2.2.10.Расчет прочности по наклонным сечениям
Проверка прочности второстепенной балки по наклонным сечениям на действие поперечной силы выполняется для определения поперечного армирования. Предварительно из условия свариваемости к продольной рабочей арматуре принимается диаметр поперечных стержней прил. 9 [7], назначается шаг поперечных стержней с учетом требований СНиП [1]: в крайних четвертях пролета шаг должен быть не более 150мм и не более hв.б/2 при hв.б≤450мм, и не более
hв.б/3 при hв.б>450мм.
На основании вышеприведенного расчета на прочность по нормальным сечениям установлено, что рабочая продольная арматура составляет Ø20 А-III.
Диаметр поперечных стержней из условия свариваемости прил. 9 [7] принимаем Ø5 А-I с As=196мм2.
С учетом двух каркасов по обе стороны балки Asw=196.2=392мм2=3,92см2.
Назначаем шаг поперечных стержней s1 на при опорных участках согласно конструктивным требованиям s1≤ hв.б/3=400/3=133; s1<500мм при условии, что s1 должен бать кратен 50мм, назначаем s1=150мм.
Шаг поперечных стержней уточним расчетом:
1) Определим величину Мb
Мb
=
=2.(1+0).1,05.0,9.10-3.200.4502=76,54кНм,
где φf =0, φb2=2 – для тяжелого бетона (п. 3.31 [1]);
2)
Qb,min=
=0,6.(1+0).1,05.0,9.10-3.200.450=51,03кН,
где
φb3
=0,6 – для тяжелого бетона.
3) Погонное усилие:
=
=457,33кН/м
4) Проверим усилие:
=457,33кН/м
≥
=
=56,7кН/м
– условие выполняется.
5) Принимаем q1=q0+v=8,94+33,04=41,98кН/м,
6) Определим длину проекции наклонного сечения, если 0,56. =0,56.457,33=
256,10кН/м>q1=41,98кН/м, то
с=
=
=1,82м.
7) Сравним с=1,82≤3,33.h0в.б.=3,33.0,450=1,49м
Условие выполняется, для дальнейшего расчета принимаем с=1,21
8) Вычислим длину проекции наклонной трещины:
c0=
=
=0,41м.
9) Принимаем длину проекции наклонной тещины исходя из трех условий:
а) c0<c; c0=0,41м<с=1,82м;
б) c0<2h0; c0=0,41м<2h0=2.0,450=0,9м;
в) c0>h0; c0=0,41м<h0=0,450м;
Из анализа 3-х условий назначаем c0=0,450м.
10) Проверим условие прочности Q ≤ +qsw1.c0
+qsw1.c0=
+457,33.0,45=224,72кН,
Следовательно, 147,64кН<224,72кН – условие выполняется.
11)
Проверим условие s1≤
smax;
s1=100мм,
где smax=
=
=388,84мм,
φb4=1,5 – для тяжелого бетона.
s1=100мм< smax=388,84мм – условие выполняется.
12) В средней части пролета плиты шаг поперечных стержней s2 согласно конструктивным требованиям s2 не более (3/4)h=(3/4)400=300мм и не более 500мм; принимаем s2=300мм.
13) Проверим прочность сечения по наклонной сжатой полосе между трещинами из условия:
Qmax=147,64кН≤0,3.φw1.φb1.Rb.γb2.bр.hор=0,3.1,484.0,896.11,5.0,9.200.450.10-3=
=371,57кН,
где
φw1=1+5.α.μw=1+5.7,39.0,0131=1,484;
μw=Asw/(bв.б..s1)= 392/(200.150)=0,0131;
α=Еs/Еb=21.104/23.103=7,39;
φb1=1-β. Rb. γb2=1-0,01.11,5. 0,9=0,896, β=0,01 – для тяжелого бетона.
То есть 147,264кН<371,57кН, прочность по наклонной сжатой полосе обеспечена.
2.2.11.Армирование второстепенной балки
Армирование второстепенной балки производится пространственными сварными каркасами и сетками (рис.21). Пространственные каркасы КП1 (КП2) устанавливаются в ребра балки, сетки С1 (С2) – над промежуточными опорами.
Пространственные каркасы состоят из плоских каркасов КР, соединенных между собой монтажной (соединительной) арматурой. В плоских каркасах нижняя продольная арматура определена из условия прочности по нормальным сечением на действие положительного момента; верхняя продольная арматура – из условия прочности по нормальным сечениям на действие отрицательного момента.
Поперечная арматура обеспечивает прочность наклонных сечений второстепенной балки. Монтажная (соединительная) арматура устанавливается для создания пространственных каркасов и совместного восприятия балкой действия изгиба и кручения. Такая арматура назначается конструктивно (диаметр и класс арматуры соответствует тем же параметрам поперечной арматуру); шаг монтажной арматуры должен быть ≤ 600мм. Сетки С1 (С2) включают продольную арматуру и конструктивную поперечную арматуру. Продольная рабочая арматура определяется из условия прочности по нормальным сечениям для восприятия отрицательного изгибающего момента; конструктивная арматура назначается из условия свариваемости к рабочей арматуре прил. 9 [7] с шагом стержней не более 600мм. Данные сетки заводятся в пролеты на длину не менее 2/3 пролета (рис.21а). На промежуточных опорах в нижней части пространственные каркасы объединяются стыковыми стержнями, диаметр которых должен быть не менее половины диаметра рабочей продольной арматуры нижней зоны каркасов не мене 10мм. Стыковые стержни соединяются с каркасами внахлест с длиной анкеровки не менее 15 диаметров рабочей продольной арматуры.
а)
б) в)
г)
Рис. 21. Армирование второстепенной балки.
а – сечение второстепенной балки; б – разрез 1-1; в – каркас плоский КР1 (КР2);
С1 (С2) – сетки над опорами; КП1 (КП2) – каркас пространственный;
КР1 (КР2) – каркас плоский; 1 – рабочая продольная арматура, воспринимающая положительный изгибающий момент; 2 – рабочая продольная арматура, воспринимающая отрицательный изгибающий момент; 3 – поперечная арматура;
4 – монтажная арматура; 5 – стыковой стержень.