2.2.2 Определение геометрических параметров

(2.6)

(2.7)

(2.8)

где - защитный слой бетона,;

(2.9)

, - конструктивно;

Результаты расчетов приведены на рис. 2.7.

2.2.3 Определение поперечного сечения и требуемого количества рабочей арматуры главной балки.

Требуемую площадь рабочей арматуры главной балки можно найти из расчетов по прочности, принимая высоту сжатой зоны бетона .

(2.10)

где - расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры главной балки, определяется по табл.31 стр. 41[2], а также по табл.29 стр.39 [2],

Так как температура самой холодной пятидневки -44^оС, то вид арматуры согласно [1], применяем:

• стержневая;

• горячекатаная;

• периодического профиля;

• класс ;

• ;

• марка стали ;

• диаметр .

Класс бетона принимаем В35.

Число стержней рабочей арматуры балки определяется с учетом предварительного назначения диаметра по выражению:

, (2.11)

где - площадь одного стержня арматуры при диаметреd_s=40мм,

Уточняем площадь рабочей арматуры:

, (2.12)

Данные для расчета с помощью ЭВМ:

Результаты расчетов на ЭВМ приведены на рис. 2.7.

2.2.4 Расположение рабочей арматуры в главной балке.

Данные для расчета с помощью ЭВМ:

Просвет по ширине в свету между отдельными продольными стержнями арматуры назначается в соответствии п.3.121-3.123 стр.63-64 [2].

Так как в данном случае в поперечном сечении рабочей арматуры главной балки менее 20 стержней, то условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов. Допускаемое расстояние в свету между стержнями при трех и более рядов не менее 6 см. Схема размещения рабочей а

рматуры представлена на рис. 2.6.

Рисунок 2.6.Схема размещения рабочей арматуры

Уточняется величина ис учетом окончательной расстановки рабочих стержней арматуры:

, (2.13)

где - количество стержней рабочей арматуры в первом и

последующих горизонтальных рядах;

- расстояние от растянутой грани до центра

рассматриваемого горизонтального ряда рабочей

арматуры, м.

2.2.5 Определение высоты сжатой зоны бетона

- при расположении границы сжатой зоны в плите

, (2.14)

- при расположении границы сжатой зоны в ребре

(2.15)

где ,- высота сжатой зоны бетона соответственно с учетом ;

- расчетное сопротивление сжатой арматуры, определяется по табл.31, стр.41 [2], ;

- расчетное сопротивление бетона сжатой зоны, определяется по табл.23, стр.35 [2], ;

В расчетах сделаны следующие допущения

+-----------------------------------------------------+

¦ В расчетах сделаны следующие допущения ¦

¦ 1. Арматура сжатой зоны : ¦

¦ - количество стержней 8 штук; ¦

¦ - диаметр арматуры 10 мм; ¦

¦ - класс арматуры A-I. ¦

+-----------------------------------------------------+

Рисунок 2.6 – Форма сжатой зоны

, (2.16)

где

,

Так как,а, тоучитывается полностью.

Принимаем - граница сжатой зоны расположена в плите.

Определяем относительную высоту сжатой зоны:

, (2.17)

где - относительная высота сжатой зоны бетона, при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступит не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению.

Значениеопределяется по формуле:

, (2.18)

где - для элементов с обычным армированием;

,

- напряжение в арматуре, следует принимать равным - для ненапрягаемой арматуры, ;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны и должен приниматься равным .

,

- условие выполняется.

Так как , то предельный момент определяется по выр.54, стр.48 [2]:

, (2.19)

- условие выполняется

Вывод: для дальнейших расчетов примем d=40 мм, класс арматуры А – lll, и класс бетона В 35, для уменьшения количества стержней.

После ручного счета производим ниже приведенные расчеты, т.е. подбор геометрических параметров и рабочей арматуры главной балки, с помощью ЭВМ в программном модуле Most.

Результаты расчетов приведены на рис.2.7.

Рисунок 2.7 - Результаты расчетов.

