3.1 Расчет внутренних усилий возникающих в элементах сегментной фермы с помощью программы SCAD Office 11.3
Имена загружений
| Имена загружений | |
| Номер | Наименование |
| собственный вес | |
| полная узловая нагрузка (нормативная) | |
| длительная узловая нагрузка (нормативная) | |
| полная узловая нагрузка (расчётная) | |
| длительная узловая нагрузка (расчётная) |
Комбинации загружений
| Комбинации загружений | |
| Номер | |
| собственный вес+ полная узловая нагрузка (нормативная) | |
| собственный вес+ длительная узловая нагрузка (нормативная) | |
| собственный вес+ полная узловая нагрузка (расчётная) | |
| собственный вес+ длительная узловая нагрузка (расчётная) |
Рис.6 Схема сегментной раскосной фермы с нумерацией элементов
| Усилия и напряжения (комбинации) | ||||||||
| Номер эл-та | Номер сечен. | Номер загруж. | Значения | |||||
| N | Mk | My | Qz | Mz | Qy | |||
| -96,864 | 0,585 | 0,411 | ||||||
| -79,414 | 0,572 | 0,375 | ||||||
| -120,823 | 0,604 | 0,461 | ||||||
| -98,11 | 0,586 | 0,414 | ||||||
| -96,557 | 0,858 | -0,106 | ||||||
| -79,107 | 0,78 | -0,142 | ||||||
| -120,517 | 0,965 | -0,056 | ||||||
| -97,804 | 0,864 | -0,103 | ||||||
| -96,251 | 0,208 | -0,623 | ||||||
| -78,801 | 0,066 | -0,659 | ||||||
| -120,21 | 0,404 | -0,573 | ||||||
| -97,497 | 0,219 | -0,62 | ||||||
| -104,367 | 0,219 | 0,822 | ||||||
| -85,731 | 0,091 | 0,783 | ||||||
| -129,956 | 0,396 | 0,876 | ||||||
| -105,699 | 0,228 | 0,825 | ||||||
| -104,25 | 1,082 | 0,334 | ||||||
| -85,613 | 0,895 | 0,295 | ||||||
| -129,838 | 1,339 | 0,388 | ||||||
| -105,581 | 1,095 | 0,337 | ||||||
| -104,132 | 1,216 | -0,154 | ||||||
| -85,495 | 0,97 | -0,194 | ||||||
| -129,72 | 1,553 | -0,101 | ||||||
| -105,463 | 1,233 | -0,152 | ||||||
| -102,779 | 1,115 | 0,41 | ||||||
| -84,414 | 0,888 | 0,418 | ||||||
| -127,996 | 1,428 | 0,397 | ||||||
| -104,091 | 1,131 | 0,409 | ||||||
| -102,696 | 1,354 | -0,096 | ||||||
| -84,33 | 1,14 | -0,087 | ||||||
| -127,913 | 1,648 | -0,108 | ||||||
| -104,008 | 1,369 | -0,096 | ||||||
| -102,613 | 0,824 | -0,601 | ||||||
| -84,247 | 0,623 | -0,592 | ||||||
| -127,829 | 1,1 | -0,613 | ||||||
| -103,924 | 0,838 | -0,602 | ||||||
| -104,341 | 0,86 | 0,078 | ||||||
| -85,68 | 0,654 | 0,158 | ||||||
| -129,963 | 1,143 | -0,031 | ||||||
| -105,674 | 0,875 | 0,072 | ||||||
| -104,29 | 0,597 | -0,427 | ||||||
| -85,629 | 0,511 | -0,348 | ||||||
| -129,912 | 0,715 | -0,537 | ||||||
| -105,623 | 0,603 | -0,433 | ||||||
| -104,24 | -0,428 | -0,933 | ||||||
