2. Проектирование стропильных конструкций. Безраскосная ферма. Ферма безраскосная

2. Проектирование стропильных конструкций. Безраскосная ферма.

Конструкция безраскосной фермы представляет собой статически неопределимую систему, усилия в элементах которой вычислены ЭВМ или по таблицам без учёта неупругих свойств бетона. В задачу проектирования входят расчёт сечений основных элементов фермы с учётом перераспределения усилий и конструирование арматуры.

Воспользуемся результатами автоматизированного статического расчёта безраскосной фермы марки ФБ 24 I для III снегового района, приведённых в табл.

Для анализа напряжённого состояния элементов фермы построим эпюры усилий N, M и Q от суммарного действий постоянной и снеговой нагрузок (снеговая 1).

Согласно эпюрам усилий N и M наиболее неблагоприятные сочетания усилий для расчета нормативных сечений верхнего и нижнего поясов фермы имеет в контуре с сечениями 4, 5, 6 и 15, 16, а для расчета прочности наклонных сечений в поясах фермы опасными будут 3 и 14.

Нормативные и расчётные характеристики тяжёлого бетона заданного класса В50, твердеющего в условиях тепловой обработки при атмосферном давлении, эксплуатируемого в окружающей среде влажностью 85% (b2 =1): Rbn=Rb,ser= 36 Мпа; Rb=1·27.5=27.5 МПа; Rbtn=Rbt, ser =2.3 Мпа; Rbt =1·1.55 Мпа; Eb = 35000 Мпа; Rbp=35 МПа.

Расчётные характеристики ненапрегаемой арматуры: продольной класса А-II, Rs = Rsc 280 Мпа; Es = 210000 МПа; поперечной диаметром 5 мм класса Вр-I, Es=170000 МПа; Rsw=260МПа; поперечной класса А-I, E =210000 МПа; Rs = 175 МПа.

Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры диаметром 15 мм К-7: Rsn = Rs, ser = 1295 МПа; Rs= 1080 МПа; Es=180000 МПа.

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры в нижнем поясе фермы sp =1000МПа. Способ натяжения арматуры – механический на упоры. Так как sp > 0,32·Rs, ser = 414.4 МПа и sp < 0.95·Rs, ser = 1230.25 МПа, то требования условия (2) [4] удовлетворяются.

2.1. Расчёт элементов нижнего пояса фермы.

Сечение 16, нормальное к продольной оси элемента см. рис. 3 N=749.69 кН; M=0.5·21.84=10.92 кН·м.

Расчёт прочности выполняем согласно п. 3.50 [4]. Вычисляем эксцентри- ситет продольной силы еo = M / N=10.94·10³ / 749.69 = 14.47 мм. Поскольку еo < (ho-ap)/ 2 = =(160-60) / 2 = 50 мм, то продольная сила приложена между равнодействующими усилиями в арматуре Sр и S′р с эксцентриситетом е′=еo+h/2-ap=14,57+220/2-50 = 64,57 мм.

Площадь сечения симметричной арматуры определяем по формуле (143) [4], принимая  = 1,15: Asp = A′s = N·е′/[·Rs·(ho-ap)] = =749.69·10³·64.57/ [1.15·1080·(160-60)] = 389.75 мм².

Принимаем Asp = A′sp = 424.8 мм² (3  15 К-7), или Asp, tot = 849.6 мм².

Определим усилия для расчёта трещиностойкости нижнего пояса ферм путём деления значения усилий от расчётных нагрузок на вычисленный ЭВМ средний коэффициент надёжности по нагрузке fm = 1.239. Для сечения 16 получим;

Усилия от действия полной (постоянной и снеговой) нагрузки

N = N/fm = 749.69/1.239=605.08 кН

M = M/fm = 21.84/1.239=17.63 кН·м

То же, от длительной (постоянной) нагрузки

Nl =Ng/fm = 496.57/1.239=400.28 кН;

Ml =Mg/fm =14.47/1.239 =11.68 кН·м.

Согласно табл. 1,б [4] нижний пояс фермы должен удовлетворять 3-й категории требований по трещиностойкости, т. е. допускается непродолжи- тельное раскрытие трещин до 0,3 мм и продолжительное шириной до 0,2 мм.

Геометрические характеристики приведённого сечения вычисляем по формулам (11)-(13) [4] и (168)-(175) [5].

Площадь приведённого сечения:

Ared =A+Asp, tot=240·220+5.14·849.6=57169.5 мм², где =Es/Eb=180000/35000=5.14.

studfiles.net

1.2.12. Безраскоcные фермы.

Безраскосные фермы применяют для покрытий зданий пролетами 18 30 м при шаге колонн 6 и 12 м под скатную кровлю со светоаэрационными фонарями и без них (рис. 9). В случае малоуклонной кровли фермы изготавливаются со столбцами в узлах верхнего пояса. Фермы предназначены для районов с различной снеговой нагрузкой, для зданий с любой агрессивной воздушной средой при условии антикоррозийной защиты конструкций.

