Расчет и конструирование узлов фермы

Конструирование опорного узла.

Нагрузка от фермы колонне передается через металлический лист опорной закладной детали, размеры которой определяются из условия смятия бетона:

Принимаем =0,22м.

Сечение стержней, окаймляющих узел, принимается из конструктивных условий:

Принимаем 2 10 с A_s=1,57см².

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

As≥0,2· . Принимаем 7 18 с A_s=1778мм²

Расчетная длина анкеровки этой арматуры:

≥ ,

Где ,

 

Т.к. , то принимаем 0,7

Величина базовой длины анкеровки: где

 

 

Принимаем

Длину анкеровки напрягаемой арматуры при ее натяжении на упоры следует определять по формуле:

(3.10)

где напряжение в арматуре от действия нагрузок.

- предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь;

После отпуска:

- базовая длина зоны передачи напряжений.

- напряжение сцепления по контакту арматуры с бетоном, определяемое по формуле:

- предельное напряжение сцепления по контакту напрягаемой арматуры с бетоном, определяемое по формуле:

- напряжение в арматуре непосредственно после ее отпуска с упоров.

Сетки косвенного армирования ставятся над опорным листом на участке длиной 0.6 Шаг сеток 50-100 мм, ячейками 45-100 мм, диаметром 6 мм. Принимаем сетки 6 мм с ячейкой 60х60 мм и шагом 60 мм.

Расчет опорного узла

Расчет опорного узла исходит из двух возможных схем разрушения: расчет из условия отрыва нижнего пояса и расчет из условия изгиба опорного узла.

Из условия прочности на отрыв нижнего пояса по сечению АВ в случае ненадежной анкеровки преднапряженной арматуры и дополнительных стержней усилие в поперечной арматуре должно быть не менее:

,

Где - угол наклона линии АВ к оси нижнего пояса фермы,

при ,

при ,

при

Здесь: , -фактическая длина заделки продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры от торца узла до линии АВ.

, -расчетные длины анкеровки обычной и преднапряженной арматуры.

Т.к. , то отрыва нижнего пояса от опорного узла не будет наблюдаться.

Для обеспечения прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента вычисляем:

- из условия равновесия сил верхней части опорного узла, ограниченного наклонным сечением АС и высотой сжатой зоны СС₁ на продольную ось нижнего пояса требуемую высоту сжатой зоны.:

- из условия прочности на изгиб требуемое усилие в поперечной арматуре:

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

Здесь: =23,31°-угол наклона приопорной панели верхнего пояса,

,

-расстояние от центра тяжести сжатой зоны бетона до равнодействующей усилий в поперечной арматуре опорного узла.

Т.к. то прочность наклонного сечения опорного узла на изгиб обеспечивается наличием продольной ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.

Конструктивно принимаем стержни 6мм () S500 c шагом S=150 мм.

Расчёт промежуточного узла.

Рисунок 20 – К расчёту промежуточного узла

Расчёт арматуры в промежуточном узле производят по линии отрыва АВС на действие продольной силы N_sd3.

В этом узле учитывают, что достаточная анкеровка стержней и раскосов обеспечивается работой на растяжение поперечных стержней.

Из условия прочности по линии отрыва

где, -расчётное усилие раскоса 3-8

 

k₁, k₂ – коэффициенты, учитывающие особенности работы узлов

k₂=1,

- угол между поперечной арматурой и направлением растянутого раскоса

°, cos =0.71

l₁ – длина заделки стержней раскоса за линию АВС, l₁=220мм,

требуемая длина l_bd=350мм

а – условное увеличение длины заделки растянутой арматуры при наличии на конце коротыша или петли, а=3∙d=3∙14=42мм,

Требуемая площадь по формуле:

n – число поперечных стержней пересекающих линию АВС n=2∙7=14

см².

Назначаем конструктивно Ø через s=150 мм.

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

кН

Площадь сечения окаймляющего стержня

где, =90 Мпа – из условия ширины раскрытия трещин

n=2 – число поперечных каркасов в узле

см принимаем Ø

В узлах, где примыкают сжатые раскосы и стойки, проектируем поперечные стержни из конструктивных соображений Ø с шагом 100 мм, а окаймляющие стержни .