6. Расчет и конструирование балок покрытий.

Балки покрытий могут иметь пролет 12 и 18 м, иногда-24м. Верхн пояс бывает у двускатных - прямолинейный, по ломаной кривой или криволинейным, у односкатных- с параллельными поясами или ломаным нижним поясом, у плоского покрытия - с параллельными поясами. Шаг - 6 или 12м. Экономичное поперечное сечение балок покрытии- двутавровое со стенкой, толщину 60-100 мм, кот назнач из усл удобства размещения арм. каркасов, обеспечения прочности и трещиностойкости. У опор устраив уширение в виде вертикального ребра жесткости. Стенки балок в средней части пролета, где Q малы, могут иметь отверстия круглой или многоугольной формы, что уменьшает расход бетона, создает технологические удобства для сквозных прополок и различных коммуникаций. h сечения балок в середине пролета принимают 1/10…1/15l. Высоту сечения двускатной трапециевидной балки в середине пролета определяют уклон верхнего пояса (800 мм или 900мм). Ширину верхней сжатой полки балки принимают 1/50…1/60l. Ширину нижней полки для удобного размещения продольной растянутой арматуры – 250…30 мм.

Примен В25…В40 и армируют напрягаемой проволочной, стержневой и канатной арматурой. Стенку балки армируют сварными каркасами, продольные стержни которых являются монтажными, а поперечные – расчетными, обеспечивающими прочность балки по наклонным сечениям. Приопор уч-ки балок для предотвращения образования продольных трещин усиливают попереч стержнями, которые приваривают к стальным закладным деталям..

Балки покрытия рассчитывают как свободно лежащие; нагрузки от плит передаются через ребра. При 5 и больше сосредоточенных силах нагрузку заменяют эквивалентной равномерно распределенной. Для двускатной балки расчетным явл сечение распол на расст х от опоры.При уклоне верхнего пояса 1:12 и высоте балки в середине пролета h=l/12, высота сечения на опоре составит h_оп=l/24, а на расстоянии от опоры h_x=(l+2x)/24.

Если принять рабочую высоту сечения балки , изгибающий момент при равномерно распределенной нагрузке , то площадь сечения продольной арматуры .

Расчетным будет то сечение балки по ее длине, в котором достигает максимального значения. Из решения квадратного уравнения находят х=0,35…0,4l.

Попер ар-ру опред из расчета прочности по наклонным сечениям. Затем выполняют расчеты по трещиностойкости, прогибам, а также расчеты прочности и трещиностойкости. Балки двутаврового сечения эффективнее.

6. Основы расчета ферм покрытия – нагрузки на ферму, учет внеузлового приложения нагрузки. Расчетные длины сжатых элементов, принципы расчета сжатых и растянутых элементов ферм.

Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м и шаге 6 или 12 м.

Различают типы ферм: сегментные с верхним поясом ломаного очертания и раскосами; арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криво­линейного очертания; арочные безраскос­ные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам кривол очертания; полигональные с паралл поясами или с малым уклоном верх пояса трапециевидного очер­тания; полигональные с ломаным ниж поясом. Высоту ферм в середине 1/7..1/9 пролета. Панели в.п. ферм, за искл арочных раскосных, изгот 3 м, чтобы нагрузка от ПП передавалась в узлы и не возникал М. Растянутые н.п. и раскосы проектиру­ют ПНА с натяжением арма­туры, как правило, на упоры. Наиб благоприятное очертание по усл ста­тич работы имеют сегментные и арочные фермы, так как очертание их верхнего пояса приближается к кривой давления. В арочн раскос фермах М от внеузл нагрузки в.п.уменьшается из-за эксцентриситета N, вызывающей момент обратного знака, что позвол увелич длину (рис.а-от узл нагр. рис б-от эксентриситета) панели в.п. и сделать решетку более редкой. В арочн безраск фермах возник больщ М в стойках, поясах и для обеспеч трещностойк доп армируют.Для всех ферм уменьш сеч и массы достигается применением В30-50. и высоким μ сечений поясов. Фермы изгот цельными, членение повышает стоимость.Напрягаемая арматура н.п. фермы: канаты класса К-7, К-10; стержневую класса A-IV, вы­сокопрочную проволоку Вр-II. Сжатые в.п.и решетки арм-ют каркасами. Растян эл-ты решетки при значит усилиях выполн с ПНА. В узлах для надежн передачи усилий делают уширения,узлы арм-ют цельногнутыми стержнями d=10-18, и вертик стерж d=6-10 с шагом 100. Ар-ру заводят в узлы , а растян стержни усилив на концах анкерами в иде коротышей, петелей, высажен головок. Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок — вес покрытия и фермы, снеговые нагруз­ки, нагрузки от подвесного транспорта. В расч схеме раскосн фермы при определении усилий принимают шарнирн соединение эл-тов решетки и поясов в узлах.при опред М при внеузл нагр. в.п. рассматривают как неразрезную балку, опорами кот явл узлы. Расчетные длины сжатых эл-тов:для в.п. в плоскости- при е₀<(1/8)h-l₀=0,9l;при е₀≥(1/8)h- l₀=0,8l; для в.п. из плоскости: для уч-ка под фонарем размером 12 м и более- l₀=0,8l;в др. случаях l₀=0,9l; для раскосов и стоек в плоскости фермы и из плоскости: при b/b_d<1.5- l₀=0,9l; при b/b_d≥1.5- l₀=0,9l

Расчет центрально сжатых элементов выполняют из усл.

Внецентр.-сжат. из усл:

Расчет растянутых элементов из усл : Ne≤М_ult= R_bbx(h₀-0,5x)+ R_scA’_s(h₀-a_s’)+σ_spA’_sp (h₀-a’_sp)

н.п. рассчитывается как предварительно напряженный: треб площадь напряг ар-ры:

где: –коэф. приведения ар-ры к бетону Усилие предварит обжатия с учетом всех потерь:

Расчет н.п. на образование трещин: