Расчёт верхнего торца колонны на местное сжатие

На верхний торец колонны опирается ферма покрытия, которая передаёт нагрузку N=F₁+B₁ = 413,39+129,6 = 542,99 кН.

Расчет на местное смятие:

1) Площадь смятия ;

2) Расчётная площадь смятия ;

где b – ширина колонны;b_loc – ширина площадки опирания; h_loc – длина площадки опирания балки на колонну

3) Коэффициент ;

4) Уточненное расчётное сопротивление бетона сжатию

,

где - для бетона класса В25

 

5) Проверяем условие прочности на сжатие без косвенного армирования

N=542,99 кН < ψRb,loc*Aloc1= 0,75*18,204*10³*0,088 = 1201,46 кН

Условие выполняется.

Косвенное армирование по расчёту не требуется. Предусматриваем косвенную арматуру в виде четырех сварных сеток из арматурной проволоки класса Вр-I, диаметром 5мм с ячейкой 90х90 мм и шагом S, равным 100мм конструктивно.

Расчет и конструирование стропильных железобетонных конструкций.

Расчет и конструирование сегментной фермы.

Исходные данные.

Назначим материалы бетона и арматуры:

- Бетон тяжелый класса В35 (R_b=19,5 МПа; при γ_b2=0,9 R_b=17,55 МПа; R_bt=1,4МПа; Е_b=31000 МПа) - подвергнутый тепловой обработке;

- Прочность бетона к моменту обжатия R_b=19,5*0,7=13,65 МПа;

- Арматура нижнего пояса сталь класса A-V (R_s=680 МПа; R_ssep=755 МПа; Е=190000 МПа)

- Арматура сжатого пояса и остальных элементов решетки класса A-III диаметром более 10мм (R_s=365 МПа; Е=200000 МПа)

- Хомуты класса A-I (R_sw=175 МПа)

Сегментная ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 18 м, цельной при шаге колонн 12 м.

 

Назначение геометрических размеров.

Высота фермы в середине пролета принята с учетом типовых форм – 2750мм; параметры решетки фермы: нижнего - верхнего - стойки -

 

Определение нагрузок на ферму.

 

Таблица 8. Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м^2
Постоянная Собственный вес кровли Собственный вес плит Собственный вес ферм	0,750 2,400 0,435	1,2-1,3 1,1 1,1	0,954 2,640 0,478
Итого	3,585		4,072
Временная снеговая Кратковременная Длительная (с коэф-ом 0,3)	0,840 0,252	0,7	1,2 0,36

 

Постоянную нагрузку, приходящуюся на ферму рассмотрим в виде равномерно распределенной.

 

Снеговую нагрузку в пролете фермы рассмотрим в двух вариантах:

- в виде равномерно распределенной нагрузки по всему пролету ;

- по треугольнику при и

 

Расчетная схема фермы

Сегментная ферма шарнирно опирается на колонны. Расчетная схема составляется по опалубочному чертежу фермы марки 4ФС18-6\7 серии ПК-01-129\78, которая представляет собой плоскую систему с шарнирными узлами. Конечные стержневые элементы расчетной схемы совпадают с геометрическими центрами тяжести элементов фермы.

Опора в 1-ом узле - шарнирно-подвижная, в 4-ом узле – шарнирно-неподвижная.

Рисунок 25. Расчетная схема фермы: 1-9 – номера узлов; 1-15 – номера стержней

Схема загружений фермы

Первая схема

Ферма загружена постоянной нормативной нагрузкой, которая передается от покрытия через ребра плит в узлы верхнего пояса. В тех же узлах условно прикладывается и нагрузка от собственного веса фермы. Кривизна покрытия при скатной кровле не учитывается, так как неравномерное распределение нагрузки от покрытия компенсируется собственным весом фермы, увеличивающимся к середине пролета.

Нормативная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Рисунок 26. Первая схема загружения фермы

Вторая схема

Ферма загружена постоянной расчетной нагрузкой.

Расчетная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Третья схема

Ферма загружена равномерно распределенной нормативной снеговой кратковременной нагрузкой.

Нормативная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Четвертая схема

Ферма загружена равномерно распределенной расчетной снеговой кратковременной нагрузкой.

Расчетная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Пятая схема

Ферма загружена равномерно распределенной нормативной снеговой длительной нагрузкой.

Нормативная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Шестая схема

Ферма загружена равномерно распределенной расчетной снеговой длительной нагрузкой.

Расчетная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Седьмая схема

Ферма загружена треугольной снеговой нормативной кратковременной нагрузкой.

Для вычисления узловых сосредоточенных нагрузок на ферму вначале определим промежуточные значения коэффициента μ. Распределение μ по длине фермы будет следующим.

При соотношении f\l = 2450\17940 = 1\7 коэффициент μ₁=1,9; μ₄ = 0,5μ₁=0,5*1,9=0,95

Остальные коэффициенты определим исходя из геометрических размеров по рисунку.

(tgα₁=1,9\8,97=0,212; tgα₂=0,95\8,97=0,106).

μ₅=0,212*5,93=1,257; μ₆=0,212*3=0,636; μ₇=0; μ₈=0,106*3=0,318; μ₉=0,106*5,93=0,629;

 

Рисунок 27. Значение коэффициентов μ

 

Нормативная сосредоточенная нагрузка в узлах:

Восьмая схема

Ферма загружена треугольной снеговой расчетной кратковременной нагрузкой.

Расчетная сосредоточенная нагрузка в узлах:

 

Девятая схема

Ферма загружена треугольной снеговой нормативной длительной нагрузкой.

Нормативная сосредоточенная нагрузка в узлах:

 

Десятая схема

Ферма загружена треугольной снеговой расчетной длительной нагрузкой.

Расчетная сосредоточенная нагрузка в узлах: