Расчет по предельным состояниям первой группы на прочность.

Максимальное расчетное усилие согласно таблице сочетанийпринимаем:

кН.

Определяем площадь сечения напрягаемой арматуры при применении канатов d =12мм класса К 1500

Принято 3ø12 К1500, .

Расчет по предельным состояниям второй группы.

Соответственно этой категории и выполняют расчет при действии расчетных () или нормативных нагрузок (). При расчете нижнего пояса на трещиностойкость рекомендуется учитывать изгибающие моменты, возникающие в результате жесткости узлов, введением опытного .

Расчетное усилие при учете всех нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке :

кН.

Нормативное усилие при учете всех нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке :

кН.

где, 1,2- коэффициент для приближенного пересчета усилий от действия нагрузок при к усилиям от нагрузок при .

Расчет на образование трещин.

Приведенное сечение элемента

где

Напряжение натяжения арматурных канатов

Прочность бетона при обжатии

· Первые потери предварительного напряжения:

Усилие обжатия бетона с учетом потерь

Напряжения обжатия бетона от действия усилия Р₁

· Вторые потери предварительного напряжения:

Напряжение в арматуре за вычетом потерь

Усилие в напрягаемой арматуре

Критическое усилие образования трещин

Т.к. трещиностойкость обеспечена.

4.3 Расчет верхнего пояса.

Максимальное расчетное усилие принимаем:

Так как усилия в остальных панелях пояса мало отличаются от расчетных, то для унификации конструктивного решения все элементы верхнего пояса армируем поодному усилию:

Принята арматура класса А400, МПа.

Сечение пояса см;

Длина панели ;

Расчетная длина .

Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов с арматурой, расположенной у противоположных в плоскости изгиба сторон сечения, при эксцентриситете продольной силы и гибкости допускается производить по п.6.2.17 из условия

N £ N_ult,

где N_ult — предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент, определяемое по формуле

N_ult = j (R_bA + R_scA_s_,_tot₎)

Здесь A_s_,_tot — площадь всей продольной арматуры в сечении элемента;

j — коэффициент, принимаемый в зависимости от гибкости элемента; при кратковременном действии нагрузки значения j определяют по линейному закону, принимая j = 0,9 при и j = 0,85 при .

j = 0.854

Сечение арматуры назначаем 4ø10:

N £ N_ult – условие выполняется.

4.4 Расчет элементов решетки.

В данной ферме 18 м все раскосы растянутые, а стойки сжаты.

Рассчитываем наиболее растянутый раскос:

максимальная нагрузка

длительно действующая нагрузка

Сечение раскосов ;

Арматура класса А400, .

Требуемая площадь рабочей арматуры по условию прочности:

Принято 4ø10 А400, .

Процент армирования:

Определяем ширину длительного раскрытия трещины при действии усилия от постоянных и длительных нагрузок, учитываемых с коэффициентом :

; - средний коэффициент надежности по нагрузке для пересчета расчетных усилий в нормативные.

Коэффициент приведения арматуры к бетону

где

Приведенная площадь поперечного сечения элемента

;

Ширина раскрытия трещины

Принятое сечение раскоса по длительному раскрытию трещин удовлетворяет условию .

Остальные растянутые раскосы и стойки, для которых усилия меньше, чем для крайних раскосов, армируем конструктивно 4ø10 А400,

Рассчет сжатой стойки:

Геометрическая длина раскоса ;

Расчетная длина раскоса .

Расчет прочности прямоугольных сечений сжатых элементов при эксцентриситете продольной силы и гибкости допускается производить из условия

- необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Расчет производится из условия

где

здесь -жесткость элемента.

- момент от действия постоянных и длительных нагрузок;

- момент от действия полной нагрузки.

- относительное значение эксцентриситета продольной силы,

здесь

Эксцентриситет действия продольной изгибающей силы

Подбор симметричной арматуры

Т.к требуемая площадь арматуры получается отрицательной назначаем конструктивно минимальную арматуру

Принимаем 4Æ6

Проверим.

Подобранная конструктивная арматура удовлетворяет требованиям прочности.

4.5 Расчет и конструирование узлов фермы.

При конструировании сегментной фермы необходимо уделять особое внимание надлежащей заделке сварных каркасов элементов решетки в узлах.

Согласно руководству по расчету и конструированию железобетонной фермы, длину заделки напрягаемой арматуры принимают:

· для канатов диаметром 12-15мм =150см.

Требуемая площадь поперечного сечения продольных ненапрягаемых стержней в нижнем поясе в пределах опорного узла:

Наибольшее усилие нижнем поясе:

;

Принято 4ø10А400, .

Базовая длина заделки:

где – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном;

- периметр сечения арматуры.

Требуемая расчетная длина анкеровки

Принимаем длину 120 см

4.5.1. Расчет поперечной арматуры в опорном узле.

Расчетное усилие из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва:

;

Угол наклона линии:

Площадь сечения одного поперечного стержня:

§ (для арматуры класса А400);

§ -количество поперечных стержней в узле:

при двух каркасах и шаге стержней 60мм n=2×5=10 шт.

Принято: стержни ø10 А400, .

Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении требуемая площадь поперечного стержня:

;

где, - угол наклона приопорной панели;

;

Высота сжатой зоны бетона:

;

Расстояние от центра тяжести сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в поперечной арматуре опорного узла:

Из условия обеспечения прочности на изгиб в наклонном сечении требуемая площадь поперечного стержня:

;

Принимаем стержни ø10 А400, .

5.5.2. Расчет поперечной арматуры в промежуточном узле.

Рассмотрим первый промежуточный узел.

Наибольшее усилие в приопорном стержне:

;

Фактическая длина заделки стержней раскоса: .

Требуемая длина заделки арматуры ø10 А400: .

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов:

Условное увеличение длины заделки растянутой арматуры, при наличии на конце коротыша или петли:

;

- коэффициент для верхнегопояса, учитывающий увеличение длины заделки в обжимаемой зоне;

Угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса:

;

Необходимое сечение поперечных стержней каркасов:

;

Принято ø6 A400 через .

Площадь сечения окаймляющего стержня в промежуточном узле определяем по условному усилию:

При наличии только одного растянутого раскоса:

;

Усилие в растянутом раскосе:

Площадь сечения окаймляющего стержня:

- во всех случаях, установленное из условия ограничения раскрытия трещин;

-число каркасов в узле или число огибающих стержней в сечении.

Принято ø6 А400, .

5.Расчет и конструирование крайней колонны.

5.1 Исходные данные.

Бетон тяжелый классаВ35, подвергнутый тепловой обработке приатмосферном давлении R_b =19.5 МПа; E_b = 34.5·10 ³ МПа.

Продольная арматура класса A 400, R_s = 350 МПа, R_sc = 350 МПа,

Поперечная арматура класса A240, R_sw = 170 МПа, Е_s =2×10⁵ МПа.

При подсчете арматуры следует при заранее назначенных размерах сечения вычислять необходимое ее количество со стороны сжатой и растянутой зон по усилиям для каждого сечения. Окончательно принимают большую величину .