7.4. Уточнення розмірів поперечного перерізу другорядної балки.

Другорядну балку загалом розглядаємо як балку таврового перерізу. Як відзначено в п.5.1, попередньо прийняті розміри перерізу балки: ширина b_sb=200мм, висота таврового перерізу разом із плитою – h_sb=400мм.

З метою забезпечення перерозподілу внутрішніх зусиль М і Q у відповідності до огинаючих епюр на рис. 3.2,б,в необхідно забезпечити умову: ξ ≤ ξ_max=0,35, яка пов’язана з мінімальною висотою перерізу. Найбільш невигідна робота балки на другій від краю опорі В, де діє від’ємний момент –51,34 кНм, а переріз працює як прямокутний.

Приймаємо відносну висоту стиснутої зони бетону 0,35, при якій відносний статичний момент стиснутої зони бетону – коефіцієнт :

Мінімальну необхідну робочу висоту прямокутного перерізу балки визначаємо за опорним згинальним моментом, якщо γ_n=1,0, а ширину дещо збільшимо до b_sb=25cм:

Тоді необхідна висота перерізу при відстані від верхньої грані ребра балки до центру ваги верхньої робочої арматури а_s=40мм:

Остаточно висоту перерізу балки приймаємо h_sb=40cм > d_min=32,75cм, ширину перерізу балки залишаємо без змін – b_sb=20cм.

7.5. Розрахунок поздовжньої арматури із умови міцності нормальних перерізів другорядної балки.

Необхідну площу поздовжньої робочої арматури в розтягнутих зонах балки визначаємо за максимальними згинальними моментами в прольотах і на опорах. При розрахунку за додатними прольотними моментами розрахунковий переріз балки приймаємо тавровим, оскільки поличка знаходиться в стиснутій зоні. При розрахунку за від’ємними моментами переріз балки приймаємо прямокутним з шириною ребра 200мм, оскільки під впливом моментів поличка знаходиться в розтягнутій зоні бетону.

Уточнюємо ширину стисненої полички таврового перерізу , яку слід приймати в розрахунках, керуючись рекомендаціями пункту 5.3.2.1.3 [Норм 1], а саме:

,

35

_{де bw =250мм – ширина ребра другорядної балки ДБм-1;}

_{beff,1 – величина звису полиці таврового перерізу балки;}

_{Якщо довжину ділянки прольоту другорядної балки як нерозрізної, для якої обмежують величину звисів полиць, прийняти рівною l0=0,7lef,2, то величину звису обчислимо за формулою 5.1а [Норм 1] :}

Отже, виходячи із даного розрахунку, остаточно приймаємо в розрахунках ширину полички =1,55 м, що менше, ніж крок другорядних балок а_sb =2,2 м.

Матеріали для проектування та їхні характеристики міцності:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій виробничого будинку і зокрема для балки приймаємо бетон важкий класу С20, для якого розрахунковий опір стисканню =11,5МПа згідно таблиці 3.1 [Норм 1]);

Арматура. Для армування балок в прольотах приймаємо гарячекатану стрижневу арматуру класу А400С з розрахунковим опором 364МПа згідно розрахунку 6.4.1 даної пояснювальної записки.

7.5.1. Розрахунок поздовжньої арматури в першому прольоті.

В першому прольоті діє згинальний момент від розрахункового граничного навантаження М₁=67,13 кНм. Будинок класу наслідків СС3, категорія конструкції за відповідальністю – А, коефіцієнт γ_n =1,00. Розрахунковий переріз тавровий: ширина полички =155см, висота полички 10см, висота перерізу h=40см, ширина ребра b=25см. Задаємося однорядним розташуванням стрижнів робочої арматури, орієнтовним діаметром d_s=20мм і захисним шаром бетону с_b,min =20мм, що відповідає конструктивним вимогам пункту 4.4.3 [Норм 1]. В такому випадку відстань:

а_s = с_nom+0,5d_s= 30+0,5·20=40мм,

а робоча висота таврового перерізу

Встановлюємо випадок розрахунку таврового перерізу, виходячи із розташування нейтральної осі. Для цього обчислимо несучу здатність таврового перерізу за умови, що вся поличка стиснена (x=h_f ):

і перевіримо умову, якщо γ_n =1,0

36

– умова виконується, нейтральна вісь проходить в межах висоти полички (x<h_f). Маємо випадок розрахунку таврового перерізу Тому подальші розрахунки ведемо як для прямокутного перерізу, але шириною b=b_eff=155см.

Обчислюємо коефіцієнт

При цьому відносна висота стиснутої зони:

– умова виконується, переріз нормально армований, стисненої арматури не потрібно.

Обчислюємо відносне плече внутрішньої пари сил ζ:

.

Тоді необхідну площу робочої арматури обчислюємо за формулою:

Конструювання балки в першому прольоті. За сортаментом стрижневої арматури приймаємо 2Ø20А400С з фактичною площею A_s,fac=6,28>5,21 см². Крайні прольоти балки армуємо двома плоскими каркасами КР1. В кожному каркасі по одному стрижневі діаметром 20мм, розміщених в один ряд. Верхні монтажні стрижні каркасів КР1 приймаємо конструктивно із гладкої стрижневої гарячекатаної арматури: Ø10А240С. Пласкі каркаси слід виготовляти в заводських умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР1об’єднувати в просторові шляхом приварювання окремих стрижнів марки ОС1 за допомогою електрозварювальних кліщів. Діаметр і вид арматури для поперечних стрижнів слід обґрунтувати розрахунком похилих перерізів.

Висновок : Оскільки діаметр арматурних стрижнів Ø20мм не відрізняється від попередньо прийнятого Ø20мм, то армування підібрано правильно.