19. Розрахунок стиснутих залізобетонних елементів з великим ексцентриситетом.

Напружений стан у цьому випадку (як і руйнування елементу) по характеру близький к напруженому стану непереармованих елементів, що зазнають згин. Частина перерізу, яка розташована більш віддалено від точки прикладення сили, розтягнута, має тріщини, що розташовані нормально до повздовжньої осі елемента; розтягуюче зусилля цієї зони сприймається арматурою. Частина перерізу, що розташована ближче до стискаючої сили, стиснута разом з арматурою. Руйнування починається з досягненням межі текучості в розтягнутій арматурі. Руйнування елементу закінчується досягненням граничного опору бетону і арматури стиснутої зони при збереженні в розтягнутій арматурі постійного напруження, якщо арматура має фізичну межу текучості, або при збільшенні напруження, якщо арматура не має фізичної межі текучості. Процес руйнування здійснюється поступово і плавно.

При положення границі стиснутої зони визначають із рівняння значень розрахункової повздовжньої сили N від дії зовнішніх розрахункових навантажень і суми проекцій внутрішніх розрахункових сил в арматурі і стиснутій зоні бетону на повздовжню вісь елемента:

Умова достатньої несучої здатності елементу знаходять через співставлення згинаючого моменту M=N*e від дії зовнішніх розрахункових навантажень і суми моментів вказаних внутрішніх сил, одержаних відносно осі, яка нормальна до площини дії згинаючого моменту і рівнодіюча зусиль в арматурі s, розтягнутої від дії зовнішньої сили:

, при чому . На малюнку е і е^/ – відстані від повздовжньої сили N до центру ваги площі перерізу арматури відповідно розтягнутої А_s i стиснутої від дії зовнішніх зусиль A_s^/.

20. Розрахунок сталевих кроквяних ферм.

Виконується в наступній послідовності: 1) встановлення розрахункової схеми ферми; 2) визначається та збираються навантаження; 3) визначаються розрахункові зусилля в елементах ферми; 4) підбір поперечних перерізів розтягнутих та стиснутих елементів; 5) складання загальної таблиці зусиль, поперечних перерізів та напружень в елементах ферм; 6) розрахунок вузлових з’єднань, в тому числі монтажних стиків.

1. Розрахункова схема має вигляд основних ліній стержнів, вузлові з’єднання, які умовно шарнірні. Якщо h/l<1/15, додаткові напруження зумовлені жорсткістю вузла, можна не враховувати.

2. Кроквяна ферма розраховується на такі навантаження, які передаються у вигляді зосереджених сил у вузлах ферм: 1) постійне навантаження від маси покрівлі та власної ваги конструкції та 2) тимчасове навантаження – від снігу, вітру, підйомно транспортного обладнання. Ці рівномірно розподілені навантаження спочатку підраховуються на 1 м², потім визначають площу навантаження, яка припадає на один вузол і знаходять зосереджену силу, прикладену в кожному вузлі. Зосереджене навантаження на вузол: , – довжина панелей, сумісних з вузлом; – крок ферми; – розрахункове рівномірно розподілене навантаження на 1 м²; – кут нахилу верхнього поясу ферми.

Розрахункові навантаження від маси снігу на 1 м²:

, де – коефіцієнт надійності завантаження для покрівлі; – нормативне значення снігового навантаження, залежить від району будівництва, – перехідний коефіцієнт від навантаження на рівні землі до навантаження на 1 м² горизонтальної покрівлі.

Вузлове навантаження від снігу де – вага снігового покрову; – коефіцієнт перевантаження.

3. Практично будь-яку ферму можна розрахувати на ЕОМ. При відсутності ЕОМ зусилля в стержнях статично визначених ферм найкраще знайти графічним методом – побудовою діаграм Максвела-Кремони. Далі аналітичним способом визначають опорні реакції і будують багатокутник сил від зовнішнього і внутрішнього навантаження.

На основі визначених зусиль від різних типів навантаження складається загальна таблиця розрахункових зусиль з врахуванням коефіцієнту поєднання для верхнього та нижнього поясів, а також стояків розкосів.

4. Стержні ферми працюють в основному на повздовжні зусилля стиску або розтягу. Для стиснутих стержнів суттєве значення має гнучкість , від якої залежить стійкість при повздовжньому згині. Розрахункова довжина елементів плоських ферм і зв’язків приймаються за таблицями. Якщо по довжині елемента діють стискуючі зусилля N₁ i N₂ з площини ферми розраховується по формулі: – умова.

Гнучкість стержнів не повинна перевищувати граничну, що наведена в таблицях.

Для ферм найбільш характерними є перерізи, які складені з двох кутників, швелерів або прямокутних труб.

Визначення потрібної площі поперечного перерізу розтягнутого елемента по формулі: .

Площа попереднього перерізу стиснутого елемента

, – коефіцієнт поздовжнього згину, що залежить від гнучкості. ; – радіус інерції попереднього перерізу. Для підбору поясів легких ферм рекомендується =80…60, а для решітки =120…100. Далі знаходять радіуси інерції: По сортаменту вибирають розмір профілю по і та А. Невідповідність табличних значень свідчить про неправильне прийняття і . Оскільки площа поперечного перерізу залежить від , то розрахунок роблять методом послідовних наближень. Розрахунок вважається закінченим, якщо міцність не перевищує 5% розрахункового опору прийнятої сталі для ферми: . Для зменшення зварних напружень у вузлах ферм з листовими фасонками стержні решітки не доводяться до поясів на відстань a=6t 20мм, але < 80мм. t– товщина фасонки, приймається постійною залежно від розрахунку зусилля в опорному розкосі. Можливі 2 варіанта кріплення кутників до фасонки у вузлах: 1) кріплення передбачається фланговими швами з можливим виведенням їх на 20 мм на торець кутника; 2) для прикріплення застосовуються лобові та флангові шви. Висоту зварного шва доцільно приймати на 2-3 мм меншою за min товщину з’єднувальних елементів. Довжина зварних швів повинна бути не менше 40…50 мм.