Данные на проектирование

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 ин­тенсивности[1] и случай, когда кратковременно действует полная снего­вая нагрузка. Для здания без фонарей снеговая нагрузка рассматрива­ется как равномерно распределенная с загружением и 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 21 м, при шаге ферм 12 м, Геометрическая схема фермы показана на рис.

Ферма изготовлена из тяжелого бетона класса В40:

– расчетное сопротивление R_b.n= R_b.ser = 29 МПа

R_b = 22,0 МПа

R_bt,n = 2,1 МПа

– начальный модуль упругости E_b = 36×10³ МПа

--прочность бетона к моменту обжатия R_bp = 28 МПа

Напрягаемая арматура нижнего пояса из канатов К-1400 Æ15 мм с натяжением на упоры:

– расчетное сопротивление растяжению II группы п.с. R_s,ser = 1400 МПа

– расчетное сопротивление растяжению I группы п.с. R_s = 1170 МПа

– начальный модуль упругости E_s = 1,8×10⁵ МПа

Сжатый пояс и элементы решетки фермы армируются стержнями класса А400:

– расчетное сопротивление растяжению/сжатию I г.п.с. R_s = R_sс = 355 МПа

– начальный модуль упругости E_s = 2×10⁵ МПа

–хомуты класса А240

Геометрические схемы стропильных ферм.