4.4. Расчет поперечного ребра

Поперечное ребро рассматривается как балка на двух свободных опорах с расчетным пролетом, равным расстоянию между осями продольных ребер l_eff = 2,98 – 0,08 = 2,90 м.

sd

Постоянная расчетная нагрузка на ребро:

- от собственного веса ребра (без учёта полки)

g₁=0,075∙0,1∙2500∙10∙1∙1,15 = 215,63 Н/м = 0,216 кН/м;

- передаваемая плитой

g₂=2,52∙0,98=2,47 кН/м;

- расчетная снеговая нагрузки на ребро

q_sd=2,02∙0,98=2 кН/м.

Изгибающий момент в пролете:

.

Поперечная сила у опор:

Расчетные усилия в ребре от постоянной нагрузки и сосредоточенной от веса рабочего с инструментом F_sd =1,5 кН.

Наиболее невыгодной по изгибающему моменту и поперечной силе является 1 комбинация нагрузок.

Ребро армируется одним плоским каркасом. Рабочая арматура стержневая класса S500 (f_yd =435 МПа). Принимая во внимание указания табл. 11.4 [1], назначаем с = 30 мм и определяем рабочую высоту сечения d = h – с = 150 - 30 = 120 мм.

Отношение h_f^’/h = 5,0/15 = 0,33 > 0,1, следовательно, расчётная ширина полки

b_f^’ = 980 мм.

Предполагая, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной b_f^’=980 мм и положение нейтральной оси при расчете тавровых сечений:

; ,

что указывает на то, что сечение находится в области деформирования 2 , для которой .

Проверим выполнение условия:

- условие выполняется, т.е. нейтральная ось проходит в полке и расчетное сечение – прямоугольное с шириной b_f^’ = 980 мм.

Для арматуры S500 при Е_s=2∙10⁵ МПа ‰.

Тогда и

.

Коэффициент

<

Вычисленному коэффициенту α_m соответствует значение коэффициента

η= .

Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:

По конструктивным соображениям принимаем 1Æ10 S500 с А_st = 0,785 см².

Прочность железобетонных элементов на действие поперечных сил при отсутствии поперечной арматуры согласно требованиям норм [1] проверяется по условию:

V_sd ≤ V_Rd,ct

где: V_sd = 5,61 кН – расчетная поперечная сила в поперечном ребре, вызванная действием нагрузок;

V_Rd,ct – поперечная сила, воспринимаемая поперечным ребром без поперечной арматуры.

кН;

но не менее , кН;

где , ;

Принимаем k = 2, , т.к. отсутствуют осевые силы.

;

;

.

V_sd = 5,61 кН < V_Rd,ct = 6,48 кН – условие удовлетворяется, расчёт поперечной арматуры не производится, поперечная арматура устанавливается конструктивно. Принимаем с учётом технологии точечной сварки поперечную арматуру из проволоки Ø6 S240 с шагом 150 мм.

4.5. Расчет прочности нормальных сечений продольного ребра в стадии эксплуатации

Погонную нагрузку на плиту от веса кровли и снега собирают с грузовой площади шириной, равной ширине плиты, и суммируют с нагрузкой от веса конструкции. Таким образом, с учетом выше изложенного (см. п. 4.2), нагрузки на плиту будут составлять:

- при основной комбинации

(g_sd+q_sd) = 3,57∙3+2,02∙3 = 14,31 кН/м;

- при нормативной (редкой) комбинации

(g_sk+q_sk) = 2,96∙3 + 2,02∙3 = 11,28 кН/м;

- при практически постоянной комбинации

(g_sk+ψ₂∙q_sk) = 2,96∙3 + 1,35∙3∙0,3 = 9,6 кН/м;

- при частой комбинации

(g_sk+ψ₁∙q_sk) = 2,96∙3 + 1,35∙3∙0,5 = 10,08 кН/м;

Расчетный пролет ребра по осям опор:

l_­eff = 5,97 - 2×0,05 = 5,87 м.

Изгибающие моменты:

- при основной комбинации нагрузок

М_sd=(g_sd+q_sd) ∙l_eff²/8 = 14,31∙5,87²/8 = 61,63 кН∙м;

- при нормативной (редкой) комбинации нагрузок

М_sd= (g_sk+q_sk) ∙l_eff²/8 = 11,28∙5,87²/8 = 48,58 кН∙м;

- при практически постоянной комбинации нагрузок

М_sd= (g_sk+q_sk) ∙l_eff²/8 = 9,6∙5,87²/8 = 41,35 кН∙м;

- при частой комбинации нагрузок

М_sd= (g_sk+q_sk) ∙l_eff²/8 = 10,08∙5,87²/8 = 43,42 кН∙м.