1.3.4.2. Расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси

Расчетная поперечная сила Q_max =44,55 кН. Эквивалентная распределенная нагрузка q₁ = q = 16,2 кН/м.

Согласно п.5.26 [3] допускается устанавливать поперечную арматуру в многопустотных плитах, если она не требуется по расчету. Выполним сначала проверку прочности сечения плиты на действие поперечной силы при отсутствии поперечной арматуры согласно[3, п.3.32] или [7, п.3.30].

Проверяем условие прочности:

Q =

Проверяем условие, принимая приближенное значение:

Q_b1 = Q_b,min и с = 2,5 ∙ h_о = 2,5 ∙ 190 = 475 мм.

Находим усилие обжатия от растянутой продольной арматуры, принимая потери предварительного напряжения 30% от начально контролируемого напряжения σ_sp.

Тогда Р = 0,7 ∙ σ_sp ∙ А_sp = 0,7 ∙ 700 ∙ 438 = 214865 Н.

11

Вычисляем коэффициент φ_n, учитывающий увеличение несущей способности по наклонному сечению при предварительном напряжении:

φ_n =

Принимаем φ_n = 0,5.

Коэффициент φ_b3 учитывает вид бетона, для тяжелого бетона φ_b3 = 0,6.

Тогда,

Q_b,min = φ_b3 ∙ (1 + φ_n) ∙ R_bt ∙ b ∙ h_o

Q_b,min= 0,6 ∙ (1 + 0,5) ∙ 1,17 ∙ 206 ∙ 190 = 41214,42 Н

Определим поперечную силу от расчетных нагрузок в опасном наклонном сечении:

Q = Q_max – q ∙ c

Q = 44,55 – 16,2 ∙ 0,475 = 36,85 кН < 41,21 кН.

Для обеспечения прочности наклонных сечений поперечная арматура не требуется.

Устанавливаем через ребро четыре плоских каркаса с поперечными стержнями из арматуры класса А-II, диаметром ф4 мм с площадью A =28,3 мм с шагом S=100 мм.

1.4. Проектирование ригеля

1.4.1. Общие сведения о расчете и конструировании прокатных балок (ригелей)

В многоэтажных промышленных зданиях ригели могут быть выполнены из железобетона или фасонной прокатной стали, поставляемой с металлургических заводов. Для изготовления ригелей (балок) используются двутавры или швеллеры, основные геометрические размеры которых приведены в сортаментах.

Прокатные балки применяют для перекрытия небольших пролетов с небольшими нагрузками, что связано с имеющейся номенклатурой выпускаемых прокатных профилей. По сравнению с составными (свариваемыми из отдельных элементов), прокатные балки более металлоемкие, но менее трудоемкие в изготовлении и более надежны в эксплуатации. За исключением опорных зон и зон приложения значительных сосредоточенных сил, стенки прокатных балок не требуют усиления ребрами жесткости. Отсутствие сварных швов в областях контакта полок со стенкой существенно уменьшает концентрацию напряжений и снижает уровень начальной дефективности. 12

Проектирование и расчет начинают с анализа конструктивной схемы здания. В результате, формируется расчетная схема балки с указанием типов, мест приложения и интенсивности нагрузки. Далее определяются расчетные усилия, действующие в сечениях балки для расчета по первой группе предельных состояний (максимальный изгибающий момент М_max). При расчете по первой группе предельных состояний (расчет прочности сечения) при изгибе балки в одной плоскости и упругой работе стали определяют номер прокатного профиля по требуемому моменту сопротивления – W_red:

,

где R_у – расчетное сопротивление стали;

γ_с – коэффициент условий работы.

В соответствии с принятым типом сечения (двутавр, швеллер) по сортаменту [1, приложение 10,11] выбирают ближайший номер профиля, у которого W_red ≤ W_факт. Принимая во внимание, что при определении расчетных усилий нагрузка от собственного веса балки не учитывалась, следует выполнить корректировку расчета с учетом собственного веса балки.

Прокатные балки должны рассчитываться по второй группе предельных состояний, то есть должен ограничиваться прогиб для обеспечения нормальной эксплуатации помещений.

Прогибы определяются от нормативной нагрузок с учетом собственного веса конструкции.

Прогибы не должны превышать предельных значений – f_u, установленных нормами [2]

f_max ≤ f_u

Формулы для определения максимальных прогибов зависят от расчетной схемы балки и распределения нагрузок по ее длине. Для свободно опертой балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой (рис.6), прогиб определяется по формуле:

где ρ_m – коэффициент, зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки;

М_n,max – расчетный изгибающий момент от нормальной нагрузки;

l_о – расчетный пролет балки;

Е – модуль упругости стали;

I_х – момент инерции сечения.

13