4.2 Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны

Таблица 3

Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны однопролетной рамы

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

5.1 Исходные данные для расчета

Пролет фермы – L = 18 м;

Шаг колонн – a = 6 м;

Плиты покрытия – 3 * 6 м;

Район строительства – г. Хабаровск.

5.2 Материалы

Принимаем в качестве предварительно напрягаемой арматуры канаты класса К1500, в качестве ненапрягаемой арматуры горячекатаную стержневую арматуру класса А400 и бетон класса В30. В качестве конструктивной арматуры принимаем стержневую арматуру А240 и проволочную арматуру В500.

Характеристики напрягаемой арматуры - канатов класса К1500:

Rsp.ser = 1500 МПа; Rsp = 1250 МПа; Esp = 180000 МПа.

Характеристики ненапрягаемой арматуры класса А400:

Rs = 355 МПа; Rsc = 355 МПа; Rsw = 285 МПа; Es = 200000 МПа.

Характеристики бетона класса В30:

Rbt.ser = 1.75 МПа; Rb.ser = 22 МПа; Rbt = 1.15 МПа; Rb = 17 МПа; γb2 = 0.9; Eb = 32500 МПа.

5.3 Статический расчет

5.3.1 Нормативные нагрузки

Нормативная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна qn = 2.11 кН/м2.

Принимаем ферму марки 2ФС18-2.

Нагрузка от собственного веса фермы:

qф.ser = Gр * g / (L * a),

qф.ser = 6000 * 10-3 * 9.81 / (18 * 6) = 0.55 кН/м2.

Нормативная кратковременная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности покрытия:

Sser = S0 * 0,7 * μ1,

где μ1 = 1 – коэффициент.

Sser = 1.2 * 0.7 * 1 = 0.84 кН/м2.

Нормативная длительная снеговая нагрузка:

Sl,ser = Sser * k,

Sl,ser = 0.84 * 0.5 = 0.42 кН/м2.

5.3.2 Расчетные нагрузки

Расчетная нагрузки от веса покрытия рассчитана в таблице 1 и равна q = 2.43 кН/м2.

Расчётная нагрузка от собственного веса фермы:

qф = qф.ser * γf,

qф = 0.55 * 1.1 = 0.61 кН/м2.

Расчётная нагрузка от снегового покрова:

S = S0 * μ1,

S = 1.2 * 1 = 1.2 кН/м2.

Расчётная длительная снеговая нагрузка:

Sl = S * 0.5,

Sl = 1.2 * 0.5 = 0.6 кН/м2.

Узловые (сосредоточенные) нагрузки:

- нормативные:

Рn,ser = 2.11 * 6 * 3 = 37.98 кН;

Рф,ser = 0.55 * 6 * 3 = 9.90 кН;

Рs,ser = 0.84 * 6 * 3 = 15.12 кН;

Рsl,ser = 0.42 * 6 * 3 = 7.56 кН;

- расчётные:

Рn = 2.43 * 6 * 3 = 43.74 кН;

Рф = 0.61 * 6 * 3 = 10.98 кН;

Рs = 1.2 * 6 * 3 = 21.6 кН;

Рsl = 0.6 * 6 * 3 = 10.8 кН.

Нормативная и расчетная нагрузки от собственного веса покрытия с учётом веса фермы:

Рser = Рn,ser + Рф,ser,

Р = Рn + Рф,

Рser = 37.98 + 9.90 = 47.88 кН,

Р = 43.74 + 10.98 = 54.72 кН.

Геометрическая схема фермы изображена на рисунке 6, расчёт усилий в элементах фермы от постоянной и временной (снеговой) нагрузок приведен в таблице 4.

Рисунок 6. Геометрическая схема фермы

Нормативные полное и длительное усилия определяем только в наиболее растянутых элементах для расчёта по второй группе предельных состояний:

- нижний пояс:

U2,ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 5.33 = 335.79 кН,

U2l,ser = Nl.ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 5.33 = 295.50 кН;

- раскос:

D2,ser = Nser = (37.98 + 9.90 + 15.12) * 0.78 = 49.14 кН,

D2l,ser = Nl,ser = (37.98 + 9.90 + 7.56) * 0.78 = 43.24 кН.

Таблица 4

Расчёт усилий в элементах фермы от постоянной и временной нагрузок