12. Принципы армирования узлов ферм. Расчет опорного узла фермы.

В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создаются специальные уширения – вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки.

Узлы армируются окаймляющими цельногнутыми стержнями 10…18 А240 и поперечными стержнями 6…10 (в лекциях минимальный 8) мм с шагом S=100 мм. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, и если длины анкеровки растянутых стержней не достаточно стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

Опорные узлы ферм армируют дополнительно продольной ненапрягаемой арматурой (1) и поперечными стержнями, обеспечивающие надежность анкеровки напрягаемой растянутой арматуры нижнего пояса и прочности опорного узла по наклонному сечению.

Кроме того, чтобы предотвратить появление продольных трещин при отпуске натяжения арматуры, ставят специальные поперечные стержни (2) приваренные к закладным опорным листам и сетки (косвенного армирования) (3).

1. Конструктивная продольная арматура узла принимается из условия

– растягивающая продольная сила в нижнем поясе.

min 14 А 300, А400 – для недостатка длины анкеровки напрягаемой арматуры в пределах узла.

2. Площадь поперечных стержней принимается

Принимается 4 или 6 стержней.

3. Сетки косвенного армирования создают эффект обоймы, т.е. арматура сеток не дает бетону расширяться.

Арматура классов А240-А400  14 и В500.

Размеры ячеек сетки: min – 45 мм, max – 100, и b – ширина фермы.

Шаг сеток: min – 60 мм, max – 150, и b – ширина фермы.

Сетки ставят над опорным листом на участке длиной:

– длина зоны передачи напряжения с предварительно напряженной арматуры на бетон (аналог длины анкеровки).

где – коэффициенты, зависящие от вида и класса арматуры (по таблице 1.3. в учебнике); – предварительное напряжение в арматуре с учетом первых потерь; – передаточная прочность бетона (прочность бетона к моменту его обжатия, назначают не менее 50% от класса бетона, и не менее 11 МПа).

Сечение стержней, окоймляющих узел принимают из уловия:

Два условия расчета опорного узла:

1. Расчет из условия отрыва нижнего пояса по сечению АВ из-за ненадежности анкеровки предварительно напряженной арматуры.

Расчет сводится к проверке условия:

Проверка сводится к выполнению условия:

(Все продольные и поперечные усилия проецируются на нормаль к линии отрыва, после преобразований получается формула выше).

где – сумма усилий в поперечных стержнях, пересекающих линию отрыва (стержни на расстоянии менее от точки не учитываются); и – суммы усилий, воспринимаемые предварительно напряжённой и дополнительно продольной арматурой соответственно:

де и – расстояние от торца фермы до пересечения рассматриваемого стержня предварительно-напряженной и дополнительно продольной арматуры, соответственно, с линией отрыва ; и – длина анкеровки предварительно напряжённой и дополнительной продольной арматуры соответственно.

– для стержневой арматуры ;

− для канатов К1200, К1500

- для проволоки Вр 1100, Вр 1400

Если , то принимаем 1.

Длина анкеровки определяется из двух условий:

1. Должна быть не меньше величины:

где – коэффициенты, определяемые по [5, табл. 1.2]. – смотреть там же.

2.Должна быть не меньше: .

Из условия отрыва определяем усилие в поперечных стержнях:

Площадь сечения одного хомута:

– число поперечных стержней, пересекаемых линией АВ с одной стороны (за вычетом стержней, расположенных ближе 100 мм от точки А).

2. Расчет из условия изгиба опорного узла по наклонному сечению АС.

Проверка прочности производится из условия:

Проверка прочности по наклонному сечению сводится к выполнению условия:

где – рабочая высота сечения относительно соответствующих арматурных стержней; – длина опорной части узла.

Так как сечение АВ и АС практически совпадают, то усилия в продольной арматуре не меняются.

Высота сжатой зоны равна:

13. Принципы армирования узлов ферм. Расчет промежуточного узла фермы.

В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создаются специальные уширения – вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки.

Узлы армируются окаймляющими цельногнутыми стержнями 10…18 А240 и поперечными стержнями 6…10 (в лекциях минимальный 8) мм с шагом S=100 мм. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, и если длины анкеровки растянутых стержней не достаточно стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

В прромежуточном узле также как и в опорном учитывается, что понижение расчетного усилия в арматуре растянутого раскоса на длине заделки компенсируется работой на растяжение поперечных стержней.

Из условия прочности линии отрыва АВС:

где - сумма усилий в поперечных стержнях, пересекающих линию отрыва АВС (стержни на расстоянии менее от точки и С, а также имеющие в пределах вута заделку менее 30d (с учетом загунтых участков поперечной арматуры) не учитываются); - угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса; – расчетное усилие в растянутом раскосе; – длина заделки арматуры растянутого раскоса за линией АВС (фактическая длина анкеровки); – заделка арматуры растянутого раскоса, обеспечивающая полное ее использование по прочности (расчетная длина анкеровки, при которой арматура не выдернется, а потечет).

Длина анкеровки определяется из двух условий:

1. Должна быть не меньше величины:

где – коэффициенты, определяемые по [5, табл. 1.2]. – смотреть там же.

2.Должна быть не меньше: .

– коэффициент, учитывающий особенность работы узла, в котором сходятся растянутый и сжатый подкосы: для узлов верхнего пояса для узлов нижнего пояса (если в одном из примыкающих к узлу участке растянутого пояса обеспечивается 2-я категория требований по трещиностойкости и при наличии в узле сжатых или раскосов, имеющих угол наклона к горизонту более 40) ; в остальных случаях

– напряжение в арматуре растянутого раскоса от расчетной нагрузки.

– коэффициент функции вида анкера (

Определяют

И площадь сечения одного поперечного стержня:

Поперечные стержни промежуточного узла, в котром сходятся два растянутых элемента решетки, рассчитывают по формулам выше последовательно для каждого элемента решетки, считая, что элементы, расположенные рядом, сжаты (и принимают большую поперечку).

Сечение стержней, окаймляющих узел, рассчитывают из:

– наибольшее усилие в растянутых элементах, сходящихся в узле; – минимальное усилие в растянутых элементах; – число окаймляющих стержней в узле (чаще всего 2); расчетное сопротивление окаймляющей арматуры, установленное из условия ограничения ширины раскрытия трещин.