Розрахунок елементів ферми

Розрахунок елементів ферми в курсовому проекті виконуємо тільки за першою групою граничних станів. При відомих розмірах перерізів стержнів ферми при їх розрахунку тільки підбираємо перерізи арматури. В разі потреби розрахунку ферми й за другою групою граничних станів (наприклад, в дипломному проекті) необхідно користуватись іншими прикладами (на зразок прикладу 5.4 [5]) та діючими нормами [1].

6.1. Розрахунок нижнього пояса

Максимальне розтягуюче розрахункове зусилля за табл.2 приймаємо як для стержня 3 – 6 N = 1496 кН. Визначаємо площу поперечного перерізу напружуваної арматури, використовуючи канати класу К–7 діаметром 15 мм та прийнявши
= 1,15 (п.3.13 [1]) = 12 см², за табл.1 додатку II [5] приймаємо 9Æ15 К–7 з A_sp = 12.73 см². Крім цього нижній пояс армуємо конструктивними гнутими сітками зі сталі класу А–I діаметром 6 мм (п.13.3.3 [2]). Армування перерізу показано на рис.2 та в альбомі креслень.

Рис.2. Армування перерізу нижнього пояса.

6.2. Розрахунок верхнього пояса.

Максимальне стискуюче розрахункове зусилля за табл.2 в стержнях 5 – 7 і 7 – 8 N = –1453 кН. Зусилля в інших стержнях верхнього пояса мало відрізняються від цього значення і тому, з метою уніфікації конструктивнвх рішень всі елементи верхнього пояса розраховуємо на вказану максимальну стискуючу силу.

В зв’язку з відсутністю розрахункового ексцентрисітета визначаємо випадковий ексцентрисітет, котрий приймаємо як більший з трьох значень: e_a=h/ 30=30/30=1 см; e_a= l / 600=301/600=0,5 см i e_a = 1cм – приймаємо e_a= e_о =1см (тут l = 301 см (згідно з [3]) – геометрична довжина стержня 5 – 7.

Тому що e_o = 1 см < h /8 = 30/8 =3,75 см розрахункова довжина стержня
l₀ = 0,9 l = 0,9 × 301 = 271 см (табл.33 [1]). При відношенні l₀ / h = 271/30 = 9 < 20 розрахунок виконуємо як для стиснутого елемента з випадковим ексцентрисітетом (п.7.3.3 [6]). В цьому разі спочатку призначається симетричне армування, а потім перевіряється міцність елемента.

Попередньо задаємось, за конструктивними вимогами, процентом армування m = 1,3% (коефіцієнт m = 0,013) і визначаємо для площі перерізу пояса A = b х h

= 0,013 × 25 × 30 = 9,75 см², що відповідає 4Æ18А – III з A _s = 10,18 см² (табл.1 додатку II [5]).

Коефіцієнт a _s = R_sc ×A_s,tot/R_b ×g_b2 ×A = 365(100) × 10,18/22(100) × 0,9 × 25 × 30 = 0,25.

Співвідношення N_l/N = 1240/1453 = 0,853»1, де N_l – за табл. 5.

Коефіцієнти j_b = 0,88; j_sb = 0,895 (табл. 7.1 [6]).

Коефіцієнт j = j_b+ 2(j_sb–j_b) a _s = 0,88 + 2 (0,895 – 0,88) 0.25 = 0,888 < j_sb = =0,895, приймаємо j = 0,888 та перевіряємо міцність верхнього пояса за формулою (7.50 [6])

N £ j(R_b × g_b2 × A + R_sc × A_s,tot)

1453000 < 0,888 (22(100) × 0,9 × 25 × 30 + 365(100) × 10,18) = 1648634 Н, умова виконується, приймаємо для армування верхнього пояса 4Æ18 A–III. Якщо міцність недостатня, або отримано великий її запас, то необхідно змінити m (в межах 1...2%) і повторити розрахунки.

