3.13. Расчет балки на поперечные силы

3.13.1. Расчет прочности балки по бетонной полосе между наклонными сечениями

Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту h = 80 см, вычисляем несущую способность бетонной полосы по формуле 6.65 [1]:

Q = = 0,3*8,5*0,9*40*80 = 7344 МПа*см² = 734,4 кН.

Из рис.53 видно, что максимальная поперечная сила в главной балке равна 453,43 кН, что меньше Q = 734,4 кН. Следовательно, прочность главной балки по бетонной полосе между наклонными сечениями в любом месте балки обеспечена.

7.3.5.2. Расчет прочности балки по наклонным сечениям на действие поперечных сил

Вычисляем параметр:

М = = 1,5*0,9*0,9*40*85² = 351135 МПа*см³ = 351,14 кН*м, где: - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 6.2.34 [1].

Расчет поперечной арматуры на участке 1 (см. рис. 57).

Максимальная поперечная сила на этом участке равна

Q = 297,6 кН = 2976 МПа*см².

Требуемая несущая способность поперечной арматуры на этом участке:

q = = = 8,407 МПа*см,

где - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 6.2.34 [1].

Величина проекции наиболее опасного наклонного сечения при этом

С = = = 236 см > 2* h = 2*85 = 170 см.

Принимаем с = 170 см. Тогда требуемая несущая способность поперечной арматуры:

q = = = 7,14 МПа*см.

Так как в каркасах К-1 наибольший диаметр продольных стержней равен 32 мм, то для поперечной арматуры из условий свариваемости принимаем арматуру Ø10 мм класса А240 (R =170 МПа). Шаг поперечной арматуры выбираем s=150 мм. Тогда:

q = = 170*1,57/15 = 17,79 МПа*см > 7,14 МПа*см.

Расчет поперечной арматуры на участке 3 (см. рис. 57).

Максимальная поперечная сила на этом участке равна Q = 453,43 кН = 4534,3 МПа*см².

Требуемая несущая способность поперечной арматуры на этом участке:

q = = = 19,518 МПа*см,

Величина проекции наиболее опасного наклонного сечения при этом

С = = = 154,9 см < 2* h = 2*85 =170 см.

На этом участке балки поперечная арматура состоит из поперечной арматуры каркасов К-1 и поперечной арматуры каркасов К-3.

Для каркасов К-1 на участке 3 примем такое же поперечное армирование, как на участке 1 (q = 17,79 МПа*см). Тогда несущая способность поперечной арматуры каркасов К-3 должна быть не менее:

q = q - q = 19,518 – 17,79 = 1,72 МПа*см.

Так как в каркасах К-3 наибольший диаметр продольных стержней равен 36 мм, то для поперечной арматуры принимаем арматуру Ø12 мм класса А240 (R =170 МПа). Шаг поперечной арматуры выбираем s = 150 мм. Тогда:

q = = 170*2,26/15 = 25,61 МПа*см > 1,72 МПа*см.

Расчет поперечной арматуры на участке 4 (см. рис. 57).

Максимальная поперечная сила на этом участке равна Q = 375,5 кН = 3755 МПа*см².

Требуемая несущая способность поперечной арматуры на этом участке:

q = = = 13,38 МПа*см,

Величина проекции наиболее опасного наклонного сечения при этом

С= = = 187,06 см >2* h = 2*85 = 170 см.

Принимаем с = 170 см. Тогда требуемая несущая способность поперечной арматуры:

q = = = 13,25 МПа*см.

Так как в каркасах К-2 наибольший диаметр продольных стержней равен 25 мм, то для поперечной арматуры принимаем арматуру Ø9 мм класса В500 (R = 300 МПа). Шаг поперечной арматуры выбираем s = 200 мм. Тогда:

q = = 300*1,27/20 = 19,05 МПа*см > 13,25 МПа*см.

Согласно конструктивным требованиям [1] шаг поперечной арматуры в изгибаемых элементах принимается не более 300 мм на приопорных участках и не более 0,75*h = 0,75*85 = 63,75 см, и не более 500 мм на участках, где поперечная арматура не нужна по расчету. Такими участками в нашей балке являются участки 2 и 5 (см. рис. 57).

Действительно, минимальная величина поперечной силы, которую может воспринять сечение без поперечной арматуры (согласно п.6.2.34 [1]):

Q = 0,5*R * = 0,5*0,9*0,9*40*85 = 1377 МПа*см² = 137,7 кН.

Эта поперечная сила больше действующих в главной балке поперечных сил на участках 2 и 5 (см. рис. 53). На этих участках принимаем шаг поперечной арматуры s=500 мм.