6. Розрахунок елементів ферми

Розрахунок елементів ферми в курсовому проекті виконуємо тільки за першою групою граничних станів. При відомих розмірах перерізів стержнів ферми при їх розрахунку тільки підбираємо перерізи арматури. В разі потреби розрахунку ферми й за другою групою граничних станів (наприклад, в дипломному проекті) необхідно користуватись іншими прикладами (на зразок прикладу 5.4 [5]) та діючими нормами [1].

6.1. Розрахунок нижнього пояса

Максимальне розтягуюче розрахункове зусилля за табл.2 приймаємо як для стержня 4 – 8 N = 1267 кН. Визначаємо площу поперечного перерізу напружуваної арматури, використовуючи канати класу К–7 діаметром 15 мм та прийнявши = 1,15 (п.3.13 [1]) = 10,2 м², за табл.1 додатку II [5] приймаємо 815 К–7 з A_sp = 11.32 см². Крім цього нижній пояс армуємо конструктивними гнутими сітками з поперечними стержнями зі сталі класу А–I діаметром 6 мм, які правлять за обвідні хомути навколо канатів. З конструктивних міркувань в кутах перегину хомутів встановлюємо 410 А–III, A_s= = 3,14 cм² – по два стержні в кожній гнутій сітці (п.13.3.3 [2] та приклад 5.3 [5]).. Армування перерізу показано на рис.2 та в альбомі креслень.

Рис.2. Армування перерізу нижнього пояса.

6.2. Розрахунок верхнього пояса.

Максимальне стискуюче розрахункове зусилля за табл.2 в стержнях 6 – 7 і 7 – 9 N = = –1354 кН. Зусилля в інших стержнях верхнього пояса мало відрізняються від цього значення і тому, з метою уніфікації конструктивних рішень всі елементи верхнього пояса розраховуємо на вказану максимальну стискуючу силу.

В зв’язку з відсутністю розрахункового ексцентрисітета визначаємо випадковий ексцентрисітет, котрий приймаємо як більший з трьох значень: e_a=h/30=24/30= 0,8 см; e_a= l / 600=300/600=0,5 см i e_a= 1cм – приймаємо e_a= e_о=1см (тут l = 300 см (за рис. 1) – геометрична довжина стержня 6 – 7).

Тому що e_o= 1 см < h/8 = 24/8 =3 см розрахункова довжина стержня l₀ = 0,9l = 0,9  300 = 270 см (табл.33 [1]). При відношенні l₀ / h = 270/24 = 11 < 20 розрахунок виконуємо як для стиснутого елемента з випадковим ексцентрисітетом (п.7.3.3 [6]). В цьому разі спочатку призначається симетричне армування, а потім перевіряється міцність елемента.

Попередньо задаємось, за конструктивними вимогами, процентом армування = 1,7% (коефіцієнт = 0,017) і визначаємо для площі перерізу пояса A = b х h

= 0,017  24  24 = 9,79 см², що відповідає 416 А–III з A_s = 10,18 см² (табл.1 додатку II [5]).

Коефіцієнт _s = R_sc A_s,tot/R_b _b2 A = 365(100)  10,18/22(100)  0,9  24  24 = =0,326.

Співвідношення N_l/N = 1166/1354 = 0,86 1, де N_l – за табл. 5.

Коефіцієнти _b = 0,875; _sb = 0,875 (табл. 7.1 [6]).

Коефіцієнт  = _b+ 2(_sb–_b) _s = 0,875 + 2 (0,875 – 0,875) 0.326 = 0,875 = _sb = =0,875, ( не повинно перевищувати _sb), приймаємо  = 0,875 та перевіряємо міцність верхнього пояса за формулою

N  R_b  _b2  A + R_sc  A_s,tot

1354000 Н > 0,875 (22(100)  0,9  24  24 + 365(100)  10,18) = 1323043 Н, умова не виконується, але тому що незабеспеченність міцності складає

2,3% < 5%

прийняте армування верхнього пояса вважаємо достатнім. Якщо міцність недостатня (більш, ніж на 5%), або отримано великий її запас, то необхідно змінити  (в межах 1...2%) і повторити розрахунки.

Для поперечного армування верхнього пояса приймаємо сталь класу A–I діаметром 6 мм, що відповідає вимогам табл. 3 додатку II [5]. Крок поперечних стержнів конструктивно приймаємо 150 мм, що узгоджується з вимогами п.5.22 [1] згідно з якими крок s  500 мм та s  20d  20  18 = 360 мм. Армування перерізу верхнього пояса показано на рис. 3 та в альбомі креслень.

Рис. 3 Армування перерізу верхнього пояса.