Арматура по расчету не требуется, но она должна быть установлена конструктивно в соответствии с требованиямитаблицы 3.6 [1]: = 0,4%; = 0,4*12*24/100 = 1,15 см². Принимается — 48А400 (= 2,01 см2) — арматурные стержни (продольная арматура каркасов К1-К5) сжатых элементов фермы.
2.3 Расчет нижнего пояса фермы (центрально растянутый элемент с предварительно напряженной арматурой)
2.
3.1 Исходные данные
Рассчитывается элемент Н2 нижнего пояса. Усилие =506,96 кН, =407,82 кН, =333,43 кН (из статического расчета).Размеры поперечного сечения нижнего пояса фермы: bxh=0,28×0,28 (м), пролет фермы составляет L=18 м. Класс бетона В30, класс арматуры К1500 (Rb=1,7 кН/см2,Rs=125 кН/см2, Rs, n = 1500 МПа, Rbt, ser=1750 кН/м2 = 0,175 кН/см2).
2.3. 2 Определение площади сечения продольной растянутой арматуры
Площадь сечения продольной растянутой арматуры может быть определена по формуле: = 506,96/(1,1*125) = 3,69 см². Принимаем 812 К1500, = 7,25 см2 — напрягаемые стержни НС1, НС2 растянутых элементов фермы (диаметр стержней подобран потабл. 3.8 [1]).
2.3. 3 Расчет нижнего пояса по трещиностойкости и ширине раскрытия трещин
Для центрально растянутых элементов ширина раскрытия трещин определяется при соблюдении условия:.Продольное сжимающее усилие, воспринимаемое рассчитываемым элементов при образовании трещин (с понижающим коэффициентом k=0,85):где -приведенная площадь сечения, равная площади бетонного сечения плюс площадь сечения продольной арматуры, умноженной на коэффициент приведения: = 180 000/32500 = 5,54; = 32*32+5,54*7,25 = 1064,17 см². Для определения усилия предварительно обжатия Р необходимо:
задать начальный уровень предварительного напряжения арматурных канатов: = 0,9*1500 = 1350 МПа;учесть снижение начального уровня предварительного напряжения вследствие потерь предварительного напряжения до передачи усилия обжатия на бетон (первые потери) и после передачи усилия обжатия на бетон (вторые потери).Первые потери включают в себя:
потери от релаксации напряжений арматуры (канаты, механический способ натяжения): = (0,22*1350/1500−0,1)*1350 = 132,3 МПа;потери от температурного перепада (при отсутствии данных допускается принимать =65°C): = 1,25*65 = 81,25 МПа;потери от деформации стальной формы (упоров)
при неодновременном натяжении арматуры на форму допускается принимать: = 30 МПа;потери от деформации анкеров натяжных устройств (расстояние между наружными гранями упоров при пролете фермы 18 м составит = 18+0,5=18,5 м; смещение стержней в зажимах анкеров = 2мм): = 0,002/18,5*180 000 = 19,5 МПа. Итого первые потери:= 132,3+81,25+30+19,5 = 263,05 МПа. Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь: = (135−26,305)*7,25 = 788,0кН.Вторые потери представлены потерями от усадки и ползучести бетона. При классе бетона В30 деформации усадки бетона = 0,0002 и потери от усадкибетона составят: = 0,0002*180 000 = 36 МПа. До вычисления потерь, связанных с ползучестью бетона необходимо установить коэффициент ползучести бетона (класс В30, нормальная влажность) — = 2,3; коэффициент армирования = 7,25/(32*32) = 0,007; напряжение в бетоне на уровне центратяжести стержней напрягаемой арматуры: = 788/1064,17 = 0,74 кН/см2 = 7,4 МПа. Потери от ползучести бетона: = 0,8*5,54*2,3*7,4/(1+5,54*0,007*(1+0,8*2,3)) = 67,9 МПа. Суммарные потери составляют: = 263,05+36+67,9 = 366,95 МПа. Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь и коэффициента точности натяжения арматуры =0,9: = 0,9*(135−36,695)*7,25 = 641,4 кН > 407,82 кН. Трещины не образуются. При Nn>Ncrc требуется расчет по раскрытию трещин, который производится исходя из условия. Значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин при применении арматурных канатов приведены в табл. 3[1]. Ширина раскрытия трещин принимается равной:
при продолжительном раскрытии трещин:
где — ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
при непродолжительном раскрытии трещин:
где — ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (полное значение) нагрузок; - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок. Ширина раскрытия нормальных трещин определяется по формуле:
где — коэффициент, учитывающий продолжительность действиянагрузки:=1 при непродолжительном действии нагрузки, =1,4 при продолжительном действии нагрузки; - коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры:=0,5для арматуры периодического профиля;=0,8 — для гладкой арматуры; - коэффициент, учитывающий характер нагружения:=l для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых;=l, 2 для растянутыхэлементов; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами (допускается принимать =1); - напряжение в продольной растянутой арматуре по формуле: — для напрягаемых конструкций, при определении ширины раскрытия трещин от действия постоянных и временных (полное значение) нагрузок — подставляется Nn; от действия постоянных и временных длительных нагрузок — подставляется Nnдл; - базовое расстояние между трещинами,(в пределах 10…40 см, 10ds…40ds), — диаметр арматуры; - площадь сечения растянутого бетона (площадь бетонного сечения элемента).
Список литературы
Методические указания по выполнению Курсового проекта № 2 по дисциплине ЖБК «Проектирование железобетонных конструкций одноэтажного каркасного здания с мостовыми кранами"ГОСТ 21.101−97. Основные требования к проектной и рабочей документации. Система проектной документации для строительства. — М., Госстрой России. ГОСТ 21.501−93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей. Система проектной документации для строительства. — М., Госстрой России. СНиП 52−01−2003
Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Система нормативных документов в строительстве. — М., 2004. СП 52−101−2003
Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Система нормативных документов в строительстве. М., 2005
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52−101−2003) — М., 2005. СНиП 2.
01.07−85*. Нагрузки и воздействия. — М., 2004.
