1.3 Розрахунок і конструювання другорядної балки
Розрахунок виконуємо у два етапи: спочатку статичний за методом граничної рівноваги, а потім — конструктивний.
1.3.1 Розрахункова схема балки
Фрагмент конструкнивної схеми балки зображено на рисунку 1.6.
Рисунок 1.6 Фрагмент конструктивної схеми другорядної балки.
1-плита; 2-другорядна балка; 3-головна балка; 4-стіна.
За розрахункову схему балки беремо п’ятипролітну нерозрізну балку (рис.1.7). Розміри прольотів визначаємо за конструктивною схемою.
Рисунок 1.7 Розрахункова схема
та епюра згинальних моментів другорядної балки
Для
використаних у п.1.2.2 розмірів перерізу
(
,
)
призначаємо довжину опирання балки
на стіну
(рис.1.6).
Розміри перерізу головної балки призначаємо зі співвідношень (с.288, [4]):
,
приймаємо
;
,
приймаємо
.
Довжина розрахункових прольотів балки (рис.1.6):
;
.
Інтенсивність прикладеного до балки рівномірно розподіленого навантаження (з табл. 1.1), рівна
Тимчасове навантаження на балку:
;
тоді постійне навантаження на балку:
.
1.3.2 Статичний розрахунок балки
Розрахунковими перерізами балки при розрахунку її міцності за методом граничної рівноваги будують є 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 (рис.1.7). Визначимо діючі в цих перерізах згинальні моменти й поперечні сили.
Переріз 1-1:
.
Опора А:
.
Переріз 2-2:
.
Опора В:
,
.
Переріз 3-3:
.
Переріз 4-4:
.
1.3.3 Уточнення розмірів поперечного перерізу балки
Прийняті в п.1.2.2
розміри поперечного перерізу балки
необхідно уточнити, взявши за основу
дані статичного розрахунку. Розрахунки
ведемо за максимальним згинальним
моментом (переріз 2-2). У перерізі 2-2
плита, монолітно зв’язана із балкою,
участі у сприйнятті моменту
не бере, оскільки вона перебуває в
розтягнутій зоні. Тому розрахунковим
є прямокутний переріз.
.
У цьому виразі
невідомим є коефіцієнт
.
Знайдемо його, задавшись коефіцієнтом
армування балки
.
Відносна висота стиснутої зони при
цьому
.
Умова
(п.3.11 [1]) виконується —
,
тут
за формулою (25) [1] :
,
де за (26) [1] — характеристика стиснутої зони бетону.
За значенням
із таблиці 20 [3] знаходимо:
,
.
.
Необхідна площа поздовжньої робочої арматури в перерізі 2-2:
.
Із сортаменту
арматури призначаємо робочу арматуру
у вигляді комбінації двох типів
стержнів: 2Ø20 + 2Ø10. Фактична площа
вибраних стержнів
.
Стержні Ø10 будуть також використані
як конструктивна арматура.
Оскільки згідно
із конструктивними вимогами таблиці
43 [3], для стержнів
в балках висотою
,
товщина захисного шару бетону
,
то
.
Округливши отримане значення до 50 мм з надлишком, отримаємо висоту другорядної балки , що відповідає прийнятому в п.1.2.2 значенню.
Уточнюємо величину робочої висоти:
.
Оскільки в результаті уточнення висоти балки отримане значення відповідає прийнятому у п.1.2.2, то уточнення власної ваги не потрібне.