Задача №8. Однопролітну залізобетонну балку прольотом таврового поперечного перерізу, яка виготовлена з бетону класу В і армується арматурою заданого класу, розрахувати на міцність, тріщиностійкість і жорсткість за нормальними перерізами, якщо в розрахунковому перерізі відомі розрахунковий та нормативний згинальні моменти від діючого рівномірно розподіленого навантаження.

Таблиця 8

Остання цифра шифру	М, кНм	Мser, кНм	l0, м	Розміри поперечного перерізу, см				Клас поздовжньої арматури	Клас бетону
				b	h	bf’	hf’
1	300	250	6,0	25	70	60	10	А-ІІ	В20
2	280	235	6,2	22	65	60	9	А-ІІІ	В15
3	250	210	6,4	22	70	60	8	А-ІІ	В20
4	230	190	6,6	20	70	65	10	А-ІІІ	В15
5	320	265	5,8	20	65	65	9	А-ІІ	В20
6	340	280	5,6	20	60	60	8	А-ІІІ	В15
7	300	250	5,4	20	55	50	10	А-ІІ	В20
8	280	235	5,2	22	60	55	9	А-ІІІ	В15
9	250	210	5,0	22	55	55	8	А-ІІ	В20
0	310	260	6,0	25	60	50	10	А-ІІІ	В15

Для усіх варіантів клас поперечної арматури, яку треба встановити з конструктивних міркувань, прийняти А-І, а коефіцієнт .

Розрахунок розпочинаємо з визначення площі поперечного перерізу поздовжньої арматури. Для цього використовуємо схему алгоритму 6.

Вихідні дані: Розрахунковий згинальний момент у перерізі (табл. 8). Розміри поперечного перерізу (табл. 8): ширина ребра ; висота перерізу ; ширина полиці ; висота полиці . Параметрами і задаємося. Приймаємо . Для заданого класу арматури А-ІІІ (табл. 8) (дод. 5). Для заданого класу бетону В20 (дод. 1). . Для важкого бетону . . Мінімальний відсоток армування (дод. 24).

1. Робоча висота перерізу .

2. Характеристика стиснутої зони бетону

.

3. . Так.

4. .

5.Гранична відносна висота стиснутої зони

.

6.

7.

8. , або за табл. дод. 8.

9. . Так.

10.

12. .

13. . Ні.

14. .

За дод. 6 приймаємо у стиснутій зоні конструктивно 410А-ІІІ з фактичною площею 314мм², а в розтягнутій  425А-ІІІ з фактичною площею 1963мм². Схема армування балки показана на рис.7.

425А-ІІІ

410А-ІІІ

25Вр-І

5Вр-І

Рис.7. Схема армування балки

За схемою алгоритму 10 розраховуємо балку на утворення нормальних тріщин.

Вихідні дані: . Розміри поперечного перерізу: . . Модуль пружності арматури А-ІІІ (дод. 5). Початковий модуль пружності бетону класу В20 (дод. 3). Розрахунковий опір бетону класу В20 на розтягання при розрахунку за другою групою граничних станів .

Схема алгоритму 10

Визначення моменту утворення тріщин, нормальних до поздовжньої осі елемента таврового поперечного перерізу, що працює на згинання

(без попередньо напруженої арматури)

Вихідні дані:

1

2

3

4

5

6

7

Так

Ні

8

8

Тріщини утворюються Тріщини не утворюються

Кінець

1. Коефіцієнт .

2. .

3. .

4. .

5. Пружно-пластичний момент опору перерізу

6. Момент, що може сприйняти переріз перед утворенням тріщин

.

7. . Ні.

8. Тріщини утворюються.

За схемою алгоритму 11 визначаємо ширину розкриття нормальних тріщин від довготривалої дії навантаження.

