3.5. Расчет балки по сечениям, наклонным к продольной оси.
3.5.1 Определение расчетных усилий
Для расчета по наклонным сечениям поперечная сила определяется на грани опоры, то есть в этом случае балка рассматривается с величиной пролета lb1 = 5,62 м.
Рис.3.3 Расчетная схема балки и эпюра поперечных сил для расчета по наклонным сечениям.
3.5.2 Проверка прочности по наклонной сжатой полосе.
Предварительно принимаем в качестве поперечной арматуры Ø 8 А240 с Аswl=50,3 мм2 (площадь поперечного сечения одного стержня);.
В сечении два стержня
Asw = n ∙ Asw1
n – количество плоских каркасов в сечении.
Asw = 2 ∙ 50,3 = 100,6 мм2
Принимаем шаг поперечных стержней на приопорном участке равным:
<0,5h0 =0,5·430 =215 мм
sw1=150мм
<300 мм
Принимаем шаг поперечных стержней на пролетном участке (в средней половине пролета) :
< 0,75h0 =0,75·430=322,5мм
sw2 =300 мм .
<500 мм
3.5.3 Проверяем выполнение условия s1≤smax
3.5.4 Проверяем обеспечение прочности по наклонной сжатой полосе между наклонными трещинами по условию:
77,7 кН < 0,3· 10,35· 200· 430 = 267 кН
3.5.5 Определяется погонное усилие, воспринимаемое стержнями поперечной арматуры на единицу длины элемента.
Хомуты учитываются в расчете, т.к. соблюдается условие:
qsw≥0,25Rbt·b
qsw=0,25·0,81·200 = 40,5 Н/мм
3.5.6 Определяем:
Мb = φb2 ∙ Rbt · b · h02, где коэффициент φb2 = 1,5
Мb =1,5· 0,81· 200· 4302= 44,9 ∙ 106 Н/мм
3.5.7 Вся нагрузка является равномерно распределенной, поэтому q1=q=27,65кН/м
3.5.8 Определяется длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения с :
3.5.9 Проверяем условия правильности выбора формулы для определения с:
Формула для расчета выбрана правильно.
Проверяем выполнение условия с=1624≤3h0 =3*430=1290мм
Для дальнейших расчетов принимаем с = = 1624 мм
3.5.10 Принимаем длину проекции наклонной трещины из условия с0 = с ≤ 2h0
с=1274мм ≥ 2h0 = 2 ∙ 430=860 мм
Принимаем с0= 2h0 =860 мм
3.5.11 Определяем поперечную силу, воспринимаемой бетоном.
≥ 0.5 Rbt b h0 = 0.5×0.81×200×430 = 34,8 кH
Qb = 35,2 кН
≤ 2.5 Rbt b h0 = 2.5×0.81×200×430 =174,2 кH
Определяем поперечную силу, воспринимаемой арматурой.
Qsw = φsw qswl с0, где коэффициент φsw = 0,75
Qsw = 0.75×114,0×860 = 73,5 кH
Определяем поперечную силу в конце наклонного сечения.
Q = Qmax – q1 с
Q = 77,7 – 27,65×1274= 42,5 кH
Проверка наклонного сечения.
Q = 42,5 кH < Qb + Qsw = 35,2+73,5=108,7 кН
Прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена.
3.5.12 Определение длины приопорного участка.
Длина приопорного участка определяется из условия, что вся поперечная сила воспринимается бетоном при Qsw =0, из условия Qx=Qb;
x = l0 =( Qmax – Qb )/q (теоретический расчет)
x = l0 =(77,7 – 35,2)/ 27,65 = 1537мм
Принимаем длину приопорного участка не менее 1537 мм. В средней части пролета шаг поперечной арматуры принимается равным sw2 = 350 мм по конструктивным требованиям. Расчетом установлены диаметр продольной рабочей арматуры, диаметр и шаг поперечной арматуры. Результаты расчета приводятся на рисунке, где проставляются все необходимые размеры для дальнейшего конструирования и выполнения рабочих чертежей.
Литература
1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. - М.:ГП ЦПП,1996.-44 с.
2. СНиП 2.03.01.-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000.-76 с.
3. ГОСТ 23279-85. Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. Общие технические условия.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01-84 )/ЦНИИ промзданий, НИИЖБ.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-192 с.
5. Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций.- М.:Стройиздат, 1975.
6. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). – М.: Стройиздат, 1978.
7. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учеб. Для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1991.-767 с.
8. Инженерные конструкции. Учеб. Для вузов по спец. «Архитектура»/ В.Н. Голосов, В.В. Ермолов, Н.В. Лебедева и др.; Под ред. В.В. Ермолова.- М.:Высш. шк., 1991. – 408 с.
9. Ишаков В.И., Киселев Н.Н. Расчет железобетонных конструкций многоэтажного производственного здания: Учебное пособие. - Н.Новгород, ННГАСУ , 2001. – 116 с.
10. Задачи и справочные материалы к практическим занятиям по железобетонным конструкциям: Методические указания к решению задач на практических занятиях по курсу «Конструкции гражданских и промышленных зданий» для студентов направления 521700-Архитектура. – Нижний Новгород, Издание ННГАСУ, 2003. – 48 с.