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 3 – 6 N = 1496 кН. Визначаємо площу поперечного перерізу напружуваної арматури, використовуючи канати класу К–7 діаметром 15 мм та прийнявши = 1,15 (п.3.13 [1]) = 12 см², за табл.1 додатку II [5] приймаємо 915 К–7 з A_sp = 12.73 см². Крім цього нижній пояс армуємо конструктивними гнутими сітками зі сталі класу А–I діаметром 6 мм (п.13.3.3 [2]). 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 5 – 7 і 7 – 8 N = –1453 кН. Зусилля в інших стержнях верхнього пояса мало відрізняються від цього значення і тому, з метою уніфікації конструктивнвх 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=30/30=1 см; e_a= l / 600=301/600=0,5 см i e_a= 1cм – приймаємо e_a= e_о=1см (тут l = 301 см (згідно з [3]) – геометрична довжина стержня 5 – 7.

Тому що e_o= 1 см < h/8 = 30/8 =3,75 см розрахункова довжина стержня l₀ = 0,9l = 0,9  301 = 271 см (табл.33 [1]). При відношенні l₀ / h = 271/30 = 9 < 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 = 1,3% (коефіцієнт = 0,013) і визначаємо для площі перерізу пояса A = b х h

= 0,013  25  30 = 9,75 см², що відповідає 418А – 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  25  30 = 0,25.

Співвідношення N_l/N = 1240/1453 = 0,853 1, де N_l – за табл. 5.

Коефіцієнти _b = 0,88; _sb = 0,895 (табл. 7.1 [6]).

Коефіцієнт  = _b+ 2(_sb–_b) _s = 0,88 + 2 (0,895 – 0,88) 0.25 = 0,888 < _sb = =0,895, приймаємо  = 0,888 та перевіряємо міцність верхнього пояса за формулою (7.50 [6])

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

1453000 < 0,888 (22(100)  0,9  25  30 + 365(100)  10,18) = 1648634 Н, умова виконується, приймаємо для армування верхнього пояса 418 A–III. Якщо міцність недостатня, 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 200 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.