4.4 Подбор поперечной арматуры

Подбор поперечной арматуры осуществляется на основе расчета ригеля по прочности наклонных сечений на действие поперечной силы и изгибающего момента, а также расчета прочности бетонной полосы между наклонными сечениями на действие поперечной силы.

Прочность бетонной наклонной полосы прямоугольных сечений, как правило, не требует проверки, что в нашем случае подтверждается выполнением условия:

Q_Bh0,лев φ_b1R_bbh₀=0,3*1,3*25*66,5 =444,94 кH

Q= Q_Bh0,лев = кH – поперечная сила в нормальном сечении ригеля крайнего пролёта слева от опоры В на расстоянии h_o =66,5; коэффициент φ_b1 = 0,3, учитывает особенности двухосного напряженного состояния бетонной полосы, испытывающей действие главных сжимающих напряжений в бетоне и растягивающих от поперечной арматуры.

При расчёте наклонных сечений на действие поперечных сил проверяют условие образования наклонной трещины при выполнении которого поперечная арматура по расчету не требуется :

Q ≤ Q_b1,

где Q_В,лев = Q = 416,8 кН – максимальная поперечная сила в нормальном сечении ригеля, расположенном непосредственно у опоры В слева;

Q_b1=0,5*R_bt*b*h₀=0.5*0,095*25*67,4=56,5 кН – минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном без поперечной арматуры.

Очевидно, что условие Q_В,лев≤ Q_b1 не выполняется, следовательно, поперечная арматура по расчету необходима.

Вычисляем значения минимальной и требуемой по расчету интенсивности поперечного армирования:

коэффициенты = 1,5 и = 0,75 ; для дальнейших расчётов принимаем большее из этих значений. Тогда наибольший шаг поперечных стержней

Согласно рекомендациям по конструированию сварных каркасов, принимаем S₁=15cм, а S₂=30cм. Кроме того, следует иметь в виду, что для поперечных стержней сварных каркасов допускается использование арматуры классов А240, А300 и А400. Учитывая большие поперечные силы и в целях унификации, принимаем А400, расчётное сопротивление которой R_sw=285 МПа = 28,5 кН/см². Тогда требуемая площадь сечения одного поперечного стержня при их количестве в сечении n_sw=2

Принимаем по сортаменту 3Ø8A400, с А_S,ef = 1,51 см² . Принятый диаметр поперечных стержней удовлетворяет требованиям конструирования каркасов из условий их сварки, т.е. его значение не меньше минимального.

4.5. Эпюра материалов (арматуры)

В целях экономии металла, часть стержней продольной растянутой арматуры не доводят до опоры, а обрывают там, где они уже не требуются по расчету. Места обрыва стержней определяют с помощью эпюры материалов.

Эпюра материалов – это эпюра моментов, воспринимаемых сечениями балки с фактически имеющейся продольной растянутой арматурой.

Ординату эпюры материалов в любом сечении определяют как момент внутренней пары сил, т. е. несущую способность сечения, по формуле M_R=R_sA_s(h_o-0,5х). Высота сжатой зоны бетона: х = R_sA_s/(R_bb).

От исходной (нулевой) линии, на которой находятся точки 1,2,3 и т. д., откладываем значения M_R и проводим горизонтальную линию.

а) в 1м пролёте:

4Ø22A400 с А_{S, ef} = 15,2 см²;

х = 35.5*15,2 /(1,3*25) = 20.56 см;

M_R =35.5*15,2 (63,9 – 0,5*20,56) = 289,33 кНм;

2Ø22A400 с A_s = 7,6 см²;

х = 35.5*7,6/(1,3*25) = 10,27 см;

M_R =35.5*7,6*(63,9– 0,5*10,27) = 158,54 кНм.

а) во 2м пролёте:

2Ø22A400 с А_{S, ef} = 7,6 см²;

х = 35.5*7,6/(1,05*25) = 10,27 см;

M_R =35.5*7,6(64,4 – 0,5*10,27) = 159,9 кНм;

в) Монтажная арматура :

2Ø14A400 с A_s = 3,08 см² - монтажная;

а = а_b+d/2= 2,7 см; h₀ = 68,7 см;

х = 35.5*3,08/(1,3*25) = 4,16 см;

M_R =35.5*3,08*(68,7– 0,5*4,16) = 728,4 кНм.

г) «Монтажная» арматура :

Ø25A400 с А_{S, ef} = 4,909см²

а = а_b+d/2= 4,25; h₀ = 65.75;

х = 35.5*4,909/(1,3*25) = 6,64 см;

M_R =35.5*4,909* (65,75– 0,5*6,64) = 108,79 кНм;

д) над опорой В:

3Ø22A400 А_{S, ef} = 11,4см²

а = а_b+d/2= 3.6; h₀ = 66,4;

х = 35.5*11.4/(1,3*25) = 15,41 см;

M_R =35.5*11.4(66,4– 0,5*15,41) = 237.55 кНм;

2Ø22A400 с A_s = 7.6 см²;

а = а_b+d/2= 3,6; h₀ = 66,4;

х = 35.5*7.6/(1,3*25) = 10.27 см;

M_R =35.5*7.6 (66,4 – 0,5*10.27) = 165.3 кНм.

е) над опорой С:

2Ø22A400 с А_{S, ef} = 7.6 см²;

х = 35.5*7.6/(1,3*25) = 10,27 см;

M_R =35.5*7.6*(66.4– 0,5*10,27) = 165,3 кНм;