Коэффициент армирования раскоса:
μ = As / b * h0,
μ = 4.52 / (15 * 9) = 0.03.
Напряжения в арматуре от непродолжительного и продолжительного действия нагрузок:
σs = Nser / As,
σs,l = Nl,ser / As,
σs = 49.14 * 10 / 4.52 = 108.72 МПа,
σs,l = 43.24* 10 / 4.52 = 95.66 МПа.
Ширина раскрытия нормальных трещин:
acrc = φ1 * φ2 * φ3 * ψs * σi * ls / Es,
где σi - напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки;
ls - базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными нормальными трещинами:
ls = 0.5 * Abt * ds / As,
ls = 0.5 * 0.5 * 12 * 15 * 1.2 / 4.52 = 11.95 см;
ψs - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать ψs = 1;
φ 1- коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки и принимаемый равным:
1.0 - при непродолжительном действии нагрузки;
1.4 - при продолжительном действии нагрузки;
φ 2 - коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры и принимаемый равным 0,5 - для арматуры периодического профиля (классов А300, А400, А500, В500);
φ 3 - коэффициент, учитывающий характер нагружения и принимаемый равным 1,2 - для растянутых элементов.
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:
acrc1 = 1 * 0.5 * 1.2 * 1 * 108.72 * 119.5 / 200000= 0.039 мм.
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:
acrc2 = 1 * 0.5 * 1.2 * 1 * 95.66 * 119.5 / 200000= 0.034 мм.
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и временной нагрузок:
acrc3 = 1.4 * 0.5 * 1.2 * 1 * 95.66 * 119.5 / 200000= 0.048 мм.
Непродолжительная ширина раскрытия трещин:
acrc = acrc1 - acrc2 + acrc3,
acrc = 0.039 - 0.034 + 0.048 = 0.053 < 0.4 мм.
Продолжительная ширина раскрытия трещин:
acrc = acrc3 = 0.048 мм< 0.3 мм.
Условия трещиностойкости выполняются.
Расчет стоек
Сечение стойки h * b = 120 * 150 мм.
Наибольшие сжимающие усилия:
N = V1 = 34.34 кН;
Nl = V1,l = 29.48 кН.
Расчётная длина стойки в плоскости и из плоскости фермы:
l0 = 0.9 * l = 0.9 * 220 = 198 см.
При гибкости стойки l0 / h = 198 / 12 = 16.5 > 4следует учитыватьвлияние прогиба стойки на величину изгибающего момента.
1) Изгибающие моменты относительно оси арматуры:
М1 = М + 0,5 * N * (h0 - a′),
М1l = Мl + 0,5 * Nl * (h0 - a′),
h0 = h - a3,
h0 = 0.12 - 0.03 = 0.09 м,
М1 = 0 + 0.5 * 34.34 * (0.09 - 0.03) = 1.03 кН*м,
М1l = 0 + 0.5 * 29.48 * (0.09 - 0.03) = 0.88 кН*м.
2) Гибкость пояса:
l0 / h = 16.5 > 10.
3) Изгибающие моменты М1 и М1l одного знака.
4) Коэффициент φl, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб пояса:
φl = 1 + M1l / M1,
φ l = 1 + 0.88 / 1.03 = 1.85 < 2.
5) Стойка является статически определимой конструкцией.
6) Случайные эксцентриситеты:
еа = l0 / 600,
еа = h0 / 30,
еа = 198 / 600 = 0.33 см,
еа = 9 / 30 = 0.3 см.
Принимаем е0 = еа = 0.33 см.
7) Коэффициенты
δe,min = 0.5 - 0.01 * l0 / h - 0.01 * γb2 * Rb,
δe = е0 / h,
δe,min = 0.5 - 0.01 * 198 / 12 - 0.01 * 0.9 * 17 = 0.182,
δe = 0.33 / 12 = 0.028.
Принимаем δe = 0.182.
8) α1 = 200000 / 32500 = 6.15.
9) φр = 1, так как в стоиках отсутствует напрягаемая арматура.
10) Определим жесткость при коэффициенте армирования μ = 0.01:
D = Eb * b * h3 * [0.0125 / (φl * (0.3 + δe)) + 0.175 * μ * α1 * ((h0 - a’) / h)2],
D = 32500 * 15 * 123 * [0.0125 / (1.85 * (0.3 + 0.182)) + 0.175 * 0.01 * 6.15 * ((9 - 3) / 12)2] / 100000 = 140.75 кН*м2.
Условная критическая сила:
Ncr = π2 * D / l02,
Ncr = π 2 * 140.75 / 1.982 = 354.34 кН.
N = 34.34 кН< Ncr = 354.34 кН.
11) Коэффициент
η = 1 / (1 - N / Ncr),
η = 1 / (1 - 34.34 / 354.34) = 1.11.
12) Расстояние от усилия N до арматуры:
е = η * е0 + 0.5 * (h0 - a′),
е = 1.11* 0.33 + 0.5 * (9 - 3) = 3.37 см.
13) Относительнаявеличина продольной силы:
αn = N / (γb2 * Rb * b * h0),
αn = 34.34 *10 / (0.9 * 17 * 15 * 9) = 0.17.
14) Граничная относительная высота сжатой зоны бетона:
xR = 0.8 / (1 + Rs / 700),
xR = 0.8 / (1 + 355 / 700) = 0.531.
15) αn = 0.17 < xR = 0.531.
16) δ = as′ / h0 = 3 / 9 = 0.333.
17) αm = N * e / (gb2 * Rв * b * h02) = 34.34 * 3.49 *10 / (0.9 * 17 * 15 * 92) = 0.06.
18) a = (am - an * (1 - 0.5 * an)) / (1 - δ) = (0.06 - 0.17 * (1 - 0.5 * 0.17)) / (1 - 0.333) = - 0.14 < 0 => принимаем 4 Ø12 А400, As = Asc = 2.26 см2.
19) Коэффициент армирования
μ1 = (As′ + As) / (b * h0) = (2.26 + 2.26) / (15 * 9) = 0.03.
20) Проверяем условие
μmin ≤ μ1 ≤ μmax,
Гибкость λ = l0 / i = l0 / (0.289 * h) = 198 / (0.289 * 12) = 57
35 < λ = 57 < 83 => μmin = 0.002.
μmin = 0.002 ≤ μ1 = 0.03 ≤ μmax = 0.035,
21) Диаметр поперечных стержней определяют из условия свариваемости:
dsw ≥ 0.25 * ds,
dsw ≥ 6 мм,
dsw = 0.25 * 12 = 3 мм.
Принимаем Ø6 А400.
21) Шаг поперечных стержней вычисляем из условий:
S ≤ 20 * ds,
S ≤ 500 мм.
S ≤ 20 * 12 = 240 мм;
S ≤ 500 мм.
Принимаем S = 200 мм.
Расчет узлов