3.4.1 Расчет рабочей арматуры пристенного ребра

Для сечения с одиночным армированием проверяем условие, определяющее положение нейтральной оси. Предполагаем, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, и определяем область деформирования для прямоугольного сечения с шириной .

(3.21)

где d=h-c,

_сс

- защитный слой бетона ребра, принятый по таблице 11.4 [4] равным 25мм > =20мм.

Ø – предполагаемый диаметр арматуры ребра.

d=200-35=165 мм.

=70/165=0,424 < =0,657, что указывает на то, что сечение находится в области деформирования 2.

По формулам таблицы 6.6 [19] находим величину изгибающего момента воспринимаемого бетоном, расположенным в пределах высоты полки:

(3.22)

=(17/21 ∙0,424 – 33/98 ∙0,424²)∙602,5∙165²∙1,0∙10,67=49978569Н∙мм= 49,48 кН∙м, поскольку выполняется условие , то нейтральная ось располагается в пределах полки, в связи с этим дальнейший расчет производим как для прямоугольного сечения, имеющего размеры , d=165 мм.

Определяем по формуле 3.4:

По таблице 6.7 [19] при =0,021 определили, что сечение находится в области 1а и η=0,977. Находим величину требуемой площади арматуры по формуле 3.8:

,

По таблице сортамента арматуры принимаем один стержень диаметром 10мм класса S400, для которого =78,5мм²> , где определено по таблице 11.1[6]: < 0,13. Принимаем =0,13.

3.4.2 Расчет наклонного сечения пристенного ребра на действие поперечной силы

Поперечная сила от полной расчетной нагрузки =4,91кН с учетом коэффициента =0,95:

4,91∙0,95=4,66 кН.

Расчет производится на основе расчетной модели наклонных сечений.

Проверяем прочность ребра по наклонной полосе между наклонными трещинами в соответствии с условием:

(3.23)

где

_(3.24)

Отношение модулей упругости:

(3.25)

где =0,9∙31∙10³МПа – модуль упругости бетона класса С марки П1,П2 по удобоукладываемости, подвергнутого тепловой обработке.

=20∙10⁴МПа – модуль упругости арматуры.

=20∙10⁴/27,9∙10³=7,17

(3.26)

_где =12,6 мм² – площадь поперечного сечения стержня диаметром 4 мм из арматуры класса S500.

=107,5мм – ширина ребра расчетного сечения.

- шаг поперечных стержней каркасов Кр-2 пристенного ребра.

, принимаем S=100мм.

=12,6/(107,5∙100)=0,0012> = ; определено по пункту 11.2.5 [6].

=1+5∙7,17∙0,0012=1,04 < 1,3

- коэффициент, определяемый по формуле:

(3.27)

где - коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,01;

=1 – 0,01∙10,67=0,893

Уточняем значение d:

d=200-(25+10/2)=170мм.

=0,3∙1,04∙0,893∙10,67∙107,5∙170=54329 Н=54,33кН.

=4,66 кН < =54,33 кН.

Следовательно, прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена.

Определим поперечную силу, воспринимаемую бетоном и поперечной арматурой:

(3.28)

- коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 2,0, учитывает влияние вида бетона;

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

(3.29)

При этом : 602,5 – 107,5=495 мм > 3·70=210мм

Для расчета принимаем =210 мм.

=0,75∙210∙70/(107,5∙170)=0,60 > 0,5, для расчета принимаем =0,5.

- коэффициент, учитывающий влияние продольных сил, при отсутствии продольных сил =0.

1+ + =1+0,5+0 =1,5;

- усилие в поперечных стержнях на единицу длины элемента:

(3.30)

где =333 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры по таблице 6.5 [7].

=333∙12,6/100=41,96Н/мм.

=36827 Н=36,83кН.

=4,66 кН < =36,83 кН.

Следовательно, прочность на действие поперечной силы по наклонной трещине обеспечена.

Поперечные ребра армируем конструктивно с помощью каркасов Кр-3 с рабочей арматурой, требуемая минимальная площадь поперечного сечения которой:

(3.31)

где =87,5мм.

= h – c=200-(25+10/2)=170мм.

Принимаем диаметр рабочей арматуры равным 10мм класса S400, для которого =78,5 мм², с поперечной арматурой диаметром 4мм класса S500 и монтажной арматурой диаметром 12 мм класса S240.

31