1.2.4 Выбор бетона и арматуры

Как и для плиты принимает бетон класса B15 с расчетными характеристиками:

МПа, МПа, .

Для каркасов, устанавливаемых в пролетах второстепенной балки, принимаем рабочую арматуру класса А300, МПа и поперечную арматуру класса А240 диаметром 8 мм, МПа (с учетом и ).

Для сеток, укладываемых над опорами, принимаем рабочую арматуру класса А240 диаметром 8 мм, МПа.

1.2.5 Определение высоты сечения балки

Высоту сечения балки уточняют по моменту на первой промежуточной опоре при , поскольку на опоре момент определяется с учетом образования пластического шарнира.

При находим . На опоре момент отрицательный, полка ребра в растянутой зоне. Сечение работает как прямоугольное с шириной ребра см.

Вычисляем расчетную высоту сечения:

см

Полная высота сечения:

см

Принимаем см (при модуле 5 см), см. Тогда рабочая высота сечения равна см.

1.2.6 Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси балки

В пролетах расчетное сечение тавровое, полка в сжатой зоне (рис. 7). Расчетная ширина полки при равна: см.

- ширина свеса полки.

см

см

- пролет второстепенной балки;

- расстояние между гранями второстепенных балок.

Рис. 7. Расчетные сечения второстепенной балки:

а - в пролете б - на опоре

Сечение в первом пролете. .

Высота сжатой зоны бетона см см. Нейтральная ось проходит в сжатой полке, и пролетное сечение балки рассматривается как прямоугольное с размерами .

Площадь рабочей продольной арматуры каркасов:

см²

Принимаем 2 Ø28 А300 с см². Коэффициент армирования:

Сечение в среднем пролете. .

см²

Принимаем 2 Ø22 А300 с см², .

На отрицательный момент сечение работает как прямоугольное, с размерами см, см.

см²

Принимаем 2 Ø16 А300 с см², .

В опорных сечениях второстепенной балки рабочей арматурой являются поперечные стержни сварных рулонных сеток, раскатываемых вдоль главных балок.

Сечение на первой промежуточной опоре. .

Площадь рабочей арматуры на расчетной длине м:

см²

При двух надопорных сетках площадь рабочей арматуры в одной сетке на 1 м длины балки должна составить:

см²

Принимаем 9 Ø8 А240 с шагом 125 мм

Принимаем две сетки марки

см².

Расположение сеток показано на рис 8.

Сечение на средних опорах.

см²

Требуемая площадь рабочей арматуры в одной сетке на 1 м длины балки:

см²

Принимаем 8 Ø8 А240 с шагом 140 мм

Принимаем две сетки марки

см².

1.2.7 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси

Расчет изгибаемых элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспечения прочности на действие:

1) поперечной силы по наклонной трещине;

2) поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами;

3) изгибающего момента по наклонной трещине.

1) Расчет наклонных сечений по поперечной силе не требуется если выполняется условие:

Поперечная арматура в этом случае назначается по конструктивным требованиям.

Проверим это условие, если наибольшая поперечная сила в опорном сечении балки (на первой промежуточной опоре слева), коэффициент (для тяжелого бетона).

Следовательно, необходим расчет наклонного сечения балки на действие поперечной силы.

Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной сил считается обеспеченной, если соблюдается условие .

Поперечная сила определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого сечения. Поперечное усилие , воспринимаемое бетоном над трещиной, определяется по эмпирической формуле:

где - длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента;

- коэффициент, учитывающий влияние вида бетона; для тяжелого бетона ;

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

- коэффициент, учитывающий влияние продольных сил от внешних нагрузок (для изгибаемых элементов без предварительного напряжения ).

Поперечное усилие , воспринимаемое поперечными стержнями в наклонном сечении, определяется из выражений:

, ,

где - погонное усилие в поперечных стержнях;

- площадь сечения хомутов в одной плоскости.

Рассмотрим наклонное сечение у первой промежуточной опоры слева, .

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось балки . Для этого сначала определяем величину :

Предполагаем, что поперечная сила воспринимается поровну поперечной арматурой и бетоном, т.е. в расчетном наклонном сечении .

Тогда .

Полученное значение принимается равным не более . Принимаем , тогда .

Поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой в расчетном наклонном сечении: . Погонное усилие в поперечных стержнях, отнесенное к единице длины элемента, равно:

Диаметр поперечных стержней для сварных каркасов назначаем по технологическим требованиям сварки. При диаметре продольных стержней 28 мм диаметр поперечных стержней должен быть более или равен 8 мм.

Принимаем поперечную арматуру класса А240 с МПа. Число каркасов 2, . Расстояние между поперечными стержнями на приопорных участках определяется по условию:

см и по конструктивным требованиям при высоте сечения балки :

, .

Для всех приопорных участков балки, при равномерной нагрузке равных ¼ пролета, принимаем шаг поперечных стержней .

В средней части пролета (на расстоянии ) шаг поперечных стержней должен быть при :

, но не более .

Принимаем в средней части пролета балки шаг поперечных стержней .

Расчет на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:

Коэффициент , учитывающий влияние поперечной арматуры, определяется по формуле:

где - коэффициент армирования;

- коэффициент приведения арматуры к бетону.

Коэффициент , учитывающий влияние вида бетона, определяется по формуле:

где коэффициент для тяжелого бетона.

- условие удовлетворяется.

Расчет прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента может не производиться, если выполняются условия:

1) достаточная анкеровка продольной арматуры на свободных опорах ;

2) достаточная анкеровка арматуры, обрываемой в пролете .

В нашем случае длина анкеровки продольной арматуры 28 мм A300 на свободных опорах достаточна ( ), а арматуры, обрываемой в пролете, нет. Поэтому расчет на действие изгибающего момента по наклонному сечению не производится.

Армирование второстепенной балки выполняется в соответствии с рис. 8.