Расчет и конструирование основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания в сборном варианте

2.3.3. Расчет элементов решетки

Растянутые  раскосы

Наибольшее  растягивающее усилие N=144 кН, в том числе длительно действующее N_l=111 кН.

Размеры сечения: b´h=200´150 мм.

А_s=N/ R_s =144×10³/365×=394,5 мм² , принимаю 4 Æ12 A-III, А_s=452 мм².

Процент армирования:

Проверим  продолжительную ширину раскрытия  трещин с учетом влияния жесткости  узлов при действии усилия: N_l=111,0/1,2=92,5 кН (g_f=1).

s_s= N_l/A_s=92,5/4,52=204,6  МПа;

j_l=1,6-15×m=1,375;

a_crc=1,15×dj_l×h(s_s/E_s)×20(3,5-100m)׳Öd=1,15×1,2×1,375×1×(204,6/20×10⁴)×20×(3,5-100×0,015)× ³Ö12=0,18 мм< [a_crc]=0,3 мм.

Растянутые  стойки

Наибольшее  растягивающее усилие N=139,0 кН, в том числе длительно действующее N_l=108,0 кН.

Размеры сечения: b´h=200´150 мм.

А_s=N/ R_s =139×10³/365×10=307,5 см² – 4 Æ12 A-III, А_s=4,52 см².

Процент армирования:

Проверим  продолжительную ширину раскрытия  трещин с учетом влияния жесткости  узлов при действии усилия: N_l=108,0/1,2=90 кН (g_f=1).

s_s= N_l/A_s=90/4,52=200 МПа;

j_l=1,6-15×m=1,375;

a_crc=1,15×1,2×1,4425×1×(286,6/20×10⁴)×20×(3,5-100×0,015)× ³Ö12=0,174 мм< [a_crc]=0,3 мм.

Сжатый  раскосы.

Наибольшее  сжимающее усилие N=309кН, в том числе длительно действующее N_l=239 кН. Размеры сечения: b´h=200´150 мм.

Геометрическая  длина раскосов l=403,6см, расчетная l₀=0,9×l=0,9×403,6=363,24см.

Расчет  раскосов ведут как внецентренно сжатых элементов с учетом случайного эксцентриситета е_а=h/30=15/30=0,5см, е_а= l₀/600=363,24/600=0,605см и не менее 1см. Принимаем е_а=1см.

Отношение l₀/ h=363,24/15=24,22>20, расчет выполняем с учетом влияния прогиба на значение эксцентриситета продольной силы.  Принимаем симметричное армирование сечения, А_s=A’_s; ξ=х/h₀≈1 и ή=1

Требуемая площадь сечения  арматуры по условию:

А_s=A’_s=

е=е₀ή+(h/2)-а=1×1+15/2-3,5=6см.

Принимаем из конструктивных соображений 4 Æ12 A-III, А_s=4,52 см²

Армирование остальных сжатых элементов решетки назначаем конструктивно:

4 Æ12 A-III, А_s=4,52 см². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3.4. Расчет узлов фермы

1. Рассмотрим  первый промежуточный узел верхнего  пояса. К узлу примыкает растянутый  раскос (2-12).

Фактическая длина заделки раскоса за линию отрыва АВ составила 280мм, а требуемая длина заделки арматуры Æ12 A-III составляет:

l_an=35d=35×12=420мм.

Требуемая площадь сечения одного поперечного  стержня:

A_sw=

N=144кН,

а –  условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии наконце коротыша: а=3d=3^.1,2=3,6см

k₁=s_s/R_s=N/R_s×A_s=144/365×4,52=0,873;

k₂=1 – для узлов верхнего пояса,

φ=62˚

n – количество поперечных стержней пересекаемых линией АВ. При двух каркасах в узле и шаге поперечных стержней 100мм на линии АВ размещается:

n=[567×2/100]-2=10шт;

A_sw={144×[1-(1×28+3,6)/(0,873×42)]} ×10³/(10×290×0,469)=14,9 мм².

