4.2. Вибір матеріалів для другорядної балки і визначення їх розрахункових характеристик

Для проектування другорядної балки, згідно рекомендацій (4), приймаємо важкий бетон класу В20. Визначимо розрахункові опори бетону

Рис.4.1. Розрахункова схема другорядної балки, епюри Q і M.

З врахуванням коефіцієнтів _n _b2 при тривалих навантаженнях (табл.. 15 [4])/

Початковий модуль пружності бетону Е_b=2,410­­⁴МПа

Поздовжню робочу арматуру приймаємо з класу А-ІІІ,

поперечну арматуру з класу АІІІ,

для діаметрів 6...8 мм.

4.3. Розрахунок міцності нормальних перерізів другорядної балки

Визначаємо граничну відносну висоту стиснутої зони

де  - характеристика стинутої зони,

=0,85-0,008R_b=0,85-0,0089,41=0,775

_sc,u=500МПа при ­_b2=0,9.

Граничному значенню _R=0,638 відповідає значення _R=_R (1-0,5_R)=0,638(1-0,50,638)=0,434

Необхідна робоча висота перерізу балки

Враховуючи захисний шар бетону, прийняті раніше розміри перерізу балки 50х15см, недостатні, тому приймаємо розміри 60х20 см.

Розрахунок поздовжньої арматури.

Опора В

М=149,2 кНм. Розрахунковий переріз показано на рис.4.2.

Рис. 4.2. Розрахунковий переріз другорядної балки на опорі.

За ₀=0,841

Потрібна площа арматури

Приймаємо 418А-ІІІ (А_s=10,18см²)

Аналогічну арматуру приймаємо і в прольоті, оскільки моменти близькі по значенню.

4. Розрахунок міцності похилих перерізів другорядної балки

Поперечну арматуру приймаємо діаметром 6мм з класу А-ІІІ. Згідно конструктивних вимог, максимальний крок поперечної арматури на при опорних ділянках

Призначимо S_w=15 см. Розрахункова поперечна сила Q=137,4 кН.

Визначимо мінімальну поперечну силу, яку може сприйняти бетон.

де _t=0, для прямокутного перерізу;

_n=0, коефіцієнт який враховує поздовжню силу.

Так, як Q_b,min=48,4кН<Q=137,4, необхідний розрахунок поперечної арматури.

Мінімальне погонне зусилля в поперечній арматурі

Погонне зусилля, яке може сприйняти поперечна арматура

Проекція тріщини на вісь балки

де _b2=2, для важкого бетону.

Поперечна сила, яку сприймають бетон і поперечна арматура

Q_u=Q_b,min+g_swC₀=48,4+0,97794,86=

=141,08 кН>Q=137,4 кН

Міцність забезпечена

Перевіряємо міцність стиснутої смуги бетону з умови

де

_b1=1-R_b=1-0,019,41=0,906; (=0,01 для важкого бетону)

137,4кН<0,31,0790,9069,4110^-12054,5=300,8кН

Умова виконана, міцність забезпечена.

При опорні ділянки по ¼ прольоту і ½ консолі армуються поперечними стержнями з кроком S_w=150 мм, решта балки з кроком .

4. Конструювання другорядної балки.

Побудова епюри матеріалів

З метою економії арматури, а також для забезпечення міцності похилих перерізів на дію згинаючого моменту будуємо епюру матеріалів. Епюра матеріалів – це графічне зображення несучої здатності (згинаючих моментів) балки по довжині. Побудова проводиться графічним методом.

Армування перерізу на опорі показано на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Армування другорядної балки на опорі.

Визначимо несучу здатність перерізу армованого стержнями верхнього ряду 218 А-ІІІ (а_st=5,09см²).

Робоча висота

h₀₁=60-2-1,8/2=57,1см

₁=0,157₁=0,921.

М₁=₁А_s1R_sh₀₁=0,9215,09331,810^-157,1=8882 кНм

Аналогічно несуча здатність перерізу при арматурі 418АІІІ (A_s2=10,18см²)

H₀₂=60-2-1,8-3/2=54,7см.

M₂=₂A_s2R_sh₀₂=0,83610,18331,854,710^-1= =15446кНсм=154,46кНм

Епюра матеріалів показана на рис.4.4

Для забезпечення міцності похилих перерізів на дію згинаючих моментів необхідно арматуру, що обривається, завести за точку теоретичного обриву на довжину анкеровки, яка знаходиться за формулою

де:

Q – величина поперечної сили в точці теоретичного обриву, яку можна визначити графічно;

d – діаметр стержня, який обривається;

g_sw – погонне зусилля в поперечній арматурі в зоні теоретичного обриву; для приопорних зон.

g_sw = 0,977 кН/см, (див. п. 4.4) для решти балки

Точки C, E, N, M (рис. 4.4) попадають в приопорні зони, точка Д – в прольотну.

В точці С поперечна сила Q_c=55 кН;

g_sw= 0,977кН/см; d =1,8 см, тоді

Аналогічно ведемо розрахунки для інших точок теоретичного обриву.

Розрахунок зведено в табл.3.1.

точки обриву	поперечна сила, кн	gsw, кн/см	діаметр арматурисм	довжина зон анкеровки , см
				розрахункова	прийнята
С	55	0,977	1,8	37,1	38
Д	55	0,326	1,8	93,36	94
Е	100	0,977	1,8	60,18	61
N	130	0,977	1,8	75,5	76
M	75	0,977	1,8	47,38	48