Передаточная прочность бетона принимается по п.2.6 СНиП 2.03.01-84*

5. Передаточная прочность бетона принимается по п.2.6 СНиП 2.03.01-84*.

Для арматуры класса К-19:  кроме того,

Принимаем R_bp=15,5 МПа, тогда:

где

6. Потери от быстро натекающей ползучести определяются по формуле:

7. Суммируем первые потери напряжений:

Усилие в арматуре с учетом первых потерь

Вторые потери

8. Потери напряжений от усадки бетона -

Сжимающие напряжения в бетоне с учетом первых потерь:

Так как  принимаем форму расчета потерь от ползучести:

Полные потери:

Полные потери принимаются не менее:  Усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь напряжений:

5.4.4 Расчет по образованию трещин

Средний коэффициент надежности по нагрузке определяем по таблице 2 с учетом снеговой нагрузки:

 

тогда нормативные усилия равны (первая панель нижнего пояса):

 

Нормативные усилия от длительных нагрузок:

Проверка по образованию трещин производится по формуле  где M_r – момент от внешних сил относительно оси параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещиностойкость которой проверяется:

где

где ,

M_crc – момент, воспринимаемый сечением при образовании трещин:

Знак (+) применяется тогда, когда знаки от P и N не совпадают (у нас Р – сжимает сечение, N – растягивает, поэтому знак +). M_гр – ядровый момент от силы P₂.

где =0,9 – коэффициент точности натяжения арматуры.

Тогда

Так как при полном загружении нормативной нагрузкой условие  не выполняется (32,073>25,699; 25,525<25,699), трещины образуются и необходимо проверить их раскрытие.

5.4.5 Расчет на раскрытие трещин

Ферма находится в закрытом помещении и поэтому относится к 3-й категории трещиностойкости, для которой допускается ограниченное по ширине непродолжительное a_crc1 и продолжительное a_crc2 раскрытие трещин.

Раскрытие трещин определяется по формуле:

где  - при внецентренном растяжении;  - коэффициент длительности действия нагрузки. Для кратковременного действия нагрузки , а для длительного - , где  - коэффициент армирования сечения. В расчете принимается

 - коэффициент, учитывающий вид арматуры. Для проволочной арматуры периодического профиля и канатах d – диаметр арматуры в мм;  - приращение напряжений в арматуре от действия внешней нагрузки.

Определяем раскрытие трещин от кратковременного действия всех нагрузок a_crc3:

а) напряжение в арматуре:

где e_s – эксцентриситет силы N_n относительно арматуры S (рисунок 19):

(вводится в расчет со знаком минус)

Рис.19 – Приложение силы преднапряжения

б) эксцентриситет силы P₂ относительно арматуры S:

Эксцентриситет равнодействующей продольных сил N_n и P₂ относительно центра тяжести сечения равен:

Так как

то можно в формуле  принять z=z_s (z_s – расстояние между арматурой A_s и A_s’). z_s=220 мм.

Определяем a_crc4 – раскрытие трещин от кратковременного действия постоянной и длительной нагрузки. Так как  - сечение растянуто.

Определяем a_crc2 – продолжительное раскрытие трещин (от постоянной и длительной нагрузки) при

и

Непродолжительное раскрытие трещин равно:

При арматуре класса К-19, для третьей категории трещиностойкости, допускается непродолжительное раскрытие трещин a_crc1 равное 0,3 мм и продолжительное раскрытие трещин a_crc2=0,2 мм. Как видно из расчетов, раскрытия трещин a_crc1 и a_crc2 не превышают предельных величин, установленных нормами проектирования.

5.5 Расчет стоек

Класс бетона В25, R_b=14,5 МПа, E_b=27000 МПа.

Класс арматуры А-III, R_s=R_sc=365 МПа, E_s=

Размер сечения 0,24х0,25 м.

Расчетные усилия: сжатая стойка 2-3:

M_я=6,82 кНм; M=-6,670 кНм; N=-3,612 кН;

Растянутая стойка: 6-7: M=0 кНм; N=1,788 кН;

5.5.1 Расчет внецентренно сжатой стойки

Определение коэффициента продольного изгиба .

Свободная длина в плоскости фермы:

Гибкость стойки  так как  необходимо учитывать продольный изгиб.

Эксцентриситет силы

Случайные эксцентриситеты:

Так как система статически неопределима, принимаем наибольшее значение: е₀=1,847 м.

 - коэффициент, принимаемый равным  но не менее

I – момент инерции сечения бетона:

 следовательно

Коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

Требуемое сечение арматуры при симметричном армировании:

Принимаем А_s=A_s^’=1,57 см² (2Æ10) исходя из требований к минимальному диаметру арматуры в стойках фермы (10 мм).

Рис.20 – Схема армирования сжатой стойки фермы

5.5.2 Расчет растянутой стойки

Так как изгибающий момент в стойке M=0, то расчет ведется по п.3.26 СНиП 2.03.01-84*. При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие:

где A_s,tot – площадь сечения всей продольной арматуры.

 

Из условия минимального диаметра арматуры в стойке фермы принимаем  (2Æ10 A-III)

5.6 Проектирование опорного узла фермы 5.6.1 Конструирование опорного узла

Пояса фермы соединяются в опорном узле (рис.21):

Рис.21 – Опорный узел

1. Определение размеров опорного листа

Опорная реакция фермы:

Принимаем l_sup=0,22 м.

2. Определение угла наклона верхнего пояса в опорном узле:

 .

3. Для обеспечения надежной анкеровки продольной растянутой арматуры в опорном узле устанавливаются дополнительные ненапрягаемые стержни с площадью сечения:

 

Принимается минимально возможный диаметр арматуры 12 мм 4Æ12 A-III, A_s=4,52 см². Длина анкеровки этой арматуры (растянутая арматура в растянутом бетоне):

  принимаем l_an=350 мм.

4. Сечение стержней, окамляющих узел, принимается из условия:

Принимаем 2Æ10 A-III с

5. Сетки косвенного армирования ставятся над опорным листом на участке длиной 20 см и , где l_p – длина зоны передачи напряжений

Тогда длина участка, где стоят сетки  Диаметр арматуры должен быть   В соответствие с п.5.24 СНиП 2.03.01-84* сетки принимаются из арматуры Æ6 A-III, с ячейками 50х50 мм и шагом 50 мм (12 сеток).

Поперечная арматура ставится по расчету (см. следующий пункт пояснительной записки), шаг – 100 мм.