6.1.5 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; bloc – ширина площадки опирания; hloc – 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.
7. Расчет и конструирование стропильных железобетонных конструкций.
7.1 Расчет и конструирование сегментной фермы.
7.1.1 Исходные данные.
Назначим материалы бетона и арматуры:
- Бетон тяжелый класса В35 (Rb=19,5 МПа; при γb2=0,9 Rb=17,55 МПа; Rbt=1,4МПа; Еb=31000 МПа) - подвергнутый тепловой обработке;
- Прочность бетона к моменту обжатия Rb=19,5*0,7=13,65 МПа;
- Арматура нижнего пояса сталь класса A-V (Rs=680 МПа; Rssep=755 МПа; Е=190000 МПа)
- Арматура сжатого пояса и остальных элементов решетки класса A-III диаметром более 10мм (Rs=365 МПа; Е=200000 МПа)
- Хомуты класса A-I (Rsw=175 МПа)
Сегментная ферма проектируется предварительно напряженной на пролет 18 м, цельной при шаге колонн 12 м.
7.1.2 Назначение геометрических размеров.
Высота фермы в середине
пролета принята с учетом типовых форм
– 2750мм; параметры решетки фермы: нижнего
- 
верхнего - 
стойки - 
7.1.3 Определение нагрузок на ферму.
Таблица 8. Сбор нагрузок на 1м2 покрытия
Нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке, γf |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
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
7.1.4 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:
