Безраскосные конструкции относятся к статически неопре­делимым стержневым системам с жесткими узлами. В них ба­лочные изгибающие моменты Мб (т.е. моменты, подсчитанные, как в сплошной балке того же пролета) и балочные поперечные силы Qб преобразуются во внутренние усилия в стержнях: мо­менты m, продольные силы N и поперечные силы Q (рис. 3).

Наиболее резкое изменение происходит накануне разруше­ния: в опасных сечениях трещины рассекают нижний пояс по всей высоте его сечения, полностью выключают растянутый бе­тон из работы, а растянутая арматура (если пренебречь ее незна­чительной изгибной жесткостью) в состоянии воспринимать только продольную силу N. После достижения растянутой арма­турой предела текучести, усилия в ней перестают расти, в ниж­нем поясе возникает пластическая связь: Npl = const. Сжимаю­щее усилие N в верхнем поясе также перестает расти, так как по условию равновесия горизонтальные проекции усилий равны (N = Npl). По мере дальнейшего роста нагрузки увеличивается и балочный момент Мб, но его добавочную часть теперь в со­стоянии воспринимать только верхний пояс – в нем особенно интенсивно прирастает момент m.

В стадии предельного равновесия (рис. 4б) нижний пояс ра­ботает как пластическая связь, т.е. на осевое растяжение силой

Метод предельного равновесия для расчета безраскосных ферм был предложен в работах 2, 4. Результаты выполненных многочисленных экспериментальных исследований решетчатых балок, а также анализ самогò метода предельного равновесия показали 17, что безраскосные конструкции в предельном по прочности состоянии работают как обычные балки, ослаблен­ные отверстиями (см. рис. 4в). Единственное отличие от балок сплошного сечения состоит в том, что у безраскосных конст­рукций высота сжатой зоны x не может превышать высоту сече­ния верхнего пояса: х ≤ hf.

Несложные вычисления показывают полную тождествен­ность метода предельного равновесия и метода сплошного сече­ния. Однако, если высота сжатой зоны х по расчету превышает высоту сечения верхнего пояса hf, то сечение работает как пере­армированное и растянутая арматура нижнего пояса предела те­кучести (физического или условного) не достигает. В этом слу­чае метод предельного равновесия завышает расчетную проч­ность, и более точные результаты дает метод сплошного сечения.

Стойки воспринимают продольные сжимающие или растягивающие усилия Nс в зависимости от того, к каким узлам приложена бòльшая вертикальная нагрузка – к верхним или к нижним. Кроме того они воспринимают сдвигающие усилия Qс между поясами, величина которых тем больше, чем больше разность усилий N в смежных панелях поясов (см. п. 2.4). В свою очередь, сдвигающие усилия вызывают узловые момен­ты, в результате чего стойки работают на внецентренное сжатие или внецентренное растяжение. Если бы очертание фермы (балки) в точности повторяло очертание балочной эпюры мо-

ментов, то во всех панелях поясов усилия были бы одинаковыми и сдвигающих сил в стойках бы не возникало.

1. Все они являются статически неопределимыми стержне-

выми системами. На стадии эксплуатации (расчет по 2-й группе предельных состояний) работу конструкций с некоторыми до­пущениями можно считать упругой и рассматривать их как уп­ругие рамы с жесткими узлами. На стадии разрушения (расчет по 1-й группе) статическая схема меняется: местные моменты перераспределяются с нижнего пояса на верхний, а механизм предельного равновесия аналогичен механизму предельного равновесия сплошных балок (с учетом ослабления их отвер­стиями).

2. Из условия равновесия определяют проекцию на гори­зонтальную ось усилия в сжатой зоне бетона вертикального се­чения верхнего пояса (рис. 5а):

копрочной арматуры за условным пределом текучести (для напрягаемой арматуры класса А540 (А-IIIв) принимают

рассматриваем половину балки. Предварительный расчет пока­зал (табл. 1), что опасным является сечение № 5 высотой h =

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны

= 300 МПа);

равен единице (K =

Прочность достаточна. При наличии межузловой нагрузки вы-