Фермы жб
Расчет и конструирование железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания-1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ.
Факультет: «Промышленное и гражданское строительство».
Кафедра железобетонных и каменных конструкций.
Дисциплина: «Железобетонные и каменные конструкции».
КУРСОВАЯ РАБОТА.
Расчет и конструирование
железобетонных конструкций
одноэтажного промышленного здания
Руководитель:
Студент :.
Москва 2010 год.
проектирование стропильной сегментной фермы
1. Общие положения
В одноэтажных производственных зданиях массового строительства железобетонные стропильные фермы применяются для перекрытий пролётов 18–24 м. Обычно стропильные фермы размещаются вдоль большего расстояния между колоннами с укладкой на них железобетонных панелей покрытия длиной 6–12 м.
К общим достоинствам стропильных ферм по сравнению со стропильными балками относятся существенно меньший расход материалов на сами конструкции, возможность пропуска технических коммуникаций в пределах межферменного пространства, более простое крепление подвесного транспортного оборудования. Главным недостатком ферм является большая, по сравнению с балками высота, что приводит к увеличению протяженности ограждающих стеновых панелей и к дополнительным эксплуатационным расходам на отопление и вентиляцию лишнего объема здания.
Фермы с параллельными поясами применяются для устройства плоских кровель. У сегментных ферм верхний пояс имеет ломаное очертание. Вследствие этого в элементах решетки усилия оказываются заметно меньше, чем в других фермах. Кроме того, сумма длин элементов решетки также сокращается. В результате сегментные фермы по расходу материалов и стоимости более экономичны.
При назначении габаритных размеров высоту ферм в середине пролета обычно принимают от пролета. Ширина поясов из условия опирания панелей покрытия на верхний пояс фермы назначается не менее 20 см при панелях длиной 6 м и не менее 25 см при панелях длиной 12 м. Все размеры сечений рекомендуется назначать кратными 2 см и принимать их не менее 20х16 см для поясов и 10х15 см для элементов закладной решетки.
При реальном проектировании стропильные фермы рассчитываются на совместное действие нагрузки от собственной массы фермы, условно сосредоточенной в узлах, нагрузки от панелей покрытия и кровли, снеговой нагрузки с загружениями ,,и всего пролета с учетом возможного образования снеговых мешков на скатных кровлях и кровлях с фонарями, а также нагрузки от подвесных коммуникаций и подвесного транспорта. При выполнении курсового проекта в целях сокращения его объема допускается выполнять статический расчет по упрощенной схеме:
– панели покрытия принимать шириной 3 м с передачей нагрузки в виде сосредоточенных сил, прикладываемых к узлам верхнего пояса, что исключает влияние местного изгиба. Нормативное значение массы панелей следует принимать по приложению 21;
– значения снеговой нагрузки принимаются по нормам в зависимости от района строительства объекта (см. приложение 16 ).
Следует выделять 2 случая: случай, когда длительно действует снеговая нагрузка относительно малой интенсивности1и случай, когда кратковременно действует полная снеговая нагрузка. Для здания без фонарей снеговая нагрузка рассматривается как равномерно распределенная с загружениеми всего пролета фермы.
В железобетонных фермах сопряжение отдельных элементов выполняются как жесткие. Вследствие этого при взаимном смещении при повороте узлов в элементах фермы возникают изгибающие моменты. Установлено, что влияние жесткости узлов на величину продольных сил и на величину прогибов фермы несущественно и может не учитываться, т.е. вычисление продольных сил и прогибов может вестись по шарнирной схеме. Влияние изгибающих моментов следует учитывать в эксплуатационной стадии, где они приводят к заметному увеличению ширины раскрытия трещин в растянутых элементах решетки и увеличивая раскрытие трещин в предварительно напряженном нижнем поясе.
В курсовом проекте допускается рассчитывать трещиностойкость нижнего пояса как центрально растянутого элемента, но величину усилия образования трещин, вычисляемую по рекомендациям норм СНиП 52-01-2003 [2] , СП 52-102-2004 [4] и дополнительно умножать на коэффициент k=0,85 , учитывающий влияние жесткости узлов. При определении ширины раскрытия трещин в нижнем поясе расчет ведется по рекомендациям [2,4] как для растянутого элемента с увеличением ширины раскрытия трещин на 15%, а в растянутых ненапряженных элементах в 2 раза.
Данные на проектирование
Ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 18 м, при шаге ферм 6м,тип
кровли холодная ,расчетная снеговая нагрузка 2,4кН.м2
Нагрузка от веса покрытия
Элементы покрытия | Нормативная нагрузка, Па | К-т надежности по нагрузки | Расчетная нагрузка, Па |
Рулонный ковер 10 мм | 100 | 1,3 | 130 |
Цементно-песчаная стяжка | 630 | 1,3 | 819 |
(f = 18кН/м3,= 35мм) | |||
Пароизоляция 15 мм | 50 | 1,3 | 65 |
ИТОГО (g): | 780 |
| 1014 |
Геометрические схемы стропильных ферм.