6. Расчет главной балки на прочность по наклонному

сечению

1. Распределение отгибов рабочей арматуры:

Несущая способность каждого стержня арматуры определяется по формуле:

, (2.20)

где - число стержней рабочей арматуры.

На эпюре моментов проводим параллельные линии с интервалом .

Производится построение эпюры материала и графика отгиба арматуры, при этом должно выполнятся условие:

, (2.21)

Схема балки, расположение арматуры, эпюра материалов, график отгиба арматуры представлен на рис.2.8.

	1	2	3
4	4	5	5	6
6	7	7	8	8

Рис.2.8– Распределение отгибов арматуры.

2. Установка хомутов

Хомуты устанавливаются вертикально по всей длине пролетного строения. Установка хомутов производится в соответствии с п. 3.137-3.154 стр. 66-67 [2].

Схема установки хомутов представлена на рис.2.9.

Рис.2.10 - Установка хомутов в главной балке:

а) вид вдоль оси; б) поперечное сечение балки;

1 - арматура хомутов; 2 - монтажная арматура; 3 - рабочая

арматура; 4 - отогнутая арматура.

3. Определяется проекция длины наклонного сечения:

, (2.22)

где - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению,

определяемое по табл.23 стр.35 [2], ;

- поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения:

, (2.23)

;

.

4. Производится проверка прочности наклонного сечения на действие поперечной силы из условия

, (2.24)

где ,- площадь поперечных сечений наклонных стержней и хомутов, пересекаемых наклонным сечением балки;

,- суммы проекций усилий всех стержней пересекаемой арматуры (отогнутой и хомутов) при длине проекции сечения;

,- расчетные сопротивления арматуры;

- поперечная сила, возникающая в конце наклонного сечения;

- угол наклона стержней к продольной оси балки ().

5. Определение несущей способности балки по моменту выполняется по формуле

, (2.25)

где - расстояние от усилий в рабочей, отогнутой арматуре и хомутах, пересекающих наклонное сечение, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона;

- момент от расчетных нагрузок в рассматриваемом сечении.

Данные расчеты производится на ЭВМ и представлены на рис.2.11.

Рис. 2.11. Результаты расчетов.

7. Расчет главной балки на выносливость.

Расчет на выносливость балки железобетонного пролетного строения включает в себя проверки изгиба в одной из главных плоскостей по бетону и арматуре. Расчет производится по характеристикам приведенного к бетону сечения, в середине балки.

При проверке напряжений рассматриваемого сечения балки должны соблюдаться следующие условия:

по бетону

; (2.26)

по арматуре

, (2.27)

где - изгибающий момент из расчета на выносливость, кНм;

- момент инерции приведенного к бетону сечения относительно

нейтральной оси;

- высота сжатой зоны бетона из расчета на выносливость;

- коэффициент условий работы, определяется согласно п.3.26,

стр.37 [2];

- расстояние от наружной растянутой грани до оси ближайшего

ряда арматуры, м;

- коэффициент условий работы арматуры, учитывающий

влияние многократно-повторяющихся нагрузки.

Высота сжатой зоны бетона определяется по формуле

, (2.28)

где - коэффициент приведения арматуры к бетону принимаем по

п.3.48 стр.44 [2], ().

Приведенный момент инерции сечения определяется по формуле

. (2.29)

Правые части выражений (2.24) и (2.25) определяются согласно п.3.36, п.3.39 [2]:

; (2.30)

, (3.31)

где - коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени

и принимаемый по табл.25, стр.37 [2], ;

- расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии,

определяемое по табл.23, с.35 [2], ();

- коэффициент, учитывающий влияние на условие работы

арматурных элементов наличия сварных стыков или приварки к

арматурным элементам других элементов, определяемый по

табл.33 с.42 [2];

,- коэффициенты, зависящие от асимметрии цикла

повторяющихся напряжений и принимаемые по

табл.26 стр.37 и табл.32 c.42 [2]:

. (2.32)

1. Расчет по бетону

.

2. Расчет по арматуре

Необходимо увеличить площадь поперечного сечения рабочей арматуры, для этого принимаем 20 стержней. Уточним площадь рабочей арматуры:

тогда: