5.6 Расчет сопротивления наклонных сечений по поперечной силе

Второстепенные балки армируют сварными каркасами и в отдельных случаях отдельными стержнями.

В учебных целях в курсовом проекте балку необходимо заармировать отдельными стержнями. В этом случае наклонные сечения армируют хомутами и отогнутыми стержнями. При этом хомуты назначают по конструктивным требованиям, а отогнутые стержни определяют расчетом.

Диаметр хомутов d_ω в вязанных каркасах изгибаемых элементов должен приниматься не менее 6мм при высоте балки h_sb  800 мм и не менее 8 мм при h_sb > 800 мм. Шаг хомутов S на приопорных участках (1/4 пролета) назначают в зависимости от высоты балки. При высоте балки h_sb ≤ 450 мм не более h_sb/2 и не более 150мм; при h_sb > 450 мм S ≤ h_sb/3 и не более 500 мм. На остальной части пролета при h_sb > 300 мм поперечная арматура устанавливается с шагом S ≤ 3/4·h_sb и не более 500 мм.

В нашем случае принимаем хомуты из стержней класса S500 диаметром 6мм. Шаг хомутов в приопорных участках принимаем 150мм, что меньше h_sb/2 = 400/2 = 200 мм. На средних участках пролетов назначаем шаг хомутов равным 300мм, что меньше ¾: h_sb = 3/4400=300 мм, а также меньше 500 мм.

Расчет железобетонных изгибаемых элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами должны проверятся по формуле

(5.6)

где _w1 – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.

но не более 1,3. (5.7)

Отношение модулей упругости арматуры и бетона.

, (5.8)

, (5.9)

где E_s = 20·10⁴ МПа – модуль упругости для арматуры класса S500;

E_cm = 32·10³ МПа для бетона класса С²⁰/₂₅, марка удобоукладываемости П1, П2;

a_sw = 0,283 см² –для одного стержня диаметром 6 мм;

.

;

; (5.10)

где β₄ – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,01.

.

Уточняем значение рабочей высоты сечения:d = 400 – 25 = 375 мм.

.

Следовательно, прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена.

Вычисляем поперечную силу, которую могут воспринять совместно бетон и поперечная арматура по наклонной трещине по формуле

, (5.11)

где _с2 = 2 для тяжелого бетона;

_f – коэффициент, учитывающий влияние сжатых свесов полки:

(5.12)

где

(b_f’– b_w) ≤ 3  t_f’;

(b_f’– b_w) = 1750 – 200 = 1550  3  t_f’= 3·60 = 180 мм.

Следовательно, принимаем при расчете (b_f’– b_w) = 180 мм.

Находим линейное усилие, которое могут воспринять хомуты по формуле

, (5.13)

где f_ywd – расчетное сопротивление поперечной арматуры (приняты поперечные стержни 6 S500 с A_sw = 28,3 мм², шаг 150 мм); f_ywd=313 МПа.

Поперечная сила которую могут воспринять хомуты и бетон V_Rd = 183,85 кН > V_Sd = 70,76 кН, следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена.