Пример расчета изгибаемых элементов по нормальному сечению.
Исходные данные:
1). Усилие М = 143,75 кНм (из статического расчета, см. рис. 4.7).
Рис. 4.7. Статический расчет балки:
(g+V) = 46 кН/м2, l0=5 м,
2). Размеры сечения:
h,
b
(см. рис. 4.6). При назначении размеров
сечения балки с расчетной схемой в виде
однопролетной статически определимой
балки ее высота h
назначается
равной
.
Ширина балки
b
назначается равной
.
В примере b
= 0,25 м. 0,1×5
м=0,5м
Рабочая высота сечения h0 = h – a (а – расстояние от середины сечения продольной рабочей арматуры до нижней грани сечения). При назначении величины а принимается во внимание значение толщины защитного слоя (см. таб. 2.8), а также диаметр арматуры, устанавливаемой в балках (ds 32 мм). Для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях при нормальной или пониженной влажности значение а принимается 0,03 – 0,05 м. В примере принимается а = 0,05 м, h0 = h – a = 0,5 – 0,05 = 0,45 м.
3). Классы бетона и арматуры.
В качестве ненапрягаемой продольной рабочей арматуры рекомендуется использовать арматуру класса А400, А500. В примере принимается класс арматуры А400. Расчетное сопротивление арматуры Rs = 355 Мпа = 35,5x104 кН/м2 (таб.2.5).
Для несущих железобетонных конструкций минимальный класс бетона определяется видом конструкций. Для конструкций с ненапрягаемой арматурой используются бетон классов В15 – В25. В примере принимается класс бетона В20. Расчетное сопротивление бетона сжатию Rb = 11,5 Мпа = 11500 кН/м2 (таб. 2.2).
Таблица 4.4
Сортамент арматуры |
|||||||||||
Диаметр, |
Площадь поперечного сечения [см2] при числе стержней |
Масса, |
|||||||||
мм |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
кг |
3 |
0,07 |
0,14 |
0,21 |
0,28 |
0,35 |
0,42 |
0,49 |
0,57 |
0,64 |
0,71 |
0,055 |
4 |
0,13 |
0,25 |
0,36 |
0,50 |
0,63 |
0,76 |
0,88 |
1,01 |
1,13 |
1,26 |
0,098 |
5 |
0,20 |
0,39 |
0,59 |
0,79 |
0,98 |
1,18 |
1,37 |
1,57 |
1,77 |
1,96 |
0,154 |
6 |
0,28 |
0,57 |
0,86 |
1,13 |
1,42 |
1,70 |
1,98 |
2,26 |
2,55 |
2,83 |
0,222 |
8 |
0,50 |
1,01 |
1,51 |
2,01 |
2,51 |
3,02 |
3,52 |
4,02 |
4,53 |
5,03 |
0,395 |
10 |
0,79 |
1,57 |
3,36 |
3,14 |
3,93 |
4,71 |
5,50 |
6,28 |
7,07 |
7,85 |
0,617 |
12 |
1,131 |
2,26 |
3,39 |
4,52 |
5,65 |
6,79 |
7,92 |
9,05 |
10,18 |
11,31 |
0,888 |
14 |
1,539 |
3,08 |
4,62 |
6,16 |
7,69 |
9,23 |
10,77 |
12,31 |
13,85 |
15,39 |
1,208 |
16 |
2,011 |
4,02 |
6,03 |
8,04 |
10,05 |
12,06 |
14,07 |
16,08 |
18,10 |
20,11 |
1,578 |
18 |
2,545 |
5,09 |
7,63 |
10,18 |
12,72 |
15,27 |
17,81 |
20,36 |
22,90 |
25,45 |
1,998 |
20 |
3,142 |
6,28 |
9,41 |
12,56 |
15,71 |
18,85 |
21,99 |
25,14 |
28,28 |
31,42 |
2,466 |
22 |
3,801 |
7,60 |
11,04 |
15,02 |
19,00 |
22,81 |
26,61 |
30,41 |
34,21 |
38,01 |
2,984 |
25 |
4,909 |
9,82 |
14,73 |
19,63 |
24,54 |
29,45 |
34,36 |
39,27 |
44,13 |
49,09 |
3,853 |
28 |
6,158 |
12,32 |
18,47 |
24,63 |
30,79 |
36,95 |
43,10 |
49,26 |
55,42 |
61,58 |
4,834 |
32 |
8,042 |
16,08 |
24,13 |
32,17 |
40,21 |
48,25 |
56,30 |
64,34 |
72,38 |
80,42 |
6,313 |
36 |
10,18 |
20,36 |
30,54 |
40,72 |
50,90 |
61,08 |
71,26 |
81,44 |
91,62 |
101,80 |
7,990 |
40 |
12,56 |
25,12 |
37,68 |
50,24 |
62,80 |
75,36 |
87,92 |
100,48 |
113,04 |
125,60 |
9,805 |
Алгоритм расчета.
1). Определение коэффициента для расчета изгибаемых элементов:
2). По таблице 4.2 по коэффициенту А0 = 0,247 определяется коэффициент = 0,855.
3). Определение площади нижней продольной арматуры балки:
4). По
сортаменту (таблица 4.2) по площади Аs
= 10,52 см2
подбирается диаметр двух стержней –
.
Уточняется площадь продольной арматуры
Аs
= 12,32 см2.
Определяется коэффициент армирования
Оптимальный процент армирования для балок составляет 1,0% – 1,5%.