| -85,579 | -0,394 | -0,853 | ||||||
| -129,862 | -0,475 | -1,042 | ||||||
| -105,573 | -0,43 | -0,938 | ||||||
| -104,225 | -0,427 | 0,922 | ||||||
| -85,567 | -0,393 | 0,844 | ||||||
| -129,843 | -0,474 | 1,029 | ||||||
| -105,558 | -0,43 | 0,927 | ||||||
| -104,275 | 0,581 | 0,416 | ||||||
| -85,616 | 0,498 | 0,339 | ||||||
| -129,893 | 0,696 | 0,523 | ||||||
| -105,607 | 0,587 | 0,422 | ||||||
| -104,324 | 0,828 | -0,089 | ||||||
| -85,666 | 0,627 | -0,167 | ||||||
| -129,943 | 1,103 | 0,018 | ||||||
| -105,657 | 0,842 | -0,083 | ||||||
| -102,626 | 0,791 | 0,62 | ||||||
| -84,258 | 0,596 | 0,608 | ||||||
| -127,846 | 1,059 | 0,637 | ||||||
| -103,938 | 0,805 | 0,621 | ||||||
| -102,71 | 1,351 | 0,115 | ||||||
| -84,342 | 1,137 | 0,103 | ||||||
| -127,93 | 1,644 | 0,132 | ||||||
| -104,022 | 1,366 | 0,116 | ||||||
| -102,794 | 1,141 | -0,39 | ||||||
| -84,426 | 0,909 | -0,402 | ||||||
| -128,014 | 1,46 | -0,373 | ||||||
| -104,106 | 1,158 | -0,389 | ||||||
| -104,125 | 1,241 | 0,144 | ||||||
| -85,489 | 0,99 | 0,185 | ||||||
| -129,711 | 1,584 | 0,087 | ||||||
| -105,456 | 1,258 | 0,141 | ||||||
| -104,243 | 1,09 | -0,345 | ||||||
| -85,607 | 0,902 | -0,304 | ||||||
| -129,829 | 1,35 | -0,402 | ||||||
| -105,574 | 1,104 | -0,348 | ||||||
| -104,361 | 0,211 | -0,833 | ||||||
| -85,725 | 0,084 | -0,792 | ||||||
| -129,947 | 0,386 | -0,89 | ||||||
| -105,692 | 0,221 | -0,836 | ||||||
| -96,255 | 0,201 | 0,625 | ||||||
| -78,804 | 0,06 | 0,661 | ||||||
| -120,215 | 0,395 | 0,576 | ||||||
| -97,501 | 0,211 | 0,623 | ||||||
| -96,561 | 0,855 | 0,108 | ||||||
| -79,11 | 0,778 | 0,144 | ||||||
| -120,522 | 0,961 | 0,059 | ||||||
| -97,808 | 0,861 | 0,105 | ||||||
| -96,868 | 0,587 | -0,409 | ||||||
| -79,417 | 0,573 | -0,373 | ||||||
| -120,828 | 0,605 | -0,458 | ||||||
| -98,114 | 0,588 | -0,412 | ||||||
| -6,215 | -0,045 | 0,122 | ||||||
| -4,968 | -0,053 | 0,123 | ||||||
| -7,928 | -0,033 | 0,122 | ||||||
| -6,304 | -0,044 | 0,122 | ||||||
| -6,091 | 0,084 | -0,001 | ||||||
| -4,843 | 0,077 | -0,001 | ||||||
| -7,804 | 0,094 | -0,002 | ||||||
| -6,18 | 0,085 | -0,001 | ||||||
| -5,966 | -0,05 | -0,125 | ||||||
| -4,718 | -0,057 | -0,125 | ||||||
| -7,679 | -0,042 | -0,126 | ||||||
| -6,055 | -0,05 | -0,125 | ||||||
| -2,437 | -0,087 | 0,13 | ||||||
| -1,837 | -0,088 | 0,129 | ||||||
| -3,261 | -0,086 | 0,132 | ||||||
| -2,48 | -0,087 | 0,13 | ||||||
| -2,561 | 0,059 | 0,007 | ||||||
| -1,961 | 0,056 | 0,006 | ||||||
