3.2.5. Расчет прочности нормальных сечений и подбор арматуры в расчетных сечениях балки

Определение требуемой площади сечения арматуры при действии положительного момента ведем как для таврового сечения с полкой в сжатой зоне. При действии отрицательного момента (полка) находится в растянутой зоне, следовательно расчетное сечение будет прямоугольным.

Размеры сечения принятые по расчету:

мм; мм; мм; мм.;

Принимаем величину мм в пролете, тогда: мм и мм на опоре, тогда: мм.

Предположим, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, тогда область деформирования для прямоугольного сечения шириной будет следующая:

Данное значение лежит в пределах стадия Iб.

По табл.3-3 прил.3[1] устанавливаем область деформирования. По табл.3-3 прил.3[1] определяем :

Т.к условие ( )выполняется, то нейтральная ось проходит в пределах полки, сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной .

Расчет продольной арматуры второстепенной балки ведут в следующей последовательности:

Для бетона класса С принимаем

Для арматуры S500: .

Определяем

В пролете 1 (нижняя арматура): ; м; м.

; растянутая арматура достигла предельных деформаций.

;

В пролете 2 (нижняя арматура): ; м; м.

;

;

.

В опорных сечениях действуют отрицательные моменты, плита расположена в растянутой зоне, поэтому сечения балки рассматриваются как прямоугольные шириной м.

На опоре В (верхняя арматура): ; м; м.

;

;

.

В пролете 2 (верхняя арматура): ; м; м.

;

;

Результаты расчетов сводим в таблицу 7.

Таблица7 Определение площади сечения рабочей арматуры второстепенной балки

Положение сечения	Расположение арматуры	М , кНм	Расчетное сечение			, см2		, см2	Приня-тое армирование
1 пролет	Нижняя	127.23		0.043	0.977	7.53		8.01
1 пролет	Верхняя	–		Монтажная конструктивная арматура				2.26
Опора В	Верхняя	-99.97		0.293	0.816		7.34	7.63
2 пролет	Нижняя	85.05		0.029	1.0		4.91	6.16
2 пролет	Верхняя	-25.22		0.060	0.936		0.16	2.26

3.2.6. Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе.

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил производиться из условия:

где: - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая ж/б элементом без поперечного армирования.

Сначала определяем поперечную силу, которую может воспринять второстепенная балка без поперечного армирования (хомутов). Расчет выполняем для сечения у первой промежуточной опоры (опоры В) слева, где действует наибольшая поперечная сила.

Рис. 10. Расположение расчётных сечений для второстепенной балки.

, но не менее

где:

; ; ;

- усилие от предварительного напряжения.

Поскольку ,то необходима постановка поперечной арматуры по расчету. Расстояние от опоры, на котором требуется установка хомутов по расчету:

Первое расчетное сечение назначаем на расстоянии от опоры:

, что составляет

В данном сечении усилия составляют:

Определяем продольные относительные деформации в растянутой арматуре, предварительно задавшись углом наклона диагональных трещин к горизонтали и расстоянием между верхней и нижней арматурами

Для выяснения правильности выбора угла определяем касательные напряжения, действующие в рассматриваемом сечении:

Отношение

где принимается по таблице 6.1[2]

В соответствии со значением и по табл. 3-1 [3] уточняем угол наклона диагональной трещины ( )

Среднее значение главных растягивающих деформаций

Главные растягивающие напряжения:

где: – максимальный размер заполнителя ( =20 мм)

- ширина раскрытия наклонной трещины

=300 мм – расстояние между диагональными трещинами

Составляющая поперечной силы, воспринимаемая бетоном:

Составляющая поперечной силы, которую должна воспринять арматура (хомуты)

Составляющая поперечной силы, воспринимаемая поперечной арматурой определяется по формуле:

, откуда

.

где - угол наклона поперечной арматуры (хомутов) к продольной оси балки.

расчетное сопротивление поперечной арматуры.

(для арматуры класса S500).

Приняв, в соответствии с п.11.2.21[2] шаг хомутов , что не превышает и , вычисляем площадь поперечного сечения хомутов:

Принимаемая площадь поперечного сечения хомутов должна быть не менее:

где: коэффициент поперечного армирования сечения,

Окончательно принимаем двухсрезные хомуты диаметром 5 мм (A_sw=0.39см²) класса S500 и устанавливаем в опорной зоне длиной 0.25 c шагом 150 мм.

Составляющая поперечной силы, которую может воспринять арматура равна:

Действительная несущая способность наклонного сечения составит:

Проверяем условие:

В средних частях пролётов шаг поперечных стержней должен назначаться независимо от высоты сечения не более 3/4h не более 50 см. Принимаем S=30 см, что не превышает 3/4h=3/4 40=30 см.