3.5 Расчет нормальных сечений и подбор арматуры в расчетных сечениях балки

Поперечное сечение второстепенной балки является тавровым, при расчете на пролетные моменты полка тавра находится в сжатой зоне и участвует в работе, при расчете на опорные (отрицательные) моменты - в растянутой зоне и в работе на прочность не участвует.

Размеры сечения, принятые по расчету: мм,мм,мм,мм.

Рисунок 3.3 - Расчётные нормальные сечения второстепенной балки

a.)на опоре, б.)в пролёте.

В пролете сечение балки рассматриваем как тавровое.

Задаемся величиной с=35 мм в пролете и с=45 на опоре, тогда:

мм; мм;

Предполагая, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной и положение нейтральной оси при расчете тавровых сечений:

.

С помощью таблицы 3-3[2] находим величину изгибающего момента, воспринимаемого бетоном сечения, расположенным в пределах высоты полки:

; (3.3)

Поскольку выполняется условие , нейтральная ось расположена в пределах полки. Сечение в пролете второстепенной балки рассматривается как прямоугольное с шириной.

По таблице 4.3[2] для бетона C12/15 находим , по таблице 6.5.

Расчетные характеристики для арматуры класса S500:

, .

.

В пролете 1 значение коэффициента , при,,:

.

Так как , следовательно, сжатая арматура по расчету не требуется. Находим значениепо формуле:

; (3.4)

.

При этом необходимая площадь арматуры рассчитывается по формуле:

; (3.5)

.

Принимаем 220 и 214,

Минимальное значение площади арматуры рассчитывается:

; (3.6)

.

Рассчитаем площадь арматуры в средних пролетах при :

.

Так как , следовательно, сжатая арматура по расчету не требуется.

;

.

Принимаем 216 и 114.

Рассчитаем площадь арматуры на первой опоре при :

.

Так как , следовательно, сжатая арматура по расчету не требуется.

;

.

Принимаем 220 с , 116 с и 114 с

Результаты расчетов и подбор арматуры в расчетных сечениях сводим в таблицу 6.

Таблица 3.3- Определение площади сечения рабочей арматуры второстепенной балки.

Положение сечения	Расположение арматуры	кНм;	Расчетное сечение					Принятое армирование
Первый пролет	нижнее	133,15		0,0644	0,966	7,64	8,56	220 214
Первая опора	верхнее	104,62		0,3986	0,713	8,33	8,97	220 116 114
Средний пролет	нижнее	89,98		0,0435	0,977	5,1	5,56	216 114
Средняя опора	верхнее	89,98		0,3428	0,772	6,62	6,95	220 114

3.6 Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе

Расчет начинаем для сечений у первой промежуточной опоры слева, где действует наибольшая поперечная сила.

Первая промежуточная опора слева:

.

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил начинается проверкой условия

, (3.7)

где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования.

(3.8)

но не менее

,

где (принимаем 1,7);

;

- при отсутствии осевого усилия (сжимающей силы).

Поскольку , то необходима постановка хомутов по расчету.

Второстепенные балки армируют сварными каркасами и в отдельных случаях отдельными стержнями. В учебных целях в курсовом проекте балку необходимо заармировать отдельными стержнями. В этом случае наклонные сечения армируют хомутами и отогнутыми стержнями. При этом хомуты назначают по конструктивным требованиям, а отогнутые стержни определяют расчетом.

Диаметр хомутов в вязаных каркасах изгибаемых элементов должен приниматься не менее 6 мм при высоте балкимм и не менее 8 мм примм. Шаг хомутовS на приопорных участках (1/4 пролета) назначают в зависимости от высоты балки. При высоте балки не болееи не более 150 мм; примми не более 300 мм. На остальной части пролета примм поперечная арматура устанавливается с шагомне более 500 мм.

В нашем случае принимаем двухветвевые хомуты из стержней класса S240 диаметром 6 мм. Шаг хомутов в приопорных участках принимаем 150 мм, что меньше мм. На средних участках пролетов назначаем шаг хомутов равным 300 мм, что равномм и меньше 500 мм.

Находим линейное усилие, которое могут воспринимать хомуты:

Проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:

; (3.9)

, (3.10)

где ;

.

Подставляем найденные значения в формулу (3.10) и находим значение :

;

, (3.12)

где - для тяжелого бетона;

МПа.

Подставляем найденные значения в формулу (3.12) и находим значение :

.

Проверяем условие (3.9), подставив найденные значения:

кН.

При невыполнении условия (3.15), необходимо увеличить диаметр хомутов или уменьшить их шаг.

Вычисляем поперечную силу , которую могут воспринимать бетон и хомуты:

, (3.13)

где - для тяжелых бетонов;

- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах:

(3.14)

;

;

кН.

Подставляем найденные значения в формулу (3.18) и находим значение :

кН.

Поперечная сила, которую могут воспринять хомуты и бетон , следовательно прочность наклонных сечений обеспечена. При соблюдении условия, отогнутые стержни устанавливаются конструктивно.