2.3.3. Расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси балки

Приняты:

- арматура продольная класса A-III, R_s = 360 МПа;

- арматура поперечная класса A-I, R_sw = 175 МПа;

- бетон класса В15, R_b = 8,5 МПа, R_bt = 0,67 МПа, =0,9.

Рабочая высота сечения

=800-40 = 760 мм.

По моменту М'_в = 410,0 кНм уточняем размер поперечного сечения

ригеля при = 0,35 по формуле при= 1,86:

Условие удовлетворяется.

При расчете арматуры в пролете принимаем сечение главной балки таврового профиля с полкой (плитой) в сжатой зоне.

При расчете арматуры на опоре принимаем прямоугольное сечение балки, поскольку плита находится в растянутой зоне и в расчете не учитывается.

2.3.3.1. Подбор сечений арматуры в крайних пролетах

Максимальный момент М_1,max = 536,0 кНм.

Ширина таврового сечения мм. Высота рабочей зоны бетонамм.

Определяем расположение границы сжатой зоны сечения по условию:

0,9х8,5х3200х90х(760-0,5х90) > 536'000'000 Нмм

1'575'288'000 Нмм > 536'000'000 Нмм

Условие соблюдается, граница сжатой зоны проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное шириной = 3200 мм.

Определяем площадь рабочей арматуры.

Вычисляем значение:

.

При = 0.036= 0.983, тогда требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

мм².

Принимаем 6d20 A-III (= 6х314,2=1885,2мм²), 3 каркаса по 2 стержня в каждом (два каркаса К-3 и один К-4).

2.3.3.2. Подбор сечений арматуры в среднем пролете

Максимальный момент М_2,mах = 311,3 кНм.

Определяем площадь рабочей (нижней) арматуры .

Вычисляем значение:

При = 0.036= 0.99, тогда требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

мм².

Принимаем 4d20 А-III (= 4х314,2=1256,8мм²), 2 каркаса по 2 стержня в каждом (два каркаса К-5).

Верхнюю арматуру в среднем пролете определяем по моменту М_2,mах=11,7кНм. Сечение рассчитываем как прямоугольное 800х400 мм, поскольку плита находится в растянутой зоне и в расчете не учитывается.

Высота рабочей зоны бетона = 800 - 40 = 760 мм.

Вычисляем значение:

При = 0.006= 0.998, тогда требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

мм².

Принимаем 2d2 А-III (= 2х113.1=226,2мм²) 2 каркаса по 1 стержню в каждом (два каркаса К-5).

2.3.3.3. Подбор сечений арматуры на опоре

Максимальный момент по грани колонны М_B,mах = 410,0 кНм.

Сечение рассчитываем как прямоугольное 800x400 мм, поскольку плита находится в растянутой зоне и в расчете не учитывается.

Высота рабочей зоны бетона = 800 - 40 = 760мм.

Определяем площадь рабочей арматуры A_s.

Вычисляем значение:

При = 0.219= 0.875, тогда требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

мм².

Принимаем 2d16 А-III и 4d20 А-III (= 2х201,1+4х314,2=402,2+1256,8=1659,0мм²) - 2 каркаса К-6 и один К-7.

2.3.4. Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси, на действие поперечной силы

На опоре А максимальная поперечная сила Q_A= 215,6 кН.

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось. Влияние свесов сжатой полки учитывается коэффициентом:

Вычисляем значение при=0:

Нсм.

В расчетном наклонном сечении , а так как, то с =см.

Принимаем с = = 152 см.

Тогда кН, что большеQ= 215,6 кН; следовательно, поперечные стержни на опоре А проектируем по конструктивным требованиям. При d= 20 принимаем поперечную арматуру d=10мм класса A-I, = 78,5 мм².

По конструктивным требованиям шаг стержней S < h/3 = 800/3 = =266,7мм и S < 500 мм. Принимаем шаг поперечных стержней S = 200 мм.

По конструктивным требованиям в балках высотой более 450 мм поперечные стержни с шагом иS ≤ 500 мм устанавливают на участке балки от опоры до ближайшего сосредоточенного усилия и не менее, чем на 1/4 пролета. Так как в данном случае сосредоточенные усилия расположены по пролету балки сравнительно часто (через 2,125 м), располагаем поперечные стержни по всей длине каркаса с постоянным шагом S = 200 мм.

В сварных каркасах для восприятия опорного момента устанавливаем ту же поперечную арматуру диаметром 10 мм с шагом 200 мм.

На опоре В максимальная поперечная сила слева Q_B = 340,4 кН. На опоре В полка расположена в растянутой зоне, поэтому = 0 и = 0. Тогда:

Hcм

см.

Принимаем с = = 152 см.

Тогда кН <Q= 340.4 кН.

Поперечная сила, воспринимаемая поперечными стержнями (хомутами):

кН

Н/см

Принимаем поперечные стержни d=10 мм класса A-I, A_s= 78,5 мм².

Число каркасов – четыре, следовательно, A_sw = 4x A_s = 4x78,5 = 314 мм².

Шаг поперечных стержней:

см, что больше h/3 = 80/3 = 26,7 см.

Принимаем шаг поперечных стержней S = 20 см = 200 мм.

Проверяем сечение по сжатой полосе между наклонными трещинами. Коэффициент поперечного армирования

Вычисляем коэффициенты:

Проверяем условие:

H.

Условие удовлетворяется.

Справа от опоры В прочность обеспечивается, так как поперечные стержни ставим аналогично каркасам слева, а = 292,3 кН меньше

= 340,4 кH.