| -3,385 | 0,062 | 0,008 | ||||||
| -2,604 | 0,059 | 0,007 | ||||||
| -2,686 | -0,059 | -0,117 | ||||||
| -2,086 | -0,064 | -0,118 | ||||||
| -3,51 | -0,053 | -0,116 | ||||||
| -2,729 | -0,059 | -0,117 | ||||||
| 6,71 | -3,247e-004 | 3,521e-004 | ||||||
| 5,753 | -2,657e-004 | 2,887e-004 | ||||||
| 8,024 | -4,058e-004 | 4,393e-004 | ||||||
| 6,778 | -3,289e-004 | 3,567e-004 | ||||||
| 6,847 | 2,59e-004 | 3,521e-004 | ||||||
| 5,89 | 2,128e-004 | 2,887e-004 | ||||||
| 8,161 | 3,224e-004 | 4,393e-004 | ||||||
| 6,915 | 2,623e-004 | 3,567e-004 | ||||||
| 6,983 | 0,001 | 3,521e-004 | ||||||
| 6,026 | 0,001 | 2,887e-004 | ||||||
| 8,298 | 0,001 | 4,393e-004 | ||||||
| 7,052 | 0,001 | 3,567e-004 | ||||||
| -2,916 | -0,06 | 0,118 | ||||||
| -2,274 | -0,064 | 0,118 | ||||||
| -3,796 | -0,054 | 0,116 | ||||||
| -2,961 | -0,06 | 0,118 | ||||||
| -2,791 | 0,059 | -0,006 | ||||||
| -2,15 | 0,056 | -0,005 | ||||||
| -3,672 | 0,062 | -0,007 | ||||||
| -2,837 | 0,059 | -0,006 | ||||||
| -2,667 | -0,086 | -0,13 | ||||||
| -2,026 | -0,087 | -0,129 | ||||||
| -3,547 | -0,085 | -0,131 | ||||||
| -2,713 | -0,086 | -0,13 | ||||||
| -6,179 | -0,05 | 0,125 | ||||||
| -4,893 | -0,056 | 0,124 | ||||||
| -7,944 | -0,041 | 0,125 | ||||||
| -6,271 | -0,049 | 0,125 | ||||||
| -6,303 | 0,084 | 0,001 | ||||||
| -5,018 | 0,077 | 0,001 | ||||||
| -8,069 | 0,094 | 0,002 | ||||||
| -6,395 | 0,085 | 0,001 | ||||||
| -6,428 | -0,045 | -0,123 | ||||||
| -5,142 | -0,054 | -0,123 | ||||||
| -8,193 | -0,034 | -0,122 | ||||||
| -6,52 | -0,045 | -0,123 | ||||||
| -4,804 | 0,103 | -0,081 | ||||||
| -3,665 | 0,083 | -0,066 | ||||||
| -6,368 | 0,131 | -0,102 | ||||||
| -4,886 | 0,105 | -0,082 | ||||||
| -4,7 | 0,001 | -0,081 | ||||||
| -3,561 | 3,96e-004 | -0,066 | ||||||
| -6,264 | 0,003 | -0,102 | ||||||
| -4,782 | 0,001 | -0,082 | ||||||
| -4,596 | -0,1 | -0,081 | ||||||
| -3,457 | -0,082 | -0,066 | ||||||
| -6,16 | -0,125 | -0,102 | ||||||
| -4,678 | -0,102 | -0,082 | ||||||
| 21,344 | -0,052 | 0,132 | ||||||
| 17,669 | -0,052 | 0,128 | ||||||
| 26,389 | -0,053 | 0,137 | ||||||
| 21,606 | -0,052 | 0,132 | ||||||
| 21,419 | 0,071 | 0,012 | ||||||
| 17,744 | 0,064 | 0,008 | ||||||
| 26,464 | 0,08 | 0,018 | ||||||
| 21,681 | 0,071 | 0,012 | ||||||
| 21,494 | -0,011 | -0,108 | ||||||
| 17,819 | -0,024 | -0,112 | ||||||
| 26,539 | 0,008 | -0,102 | ||||||
| 21,756 | -0,01 | -0,107 | ||||||
| 83,117 | -0,587 | 1,305 | ||||||
| 68,124 | -0,573 | 1,244 | ||||||
| 103,703 | -0,605 | 1,389 | ||||||