Ферма изготовлена из тяжелого бетона класса В30:
– расчетное сопротивление осевому сжатию Rb= 17МПа
– расчетное сопротивление осевому растяжению Rbt= 1,15МПа
– нормативное сопротивление осевому растяжению Rbt,n= 1,75МПа
– начальный модуль упругости Eb = 32,5103МПа
Напрягаемая арматура нижнего пояса из канатов К-1400 15ммс натяжением на упоры:
– расчетное сопротивление растяжению II группы п.с. Rs,ser= 1400МПа
– расчетное сопротивление растяжению I группы п.с. Rs= 1170МПа
– начальный модуль упругости Es = 1,8105МПа
Сжатый пояс и элементы решетки фермы армируются стержнями класса А400:
– расчетное сопротивление растяжению/сжатию I г.п.с. Rs=Rsс= 355МПа(табл. 22)
– начальный модуль упругости Es = 2103МПа(табл. 29)
–хомуты класса А240
Определение нагрузок на ферму
Равномерно распределенную нагрузку от покрытия,прикладываем в виде сосредоточенных сил к узлам верхнего пояса. Вес фермы также учитывается в виде сосредоточенных сил, приложенных к узлам верхнего пояса. Снеговую нагрузку рассматриваем приложенной в 2-х вариантах: 1) вся снеговая нагрузка по всему пролету и по половине пролета является кратковременно действующей; 2) доля длительно действующей снеговой нагрузки, принимаемая равной 0,5 от полной также прикладывается по всему и по половине пролета фермы.
Нагрузки на покрытие
Вид нагрузки | Нормативная, Па | К-т надежности по нагрузке | Расчетная, Па |
Постоянная: |
|
|
|
Нагрузки от веса покрытия | 780 | 1,27 | 1014 |
ферма 60000 / (18) | 556 | 1,1 | 612 |
Ребристые крупноразмрные плиты 3х6 | 1570 | 1,1 | 1727 |
Итого: g | 2906 |
| 3353 |
Временная снеговая: |
|
|
|
кратковременная (полная) | 24000,7=1680 | - | 2400 |
длительная с к-том 0,5 | 840 | - | 1200 |
Условные расчетные нагрузки по верхнему поясу фермы:
– постоянная:
кН;
– длительная снеговая:
кН;
– кратковременная (полная) снеговая:
кН.
Узловые нормативные нагрузки соответственно:
кН;
кН.
Определение усилий в элементах фермы
Для вычисления продольных усилий в элементах фермы определяем сначала усилия от единичных нагрузок.
Нумерация элементов и схемы нагружения единичной нагрузкой:
а – фермы пролетом 18 м, б – фермы пролетом 21 м.,в – фермы пролетом 24 м.
Результаты расчетов сведены в табл. 5.
Усилия в элементах фермы от единичных загружений.
Элементы фермы | Усилия в элементах, кН. | |
При загружении всего пролета фермы | При загружении половины пролета фермы | |
нижний пояс: | ||
Н1 | +4,89 | +3,43 |
Н2 | +5,34 | +2,67 |
раскосы: | ||
Р1 | +0,42 | 0,15;+0,37 |
Р2 | -0,1 | 0,92;+0,82 |
стойки: | ||
С1 | -0,12 | -0,45;+0,33 |
верхний пояс: | ||
В1 | -5,49 | -3,86 |
В2 | -5,42 | -3,4 |
В3 | -5,28 | -3,31 |
Далее получим усилия от действующих нагрузок путем умножения единичных нагрузок на значения узловых нагрузок Fi. Результаты расчета сведены в табл
Усилия в элементах фермы от заданных загружений.
