4. Расчет и конструирование узлов фермы

Опорный узел

Определим площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе в пределах опорного узла по формуле

где N=927,22*0,95=880,859 кН - расчетное усилие в стержне 1 нижнего пояса.

Принимаем 4Ø14А-III с A_s=6,16 см². Длина заделки l_an=35d=35*1,4=49 см, что практически равно фактическому значению заделки

Расчет поперечной арматуры в опорном узле

Расчетное усилие из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва АВ определим по формуле

Рисунок 33. Расчетная схема опорного узла.

где

- угол наклона линии АВ; ;

Площадь сечения поперечного стержня вычислим по формуле

где при класса A-III; N – количество поперечных стержней в узле, пересекаемых линией АВ; при двух каркасах и шаге стержней 100мм .

Из конструктивных соображений принимаем стержни

Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении (по линии АС) вычислим требуемую площадь поперечного стержня

где угол наклона приопорной панели, равный ; ;

; ;

N₁=1029,67*0,95=978,286 кН - усилие в приопорном элементе 4; х – высота сжатой зоны, равная

- расстояние от центра тяжести сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в поперечной арматуре опорного узла.

Тогда требуемая площадь поперечного стержня

Условие прочности на изгиб в наклонном сечении не выполняется, следовательно увеличим диаметр арматуры до Ø12А-III с A_s=1,313 см²

Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле.

Рассмотрим первый промежуточный узел, где к верхнему поясу примыкает растянутый раскос.

Рисунок 34. Расчетная схема промежуточного узла фермы

По верхнему поясу действуют усилия

N=1029,67*0,95=978,186 кН; N=1066,11*0,95=955,805 кН

В раскосе N=54,67*0,95=51,93 кН.

Фактическая длина заделки раскоса 10 за линию АВС равна 33см, а требуемая заделка составляет .

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов определим по формуле

где а- условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии на конце коротыша или петли ; - для узлов верхнего пояса и - для узлов нижнего пояса; - угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса.

При расчете необходимого сечения поперечных стержней каркасов установлено, что поперечные тержни в промежуточном узле не требуются по расчету, установим конструктивно

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле вычислим по условному усилию

Таким образом, площадь сечения окаймляющего стержня найдем по формуле

где во всех случаях, установленное из условия ограничения раскрытия трещин; N=2 - число каркасов в узле или число огибающих стержней в сечении, принимаем Ø10А-III с A_s=0,785 см².

Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле.

Рассмотрим второй промежуточный узел, где к верхнему поясу примыкают 2 сжатых раскоса.

Рисунок 35. Расчетная схема промежуточного узла фермы

По верхнему поясу действуют усилия N=979,49*0,95=930,52 кН; N=979,49*0,95=930,52 кН.

В раскосе 12 N=13,93*0,95=13,23 кН. В раскосе 14 N=13,93*0,95=13,234 кН.

Фактическая длина заделки раскоса 12 за линию АВС равна 40см, а требуемая заделка составляет .

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов определим по формуле

где - условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии на конце коротыша или петли ; - для узлов верхнего пояса и - для узлов нижнего пояса; φ=51˚ - угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса.

cosφ=0,629; σ_s=N\A_s=13,234\3,14=4,214 кН\см²=42,14 МПа; к₁= σ_s\R_s=42,14\365=0,115

Установим конструктивно

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле вычислим по условному усилию N_os=0,04N=0,04*13,234=0,53 кН

Таким образом, площадь сечения окаймляющего стержня найдем по формуле

где во всех случаях, установленное из условия ограничения раскрытия трещин; - число каркасов в узле или число огибающих стержней в сечении, принимаем Ø10А-III с A_s=0,785 см².