Принимаю Æ5 A-III, А_s=19,6 мм²_.

Площадь сечения окаймляющего стержня:

A_s=0,04×N/n₂R_os=0,04×144×10/2×90=32 мм²: Æ7 A-III, А_s=38,5 мм². 
 
 
 

Рассмотрим  опорный узел.

N=1461 кН.

Требуемая площадь дополнительной ненапрягаемой  арматуры: 

A_s=0,2×1461×10³/365=800 мм²: 4 Æ16 A-III, А_s=804 мм²

Требуемая длина анкеровки l_an=35d=35×1,6=56 см >55,0см.

Для напрягаемой  арматуры:

А_Т-V: l_an=35d=35×2,0=70 см.

Площадь поперечных стержней подбираем для двух условий.

Расчет на отрыв  по наклонному сечению АВ.

Принимаем в опорном узле два каркаса, шаг  поперечных стержней 100мм. Тогда наклонное  сечение пересекает n=2×8=16 стержней.

Требуемая площадь  сечения одного поперечного стержня:

N_sp=25,13×680×55,5/70=1354,87 кН.

N_s=8,04×365×55,5/56=290,84 кН.

Требуемая площадь сечения одного поперечного стержня:

A_sw={1461-1357,87-290,84}×10³/(16×290×1,7)<0: конструктивно Æ6 A-III, А_s=0,28см²

Расчет на изгиб  по наклонному сечению АВ

Требуемая площадь одного поперечного стержня:

A_sw=

x – высота сжатой зоны.

х= =(1354,87+290,84)×10/(30^.0,9×19,5)=31 см;

l=1230мм – длина опорного узла;

β=28,1˚

z_sw»(l₂-100)/2=(930-100)/2=41,5см

а=170мм;

h_op=h_os=880-360/2=70 см;

A_sw=[1657×(123-17)×0,471-1357,87×(70-31/2)-290,84×(70-31/2)]/(16×290 × 41,5×10^-1)<0,

Принимаю Æ6 A-III, А_s=0,283 см²_. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Статический расчет поперечной рамы

Принимаю  колонну со следующими размерами:

Вид нагрузки	Формула расчета	Расчетная нагрузка, кН
А. Постоянная, приложенная до монтажа покрытия
От  собственного веса колонн
Крайняя колонна надкрановая часть	0,4×0,6×4,5×2,5×9,81×1,1×0,95	27,68
подкрановая часть	130,0×1,1×0,95 – 27,68	107,99
Средняя колонна надкрановая часть	0,6×0,4×4,5×2,5×9,81×1,1×0,95	27,68
подкрановая часть	138,0×1,1×0,95-27,68	116,53
Собственный вес подкрановой балки с рельсом	(35+0,528×12)×0,95×1,1	43,2
Б. Постоянная, приложенная после монтажа покрытия
От  веса фермы пролетом 24 м	149×1,1×0,95	155,705
От  веса фермы пролетом 18 м	78×1,1×0,95	81,51
Полная  расчетная нагрузка от покрытия
на  крайнюю колонну по ряду А	3,921.0,95.12×18/2+81,51/2	443,05
на  среднюю колонну по ряду Б	3,921×0,95×12×18+81,51	886,1
на  среднюю колонну по ряду В	3,921×0,95×12×21+(155,705+81,51)/2	1057,3
на  крайнюю колонну по ряду Г	3,921×0,95×12×24/2+155,705/2	614,25
В. Временная (снеговая)
на  крайнюю колонну по ряду А	1,8×12×0,95×9	184,68
на  среднюю колонну по ряду Б	1,8×12×0,95×18	369,36
на  среднюю колонну по ряду В	1,8×12×0,95×21	430,92
на  крайнюю колонну по ряду Г	1,8×12×0,95×12	246,24