Нижний растянутый пояс.
Расчет прочности выполняем на суммарное опасное кратковременное усилие.
Определяем площадь сечения растянутой продольной напрягаемой арматуры класса К-1500 при gs3 = 1,10:
см 2.
Предварительно принимаем арматуру в виде 7 канатов Æ9 мм класса К-1500 с площадью
Аs3 = 3,57 см 2. Принимаем сечение нижнего пояса b ´ h = 25´22 см.
Расчет нижнего пояса на трещиностойкость.
Отношение модулей упругости арматуры и бетона:
– для канатов класса К-1400:
;
Величину предварительного напряжения арматуры примнимаем из условия
,
где Rs,ser = 1500 МПа. 
МПа
принимаем
МПа.
Первые потери.
1) От релаксации напряженной арматуры:
МПа.
2) От разности температур напрягаемой арматуры и нижних натяжных устройств при D t = 65о С:
МПа.
3)Потери от деформаций стальной формы 
т.к. всю арматуру натягиваем одновременно.
4) От деформации анкеров D l = 2 мм:
МПа,
где l – длина натягиваемого каната в мм.
Первые потери составят:
МПа.
Вторые потери.
1) От усадки бетона класса В40
МПа.
2) От ползучести бетона при:
=2,3-коэф.ползучести.Для бетона класса В30 и относительной влажности воздуха окружающей среды 40-75
=P(1)/Ared
кН
Ared=A+ 
Asp= 
кН
МПа
Коэф.армирования 
При симметричном обжатии элемента напрягаемой арматурой 
МПа
Полные потери:
МПа>100МПа
Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры gsp =0,9
Тогда
Усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин:
Поскольку Ncrc =337,44 кН < Nn = 349,0 кН, условие трещиностойкости сечения не выполняется.
Определим ширину раскрытия трещин от суммарного действия постоянной и полной снеговой нагрузки и сравним ее с допустимым значением:
.
Приращение напряжения в растянутой арматуре от полной нагрузки:
Н/см2
Н/см2
Принимаем 
мм
Для центрально-растянутых преднапряжерных элементов
Н/см2 = 277,79 МПа> 
Где 
мм 
мм
мм
При вычислении 
: 
мм
мм
Полная ширина раскрытия трещин в элементе Н2 нижнего пояса фермы составит:
Поскольку условия по допустимой ширине раскрытия трещин выполнены, принятое количество напрягаемой арметуры-7канатов диаметра 9класса К-1500 с 
см2
оставляем без изменения
Верхний сжатый пояс.
Усилия в элементах верхнего пояса В1 … В4 близки по величине, поэтому все элементы верхнего пояса будем армировать одинаково из расчета на усилие в наиболее напряженном элементе В1, для которого N =450,1кН, в том числе от расчетных значений длительных нагрузок
Nl = 356,2 кН.
Ориентировочное значение требуемой площади верхнего пояса:
см2.
Несколько в запас принимаем размеры сечения верхнего пояса b ´ h = 25´22 см с площадью
А = 550см2 > 216,8 см2.
Случайный эксцентриситет:
см,
где l = 320 см – наибольшее фактическое расстояние между узлами верхнего пояса (в осях);
см.
Принимаем е 0 = еа = 1,0 см.
Расчетная длина в обеих плоскостях l 0 = 0,9×320 = 288 см. Наибольшая гибкость элемента верхнего пояса
,
то есть необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.
Условная критическая сила:
кН,
см4; 
;
для тяжелого бетона
кНм
кНм
< 
Принимаем 
Поскольку количество арматуры не известно,принимеам в первом приближении 
см4
Коэффициент 
Расстояние 
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Далее вычисляем: 
-второй случай внецентренного сжатия, случай ”малых” эксцентриситетов.
Т.к. 
арматура по расчету не требуется и в верхний пояс армируем конструктивно,исходя из минимального процнета армирования 
.Тогда 
,но не менее 
Принимаем 
с 
см2 хомуты принимаем 
и устанавливаем их с шагом 150мм,что не превышает 
и не более 500мм.
Растянутый раскос Р1. В данном раскосе возникают усилия
кН, 
кН, 
кН,
Для обеспечения прочности раскоса необходимая площадь продольной арматуры класса А400 составляет: 
см2
Предварительно принимаем 4Æ10 А400 с 
см2.Поскольку рассматриваемая ферма бетонируется целиком, ширина всех элементов решетки принята b=28см.
Для растянутого раскоса фермы пролетом 18м bxh=25x16 см. Коэффициент армирования 
(для центрально растянутых элементов).
Ко всем элементам решетки предъявляются требования 3–й категории по трещиностойкости.
Усилие, воспринимаемое сечением, при образовании трещин:
где 
Т.к. Ncrc>Nn, расчет по раскрытию трещин не требуется.
Принимаем армирование раскоса в виде 4Æ10А400. Диаметр поперечной арматуры (из условия сварки с продольной) - Æ5B500 c шагом S=500мм, что не превышает Smax=2.b=2.280=560мм и менее 600мм.
Сжатый раскос Р2. Усилия в элементе: 
кН, 
кН,
Ориентировочное значение площади сечения равно:
см2
С учетом технологии изготовления фермы (бетонируется в горизонтальном положении целиком) примем размеры сечения раскоса bxh=25x20 см с площадью 
см2
Фактическая длина элемента равна 387 см. Расчетная длина при расчете в плоскости фермы (плоскость наибольшей гибкости для принятых размеров сечения раскоса) равна 
см.
Случайный начальный эксцентриситет 
см;
см; e a =1см;
принимаем 
см.
Значение 
, то есть необходим учет влияния прогиба элемента на его прочность. Условная критическая сила:
кН
где D – жесткость железобетонного элемента в предельной стадии
; 
;
для тяжелого бетона;
;
;
Так как 
принимаем 
.
Поскольку площадь сечения раскоса принята с большим запасом, площадь арматуры назначим минимально возможной. В сжатых элементах продольную арматуру следует устанавливать в количестве не менее конструктивного минимума, а в элементах решетки стропильных ферм, кроме того, не менее 4Æ10 A400. Примем именно эту арматуру 4Æ10 A400 с 
; коэффициент армирования
Тогда
Коэффициент 
Расстояние 
см. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона 
(см. расчет верхнего пояса). Далее вычисляем
, т.е. имеем 1–й случай внецентренного сжатия (случай больших эксцентриситетов).
Поскольку 
<0 и при определении Ncr задавались процентом армирования, исходя из минимально допустимого диаметра, перерасчет не производим.
Оставляем ранее принятую площадь арматуры 
, что соответствует
4Æ10 A400. Хомуты Æ5 В500 устанавливаем с шагом 200 мм., что не превышает
и не более 500 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: ГУП ЦПП, 2003
2. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные понятия. М.: ФГУП ЦПП, 2004.
3. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.: ФГУП ЦПП, 2005.
4. СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. М.: ФГУП ЦПП, 2005.
5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры. (К СП 52-101-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.
6. Пособие по проектированию предварительно напряженного железобетонных конструкций из тяжелого бетона (К СП 52-102-2003). М.: ФГУП ЦПП, 2005.
7. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. Госстрой России, ГУП ЦПП, 1995.
8. СНиП 2.01.01-82. Строительная, климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983.
9. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции. Общий курс». М.: Стройиздат, 1991.
10. Программный комплекс ЛИРА – WINDOWS для расчета конструкции по прочности. Киев 1996.
11. Георгиевский О.В. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей.
[1] Нагрузка от снега умножается на коэффициент 0,5 для всех снеговых районов