Навантаження від мостових кранів

- тимчасові розрахункові навантаження –  кПа;

- повні нормативні навантаження –  кПа;

- повні розрахункові навантаження –  кПа.

Вузлові розрахункові навантаження по верхньому поясу ферми:

постійні:       P₁ =g·a·b·γn =3,475·12·3·0,95=118,845 кН;

тимчасові:   P ₂ =0,931·12·3·0,95=31,84 кН;

разом:          P ₃ =4,406·12·3·0,95=150,685 кН.

Нормативні вузлові навантаження:

постійні:        P _n1 =g·a·b·γn =3,123·12·3·0,95=106,81 кН;

тимчасові:   P _n2 =0,7·12·3·0,95=23,94 кН;

разом:          P _n3 =3,823·12·3·0,95=130,75 кН.

Зусилля в вузлах ферми отримуємо за допомогою метода вирізання вузлів. Фактичні зусилля в елементах ферми отримаємо, помноживши одиничні зусилля на дійсні значення вузлових навантажень P.

Всі результати обчислення зводимо у таблицю 2.

Таблиця 2. Зусилля в стержнях ферми

3.2. Розрахунок верхнього поясу ферми

Максимальні розрахункові зусилля маємо у стержнях 1-2 і 2-3 ферми. Вони становлять N = -720 кН - від повного навантаження і N_l = -568 кН - від постійного навантаження. Оскільки зусилля в інших панелях верхнього поясу мало відрізняється від розрахункових, то для уніфікації конструктивного рішення усі елементи верхнього поясу армуємо за цими зусиллями.

Для верхнього поясу прийнята арматура . Армування симетричне.

Поперечний переріз поясу становить . Довжина панелі складає l=3000 м.

Потрібну мінімальну площу перерізу стиснутого поясу можна визначити за формулою:

Площа прийнятого перерізу дорівнює 520 см², щобільше за мінімально необхідну.

Величину випадкового ексцентриситету визначаємо згідно ([2], стр. 55, п.3.50). За цим пунктом випадковий ексцентриситет  в будь-якому випадку назначається з умови:

Приймаємо . Розрахунковий ексцентриситет приймаємо рівним .

Визначаємо розрахункову довжину елементу. Згідно ([2], стр. 58, табл. №24) отримаємо, що при виконані умови  розрахункова довжина складає:

Згідно ([2], стр. 62, п. 3.64) елементи прямокутного перерізу з симетричним армуванням із сталі , ,  дозволяється розраховувати за несучою здатністю як центрально стиснуті при виконані умов:

Так як розрахунковий ексцентриситет назначався рівним випадковому, то очевидно, що друга умова виконується. Перевіряємо першу умову:

Отже умова виконується. Тому розраховуємо верхній пояс на центровий стиск за ([2], стр. 62, п. 3.64).

Визначаємо площу робочої арматури. Так як армування прийнято симетричне, то . Сума цих площ позначається . Тоді шукана площа буде становити:

, де

 - поздовжнє зусилля в стержні ферми: .

 - розрахунковий опір арматури  на стиск для першої групи граничних станів: .

 - розрахунковий опір бетону на стиск для першої групи граничних станів: .

 - площа поперечного перерізу верхнього поясу:

- коефіцієнт, який визначається за формулою:

, але не більше ніж .

У цій формулі:

 - визначається за ([2], стр. 62, табл. №26).

 - визначається за ([2], стр. 63, табл. №27).

. Але в цій формулі невідомим є . Тому в першому наближені можна прийняти рівним .

       Згідно ([2], стр. 63, табл. №27) при  ,  і  отримаємо, що .

       Необхідна площа буде становити:

Так як , то по розрахунку арматури у верхньому поясі не потрібно. Тому конструктивно приймаємо арматуру у вигляді  стержнів діаметром  з фактичною площею .

3.3. Розрахунок нижнього поясу ферми

3.3.1. Нижній розтягнутий пояс

Максимальні розрахункові зусилля розтягу становлять N =795 кН.

Поперечний переріз поясу становить . Довжина панелі складає l=6000 м.

Потрібну мінімальну площу перерізу розтягнутого поясу можна визначити за формулою:

Приймаємо 5 канатів Ø12 К7 площею 7,08 см².

Напружена арматура огинається хомутами. Поздовжня арматура каркасу виконується зі сталі класу А-III (4Ø10 с Аs=3,14см²) - призначаємо конструктивно. Сумарний процент армування:

Зведена площа перерізу Аred=A+α·Asp+α·As=20·26+5,55·7,08+6,15+3,14=579 см²,де α=Es/Eb=180·10³/325·10²=5,55 – для напруженої арматури класа К-7;

α=200·10³/325·10²=6,.15 – для арматуры класа А-III.

3.3.2. Розрахунок нижнього пояса на тріщиностійкість

Елемент відноситься до третьої категорії тріщиностійкості. Максимальне попереднє напруження приймаємо:

σsp=0,7Rs,ser=0,7·1295=906 МПа

Перевіряємо умову:

σsp+p= σsp+0,05·p=1,05 σsp=1,05· 906=951,3<Rs,ser=1295 МПа

σsp-p= σsp-0,05·p=0,95 σsp=0,95· 906=860,7>0,3·Rs,ser=387 МПа,

де p=0,05·σsp

Визначаємо втрати попередньо напруженої арматури.

