Розділ 3

РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ ДРУГОРЯДНОЇ БАЛКИ

3.1 Розрахункова схема балки

За розрахункову схему балки беремо пятипролітну нерозрізну балку, опорами якої є головні балки.

Рисунок 3.1 – Розрахункова схема балки

Розміри перерізу головної балки призначаємо зі співвідношенням:

мм

Приймаємо b_mb=300 мм.

Довжина розрахункових прольотів балки:

Інтенсивність прикладеного до балки рівномірно розподіленого навантаження:

3.2 Статичний розрахунок балки

Розрахунковими перерізами балки при розрахунку її міцності за методом граничної рівноваги будуть 1-1, 2-2 і 3-3. Згинальні моменти й поперечні сили, які діють в цих перерізах визначають таким чином.

Переріз 1-1:

кН/м;

Опора А:

кН;

Переріз 2-2:

кН/м;

Опора В:

кН;

кН;

Переріз 3-3:

кН/м.

3.3 Уточнення розмірів поперечного перерізу балки

Задані розміри поперечного перерізу балки необхідно уточнити, взявши за основу дані статичного розрахунку. Для цього знаходимо робочу висоту балки в перерізі 2-2, оскільки тут діє максимальний згинальний момент. У цьому перерізі плита монолітно зв’язана з балкою, участі в сприйнятті моменту не бере, оскільки вона перебуває в розтягнутій зоні.

Отже,

У цьому виразі невідомим є коефіцієнт _m. Знайдемо його, задавшись коефіцієнтом армування балки %=1% і перевіримо, чи відповідає це значення умовам оптимального армування, а саме, чи дотримується умова _R.

.

_R.=0,698

Отримане значення _R =0,698>=0,294, значить умова виконується. Отже, процент армування перебуває в межах його оптимальних значень.

За таблицею для =0,294 знаходимо і.

Використовуючи, обчислені значення коефіцієнтів _m та  отримуємо:

мм

Необхідна площа поздовжньої робочої арматури в перерізі 2-2:

.

Із таблиці підбираємо переріз робочої арматури у вигляді 320. Фактична площа вибраних стержнів . Стержніd=10 мм будуть використані як конструктивна арматура.

Оскільки згідно з конструктивними вимогами для стержнів мм в балках змм товщина захисного шарумм, то

мм

Округливши отримане значення до кратного 50 мм у більший бік, матимемо мм. Звідси уточнюємо:мм.

Приймаємо h_0,sb= 420 мм.

Остаточно уточнюємо розмір перерізу. Перевіряємо його міцність із умови на дію поперечної сили, припустивши, що поперечна арматура відсутня (_w1=1):

кН;

=0,01 (для важкого бетону).

Оскільки Q_B<Q_b, то розміри перерізу достатні.

3.4 Визначення площі робочої арматури в розрахунковому перерізі балки

Переріз 1-1. Розрахунковий поперечний переріз балки в прольоті в розрізі 1-1 буде мати вигляд тавра (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 – Розрахунковий переріз балки в прольоті

Перевіряємо відповідність вище згаданим умовам розмірів його полички:

мм.

Умова не виконується, беремо мм.

Знаходимо положення границі зони стиснення бетону:

кН/м.

Оскільки кН/мкН/м, то границя зони стиснення проходить у поличці. Знаходимо:

За значенням із таблиці знаходимо відповідні значення,.

Необхідна площа поздовжніх робочих стержнів у перерізі 1-1 становитиме:

мм²

Беремо 320, фактично мм².

Переріз 2-2. У перерізі 2-2 вплив полки не враховується, оскільки вона міститься в розтягнутій зоні. Тому поперечний переріз тут розраховується як прямокутний, для якого:

З таблиці знаходимо значення ,

Звідси:

мм²

Беремо 320+210+216, які приймаємо конструктивно, та 216, які відігнулися , фактично мм².

Переріз 3-3.

Границя стиснутої зони бетону проходить у поличці. Обчислюємо:

З таблиці знаходимо значення ,

Звідси:

мм².

Беремо 220, фактично мм².

Із вибраного армування першого і другого прольотів видно, що з них на опору 2 будуть відігнуті стержні 120 і 216, як це потрібно згідно з розрахунком у перерізі 2-2. Ці стержні в перерізі на опорі 2 розміщують один над одним, оскільки в сусідніх з опорою прольотах їх слід розташувати посередині між стержнями.