2.4 Расчет прочности наклонного сечения нижнего пояса.

Принимаем поперечное армирование по конструктивным соображениям в виде хомутов Ø 5 Вр - I c шагом 200мм ().

Расчет ведем с учётом продольной растягивающей силыN=1152,3 кН и усилия обжатия от напрягаемой арматуры.

Принимаем .

Поскольку , тоне корректируем.

Предельная несущая способность в наиболее опасном сечении меньше максимального значения поперечной силы от нагрузки:

Дополнительное усилие, действующее на верхний пояс фермы:

2.5 Расчет элементов верхнего пояса.

Сечение 9, нормальное к продольной оси элемента.

Наибольшие усилия от расчетных нагрузок возникают в сечении 9:

в том числе продолжительно действующие:

.

где 0,7 – коэффициент, учитывающий перераспределение изгибающих моментов в верхнем поясе фермы.

Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l₀=0.9l=0.9·3.01=2.71м, при эксцентриситете:

Случайный эксцентриситет принимаем , максимальный из условий:

Поскольку , в расчётах используем.

Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба:

Принимаем

В первом приближении μ =0,01.

Условная критическая сила:

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:

η=1 / (1-N / N_cr)=1 / (1-1364,79 / 4313,3)=1.46

тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен

e=e₀η+h₀ - a`=24·1,46+300 / 2 - 35 = 145 мм

Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:

Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:

Окончательно принимаем армирование 4 Ø 10 А–III (A_s =314 мм²).

Элемент 1 – 2 – 3 , сечение наклонное к продольной оси.

Наибольшие усилия от расчетных нагрузок возникающие в элементе:

Так как при расчёте прочности по наклонным сечениям нижнего пояса фермы несущая способность оказалась меньше требуемой, то с учётом перераспределения усилий необходимо проектировать поперечную арматуру в верхнем поясе на восприятие поперечной силы:

Принимаем коэффициент из условия:

Коэффициент принимаем коэффициент .

Статический момент и момент инерции верхней части.

По графику принимаем в зависимости от

Условие прочности по наклонным сечениям обеспечена. Конструктивно принимаем поперечную арматуру для верхнего пояса Ø 10 A–III, с шагом 500 мм.

2.6 Расчет стоек фермы по прочности.

Максимальное усилие для подбора арматуры в стойках фермы определяется из таблицы результатов статического расчета с учетом всех возможных схем нагружения снеговой нагрузкой.

• Стойка 21 -22, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=53,45 кН и М=60,77 kH.

Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.

Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l₀=0.8·l=0.8·1,305=1,044м, при эксцентриситете:

Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба

Условная критическая сила:

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:

η=1 / (1-N / N_cr)=1 / (1-53,45 / 11847,3)=1.005тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен

e=e₀η+(h₀ - a`)=1,14·1,005+(0,215 – 0,035) / 2 = 1,236 м

Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:

Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:

Окончательно принимаем армирование 3 Ø 18 А–III (A_s =763 мм²).

Коэффициент армирования

• Стойка 23 -24, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=11,84 кН и М=42,1 kH.

Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.

Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l₀=0.8·l=0.8·2,25=1,8м, при эксцентриситете:

Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба

Условная критическая сила:

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:

η=1 / (1 - N / N_cr)=1 / (1 - 11,84 / 3993,1)=1.003тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен

e=e₀η+(h₀ - a`)=3,556·1,003+(0,215 – 0,035) / 2 = 3,66 м

Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:

Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:

Окончательно принимаем армирование 3 Ø 16 А–III (A_s =603 мм²).

Коэффициент армирования

• Стойка 25 -26, подвергающаяся внецентренному сжатию с максимальным усилием N=10,37 кН и М=21,8 kH.

Размер стойки , защитный слой, рабочая высота.

Находим расчетную длину элемента по т. 33 /1/ l₀=0.8·l=0.8·2,799=2,239м, при эксцентриситете:

Так как , расчёт по прочности ведем с учётом прогиба

Условная критическая сила:

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета:

η=1 / (1 - N / N_cr)=1 / (1 – 10,37 / 2475,3)=1.004тогда расчетный эксцентриситет продольной силы будет равен

e=e₀η+(h₀ - a`)/2=3,556·1,004+(0,215 – 0,035) / 2 = 2,198 м

Необходимое симметричное армирование находим согласно п. 3,62 /4/. Вычисляем значение коэффициентов:

Требуемая площадь сечения арматуры верхнего пояса фермы:

Окончательно принимаем армирование 3 Ø 12 А–III (A_s =339 мм²).

Коэффициент армирования

7. Расчет и конструирование опорного узла.

Усилие в нижнем поясе в крайней панели в крайней панели N=1152,36kH, а опорная реакция Q=Q_max=30,51·24=732,2 кН.

Площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры :

Принимаем армирование 6 Ø 12 А–III (A_s =679 мм²).

• Условие прочности на отрыв.

Усилие в продольной арматуре:

Усилие в хомутах:

Площадь сечения одного хомута:

Принимаем 1 Ø 10 А–III (A_sw =0.785 cм²).

• Проверяем прочность опорного узла на изгиб.

Высота сжатой зоны:

Условие по прочности не выполняется, необходимо увеличить площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры. Примим 6 Ø 20 А–III (A_s =18850 мм²).

Условие прочности опорного узла на изгиб.

Рис 2. К расчету опорного узла фермы.