3.5.2 Расчет верхнего пояса

Максимальное расчетное усилие в стержне 8-9: N= 852,698кН

Остальные элементы верхнего пояса армируем по данному усилию. .

Принята арматура класса S500, . Сечение пояса bxh=25x30 см, длина панели l=300 см, расчетная длина l см.

Отношение Пояс рассчитываем на внецентренное сжатие с учетом только случайного эксцентриситета .

Величина случайного эксцентриситета:

l/600=2700/600= 4,5 мм,

= 1/30h=300/30=10 мм,

= 20 мм.

Выбираем максимальное значение . Тогда:

Проверяем несущую способность сечения при см

(3.8)

,

Исходя из условия (3.8) необходимое сечение арматуры:

Принимаем 4 10 с Аs,tot=3,14 см².

852698 Н<0,808·(20·1200+435·3,14)·100=2536590 Н –условие выполняется.

3.5.3 Расчет элементов решетки

Растянутый раскос

Рассмотрим первые раскосы, которые подвергаются растяжению максимальным усилием N=284.393кН ( кН) , а с учетом коэффициента

N=0.95·284,393=270,17 кН. Сечение раскосов 25х15 см, арматура класса S500, МПа

Требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности

принимаем

Процент армирования

Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин:

Т.к. , в сечении трещины не образуются.

Сжатый раскос

Рассчитываем наиболее нагруженный сжатый раскос 4-10: N=-28.721·0,95=27,285 кН. Геометрическая длина раскосов l= 384 см, расчетная 0,9·l , 0,9·384=346 см.

Расчет раскосов определяют с учетом случайного эксцентриситета

- принимаем 1,0 см. Тогда

Радиус инерции сечения

По конструктивным требованиям при гибкости элемента минимальный коэффициент продольного армирования ρ_min=0,2%. Тогда минимальная площадь сечения арматуры составит:

Принимаем по конструктивным требованиям 4 12 с A_s,tot=4,52см².

Аналогично армируем все остальные сжатые раскосы, т.к. усилия в них меньше, чем для раскоса 3-5.

3.5.4 Расчет и конструирование узлов фермы

Конструирование опорного узла.

Нагрузка от фермы колонне передается через металлический лист опорной закладной детали, размеры которой определяются из условия смятия бетона:

Принимаем =0,22м.

Сечение стержней, окаймляющих узел, принимается из конструктивных условий:

Принимаем 2 10 с A_s=1,57см².

Для обеспечения надежной анкеровки продольной напрягаемой растянутой арматуры в опорном узле устанавливаются дополнительные ненапрягаемые стержни с площадью сечения:

As≥0,2· . Принимаем 7 18 с A_s=1778мм²

Расчетная длина анкеровки этой арматуры:

≥ ,

Где ,

Т.к. , то принимаем 0,7

Величина базовой длины анкеровки: где

Принимаем

Длину анкеровки напрягаемой арматуры при ее натяжении на упоры следует определять по формуле:

(3.10)

где напряжение в арматуре от действия нагрузок.

- предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь;

После отпуска:

- базовая длина зоны передачи напряжений.

- напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по формуле:

- предельное напряжение сцепления по контакту напрягаемой арматуры с бетоном, определяемое по формуле:

- напряжение в арматуре непосредственно после ее отпуска с упоров.

Сетки косвенного армирования ставятся над опорным листом на участке длиной 0.6 Шаг сеток 50-100 мм, ячейками 45-100 мм, диаметром 6 мм. Принимаем сетки 6 мм с ячейкой 60х60 мм и шагом 60 мм.

Расчет опорного узла

Расчет опорного узла исходит из двух возможных схем разрушения: расчет из условия отрыва нижнего пояса и расчет из условия изгиба опорного узла.

Из условия прочности на отрыв нижнего пояса по сечению АВ в случае ненадежной анкеровки преднапряженной арматуры и дополнительных стержней усилие в поперечной арматуре должно быть не менее :

,

Где - угол наклона линии АВ к оси нижнего пояса фермы,

при ,

при ,

при

Здесь: , -фактическая длина заделки продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры от торца узла до линии АВ.

, -расчетные длины анкеровки обычной и преднапряженной арматуры.

Т.к. , то отрыва нижнего пояса от опорного узла не будет наблюдаться.

Для обеспечения прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента вычисляем:

- из условия равновесия сил верхней части опорного узла, ограниченного наклонным сечением АС и высотой сжатой зоны СС₁ на продольную ось нижнего пояса требуемую высоту сжатой зоны.:

- из условия прочности на изгиб требуемое усилие в поперечной арматуре:

Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе в пределах опорного узла:

Здесь: =23,31°-угол наклона приопорной панели верхнего пояса,

,

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

Т.к. то прочность наклонного сечения опорного узла на изгиб обеспечивается наличием продольной ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.

Конструктивно принимаем стержни 6мм ( ) S500 c шагом S=150 мм.

Расчёт промежуточного узла.

Рисунок 20 – К расчёту промежуточного узла

Расчёт арматуры в промежуточном узле производят по линии отрыва АВС на действие продольной силы N_sd3.

В этом узле учитывают, что достаточная анкеровка стержней и раскосов обеспечивается работой на растяжение поперечных стержней.

Из условия прочности по линии отрыва

где, -расчётное усилие раскоса 3-8

k₁, k₂ – коэффициенты, учитывающие особенности работы узлов

k₂=1,

- угол между поперечной арматурой и направлением растянутого раскоса

°, cos =0.71

l₁ – длина заделки стержней раскоса за линию АВС, l₁=220мм ,

требуемая длина l_bd=350мм

а – условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии на конце коротыша или петли, а=3∙d=3∙14=42мм,

Требуемая площадь по формуле:

n – число поперечных стержней пересекающих линию АВС n=2∙7=14

см².

Назначаем конструктивно Ø через s=150 мм.

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяем по условному усилию:

кН

Площадь сечения окаймляющего стержня

где, =90 Мпа – из условия ширины раскрытия трещин

n=2 – число поперечных каркасов в узле

см принимаем Ø

В узлах, где примыкают сжатые раскосы и стойки, проектируем поперечные стержни из конструктивных соображений Ø с шагом 100 мм, а окаймляющие стержни .