3. Проектирование стропильной конструкции. Безраскосная ферма.
Воспользуемся результатами автоматизированного статического расчета сегментной раскосной фермы марки ФБ-18.
Расчетные характеристики бетона и арматуры.
Бетон класса В40, Rb = 22 МПа; Rbt = 1,4 МПа; Eb = 36000 МПа.
Продольная рабочая напрягаема арматура класса А600 Rs = 520 МПа, Rs,n= 600 МПа. Продольная рабочая ненапрягаемая арматура класса А400, Rs=355 МПа, Rsс =355 МПа, Еs5 = 200000 МПа. По табл. IV. 1 приложения IV для элемента без предварительного напряжения с арматурой класса A400 находим = 0,531 и = 0.390. Поперечная рабочая арматура класса В500, Rsw=300 МПа.
Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе фермы ssp = 400 МПа. Способ натяжения арматуры – механический на упоры.
Назначаем передаточную прочность бетона Rbp = 25 МПа.
Расчет элементов нижнего пояса фермы.
Согласно эпюрам усилий N и M, наиболее неблагоприятное сочетание усилий имеем в сечении номер 13 при N = 911,78 кН и M = 0.5·21.81=10.905 кН×м. Расчет прочности выполняем для случая внецентренного растяжения.
e0=M/N=11.96
e=e0+h/2-a′=71.96
мм
Asр = N·e/[(hRs)·(h0-a′)]= 911,78 ·103·71.96/[(1.2·590)·(230-50)]=891.7 мм2.
Принимаем по 2Æ 25 А600
Поперечную арматуру конструируем в соответствии с требованиями п. 5.22 [2] из арматуры класса А600 Æ 5, устанавливаемую с шагом s = 180 мм.
Расчет элементов верхнего пояса фермы.
Согласно эпюрам усилий N и M (наиболее опасным в верхнем поясе фермы будет сечение номер 6 с максимальным значением продольной силы N = 953,65 кН и M = 0,7*48,04=33,268 кН×м,
Nl = 807,775 кН;
Ml = 40,54 кН·м.
Расчетная длина в плоскости фермы при e0=M/N=0,035 будет равна: L0=0,8L=0,9·3130=2504 мм.
Случайный эксцентриситет: ea=h/30=6,7 мм, ea=l/600=3130/600=5,2 мм. Принимаем ea=10 мм. Т. к. ea=10 мм < e0=11.96 мм, то оставляем e0.
=
Принимаем
.
В
первом приближении возьмем
кН.
η=1/(1-N/Ncr)=1/(1-953,65 /1942,04)=1,96
Mη = 40,66
Коэффициенты:
,
,
δ=а'/h0=40/260=0,25.
Из таблицы 18 [3] находим
ω=0,65
Ψс=3,36.
Так
как
>
,то
значения Аs=А’s определяем по формуле:
;
мм2.
Принимаем конструктивно продольное армирование для сжатых элементов по 2 Æ 12 А400.
С учётом конструктивных требований для сжатых элементов принимаем поперечную арматуру для верхнего пояса фермы Æ 3 класса B500 и, устанав-ливаемую с шагом s = 180 мм.
Расчет стоек фермы.
Согласно эпюрам усилий N и M, наиболее неблагоприятное сочетание усилий имеем в сжатоизогнутой стойке 16-17 при N = 29.27 кН и M = 27.81 кН×м.
Расчетная длина в плоскости фермы: L0=0,8L=0,8·1590=1272 мм
Так
как
,
то расчет выполняем с учетом прогиба
элемента. Предполагая, что μ<0.025,
вычисляемNcrc
= 4538 кН,
D
= 7,447*10^11
кН,
= 1,006
Коэффициент η соответственно будет равен:
Для этого определяем:
Выполняем расчет площади симметричной арматуры. Вычисляем:
Так как αn=0,0238 < ξR=0,531, то площадь симметричной арматуры будет равна:
Принимаем конструктивно Аs=А’s=308мм2 (2 Æ14А400)
4. Оптимизация стропильной конструкции.
Программная система АОС-ЖБК позволяет выполнить оптимизацию проектируемой стропильной конструкции по критерию относительной стоимости сталь и бетона, при этом за единицу автоматически принимается относительная стоимость рассчитанного вручную варианта по индивидуальному заданию.
Варьируемыми параметрами могут быть: тип стропильной конструкции и соответствующие типы опалубочных форм, классы бетона, классы ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.
На основе анализа рассчитанных ЭВМ вариантов можно выбрать оптимальный вариант стропильной конструкции, отвечающий нормальным требованиям.
Задание на оптимизацию стропильной конструкции записывается в соответствующем контрольном талоне с учётом следующих требований:
тип стропильной конструкции должен соответствовать заданному пролёту;
для задаваемого типа стропильной конструкции можно одновременно
варьировать до трёх типов опалубочных форм;
для каждого из заданных типов опалубочных форм можно варьировать до трёх классов бетон, класс ненапрягаемой арматуры и до двух классов напрягаемой арматуры.
