3. Расчет второстепенной балки (вб).

Статический расчет.

ВБ рассчитывается как многопролетная неразрезная балка с величиной крайнего пролета равного расстоянию в свету м/д серединой опоры на стене и гранью ГБ; средний пролет – расстояние в свету м/д гранями ГБ. Внутренние усилия ВБ определяются по огибающей эпюре моментов, которая строится от двух вариантов загружения: 1) в нечетных пролетах прикладывается полная (q+v), в четных – условная нагрузка; 2) наоборот. Поперечная сила т/ж определяется по огибающей. ВБ рассчитывается в середине 1го пролета и на 1й промежуточной опоре справа и слева (Q₁ = 0,4 q ℓ₀₁; Q₂ = 0,6 q ℓ₀₁; Q₃ = 0,5 q ℓ₀).

Конструирование ВБ.

ВБ армируется плоскими сварными каркасами, которые перед установкой в опалубку объединяются в пространственные каркасы с помощью горизонтальных стержне. Т/ж может армироваться вязанными каркасами, в которых поперечная арматура выполняется в виде замкнутого кольца. Продольная рабочая арматура каркаса подбирается на величину Mmax, действующего в пролете. На практике целесообразно применят большее кол-во стержней при их меньшем диаметре. Момент к опорам уменьшается поэтому нет смысла доводить оба стержня до опор. Целесообразно верхний стержень обрывать в пролете. Места теоретического обрыва стержня определяются по эпюре материала.

Расчет по нормальному сечению.

В середине пролета ВБ рассчитывается как тавр.

Сечение рассчитывается как тавр, если M_f > M_пр.

→ ξ → → nØ A400 As=... → d^/ = 1/2 d

Расчет балки на опоре.

На промежуточной опоре балки рассчитывают на величину Mоп, которая отрицательна, поэтому расчетная арматура находится вверху.

→ ξ → → nØ A400 As=...

Расчет по наклонному сечению.

Цель: определить требуемый диаметр и шаг поперечной арматуры каркаса балки. При этом определяют величину зоны расстановки хомутов с шагом S1. Расчет по наклонному сечению выполняется для балки в крайнем пролете у левой и правой опоры и в среднем пролете у правой промежуточной опоры.

см. там → Q ≤ Qb + Qsw

1) q_sw - ?

2) Задают S₁ и S₂ в соответствии со СНиП

3) → принимают nØ6 A400 A_sw=...

4) (уточнение q_sw)

5) ℓ₁ = ... , но не менее 1/4 ℓ₀

Построение эпюры материалов.

1) Несущая способность балки армированной 4мя стержнями:

Mu = Rs As (ho – 0,5 X)

2) Несущая способность балки армированной 2мя стержнями:

Mu = Rs As (ho – 0,5 X)

3) Несущая способность балки на опоре, армированной 2я сетками:

4) Несущая способность балки на опоре, армированной 1й сеткой:

5) Несущая способность балки, армированной рабочей арматурой, если растянута верхняя зона.

Арматуру заводят за места теоретического обрыва на зону анкеровки:

q_sω – интенсивность поперечой силы, воспринимаемой хомутами на участке возле обрываемого стержня.

d – диаметр обрываемого стержня.

4. Расчет главной балки (гб).

ГБ монолитного перекрытия рассчитывается как многопролетная неразрезная. Расчетным пролетом ГБ в крайнем пролете является расстояние от половины ширины опоры до осевой линии колонны первой промежуточной опоры. В средних пролетах – расстояние м/д осями колонн.

Статический расчет.

ГБ рассчитывается на действие равномерно распределенной нагрузки от собственного веса и на действие поперечныз сил, являющихся опорными реакциями ВБ. Нечетные пролеты загружаются полной нагрузкой (q+v), а четные – условной (q), затем наоборот. В результате строится огибающая эпюра моментов и поперечных сил. Определяются усилия:

M = (α G + β V) ℓ_p; Q = γ G + δ V

где α, β, γ, δ – по справочнику Улицкого;

G – сосредоточенная сила (реакция ВБ);

V – сосредоточенная сила от временной нагрузки на перекрытие.

