Определение размеров сечения второстепенной балки
Второстепенная
балка имеет тавровое сечение. Если полка
тавра расположена в растянутой зоне,
то она не учитывается, и в этом случае
расчёт тавровой балки ничем не отличается
от расчёта прямоугольной балки с шириной
сечения, равной ширине ребра. В этом
случае размеры сечения второстепенной
балки определяются по наибольшему
опорному моменту
.
Определить высоту второстепенной балки.
=33,54
кНм. Класс по условиям эксплуатации Х0.
Назначаем
ширину ребра второстепенной балки
=125
мм;
-
определяется по оптимальному значению
=0,302;
=
0,37
При
=
0,37;
=
*(1-0,5*
)=0,37*(1-0,5*0,37)=0,302.
Принимаем бетон класса С 20/25.
Расчётное сопротивление бетона сжатию составит:
=
=
=17,4 МПа; α=1,0;
=1,5
МПа;
=400
МПа;
=
=225,96
мм
Полная
высота балки h=d+
=230+45=275≈300
мм, где
-расстояние
от верхней грани балки до центра тяжести
рабочей арматуры (на опоре).
Принимаем h=300 мм, так как высота балки должна быть кратна 50 мм.
Размеры сечения второстепенной балки:
bˣh=150ˣ300 мм,
b/h=150/300=0,5=0,5- условие выполняется. Окончательно принимаем размеры сечения второстепенной балки bˣh=150ˣ300 мм.
Тогда новое значение рабочей высоты второстепенной балки составит:
d=h-c=300-35=265 мм.
Подбор сечения арматуры
В зависимости от направления действия изгибающего момента сжатая зона второстепенной балки таврового сечения расположена в верхней или нижней части сечения.
При
подборе продольной арматуры в пролётах
второстепенной балки от действия
положительных изгибающих моментов
сечения балки рассчитывается как
тавровое с шириной полки
.
При
определении сечения рабочей продольной
арматуры на промежуточных опорах и в
средних пролётах при действии
отрицательного изгибающего момента в
расчёт вводится только ширина ребра
балки
.
Максимальная
расчётная ширина полки
ограничивается определёнными пределами,
так как её совместная работа с ребром
в предельной стадии может быть не
обеспечена в следствие местной потери
устойчивости полки и её чрезмерного
прогиба.
Согласно
п. 7.1.2.7. СНБ 5.03.01-02 [1] значение
, вводимое в расчёты, принимается из
условия, что ширина свеса полки в каждую
сторону от ребра должна быть не более
1/6 пролёта элемента и не более:
а)
при наличии поперечных рёбер или
≥0,1*h
– половины расстояния в свету между
продольными рёбрами.
б)
при отсутствии поперечных рёбер или
при расстоянии между ними больше, чем
расстояние между продольными рёбрами,
и при(
<0,1*h)-6*
.
В качестве рабочей арматуры железобетонных конструкций следует преимущественно применять арматуру класса S400 .
Определение площади сечения продольной рабочей арматуры в первом пролёте при действии положительного изгибающего момента.
Рис. 3.4 Сечение второстепенной балки
Исходные данные:
=42,69
кНм;
=
150 мм;
=70
мм;
d=h-c=300-35=265
мм;
с=
+𝝓/2
=
2*
+
,
где:
а)
=
*
=
= 833,333 мм,
б)
=
*(2000-2*
)=
925 мм,
в)
=
=0,23>0,1.
В
расчётную ширину полки
вводится минимальное значение
=
2
+
=2*950+125=1975
мм.
Класс по условиям эксплуатации Х0. Принимаем бетон С20/25.
Расчётное сопротивление бетона сжатию составит
=
=
=17,4 Мпа.
=
=
≈365 МПа.
=
0,85-0,008*
=0,85-0,008*17,4=0,7108;
=
=
= 0.54.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,62
находим
=0,394.
Определим, где проходит граница сжатой зоны бетона в нашем случае:
=α*
*
*
*(d-
)=1*17,4*2000*70*(265-
=560,28
кНм
Так
как
=560,28
кНм >
=42,69
кНм, то нейтральная ось проходит в
пределах полки.
Сечение
рассчитываем как прямоугольное с шириной
.
=
=
= 0,17<
=0,394.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,17
находим
=0,905.
Требуемая площадь продольной арматуры
=
=
= 487,685
.
2. Подбор площади сечения продольной арматуры во втором пролёте по положительному моменту
=27,02
кНм;
=150;
;
d=h-c= 300-35=265 мм;
=
=
= 0,011<
=0,394.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,011
находим
=0,995.
Требуемая площадь продольной арматуры
=
=
= 280,75
.
3. Подбор площади сечения продольной арматуры на опоре В:
=
-33,54 кНм;
=150
мм, так как сжатая зона находится в ребре
нижней части балки.
d=h-c= 300-50=250 мм, так как арматура может быть установлена в два ряда.
=
=
= 0,246<
=0,394.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,246
находимξ=0.05;
=0,975.
Требуемая площадь продольной арматуры
=
=
= 376,98
.
4. Подбор площади сечения продольной арматуры на опоре C:
=
-27,02 кНм;
=150
мм;d=
250 мм;
=
=
= 0,198<
=0,394.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,198
находим
ξ=0,02<
=
0,54- условие выполняется;
=0,990.
Требуемая площадь продольной арматуры
=
=
= 299,1
.
5. Подбор площади сечения продольной арматуры во втором пролёте по отрицательному моменту.
=
-5,62 кНм;
=150
мм;d=
250 мм;
=
=
= 0,041<
=0,394.
По
таблице П.4 Приложения для
=0,041
находим
ξ=0,05
и
=0,975.
=
=
= 63,168
.
Требуемая по расчёту площадь сечения продольной рабочей арматуры приведена на рисунке 3.6.
Рис. 3.6 Схема требуемой площади сечения арматуры