Рис. 9. Безраскосная ферма.

Применение в покрытиях зданий безраскосных ферм позволяет более рационально использовать свободное пространство для устройства технического этажа, пропуска технологических конструкций и т.п. Кроме того, по сравнению с сегментными фермами в безраскосных фермах более проста конструкция узлов и технология изготовления. Однако жесткие узлы вызывают в стойках и поясах ферм значительные изгибающие моменты, что требует увеличения сечения элементов безраскосных ферм и их армирование по сравнению с раскосными фермами.

Для всех ферм одного пролета принимают одинаковые размеры внешнего контура, что дает возможность изготавливать их в комбинированной опалубочной форме со сменными вкладышами. Фермы изготавливаются цельными с предварительно напряженным нижним поясом. Для покрытий зданий с сильно агрессивной средой изготавливаются безраскосные фермы с предварительным напряжением арматуры стоек, что обеспечивает трещиностойкость всех элементов ферм.

В качестве напрягаемой арматуры в фермах применяют стержневую арматуру класса А-IV и выше, проволочную арматуру Вр-II и канаты К-7, K-I9.

Верхний пояс, стойки и опорный узел армируются сварными

studfiles.net

Ферма безраскосная - это... Что такое Ферма безраскосная?

Ферма безраскосная – Ферма безраскосная[ФЕРМА РАМНАЯ] – стержневая балочная конструкция, состоящая из параллельных поясов и жёстко соединённых с ними стоек, по аналогии названная фермой.

[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Рубрика термина: Фермы

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

construction_materials.academic.ru

2. Проектирование стропильных конструкций. Безраскосная ферма.

2.1. Расчёт элементов нижнего пояса фермы.

Сечение 16, нормальное к продольной оси элемента см. рис. 3 N=749.69 кН; M=0.5·21.84=10.92 кН·м.

Принимаем Asp = A′sp = 424.8 мм² (3  15 К-7), или Asp, tot = 849.6 мм².

Усилия от действия полной (постоянной и снеговой) нагрузки

N = N/fm = 749.69/1.239=605.08 кН

M = M/fm = 21.84/1.239=17.63 кН·м

То же, от длительной (постоянной) нагрузки

Nl =Ng/fm = 496.57/1.239=400.28 кН;

Ml =Mg/fm =14.47/1.239 =11.68 кН·м.

Геометрические характеристики приведённого сечения вычисляем по формулам (11)-(13) [4] и (168)-(175) [5].

Площадь приведённого сечения:

Ared =A+Asp, tot=240·220+5.14·849.6=57169.5 мм², где =Es/Eb=180000/35000=5.14.

studfiles.net

Безраскосная ферма - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Безраскосная ферма

Cтраница 1

Безраскосные фермы широко применяются в инженерных сооружениях. Расчет их считается весьма сложным. Ферма с пятью панелями, например, с точки зрения метода сил пятнадцать раз статически неопределима, с точки зрения метода перемещений она содержит семнадцать неизвестных. При расчете такой системы обычно пользуются приближенными способами, основанными на различного рода допущениях. [1]

Безраскосные фермы разработаны проектным институтом № 1, Союзмашстройпроекта ( шифр 839 - 12, вып. [3]

Арочные безраскосные фермы значительно удобнее и технологичнее в изготовлении, у них проще армирование узлов, есть возможность удобно использовать межферменное пространство для технических этажей и коммуникаций. Поэтому эти фермы широко применяют для покрытий зданий как со скатной, так и с малоуклонной или плоской кровлей. Особенностью статической работы таких ферм является возникновение довольно больших изгибающих моментов в стойках и поясах, что требует дополнительного армирования. [5]

Стержни безраскосных ферм при нагрузках в узлах испытывают кроме продольных сил поперечный изгиб, причем в каждой панели пояса и в каждой стойке изгибающие моменты меняют знак, проходя через нулевые значения. [6]

Расчет безраскосных ферм показывает, что в стойке обнаруживается сечение с нулевым изгибающим моментом; это эквивалентно нахождению шарнира в нем, что снижает статическую неопределенность на единицу. [8]

Применение безраскосных ферм в пространственных покрытиях более предпочтительно, чем с треугольной решеткой. Контурные конструкции данной разновидности легче сплошных жестких стен и балок, на них расходуется меньше строительных материалов. [9]

Применение безраскосных ферм по сравнению с раскосными дает большие возможности для использования межферменного пространства, например для прокладки крупногабаритных коммуникаций и других целей. [10]

Расчетная схема безраскосной фермы представляет многократно статически неопределимую замкнутую раму с жесткими узлами, статический расчет которой производится на ЭВМ. [11]

