2.4.3 Розрахунок міцності другорядної балки на дію поперечної сили (за похилим перерізом)

Поперечну силу, що діє в будь-якому перерізі балки, сприймають бетон і поперечна арматура (хомути). Якщо поперечну силу Q повністю сприймає чисто бетонний переріз Q_b, то розрахунок хомутів не проводять, а становлять їх у тому випадку, виходячи з конструктивних потреб. Ці умови виражаються формулою

,

де - коефіцієнт, який приймається рівним для важкого бетону – 0,6; для дрібнозернистого бетону – 0,5;- розрахунковий опір бетону розтягненню, приймається за (15, с. 712, пр. 1) або (9, т. 13, с. 18);- коефіцієнт, який враховує вплив поздовжніх сил:

при дії поздовжніх стискаючих сил

для елементів, які згинаються без попереднього обтиснення .

Якщо наведена умова не задовольняється, потрібен розрахунок поперечної арматури (хомутів):

1. Здаються діаметром хомутів = 6...10 мм. Діаметр поперечних стержнів встановлюється з умов зварювання з поздовжньою арматурою (15, дод. ІХ).

2. Назначають кількість зрізів

n = 1 n = 2 n = 4

3. Визначають сумарну площу зрізу хомутів

,

де - площа зрізу одного хомута.

4. Визначають необхідну інтенсивність поперечного армування

,

де - коефіцієнт, який береться рівним для важкого бетону – 2; дрібнозернистого – 1,7; легкого бетону – 1,5...1,9 залежно від щільності.

5. Потрібний крок поперечних стержнів

,

де - розрахунковий опір розтягненню поперечної та відігнутої арматури при розрахунку за похилим перерізом на дію поперечної сили; приймається за (9, т. 23, с. 25) або додаток 3.

Приклад розрахунку за похилим перерізом другорядної балки поданий в (15, с. 678).

Разом з тим, при поздовжньому та поперечному армуванні повинні дотримуватись конструктивні вимоги.

Другорядна балка армується окремими стержнями. Ці стержні рекомендується брати не меншими 12 мм і не більшими 40 мм. Кількість стержнів поздовжньої арматури рекомендується приймати 4 і розташовувати в один ряд або 6 з розташуванням у два ряди. Якщо діаметр стержнів неоднаковий, то більший діаметр розташовують у першому ряді та в кутах перерізу. Робочі стержні повинні розташовуватись рівномірно по ширині ребра і не більше, ніж у два ряди, при цьому в другому ряду слід розташувати по одній вертикалі зі стержнями першого ряду, а не в шаховому порядку. Відстань у просвіті між поздовжніми стержнями, розташованими в одному горизонтальному ряді, повинна бути не меншою діаметра і не меншою 25 мм. До опори повинно бути доведено не менше двох поздовжніх робочих стержнів. У балках висотою більше 300 мм незалежно від розрахунку повинні встановлюватись поперечні стержні.

Відстань між поперечними стержнями на ділянках, де вони потрібні за розрахунком і біля опори (1/4 прогону), повинна бути не більшою 1/2h і не більшою 150 мм для балок висотою 450 мм, при висоті балок більше 450 мм – не більшою 1/3 висоти і не більшою 500 мм. На залишеній частині балки відстань між поперечними стержнями береться не більшою 1/3h і не більшою 500 мм. Відстань між поперечними стержнями назначаються кратними 50 мм.

Мінімальна товщина захисного шару бетону для балок, які знаходяться в звичайних умовах експлуатації (без агресивних середовищ), береться для повздовжньої арматури 20 мм і не меншою діаметра; для поперечної арматури 15 мм. Більш детально конструктивні вимоги до поздовжнього і поперечного армування викладені в (9, с. 57-62).