Элементы фермы | Усилия в элементах, кН. | Усилия от постоянной нагрузки | Усилия от длительного действия снеговой нагрузки | Усилия от кратковременного действия снеговой нагрузки | Суммарное опасное кратковременное воздействие | Суммарное опасное длительное воздействие | ||||||
всего пролета | половины пролета | = | | = | 1 | = | | = | | = | | |
Fn,1 | F1 | Fn,2 | F2 | Fn,3 | F3 | |||||||
41,41 | 47,78 | 11,97 | 17,10 | 23,94 | 34,20 | |||||||
Н1 | 4,89 | 3,43 | 202,5 | 233,6 | 58,5 | 83,6 | 117,1 | 167,2 | 319,6 | 400,9 | 261,0 | 317,3 |
Н2 | 5,34 | 2,67 | 221,1 | 255,1 | 63,9 | 91,3 | 127,8 | 182,6 | 349,0 | 437,8 | 285,0 | 346,5 |
Р1 | 0,42 | 0,15 | 17,4 | 20,1 | 5,0 | 7,2 | 10,1 | 14,4 | 27,4 | 34,4 | 22,4 | 27,2 |
|
| 0,37 |
|
| 4,4 | 6,3 | 8,9 | 12,7 | 8,9 | 12,7 | 4,4 | 6,3 |
Р2 | -0,1 | 0,92 | -4,1 | -4,8 | -1,2 | -1,7 | -2,4 | -3,4 | -6,5 | -8,2 | -5,3 | -6,5 |
|
| 0,82 |
|
| 9,8 | 14,0 | 19,6 | 28,0 | 19,6 | 28,0 | 9,8 | 14,0 |
С1 | -0,12 | -0,45 | -5,0 | -5,7 | -1,4 | -2,1 | -2,9 | -4,1 | -7,8 | -9,8 | -6,4 | -7,8 |
|
| 0,33 |
|
| 4,0 | 5,6 | 7,9 | 11,3 | 7,9 | 11,3 | 4,0 | 5,6 |
В1 | -5,49 | -3,86 | -227,3 | -262,3 | -65,7 | -93,9 | -131,4 | -187,8 | -358,8 | -450,1 | -293,1 | -356,2 |
В2 | -5,42 | -3,4 | -224,4 | -259,0 | -64,9 | -92,7 | -129,8 | -185,4 | -354,2 | -444,3 | -289,3 | -351,6 |
В3 | -5,28 | -3,31 | -218,6 | -252,3 | -63,2 | -90,3 | -126,4 | -180,6 | -345,0 | -432,9 | -281,8 | -342,6 |
Проектирование сечений элементов фермы
Нижний растянутый пояс.
Расчет прочности выполняем на суммарное опасное кратковременное усилие.
Определяем площадь сечения растянутой продольной напрягаемой арматуры класса К-1500 при s3 = 1,10:
см2.
Предварительно принимаем арматуру в виде 7 канатов 9ммкласса К-1500 с площадью
Аs3= 3,57см2. Принимаем сечение нижнего поясаbh= 2522 см.
Расчет нижнего пояса на трещиностойкость.
Отношение модулей упругости арматуры и бетона:
– для канатов класса К-1400:
;
Величину предварительного напряжения арматуры примнимаем из условия
,
где Rs,ser= 1500 МПа.МПа
принимаем
МПа.
Первые потери.
1) От релаксации напряженной арматуры:
МПа.
2) От разности температур напрягаемой арматуры и нижних натяжных устройств при t= 65о С:
МПа.
3)Потери от деформаций стальной формы т.к. всю арматуру натягиваем одновременно.
4) От деформации анкеров l= 2 мм:
МПа,
где l– длина натягиваемого каната в мм.
Первые потерисоставят:
МПа.
Вторые потери.
1) От усадки бетона класса В40
МПа.
2) От ползучести бетона при:
=2,3-коэф.ползучести.Для бетона класса В30 и относительной влажности воздуха окружающей среды 40-75
=P(1)/Ared
кН
Ared=A+Asp=кН
МПа
Коэф.армирования
При симметричном обжатии элемента напрягаемой арматурой
МПа
Полные потери:
МПа>100МПа
Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры sp =0,9
Тогда
Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин:
Поскольку Ncrc=337,44 кН <Nn= 349,0 кН, условие трещиностойкости сечения не выполняется.
Определим ширину раскрытия трещин от суммарного действия постоянной и полной снеговой нагрузки и сравним ее с допустимым значением:
.