Перші втрати:

релаксація напруг стержневої арматури:

s₁=(0,22s_sp/R_S,SER-0,1)· s_sp =48,85МПа

температурний період:

s₂=1,25 Dt=1,25×65=81,3 МПа

де Dt - різниця між температурами арматури, що нагрівається, і нерухомих упорів (поза зоною нагрівання), що сприймають зусилля натягу, С. При відсутності точних даних приймаємо Dt=65 °С;

деформації анкерів, розташованих біля натяжних пристроїв:

.

де =1,25+0,15d - зсув стрижнів в інвентарних тисках,

- діаметр стрижня, мм;

 =1,25+0,15×18=3,95 мм.

l - довжина стрижня, що натягається, (відстань між зовнішніми гранями упорів чи форми стенда), мм; швидко натікає повзучість для бетону, підданого тепловій обробці,

 при

 при

де a і b - коефіцієнти, прийняті a=0,25+0,025R_bp  але не більше ніж 0,8; b=5,25-0,185R_bp , але не більше ніж 2,5 і не менше ніж 1,1;

R_bp - передатна міцність бетону [СНиП 2.03.01-84, п. 2,6] приймаємо

R_bp=28 МПа;

σ_bp  - стискаючі напруження в бетоні в стадії попереднього обтиснення, не повинні перевищувати значень, зазначених у [СНиП 2.03.01-84, табл. 7]. Визначаються на рівні крайнього стиснутого волокна бетону з урахуванням витрат σ₁, σ₂ , σ₃ при  коефіцієнті точності натягу арматури γ_sp [СНиП 2.03.01-84, п. 1.27, 1.29];

Р₀₁ - зусилля обтиснення бетону з урахуванням витрат напруги арматури

 - стискаючі напруження в ненапруженій арматурі, при визначенні витрат від швидко натікаючої повзучості ;

A_red - площа приведеного перетину нижнього пояса ферми,

;

;

 не більше 0,65 [СНиП 2.03.01-84, табл. 7 п. 2] ,

,  тому витрати від швидконатікаючої повзучості визначають по формулі

Перші втрати

.

Другі втрати:

 - усадка бетону; для бетону класу В20, підданого тепловій обробці, згідно [СНиП 2.03.01-84, табл. 9] =40МПа.  - повзучість бетону,

 при

де  - коефіцієнт, прийнятий при тепловій обробці при атмосферному тиску 0,85;

- те ж, що при визначенні витрат від швидконатікаючої повзучості, але з урахуванням витрат ;

де - стискаючі напруги в ненапруженій арматурі, викликані швидконатікаючої повзучістю;

; отже

Повні втрати

3.3.3. Перевірка тріщиностійкості нижнього пояса.

Зусилля обтиснення бетону з урахуванням усіх втрат і коефіцієнта точності натягу арматури [СНиП 2.03.01-84, п. 1.27]

Зусилля, сприймане перетином, нормальним до подовжньої осі елемента, при утворенні тріщин визначають по формулі

оскільки кН < N^п = 690 кН тріщиностійкість перетину не дотримується, тобто необхідний розрахунок по розкриттю тріщин.

3.3.4. Розрахунок ширини розкриття тріщин

Нижній пояс ферми відноситься до 3-ої категорії вимог тріщиностійкості, при яких припустиме розкриття тріщин:

обмежене по ширині нетривале мм і тривале  мм.      

Розраховуємо розкриття тріщин від дій постійних, тривалих і короткочасних навантажень при коефіцієнті надійності по навантаженню .

Визначаємо ширину розкриття тріщин від короткочасної дії повного навантаження [СНиП 2.03.01-84. п. 4.14]

де δ - коефіцієнт, прийнятий для розтягнутих елементів рівним 1,2;  - коефіцієнт, прийнятий рівним 1

 не більш 0,02

η - коефіцієнт, прийнятий при стрижневій арматурі періодичного профілю рівним 1,0 [СНиП 2.03.01-84. п. 4.14], - збільшення напруг у розтягнутій арматурі від повного навантаження;

 мм < 0,3 мм

 -  ширина розкриття тріщин від постійних і тривалих навантажень при їхній тривалій дії;

 - ширину розкриття тріщин від постійного і тривалого навантаження при її короткочасній дії

Ширина нетривалого розкриття тріщин:

 мм < 0,3 мм, тобто ширина нетривалого розкриття тріщин допустима.

3.4.  Розрахунок розтягнутого розкосу

З табл. 3.1. вибираємо максимальне розрахункове зусилля в розкосi . Розрахункове зусилля розтягу при : N_p= 0,95·320=304 кН

Визначаємо площу арматури:

Приймаємо: 4Ø18 А-III( ).

Мало навантажені елементи, наприклад стійки, проектують конструктивно, їх переріз прийнято мінімальним 12х14 см з армуванням 4 Ø12 А-III.

Арматура у найбільш стиснутому розкосі приймається також конструктивно 4 Ø12 А-III.

Мы поможем в написании ваших работ!