Вихідні дані: . Розміри поперечного перерізу: . Уточнена робоча висота перерізу ; . (рис. 7). . Модуль пружності арматури класу А-ІІІ (дод. 5). Розрахунковий опір бетону класу В-20 при розрахунку за другою групою граничних станів (дод. 1). Діаметр арматури . Коефіцієнти (дод. 12); (дод. 13); (дод. 14). Допустима ширина розкриття тріщин (дод. 21). (п.4 сх. алг. 10).

1. Коефіцієнт .

2. .

Схема алгоритму 11

Визначення ширини розкриття тріщин, нормальних до поздовжньої осі елемента, що працює на згинання

Вихідні дані:

1

2

3

6

4

5

7

8

9

9

Ні

Так

10

Так

Ні

Довготривала дія

Навантаження

11

11

13

12

Так

Ні

Тріщиностійкість Тріщиностійкість

забезпечена не забезпечена

Кінець

3. Коефіцієнт .

4. .

5. .

6. Плече внутрішньої пари сил

.

7. Пружно-пластичний момент опору перерізу по розтягнутій зоні

.

8. Напруження в розтягнутій арматурі

.

9. . Так.

10. Довготривала дія навантаження. Так.

11. .

12. Ширина розкриття тріщин від довготривалої дії навантаження

13. . Тріщиностійкість забезпечена.

За схемою алгоритму 12 перевіряємо жорсткість балки. Для цього необхідно визначити прогин балки від заданого навантаження і порівняти його з допустимим (дод. 23).

Схема алгоритму 12

Визначення прогинів в елементах, що працюють на згинання (без попередньо напруженої арматури)

Вихідні дані:

1

2

3

Ні

Так

4

5

5

Ні

Так

6

7

8

9

9

Жорсткість перерізу забезпечена

Жорсткість перерізу не забезпечена

Так

Ні

Кінець

Вихідні дані: . . . Довжина балки (табл. 8). . . . . (п.5 сх. алг.10). (п.2 сх. алг. 11). (п.5 сх. алг. 11). (дод. 16). (п.5 сх. алг.11). (дод. 13). при тривалій дії навантаження (дод. 15). (дод. 22). .

1. Коефіцієнт .

2. . Так.

4. .

5. . Ні.

5. .

6. Кривина осі балки в розглядуваному перерізі

7. Прогин балки

.

8. .

9. Жорсткість забезпечена.

Задача №9. Підібрати поздовжню арматуру в колоні з розмірами поперечного перерізу , якщо задано клас арматури та бетону В, поздовжні сили в колоні від довготривалого навантаження і від повного навантаження, а також розрахункову довжину колони .

Таблиця 9

Остання цифра шифру	, кН	, кН	Розміри перерізу bh, см	Передостання цифра шифру	Клас арматури	Розрахункова довжина колони l0, м	Клас бетону
1	3000	2500	4040	1	А-ІІ	6	В12,5	0,9
2	3050	2550	4545	2	А-ІІІ	6,8	В15	1
3	2900	2550	4040	3	А-І	6,4	В20	1,1
4	3100	2700	4545	4	А-ІІ	6	В12,5	0,9
5	2950	2500	4040	5	А-ІІІ	6,8	В15	1
6	3000	2500	4545	6	А-І	6,4	В20	1,1
7	3050	2550	4040	7	А-ІІ	6	В12,5	0,9
8	2900	2550	4545	8	А-ІІІ	6,8	В15	1
9	3100	2700	4040	9	А-І	6,4	В20	1,1
0	2950	2500	4545	0	А-ІІ	6	В15	1

Розрахунок виконуємо за схемою алгоритму 13.

Вихідні дані: Поздовжня сила у розрахунковому перерізі колони від усього навантаження . У тому числі від довготривалої частини всього навантаження . Розміри перерізу . (табл. 9). Призмова міцність бетону класу В20 дорівнює (дод. 1). Розрахунковий опір арматури класу А-ІІІ на стискання (дод. 5). Розрахункова довжина колони (табл. 9). (дод. 24).

1. Відношення . Так.

2. .

3. За відношеннями і за дод. 17 шляхом інтерполяції визначаємо коефіцієнти:

приі

приі

Схема алгоритму 13