Для поперечного армування верхнього пояса приймаємо сталь класу A–I діаметром 6 мм, що відповідає вимогам табл. 3 додатку II [5]. Крок поперечних стержнів конструктивно приймаємо 200 мм, що узгоджується з вимогами п.5.22 [1] згідно з якими крок s £ 500 мм та s £ 20 d £ 20 × 18 = 360 мм. Армування перерізу верхнього пояса показано на рис. 3 та в альбомі креслень.

Рис. 3 Армування перерізу верхнього пояса.

6.3. Розрахунок елементів решітки

Виконаємо розрахунок перших додільних косців 2 – 3 і 10 – 11, які розтягнуті максимальним зусиллям N = 200 кН (табл.2). Потрібна площа перерізу робочої арматури

A_s = N/R_s = 200000/365(100) = 5,5 см²,

приймаємо 4Æ14 А–III з A_s = 6,16 см².

Для поперечного армування приймаємо, як і для верхнього пояса, сталь класу A–I діаметром 6 мм, крок поперечних стержнів конструктивно приймаємо 150 мм, що узгоджується з вимогами п.5.22 [1].

Для розтягнутих стійок 3 – 4 і 9 – 10 N = 46 кН (табл. 2), площa перерізу арматури

A_s = N/R_s = 46000/365(100) = 1,3 см².

Для розтягнутої стійки 6 – 7 N = 77 кН, а площа перерізу арматури

A_s = N/R_s = 77000/365(100) = 2,1 см².

Армуємо всі стійки конструктивно 4Æ10 A–III з A_s = 3,14 см².

Поперечне армування Æ – 6 A–I, крок 150 мм.

Розрахуємо найбільш стиснуті догірні косці 3–5 і 8–10, N = 217 кН (табл. 2).

Згідно з [3] геометрична довжина косця l = 384 см. Випадковий ексцентрисітет приймаємо, як більший з трьох значень: e_a = h /30 = 15/30 = 0,5 см; e_a = l /600 = =384/600 = 0,64 см і e_a = 1 см – приймаємо e_a = e_o = 1 см. При e_o = 1см < h /8 = 15/8 = =1,9 см розрахункова довжина стержня l = 0,9 l = 0,9 × 384 = 346 см (табл. 33 [1]). При відношенні l₀/h = 346/15 = 23 > 20 розрахунок виконуємо як для позацентрово стиснутого елемента. Радіус інерції перерізу і = 4,33 см. Відношення l₀/i = 346/4,33 = 80 > 14 – необхідно врахувати вплив прогину елемента на значення ексцентрисітета поздовжньої сили.

При симетричному армуванні, коли A_s = і R_s = R_sc площу перерізу арматури можна обчислити за формулою (2,92 [5]) прийнявши x = х/ h_o»1 і h = 1. Розрахунковий ексцентрисітет e = e_o × h + (h /2) – a = 1 × 1 + (15/2) – 3 = 5,5 см. Робоча висота h_o = h – a = 15 – 3,5 = 11,5 см. Визначаємо симетричне армування, як у прикладі 5.3 [5],

де s_o = 0,5 bh² = 0,5 × 25 × 15² = 2812 см³.

= (217000 × 5,5 – 22 × (100) × 0,9 × 2812) / 365(100) × (11,5 – 3) = < 0,

з конструктивних міркувань приймаємо 4Æ10 A–III з A_s = 3,14 см².

Процент армування m = 100 × 3,14 / 25 × 15 = 0,84% > m_min = 0,2%, де m_min – за табл. 38 [1]. Поперечне армування – Æ6 A–I, крок 150 мм.

Так само армуємо й додільні косці 5–6 і 6–8, стискуючі зусилля в яких значно менші.

Армування перерізів елементів решітки показано на рис. 4 та в альбомі креслень.

Рис. 4. Армування перерізів косців і стійок.

Дата добавления: 2015-07-12