Приращение напряжения в растянутой арматуре от полной нагрузки:
Н/см2
Н/см2
Принимаем мм
Для центрально-растянутых преднапряжерных элементов
Н/см2= 277,79 МПа>
studfiles.net
Серия ПК-01-28 Сборные железобетонные предварительно напряженные арочные фермы для покрытий зданий пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6 м
ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ДЕТАЛИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
СЕРИЯ ПК-01-28
СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ АРОЧНЫЕ ФЕРМЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ЗДАНИЙ ПРОЛЕТАМИ 18, 24 и 30 м С ШАГОМ ФЕРМ 6 м
Выпуск I. |
Материалы и детали для применения ферм |
Выпуск II. |
Фермы пролетом 18 м. Рабочие чертежи |
Выпуск III. |
Фермы пролетом 24 м. Рабочие чертежи |
Выпуск IV. |
Фермы пролетом 30 м. Рабочие чертежи |
Выпуск V. |
Материалы для проектирования |
Выпуск VI. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 18 м с натяжением арматуры нижнего пояса на бетон |
Выпуск VII. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 24 м с натяжением арматуры нижнего пояса на бетон |
Выпуск VIII. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 30 м с натяжением арматуры нижнего пояса на бетон |
Выпуск IX. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 18 м с натяжением арматуры нижнего пояса на упоры |
Выпуск X. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 24 м с натяжением арматуры нижнего пояса на упоры |
Выпуск XI. |
Рабочие чертежи ферм пролетом 30 м с натяжением арматуры нижнего пояса на упоры |
files.stroyinf.ru
ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ. Описание, технические характеристики – ГК РОСАТОМСНАБ
Задать вопрос
Фермы железобетонные являются одним из основных составных элементов при строительстве одноэтажных зданий, входят в состав конструкции крыш и служат для перекрытий широких пролетов. Они выдерживают большие нагрузки на покрытия, представляют собой готовые несущие конструкции. В современном строительстве не обойтись без такого вида железобетонных изделий, как фермы. Фермы железобетонные представляют собой каркасные конструкции, которые состоят из отдельных соединенных между собой стержней. По верхнему краю фермы проходят стержни, образующие верхний пояс, по нижнему – нижний. Вертикальные сегменты фермы называются стойками, а наклонные – расколами. Между стойками фермы находятся раскосы и стойки, образующие решетку фермы, места их соединения называются узлами фермы. Фермы выпускаются как в готовом виде, так и составные, то есть собирающиеся непосредственно на месте стройки из нескольких частей, имеют прямоугольное сечение. Фермы железобетонные производятся согласно ГОСТ 20213-89 из тяжелого или легкого конструкционного бетона класса В-30 – В-50. Для армирования применяется арматура стальная класса А-4, Ае-5 и высокопрочная проволока Вр-2. Фермы длиной более 896 см выпускаются с предварительно напряженной арматурой. Фермы длиной 596 см выпускаются с ненапряженной арматурой. Фермы железобетонные делятся на два вида: • Стропильные • Подстропильные. По форме фермы бывают: • Сегментные • Арочные • Полигональные. Стропильные фермы подразделяются на следующие виды: • ФС – фермы раскосные сегментные. Применяются для строительства скатной кровли. • ФБС – фермы безраскосные. Применяются для строительства скатной кровли. • ФБМ – фермы безраскосные, используются для строительства покрытий с малоуклонной кровлей. • ФТ – фермы безраскосные треугольные, для строительства скатной кровли. Подстропильные фермы подразделяются на: • ФПС – для строительства скатной кровли. • ФПМ – для строительства малоуклонной кровли. • ФПН – фермы с предварительно напряженными стойками для строительства малоуклонной кровли. • ФП – для строительства покрытий из плит размером на длину пролета. Фермы (ФС) раскосные сегментные для строительства скатной кровли выпускаются в следующих размерах: длиной 1800-2400 см, высотой 260-320 см, шириной пояса 20-30 см. Фермы сегментные безраскосные для скатной кровли(ФБС) и треугольные безраскосные для малоуклонной кровли (ФБМ) имеют размеры: длиной 1800-2400 см, высотой 260 - 320 см, шириной пояса 20-30 см. Фермы (ФПС) для скатной кровли имеют размеры: длиной 1200 см, высотой 220 см, шириной пояса 50 см. Фермы безраскосные треугольные (ФТ) производятся по размерам: длиной 600-1800 см, высотой 120-270 см, шириной пояса 20-25 см. Фермы (ФПМ, ФПН) для строительства покрытий с малоуклонной кровлей изготовляются в следующих размерах: длиной 1200 см, высотой 330 см, шириной пояса 50 см. Фермы (ФП) для кровли из плит размером на длину пролета имеют размеры: длиной 1200 см, высотой 180 см, шириной пояса 50 см. Фермы железобетонные имеют вес в пределах от 6 до 50 тонн. Фермы железобетонные применяются в строительстве различных объектов: покрытий различных зданий и сооружений, пролетов мостов, акведуков, гидротехнических затворов, опор линий электропередачи и т.п. Важнейшими качествами ферм являются высокая прочность, морозостойкость, трещиностойкость, жесткость, устойчивость к агрессивному воздействию внешней среды. Стропильные фермы железобетонные перекрывают пролеты и поддерживают непосредственно настил кровли, как стропила. Подстропильные фермы железобетонные перекрывают шаги колонн и создают промежуточные опоры для стропильных конструкций. Технические требования к фермам железобетонным: • Фермы железобетонные стропильные производятся согласно требованиям ГОСТ 20213-89 («Фермы железобетонные. Технические условия»). • Производятся фермы из тяжелого или легкого конструкционного бетона согласно ГОСТ 26633-91. • Марка морозостойкости и водонепроницаемости назначается согласно СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.03.11-85. • • Расчетная нагрузка на фермы допускается только после достижения полной проектной прочности бетона. • Для напрягаемой арматуры нижнего пояса ферм используется стержневая арматура из стали класса А-4,5.
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
Задать вопрос
rosatomsnab.ru