013Определение усилий в стержнях. Классификация ферм и их кинематический анализ. Определение продольных сил в стержнях. Способ моментной точки (Риттера). Частные случаи равновесия. Способ вырезания узлов. Двухстержневой и трёхстержневой узел частного вида.
презентация [124,6 K], добавлен 25.09.2013Компоновка конструктивной схемы каркаса. Расчет поперечной рамы каркаса. Конструирование и расчет колонны. Определение расчетных длин участков колонн. Конструирование и расчет сквозного ригеля. Расчет нагрузок и узлов фермы, подбор сечений стержней фермы.
курсовая работа [678,8 K], добавлен 09.10.2012Подбор конструкций поперечной рамы: фахверковой колонны, плит покрытия, стеновых панелей, подкрановых балок, сегментной фермы. Компоновка поперечной рамы. Определение нагрузок на раму здания. Конструирование колонн. Материалы для изготовления фермы.
курсовая работа [571,4 K], добавлен 07.11.2012Компоновка конструктивной схемы каркаса. Поперечная и продольная система. Расчетная схема рамы: снеговая и ветровая нагрузка. Определение расчетных внутренних усилий. Расчет узлов и конструирование стропильной фермы. Стыка верхней части колонны с нижней.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.05.2014Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Правила расчета схемы поперечной рамы. Определение общих усилий в стержнях фермы. Расчет ступенчатой колонны производственного здания. Расчет и конструирование подкрановой балки, подбор сечения балки.
курсовая работа [565,7 K], добавлен 13.04.2015Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.10.2010Компоновка поперечной рамы. Определение нагрузок и усилий. Расчет колонн крайнего и среднего ряда. Расчетное сопротивление грунта. Расчет железобетонной сегментной фермы и монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну крайнего ряда.
курсовая работа [755,1 K], добавлен 09.08.2012Назначение размеров сечений колонн и определение их моментов инерции. Сбор нагрузок на поперечную раму. Подбор арматуры в подкрановой части колонны. Определение размеров подошвы фундамента. Расчет сегментной фермы. Расчетные характеристики материалов.
курсовая работа [20,1 M], добавлен 10.02.2012Конструктивное решение промышленного здания. Расчет стропильной фермы, критерии ее выбора, сбор нагрузок и статический расчет. Подбор сечений стержней фермы. Конструирование и расчет узлов ферм. Расчетные характеристики сварного углового шва металла.
контрольная работа [451,9 K], добавлен 28.03.2011Безраспорные конструкции покрытий. Железобетонные балки и фермы покрытий. Металлические и стальные фермы покрытий. Узлы нижнего пояса стальных ферм. Металложелезобетонные и металлодеревянные фермы. Распорные и подстропильные конструкции покрытий.
презентация [5,9 M], добавлен 20.12.2013