567

Крановая нагрузка:

— пролет крана Lк, м, определяют по формуле

Lк = L – 1,5;

—по табл. 3.1 и рис. 3.2 принимают основные размеры и параметры кранов в зависимости от грузоподъемности крана Q

иLк (Aк, Bк, Рmax,n, mт, mк);

—расчетное максимальное давление на одно колесо крана

Рmax, кН, при f = 1,1 вычисляют по формуле

Рmax = Рmax,n f;

—расчетное минимальноедавлениена одноколесо кранаPmin, кН, при f = 1,1 и Q, mт, mк, т, находят по формуле

Pmin = ((Q + mт + mк)∙10 f – 2Рmax)/2;

— расчетную поперечную тормозную силу на одно колесо

крана Hmax, кН, для кранов с гибким подвесом грузов при f = 1,1 вычисляют по формуле

Hmax = (((Q + mт)∙10 f)/20)/2;

—вертикальные Dmax,Dmin игоризонтальнуюТ,кН,крановые нагрузки на колонну от двух сближенных кранов с учетом коэффициентасочетаний = 0,85по [2] определяютпо формулам:

Примечание. Обозначения, принятые в таблице: Q — грузоподъемность крана (числитель — на большом крюке, знаменатель — на малом); Pmax,n — максимальная нормативная нагрузка на одно колесо крана.

21

аэродинамический коэффициент, принимаемый по п. 6.6 и соответствующейсхемыветровыхнагрузокобязательногоприл. 4 [2] в зависимости от схемы здания.

Активное расчетное давление ветра, кН/м, при f = 1,4 вычисляют по формуле

pn = w0kэcеШ f,

где kэ — коэффициент приведения неравномерной по высоте здания ветровой нагрузкик равномернораспределенной,эквивалентной по моменту в заделке консольной балки длиной Н (коэффициент приведения kэ можно принять по табл. 3.2); се — аэродинамический коэффициент с наветренной стороны здания

(се = 0,8).

Пассивное расчетное давление ветра, кН/м, при f = 1,4 определяют по формуле

p0 = w0kэcе3Ш f,

где cе3 — аэродинамический коэффициент с подветренной стороны здания (принимается по абсолютной величине).

Аэродинамический коэффициент cе3 определяют по соответствующей схеме ветровых нагрузок обязательного прил. 4 [2] в зависимости от схемы здания и его размеров: ширины здания l, длины здания b и высоты h1 = Н (см. бланк задания на курсовой проект).

Ветровое давление на шатер покрытия (выше верха колонн) заменяют сосредоточенной силой W, которую прикладывают к

23

верху колонн (см. рис. 3.4). При этом коэффициенты k1…k5 принимаются по табл. 6 [2].

При Н < 10 м и f = 1,4 W, кН, определяют по формуле

W = w0(((k2 + k3)/2)(10 – Н) + + ((k2 + k4)/2)(Hш + Н – 10))Ш(се + се3) f,

а при 20 > Н 10 м W, кН, вычисляют по формуле

W = w0((k3 + k4)/2)НшШ(cе + cе3) f.

При высоте фермы на опоре 880 мм, высоте плиты hпл, толщине двух стяжек 40 мм и толщине утеплителя (см. табл. 2.1) высота вертикальной части шатра, м, равна:

Нш = (880 + hпл + 40 + )/1000.

Рис. 3.4. Изменение ветрового давления по высоте здания:

а — отметка верха колонны больше 10 м; б — отметка верха колонны не более 10 м

При определении нагрузки от стен необходимо учитывать следующее:

— если стеновое ограждение состоит из навесных панелей, то нужно учитывать нагрузку от стен с остеклением, приложенную в виде вертикальных сил с наружной стороны колонн;

24

— если стены самонесущие, то нагрузка от них передается на фундамент и в работе рамы не участвует.

В курсовом проекте можно принять самонесущие стены. Вычисленные значения нагрузок заносятся в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Исходные данные для расчета рамы

По программе «ask» получают расчетные усилия от различных вариантовзагруженийвчетырех расчетныхсеченияхколонны (1–1, 2–2 — надкрановая часть и 3–3, 4–4 — подкрановая часть) и невыгодные их сочетания для тех же сечений, определяющих следующие значения изгибающих моментов М, продольных сил N и поперечных сил Q:

25

—наибольший положительный момент Mmax и соответствующие ему N и Q;

—наибольший по абсолютной величине отрицательный момент Mmin и соответствующие ему N и Q;

—наибольшая продольная сила Nmax и соответствующие ей M

иQ.

4.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

Для армирования верхнего пояса и решетки фермы применяютарматуруклассаА400.Нормативноесопротивлениеарматуры растяжению Rs,n принимают потабл.5.7[4],расчетныесопротивления арматуры растяжению продольной Rs, поперечной Rsw и сжатию Rsс — по табл. 5.8 [4], значение модуля упругости арматуры Es при сжатии и растяжении — по п. 5.2.10 [4].

Стропильную ферму выполняют с предварительно напряженнымнижнимпоясомсканатнойнапрягаемойарматуройЖ15К1400 с площадью одного каната 1,416 см2. Нормативное сопротивление канатов растяжению Rs,n принимают по табл. 7 [5], расчетное сопротивление канатоврастяжению Rs —потабл.8 [5],значение модуляупругостиарматурныхканатовприсжатии ирастяжении

Es — по п. 2.2.2.6 [5].

Дляпредварительнонапряженныхконструкцийрекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие не ниже В20. Передаточную прочность бетона к моменту его обжатия Rbp следует назначать согласно п. 2.1.1.5 [5] не менее 15 МПа, не менее 0,5В и не более 0,8В. Нормативные сопротивления бетона

Rb,n и Rbt,n принимают по табл. 5.1 [4], расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt — по табл. 5.2 [4], а значение начального модуля

упругости бетонапри сжатии и растяженииЕb —по табл. 5.4 [4].

4.1. Статический расчет фермы

Сбор нагрузок на ферму приведен в табл. 4.1. Сосредоточенные узловые нагрузки:

—полная расчетная F = q∙3∙Ш, кН;

—длительная расчетная Fl = ql∙3∙Ш, кН;

—полная нормативная Fn = qn∙3∙Ш, кН;

—длительная нормативная Fnl = qnl∙3∙Ш, кН.

26

Железобетоннаяфермасжесткими узлами являетсястатически неопределимой системой. Так как продольные усилия в поясах и решетке слабо зависят от жесткости узлов, продольные усилия в элементах фермы определяют в предположении шарнирного соединения в узлах. Влияние жесткости узлов на прочность сжатых элементов учитывают, уменьшая их расчетную длину, а на трещиностойкость и ширину раскрытия трещин растянутых элементов — вводя поправочные коэффициенты. Поскольку геометрическаясхемафермвсехтипоразмероводинакова, в статическом расчете удобно использовать единичные узловые нагрузки. Умножая усилия от единичных узловых нагрузокнасоответствующиеузловыенагрузки,получаемтаблицу проектных усилий в элементах фермы (см. табл. 4.2 и

рис. 4.1).

4.2. Расчет и конструирование нижнего растянутого пояса

Расчет нижнего предварительно напряженного растянутого пояса Ui сечением b h выполняют по наибольшему усилию N и соответственно Nl, Nn, Nnl (см. табл. 4.2) по прочности, образованию и раскрытию трещин.

Предельно допустимую ширину раскрытия трещин аcrc,ult для арматуры класса К1400 из условия сохранности арматуры со-

гласно п. 4.2.1.3 [4] принимают равной:

—0,2мм—припродолжительномраскрытиитрещин(аcrc,ult1);

—0,3 мм — при непродолжительном раскрытии трещин

(аcrc,ult2).

27

Рис. 4.1. Схемы ферм пролетами 18 (а) и 24 м (б)

28

4.2.1. Расчет по прочности

Требуемуюплощадь сечения растянутой напрягаемойарматуры определяют из условия обеспечения прочности по формуле

Aтрsp = N/Rs.

При этом количество канатов (не менее 4) равно:

n = Aspтр/1,416 с площадью Asр = 1,416n > Aтрsр.

Канаты следует размещать в сечении симметрично и как можно ближе к наружным граням сечения в плоскости фермы. При этом минимальное расстояние между центрами канатов —

50 мм.

4.2.2. Предварительные напряжения арматуры

Натяжение канатов выполняют механическим способом на упоры стенда с расстоянием между наружными гранями упоров l = L + 1 м, где L — пролет фермы, м.

Предварительные напряжения арматурных канатов sp со-

гласно п. 2.2.3.1 [5] принимают не более 0,8Rs,n ( sp < 0,8Rs,n). Потери предварительного напряжения в арматуре при меха-

ническом способе натяжения определяют согласно п.п. 2.2.3.3… 2.2.3.8 [5], которые подразделяются на первые и вторые.

Первыепотерипредварительногонапряженияарматурывклю-

2) потери от температурного перепада t, который определяется как разность температурнатянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при нагреве бетона, принимают равными:

sp2 = 1,25 t,

где t допускается принимать равным 65 °C;

3) потери от деформации анкеров натяжных устройств

sp4 = l/lЕs,

где l — обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров, которое допускается принимать равным 0,002 м; l — расстояние между наружными гранями упоров, м.

Первые потери составляют:

sp(1) = sp1 + sp2 + sp4.

29

Предварительное напряжение арматуры с учетом первых потерь определяется по формуле

sp(1) = sp – sp(1).

Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь равно:

Р(1) = sp(1)Asр.

Вторыепотерипредварительногонапряженияарматурывключают в себя:

4) потери от усадки бетона

sp5 = b,shЕs,

где b,sh — деформации усадки бетона, значения которых можно приближенно принимать в зависимости от класса бетона равными:

где b,cr — коэффициент ползучести бетона, определяемый по табл. 5.5 [4] в зависимости от класса бетона по прочности на сжатиеи относительной влажностиокружающейсреды, которую в курсовом проекте принимают равной 40…75 %;

= Еs/Еb;

bp — напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напря-

где Rbp—передаточная прочность бетонак моменту его обжатия; Ared — площадь приведенного сечения нижнего пояса, которую вычисляют по формуле

Ared = bh + Asр Es/Eb;

sp — коэффициент армирования, равный Аsp/А, где А и Аsp

— площади поперечного сечения соответственно элемента и напрягаемой арматуры.

Если условие (4.3) не выполнится, необходимо уменьшить sp и вернуться к формуле (4.1).

Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры определяют по формуле

sp(2) = sp(1) + sp5 + sp6

и принимают не менее 100 МПа.

30