Определение расчетной формы поперечного сечения второстепенной балки
Предполагается армирование второстепенной балки в пролетах двумя плоскими сварными каркасами. Каждый каркас имеет по два нижних стержня и одному верхнему с арматуры класса А400С с расчетным сопротивлением . На опорах В и С для восприятия отрицательных изгибающих моментов балку армируем двумя плоскими сварными сетками с поперечной рабочей арматурой класса А400С.
Подбор количества и диаметра арматурных стержней выполнить из табл. 3 добавления.
Подбор типа и площади рабочей арматуры плоских сеток выполнить из табл. 4 добавления.
Таблица 10
Подбор арматуры второстепенной балки
Элемент балки
М, кН*см
Необходимая площадь арматуры Принятая арматураКол-во армату- ры Пр. 11641550-5=45 0,03 =10,064?18А400С10,17
Пр. 21235450-5=45 0,02 =7,644?16А400С8,04316350-6=44 0,06 =1,962?12А400С2,26Оп. В1349750-3=47 0,24 =8,962 сетки
8,96Оп. С1235450-3=47 0,22 =8,222 сетки
8,22
Рис. 13. Схема армирования второстепенной балки.
Расчет прочности второстепенной балки за наклонными сечениями.
В
каждом
пролете
балка
армируется
двумя
сварными
каркасами
с
поперечной
арматурой
класса
А240С,
с
расчетным
сопротивлением
растяжению
при
расчетах
на
действие
поперечной
силы
.
На крайних участках балки, длиной - каждая, действуют достаточно большие поперечные силы и шаг поперечной арматуры назначается исходя из следующих условий:
при высоте балки:
h 45 cм ? , кроме того ;
h> 45 см ? , кроме того .
Принимаем , так как h=50см.
В средней части пролета балки, где поперечные силы незначительны, шаг поперечных стержней принимается исходя из условий:
и ,
принимаем .
Во всех случаях рекомендуется принимать шаг поперечных стержней кратным 5, с округлением у меньшую сторону.
Выбор диаметра поперечной арматуры осуществляем исходя из следующих двух условий:
а) обеспечения жесткости арматурных каркасов:
диаметр поперечной арматуры должен быть таким, чтобы выполнялось условие:
,
где - диаметр поперечной арматуры (хомутов);
- диаметр рабочей арматуры;
- при высоте балки h?80 cм;
- при высоте балки h>80 см.
Принимаем , .
б) обеспечения прочности наклонных сечений:
диаметр поперечной арматуры и ее шаг должен быть таким, чтобы исполнялось условие:
,
где Q= 184,22 – максимальная расчетная сила, возникающая на опоре;
- величина поперечной силы, которая воспринимается хомутами и бетоном.
Поперечная сила, что воспринимается бетоном сжатой зоны над наклонным сечением:
,
где -коэффициент, принятый для тяжелого бетона;
- коэффициент, который учитывает влияние свесов полки таврового сечения;
?0,5,
где - расчетная ширина полки;
= 20+3*10=50 cм,
тогда .
Величину определяем при , из-за того что в этом случае величина поперечной силы, которая воспринимается бетоном, будет минимальной.
= = 54,73кН.
Величину поперечной силы, что воспринимается поперечной арматурой (хомутами) вычисляем по формуле:
,
где
-
усилия
в
хомутах
на
единицу
длины,
определяется
по
формуле:
кН/см,
где n=2- количество поперечных стержней в сечении балки.
Определяем горизонтальную проекцию наиболее опасной наклонной трещины ,кроме того .
Таким образом
кН/см.
Принимаем =70 см.
Поперечная сила, что воспринимается поперечной арматурой (хомутами):
=1,76*70=123,2 кН.
Таким образом Q=184,22<70+123,2=193,2 кН.
Прочность наклонных сечений на приопорных участках обеспечена.
Определение величины поперечной силы на среднем участке балки с шагом поперечной арматуры .
Усилия в хомутах определяются по формуле:
кН/см.
Соответственно
см.
Принимаем =90 см.
Величина поперечной силы, которая воспринимается хомутами в среднем участке балки:
=0,88*90=79,2 кН.
Величина поперечной силы, которая воспринимается бетоном и хомутами в среднем участке балки:
кН.
По результатам расчета строим эпюру поперечных сил Q и эпюру для каждого пролета.
Рис. 14. Эпюра Q и эпюра ,кН