Расчет фермы

Прежде чем перейти к расчёту сечений, назначаем размеры поперечных сечений элементов фермы, принимая во внимание особенности изготовления фермы с закладной решёткой:

нижний пояс: b×h = 280×300 мм,

верхний пояс: b×h = 280×250 мм,

стойки: b×h = 280×120 мм,

раскосы: b×h = 280×200 мм,

бетон В30.

1. Расчёт верхнего пояса

Расчетные усилия:

длительное: N_l = 519,21 кН;

полное: N = 614,25 кН.

Расчётная длина в плоскости и из плоскости фермы:

l₀ = 0,9×l = 0,9×300 = 270 см.

Случайный начальный эксцентриситет:

Принимаем e₀ = e_a =1 см

Так как , то необходим учёт влияния гибкости элемента на его прочность.

кН·см;

кН·см.

Момент инерции верхнего пояса:

см⁴.

Вычислим коэффициент , учитывающий длительность действия нагрузки:

.

;

;

Принимаем .

При (первое приближение) момент инерции арматуры:

см⁴.

Вычислим критическую силу:

кН.

;

см;

;

;

.

.

Арматура по расчету не требуется, устанавливаем конструктивно 4Ø12А400 . Поперечные стержни Ø8 из стержневой арматуры класса А400 с шагом S = 150 мм < 20d = 160 мм.

2. Расчёт нижнего пояса

Усилия:

нормативное усилие от постоянной нагрузки кН;

нормативное усилие от постоянной и полной снеговой нагрузок кН;

нормативное усилие от постоянной и длительной нагрузок кН;

расчетное усилие от постоянной и полной снеговой нагрузок кН.

Определим площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

см².

Принимаем 4Ø16 A600, см². Напрягаемая арматура окаймлена хомутами. Продольная арматура каркасов из стали класса А400 (4 Ø10 А400 с см²).

Расчет нижнего пояса на трещиностойкость

Элемент относится к 3-й категории. Принимаем механический способ натяжения арматуры. Величину преднапряжения в арматуре при назначаем из условия .

МПа.

Принимаем МПа.

Определяем потери преднапряжения в арматуре при .

Первые потери:

а) от релаксации напряжений в арматуре:

МПа;

б) от разности температур напрягаемой арматуры и натяжных устройств (при С):

МПа;

в) от деформации анкеров (при мм):

МПа;

кН;

г) от быстронатекающей ползучести бетона:

МПа;

МПа;

МПа;

Первые потери составляют:

МПа.

Вторые потери:

а) от усадки бетона класса В30:

МПа;

кН;

б) от ползучести бетона:

МПа;

МПа;

МПа;

Вторые потери составляют:

МПа.

Полные потери:

МПа.

Расчётный разброс напряжений при механическом способе натяжения принимается равным:

,

где n_p — число стержней напрягаемой арматуры.

Так как , окончательно принимаем

Коэффициент точности натяжения при расчёте на образование трещин:

.

Тогда сила обжатия:

Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин:

кН.

Так как , условие трещиностойкости сечения соблюдается.