2. Расчет верхнего пояса

Максимальное расчетное усилие по таблице в стержнях 4,5 N=1029,67 кН;

Так как усилия в остальных стержнях мало отличаются от максимального расчетного, принимаем для унифицирования конструктивного решения в элементах верхнего пояса расчетного усилия с учетом

N=1029,67*0,95=978,19 кН

N_ld=865,61*0,95=822,33 кН

Для армирования принимаем арматуру класса ; сечение пояса ; длина стержня l₀=3,38 м, расчетная длина стержня Отношение l₀\b= 3,042\0,30 = 10,14 < 20 и l₀\h= 3,042\0,20 = 15,21

Пояс рассчитываем на внецентренное сжатие с учетом только случайного эксцентриситета е_а=h\30=20\30=0,67, больше чем l\600=338\600=0,563 см.

Проверим несущую способность сечения при е₀≤е_а=0,67 см

Для проверки данного условия определим первоначально следующие характеристики:

- A_s+A_s'= μА=μbh=0,01*30*20=6 см², - процент армирования по конструктивным соображениям (4Ø16А-III с A_s=8,04 см²) ;

- коэффициент ;

- коэффициент φ=φ_b+(φ_sb-φ_b)ν=0,79+2(0,84-0,79)*0,279=0,818

где φ_b=0,79 и φ_sb=0,84 определены по таблице при соотношениях l₀\h=15,21 и N\N_ld=822,33\978,19=0,841

- коэффициент при h=20 см

Тогда

N=978,19 кН < 1*0,818(17,55*30*20+365*8,04)*10²=1104,40 кН

Условия удовлетворяются.

Далее сделаем проверку прочности элемента с учетом влияния прогиба.

Определим условную критическую силу по формуле

где ;

для тяжелого бетона;

При сравнении двух величин и принимаем максимальную величину δ_е=0,172;

I_s=μbh₀(0,5-a)²=0,01*30*16*(0,5*20-4)²=172,8 см⁴

Значение коэффициента, учитывающего влияние прогиба на величину эксцентриситета продольного усилия, определим по формуле

Тогда эксцентриситет будет равен

е=е₀*η+0,5h-a = 1*3,25+0,5*20-4=9,25 смм

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

где

Относительная продольная сила

Значение

При n₁=1,161 > ξ_r=0,564 требуется арматура по расчету:

Принимаем арматуру верхнего пояса 4Ø16А-III с A_s=8,04 см²

3. Расчет элементов решетки

Рассмотрим первые раскосы 10 и 15, которые подвергаются растяжению максимальным усилием N=54,67 кН (N_ld=45,96 кН). С учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n=0,95 N=0,95*54,67=51,94 кН; N_ld=0,95*45,96=43,66 кН.

Сечение раскосов 30х15см, арматура класса A-III,

Требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности

Принимаем 4Ø10А-III с A_s=3,14 см². Процент армирования

Определим ширину длительного раскрытия трещин a_crc, при действии усилия от постоянных и длительных нагрузок, учитываемых с коэффициентом γ_f=1.

Nⁿ_ld=0,95*45,89=43,60 кН

- приращение напряжений в арматуре.

Ширина длительного раскрытия трещин

где φ₁=1,6-15μ=1,6-15*0,0069=1,497.

Принятое сечение раскоса по длительному раскрытию трещин удовлетворяет условию.

Рассчитаем наиболее нагруженные сжатые стойки 11 и 14.

N=18,35*0,95=17,433 кН; N_ld=13,16*0,95=12,502 кН.

Геометрическая длина стоек l=220 см, расчетная l₀=0,9l=0,9*2,20=1,98 м.

Расчет стоек выполним как внецентренно сжатых элементов с учетом случайного эксцентриситета и не менее 1 см (принимаем е_а=1 см).

Отношение l₀\h=198\15=13,2 < 20, следовательно, расчет должен быть выполнен без учета влияния прогиба на значение эксцентриситета продольной силы. При этом принимаем коэффициент η=0,9 при l₀\h < 20. Требуемую площадь поперечного сечения рабочей арматуры определим по формуле

где коэффициент

где φ_b=0,853 и φ_sb=0,879 определены по таблице при l₀\h=13,2 соотношениях и N_ld\N=12,502\17,433=0,717

Принимаем конструктивно 4Ø10А-III с A_s=3,14 см².Процент армирования