Статический расчет безраскосной фермы как многократно статически неопределимой стержневой системы выполнен методом конечных элементов на ЭВМ. Расчетная схема представляет идеализированную модель конструкции, которая разбивают на конечные элементы ( в данном случае это стержни фермы) и нумеруют узлы. Назначаются опорные узлы и в них вводятся соответствующие связи, запрещающие перемещения по тем или иным степеням свободы. [13]

Все больше распространяются безраскосные фермы длиной 18 и 24 м, которые при перевозке должны опираться только по концам. Места крепления ферм в транспортном положении должны находиться в узлах верхнего пояса. При одновременной перевозке нескольких ферм между ними необходимо устанавливать разделительные прокладки. Для перевозки железобетонных ферм было разработано более 80 конструкций специализированных длин-нобазных полуприцепов. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

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.

studfiles.net

Безраскосная ферма - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Безраскосная ферма

Cтраница 3

Иногда вместо раскосных ферм главные фермы выполняют в виде безраскосных ферм ( рис. 114) или сплошных балок двутаврового или коробчатого сечения. В последнем случае ( рис. ИЗ) основные вертикальные и горизонтальные инерционные нагрузки воспринимаются всем сечением балок, размер и конструкции которых должны обеспечить пространственную жесткость системы. [31]

В соответствии с принятыми допущениями расчетной схемой кузова может служить безраскосная ферма. Наиболее удачное решение для нее была предложено акад. [33]

Он представляет собой промежуточную конструктивную форму между сплошностенчатой балкой и безраскосной фермой. Теоретические и экспериментальные исследования сквозных двутавров показали, что с достаточной степенью точности они могут быть рассчитаны как безраскосные фермы по приближенному способу Виренделя. Принимается, что в середине сплошных участков стенки и посередине участков поясов в местах вырезов расположены шарниры - точки нулевых моментов, в которых действуют только поперечные силы. [34]

Типовые двухъярусные эстакады с пролетом 18 м могут быть железобетонными с сегментными безраскосными фермами, со стальными решетчатыми фермами, опирающимися на железобетонные или стальные колонны. [35]

По сравнению с сегментными, арочными и другими фермами с треугольной решеткой, безраскосные фермы выгодно отличаются распределением усилий, простотой армирования и конструкцией опалубки, более экономичны по расходу материалов и более удобны для размещения технологического оборудования в межферменном пространстве. Общая протяженность элементов решетки в этих фермах примерно в два раза меньше, чем в сегментных и полигональных, значительно проще армирование узлов благодаря примыканию решетки к поясам под прямым углом. [36]

Статический расчет перфорированных балок ( рис. 41) производят по аналогии с расчетом безраскосных ферм. [37]

Полнота рассмотрения возможных конструктивных решений задачи обеспечивается исследованием различных типов распорок ( раскосные или безраскосные фермы, балка со сплошной стенкой, оптимальная конструкция), доведенным до простых расчетных результатов, проиллюстрированных типовыми примерами. [38]

Здание это имеет укрупненную сетку колонн ( 12X6 и 18X6 м) и перекрывается безраскосными фермами. [39]

В варианте III в качестве административно-бытовых и частично вспомогательных площадей используется пространство, образованное безраскосными фермами, а также плитами покрытия и плитами, опирающимися на нижние пояса ферм. Для дальнейшей разработки один из этих вариантов выбирается на основе технико-экономического анализа. [40]

Схемы стропильных и крановых ферм: а, б - очертания легких ферм; s - безраскосная ферма; г-американская стропильная треугольная ферма; д, е, ж - крановые фермы. [41]

Помимо ферм с треугольной решеткой, в практике строительства применяются ( хотя и значительно реже) безраскосные фермы арочного очертания или с прямолинейными поясами. В таких фермах пояса соединяются только стойками. [42]

Во-первых, в строительной ферме длина отдельного стержня велика по сравнению с его поперечными размерами, тогда как в безраскосной ферме кузова тепловоза длина стержня соизмерима с высотой. Так, высота средней части нижнего пояса в месте расположения окон в тепловозе ТЭ10 составляет 1490 мм, а длина между простенками, образующими фильтр, 1150 мм. Во-вторых, резко отличаются размеры упругой и общей длины стержня. В строительной ферме они мало разнятся, соотношение близко к единице. В-третьих, моменты инерции сечений стоек в кузове во много раз меньше, чем у поясов, что не характерно для строительной фермы. В-четвертых, в строительной ферме стержни расположены в одной плоскости, а в кузове - в разных. Так, верхний пояс кузова включает, кроме части боковой стенки, лежащей в вертикальной плоскости, и часть крыши. Кузов представляет собой тонкостенную конструкцию, и обшивка при воспринятии нагрузки может терять устойчивость при относительно невысоких напряжениях. [43]

После нахождения положений моментных нулевых точек в поясах и распре-деления поперечной силы между верхним и нижним поясом, задача силового расчета безраскосной фермы становится статически определимой, и каждая панель фермы может быть рассчитана независимо от других. [44]

Страницы: 1 2 3 4 5