1.3.2 Определение расчетных усилий

Второстепенная балка рассчитывается как многопролетная неразрезная балка прямоугольного сечения шириной b_вб, опорами которой служат главные балки и стены здания.

При расчете необходимо учесть самые невыгодные комбинации загружений (не всегда самым невыгодным является загрузка по всем пролетам с полным значением нагрузки). Поэтому имеет смысл построить огибающую эпюру моментов. Для этого определим изгибающие моменты приближенным методом, деля каждый ее пролет на пять равных частей (рисунок 1.14).

Построим огибающую эпюру изгибающих моментов для нашей балки.

Изгибающие моменты будут определяться следующим образом:

Где - коэффициент, который зависит от положения сечения (или номера точки) и соотношения

l₀ – соответствующий расчетный пролет балки.

Посчитаем значение изгибающего момента для каждой точки, полученные результаты запишем в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 –Изгибающие моменты во второстепенной балке

№ точки	Положительные		Отрицательные
		М,кНм		М,кНм
1	0,065	56,37
2	0,09	78,05
2’	0,091	78,92
3	0,075	65,05
4	0,02	17,35	-0,042	-42,14
5			-0,072	-72,24
5’			-0,072	-72,24
6	0,018	15,61	-0,04	-40,13
7	0,058	50,30	-0,024	-24,08
7’	0,0625	54,20
8	0,058	50,30	-0,021	-21,07
9	0,018	15,61	-0,034	-34,11
10			-0,063	-54,20

Поперечные силы в пролетах второстепенной балки определяются по формулам:

;

;

;

;

;

;

Рисунок 1.14 – Расчетные усилия во второстепенной балке

1.3.3 Характеристики материалов

Характеристики материалов определяются согласно заданию на проектирование, а также в соответствии с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Приведем их в таблице 1.9

Таблица 1.9 –Характеристики материалов

Материал
Бетон	Арматура
Класс В15	Класс А400, В500, А240, А400
	-продольная: А400: Ø10-40мм:=435Мпа; -поперечная: В500: Ø3-12мм: =300Мпа; А240: Ø6-40мм: =170Мпа; А400: Ø6-40мм: =285Мпа;

1.3.4 Проверка размеров сечения балки

При расчете по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, необходимо в общем случае соблюдения условия

,

Где - максимальная поперечная сила по абсолютной величине, возникающая в балке, =92,51кН

- прочность по бетонной полосе между наклонными сечениями, кН;.

=0,3R_bbh₀,

где b – ширина второстепенной балки;

h₀ – рабочая высота сечения второстепенной балки;

Предварительно принимаем диаметр продольной арматуры балки d=32мм, с учетом защитного слоя :

h₀=h--,

где h – высота второстепенной балки (кратная 50 мм), п.1.2.2;

h₀=500-32-=452мм;

=0,37,650,2452=207,47кН;

;

Условие выполнено, значит, расчет можно продолжить с данными размерами сечения.

Поскольку расчет выполняется методом предельного равновесия, необходимо, чтобы относительная высота сжатой зоны сечения соответствовала условию:

Максимальный отрицательный изгибающий момент в балке возникает в точке 5 со стороны среднего пролета. Найдем для него коэффициент _, по которому и определим :

;

Для =0,23 относительная высота сжатой зоны =0,27

0,27<0,35, значит увеличения сечения не требуется

Найдем требуемую высоту сечения балки

;

Тогда высота второстепенной балки, м:

h=h₀+0,05;

h=0,45+0,05=0,5м

Высоту балки округляем в сторону увеличения кратно 50 мм. Тогда фактическая рабочая высота сечения, м:

h₀=h-0,05;

h₀=h-0,05=0,45м

В ходя расчета было выявлено, что требуемая высота второстепенной балки совпадает с фактической, следовательно перерасчет нагрузки выполнять не требуется

1.3.5 Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси

Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона , определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны бетона .

Значение определяется по формуле:

=;

=;

Все значения , полученные в расчете, не должны превышать

Для определения значения относительной высоты сжатой зоны бетона определим вспомогательные коэффициенты _для различных значений моментов в пролетах и на опорах.

Для отрицательных значений изгибающих моментов для расчета требуемой площади арматуры берем моменты, которые возникают на расстоянии ¼ пролета от опоры, а также моменты, которые возникают на опорах балки. Обозначим эти моменты М_3-4 и М_6-7 соответственно для первого и второго пролета (по номерам точек, между которыми лежат эти моменты), а также М₅ и М₁₀ для крайней и средней опоры (Рисунок 1.15)

Рисунок 1.15 – Изгибающие моменты во второстепенной балке