| 84,188 | -0,588 | 1,31 | ||||||
| 83,117 | 1,68 | 0,214 | ||||||
| 68,124 | 1,512 | 0,153 | ||||||
| 103,703 | 1,911 | 0,297 | ||||||
| 84,188 | 1,692 | 0,218 | ||||||
| 83,117 | 0,688 | -0,878 | ||||||
| 68,124 | 0,338 | -0,939 | ||||||
| 103,703 | 1,169 | -0,795 | ||||||
| 84,188 | 0,713 | -0,874 | ||||||
| 105,625 | 0,578 | 0,908 | ||||||
| 86,625 | 0,256 | 0,948 | ||||||
| 131,712 | 1,019 | 0,855 | ||||||
| 106,982 | 0,601 | 0,906 | ||||||
| 105,625 | 1,657 | -0,189 | ||||||
| 86,625 | 1,453 | -0,15 | ||||||
| 131,712 | 1,938 | -0,243 | ||||||
| 106,982 | 1,672 | -0,192 | ||||||
| 105,625 | -0,555 | -1,286 | ||||||
| 86,625 | -0,642 | -1,247 | ||||||
| 131,712 | -0,436 | -1,34 | ||||||
| 106,982 | -0,549 | -1,289 | ||||||
| 105,788 | -0,555 | 1,286 | ||||||
| 86,759 | -0,642 | 1,247 | ||||||
| 131,916 | -0,435 | 1,34 | ||||||
| 107,148 | -0,549 | 1,289 | ||||||
| 105,788 | 1,657 | 0,189 | ||||||
| 86,759 | 1,453 | 0,15 | ||||||
| 131,916 | 1,938 | 0,242 | ||||||
| 107,148 | 1,672 | 0,192 | ||||||
| 105,788 | 0,578 | -0,909 | ||||||
| 86,759 | 0,256 | -0,948 | ||||||
| 131,916 | 1,019 | -0,855 | ||||||
| 107,148 | 0,601 | -0,906 | ||||||
| 83,113 | 0,688 | 0,879 | ||||||
| 68,12 | 0,338 | 0,939 | ||||||
| 103,697 | 1,169 | 0,795 | ||||||
| 84,183 | 0,713 | 0,874 | ||||||
| 83,113 | 1,681 | -0,213 | ||||||
| 68,12 | 1,512 | -0,152 | ||||||
| 103,697 | 1,912 | -0,297 | ||||||
| 84,183 | 1,693 | -0,218 | ||||||
| 83,113 | -0,585 | -1,305 | ||||||
| 68,12 | -0,572 | -1,244 | ||||||
| 103,697 | -0,604 | -1,389 | ||||||
| 84,183 | -0,586 | -1,309 | ||||||
| -4,943 | -0,102 | 0,08 | ||||||
| -3,779 | -0,083 | 0,065 | ||||||
| -6,541 | -0,13 | 0,101 | ||||||
| -5,026 | -0,104 | 0,081 | ||||||
| -4,839 | -0,002 | 0,08 | ||||||
| -3,675 | -0,001 | 0,065 | ||||||
| -6,437 | -0,003 | 0,101 | ||||||
| -4,922 | -0,002 | 0,081 | ||||||
| -4,735 | 0,099 | 0,08 | ||||||
| -3,571 | 0,081 | 0,065 | ||||||
| -6,333 | 0,124 | 0,101 | ||||||
| -4,818 | 0,1 | 0,081 | ||||||
| 21,477 | -0,01 | 0,107 | ||||||
| 17,805 | -0,024 | 0,111 | ||||||
| 26,518 | 0,008 | 0,102 | ||||||
| 21,739 | -0,009 | 0,107 | ||||||
| 21,402 | 0,071 | -0,012 | ||||||
| 17,73 | 0,064 | -0,008 | ||||||
| 26,443 | 0,08 | -0,018 | ||||||
| 21,664 | 0,071 | -0,013 | ||||||
| 21,327 | -0,053 | -0,132 | ||||||
| 17,655 | -0,052 | -0,128 | ||||||
| 26,368 | -0,053 | -0,138 | ||||||
| 21,589 | -0,053 | -0,132 |
3.2 Расчет нижнего пояса
Наиболее нагруженным является растянутый элемент № 28(27).
Принимаем к расчёту:
Бетон класса В30 при 
:
Арматура канатная К1400:
Нормативные и расчётные нагрузки для данного элемента равны:
Геометрические размеры элемента равны:
Величина защитного слоя бетона а=5см.
Расчётная высота сечения 
Расчёт ведётся для случая совместного действия длительной и кратковременной нагрузки при .
Эксцентриситет приложения нагрузки равен:
Определим величину эксцентриситета с целью уточнения расчётного случая (больших или малых эксцентриситетов).
15,6 см < 33 см, то есть имеем случай малых эксцентриситетов. Для этого случая не определяем η и не пересчитываем эксцентриситет. Вследствие того, что эксцентриситет мал, определяем площадь поперечного сечения напряженной арматуры, как при изгибе:
где 
- коэффициент надёжности по назначению (
;
– коэффициент условий работы арматуры (
;
Принимаем проволочную арматуру в виде канатов 5 
К7, для которой 
.
Вследствие того, что нижний пояс подвергается предварительному напряжению, необходимо провести расчёт на образование и раскрытие трещин с учётом действия усилия предварительного обжатия бетона и осевой нормальной силы, полученной расчётом.
Определяем величину предварительного напряжения в арматуре.
Так как мы используем арматурные канаты, то предварительное напряжение арматуры σsp принимаем не более 0,8 Rs,n.
3.2.1 Определение геометрических характеристик приведенного сечения
Площадь приведенного сечения
где 
– коэффициент приведения, равен:
см2
Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани
см
Момент инерции приведенного сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести:
Момент сопротивления относительно нижней грани
см3
Момент сопротивления относительно верхней грани
см3
Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой грани, до центра тяжести приведенного сечения:
Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой грани, до центра тяжести приведенного сечения:
Расстояние от ядровой точки, наименее удаленной от растянутой грани, до центра тяжести приведенного сечения:
3.2.2 Определение потерь предварительного напряжения
Начальные предварительные напряжения в арматуре не остаются постоянными, с течением времени они уменьшаются.
1. Потери от релаксации напряжений в арматуре 
Так как мы используем механический способ натяжения арматуры, то используем формулу:
2. От температурного перепада, т.е. от разности температуры натянутой арматуры и устройств, воспринимающих усилие натяжения при пропаривании или прогреве бетона 
:
где 
– разность между температурой арматуры и упоров, воспринимающих усилия натяжения, оС; при отсутствии данных принимаем 
.
3. Потери от деформации формы или упоров 
:
4. Потери от деформации анкеров натяжных устройств 
5. Потери от усадки бетона 
6. Потери от ползучести бетона 
где 
;
- коэффициент ползучести, принимаемый согласно таблицы 5 СП 52-102-2004;
- расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения до центра тяжести группы напрягаемых стержней;
- приведенная площадь поперечного сечения элемента;
- момент инерции приведенного сечения элемента;
где 
– эксцентриситет приложения нагрузки, создаваемый напряженной арматурой;
;
где 
Так как 
, то 
удовлетворяет нормативным