Ординаты эпюры определяются с учетом упругой работы балки.

Конструктивный расчет.

ГБ в пролете армируется 2я или 3я плоскими каркасами, объединенными в пространственный каркас (3й каркас не доводится до опор). На опоре ГБ армируется 2я каркасами, которые предназначены для восприятия отрицательного момента. Соответственно для них расчетной является верхняя арматура. В местах примыкания ВБ ГБ армируется дополнительными сетками, которые используются для восприятия сосредоточенной силы.

Расчет по нормальному сечению.

Расчет в пролете (рассчитывается как тавр).

α_m → ξ → As → Ø, n (A400)

Расчет на опоре (рассчитывается как прямоугольник).

α_m → ξ → As → Ø, n (A400)

Расчет по наклонному сечению.

Рассчитывается крайняя опора и промежуточная справа и слева.

Q ≤ φ_b3 (1 + φ_f) R_bt γ_b2 b h₀

Q – поперечная сила в рассматриваемом сечении;

φ_f – учитывает наличие сжатых полок.

Если условие выполняется, то арматура устанавливается конструктивно.

В местах примыкания ВБ к ГБ балка рассчитывается на действие Q (реакция ВБ). Для усиления указанного участка используется вертикальная сетка с вертикальной рабочей арматурой. Классы арматуры.

Горячекатаные стали:

А240 (A-I) σs = 235 МПа, гладкая, Ø=5,5–90мм, Ст3кп, Ст3сп

А300 (A-II) σs = 295 МПа, 2-ая винтовая, Ø=10–40мм, Ст5, СтГ2С

А300С (A-IIC) σs = 295 МПа, 2-ая винтовая, Ø=10–40мм, Ст10

А400 (A-III) σs = 395 МПа, елочка, Ø=6–40мм, Ст35ГС, Ст25Г2С

Низколегированные стали:

А600 (A-IV) σ_0,2 = 595 МПа, елочка, Ø=10–25мм, Ст20Г2Ц

А800 (A-V) σ_0,2 = 795 МПа, елочка, Ø=10–25мм, Ст23Г2Т

А1000 (A-VI) σ_0,2 = 980 МПа, елочка, Ø=10–14мм

Вся эта арматура поставляется по ГОСТ 5781-82, 1994 г.

Для получения более дешевой арматуры применяют термическое упрочнение. Оно состоит в следующем: А-ру низких классов (А300, А400) нагревают до 950С, выдерживают и опускают в масло – происходит закалка. В результате повышаются механические характеристики, но создаются внутренние напряжения в стали. Для их снятия производят отпуск: нагревают А-ру до 400–500С и она медленно остывает на воздухе. Эта сталь поставляется по ГОСТ 10884-81 и имеет следующие классы:

Ат400С (Aт-IIIC) из Ст5 σs = 440 МПа

Ат600, Ат600С (Aт-IV, Aт-IVC) σs = 595 МПа

А800, Ат800СК (Aт-V, Aт-VСК)

C – свариваемая; К – коррозионно-стойкая.

Унифицированная арматура, удовлетворяющая требованиям евростандарта.

Одной из общих тенденций мирового развития не напрягаемой арматуры является замена всех классов арматуры одним классом А500С, который называется ENI0080 (B500W). Эта арматура изготовляется двумя методами: термомеханическим упрочнением в процессе проката из стали Ст3сп, Ст3Гсп; и методом микролегирования ванадием (ЧМЗ). Ее можно применять в любых конструкциях, даже при низких температурах.

– микролегирование (ЧМЗ); – термомеханический;

Арматуру полученную методом микролегирования можно упрочнять вытяжкой до 600 МПа и после упрочнения применять в преднапряженных конструкциях. Эта арматура выпускается по СТО АС 4М7-93.