Проектирование фермы покрытия

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 9Следующая ⇒

Железобетонные стропильные фермы применяют в качестве ригелей покрытий промышленных и общественных зданий при пролетах 18, 24, 30 м и шаге 6 и 12 м. При больших пролетах железобетонные фермы получаются тяжелыми, неудобными при транспортировании, трудоемкими в монтаже и могут применяться лишь при специальном обосновании. Технически возможны железобетонные фермы при пролетах 60 м и более.

Фермы устанавливают на колонны или подстропильные конструкции. По фермам укладывают плиты покрытия и кровлю.

Вид стропильной фермы определяется профилем кровли и зависит от общей компоновки покрытия. Для зданий со скатной кровлей как типовые фермы применяют сегментные раскосные и арочные безраскосные. Для зданий с плоской кровлей – фермы раскосные и с параллельными поясами.

В курсовом проекте в качестве основной несущей конструкции покрытия применяем арочную безраскосную ферму пролетом 30 м.

В настоящее время арочные безраскосные фермы получили широкое распространение. Они отличаются простотой и удобством изготовления.

Безраскосные фермы целесообразно применять в зданиях, где межферменное пространство используют для коммуникаций, технических этажей. Эти фермы можно использовать для устройства плоской кровли путем установки дополнительных стоек в узлах верхнего пояса.

Недостатком этого типа ферм является то, что в стойках и поясах фермы возникают значительные изгибающие моменты, для восприятия которых требуется дополнительный расход арматуры, при этом стоимость ферм увеличивается.

Расстояние между узлами верхнего пояса ферм принимается равным ширине плиты покрытия (3м) в целях обеспечения узловой передачи нагрузки.

Фермы рационально изготавливать целиком. Разделение их на полуфермы с последующей укрупнительной сборкой на монтаже повышает стоимость.

Фермы пролетом 30 м и более рекомендуется изготавливать из двух полуферм для обеспечения возможного транспортирования. На строительной площадке элементы соединяются стыком на сварке закладных деталей. Такие фермы дороже цельных на 15% и менее надежны в работе на динамическую нагрузку.

По способу изготовления различают фермы с закладной решеткой и фермы бетонируемые целиком. Последний вариант получил большее распространение.

В курсовом проекте применяем безраскосную арочную ферму бетонируемую целиком.

В фермах с закладной решеткой элементы решетки изготавливаются заранее в отдельных формах, затем их укладывают в общую форму, заводят в узлы на 30-50 мм, после чего бетонируют узлы и пояса. Этот способ позволяет изготавливать элементы решетки небольшого сечения и из бетона более низких классов.

Высота ферм всех типов в середине пролета принимается (1/6-1/10)∙ L, где L – пролет ферм.

Ширина сечения верхнего пояса назначается из условия обеспечения устойчивости его из плоскости фермы при монтаже и перевозки, b_в.п.=(1/70-1/80)∙ L.

Ширина верхнего пояса также зависит от условия опирания плит. При шаге ферм 6 м ее принимают не менее 200 мм, при шаге 12 м – не менее 300 мм.

Ширина сечения нижнего пояса всегда принимается равной ширине сечения верхнего пояса.

Высота сечения верхнего пояса определяется расчетом на прочность, а нижнего пояса определяется условием размещения напрягаемой арматуры.

Размеры сечений сжатых элементов решетки определяются, ширина сечения элементов решетки принимается равной ширине сечения поясов, если ферма бетонируется целиком. Размеры сечений закладной решетки могут быть значительно меньше, но не менее 100 мм.

По данным о типовых конструкциях высота сечения верхнего и нижнего поясов принимается равной h_в.п.=250-350 мм.

Фермы изготавливаются из бетона классов В30-В50.

Нижний пояс фермы предварительно напряженный, армируется высокопрочной арматурой – проволочной, канатной или стержневой. Натяжение арматуры обычно осуществляется на упоры. Чтобы предотвратить появление продольных трещин нижний пояс фермы армируется конструктивной поперечной арматурой диаметром 5-6 мм с шагом 500 мм. Эту арматуру объединяют обычной продольной арматурой в П-образные каркасы.

В верхних поясах, раскосах и стойках применяют сварные каркасы с продольной рабочей арматурой из горячекатаной стали периодического профиля классов А400 и А300.

Особое внимание при конструировании ферм следует обращать на армирование узлов. Для надежной передачи усилий от одного элемента к другому в узлах железобетонных ферм создают специальные уширения, их называют вутами. Они позволяют лучше разместить и заанкеровать арматуру решетки.

Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10-18 мм и вертикальными стержнями диаметром 6-10 мм с шагом 100 мм, объединенными в сварные каркасы. В каждом узле фермы устанавливаются 2 плоских каркаса, которые объединяются в пространственные каркас узла. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, надежность заделки проверяется расчетом. Опорные узлы фермы армируются дополнительно продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими надежность анкеровки напрягаемой растянутой арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонным сечениям. Поперечную арматуру опорного узла объединяют контурным стержнем в плоский каркас, два таких каркаса образуют пространственный каркас узла. Чтобы предотвратить появление продольных трещин при отпуске-натяжении арматуры, устанавливают специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и косвенную арматуру в виде сеток. Для предотвращения раскрытии трещин в месте сопряжения нижнего пояса с узлом ставят дополнительную сетку.

В курсовом проекте необходимо запроектировать безраскосную арочную ферму пролетом 30 м из бетона класса В30. Рабочая предварительно напряженная арматура нижнего пояса фермы выполнена из арматуры класса А600, рабочая ненапрягаемая арматура фермы – из арматуры класса А400.

Дуга верхнего пояса фермы имеет форму параболы и задается уравнением:

Статический расчет фермы выполняется на компьютере с применением ПК ЛИРА 9.4 (см. приложение Б).

Сбор нагрузок на ферму

На ферму действуют следующие нагрузки: постоянная нагрузка от собственного веса фермы, постоянная нагрузка от веса кровли и плит покрытия, кратковременная снеговая нагрузка на весь пролёт арки, кратковременная снеговая нагрузка на половину пролёта арки. Нагрузки прикладываются к узлам верхнего пояса:

- от покрытия и собственного веса фермы

на промежуточные узлы;

на крайние узлы;

- временная снеговая на промежуточные узлы;

на крайние узлы.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 Следующая ⇒