Пример 7.2

Требуется:

По исходным данным примера 5 и 6 рассчитать продольное и поперечное армирование второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия.

Решение:

Требуемую площадь сечения арматуры при действии положительного момента ведем как для таврового сечения с полкой в сжатой зоне, при действии отрицательного момента полка находится в растянутой зоне и тогда расчетное сечение будет прямоугольным.

Определим расчётную ширину полки таврового сечения:

-

-

Тогда расчетные размеры сечения второстепенной балки:

; ; ; .

Крайние и средние пролёты балки армируем двумя каркасами КР-1 и КР-2 соответственно. В каждом каркасе по 2 продольных стержня, расположенных в 2 ряда. Верхние стержни каркаса КР-1 принимаем 212 S400 по одному стержню в каркасе исходя из конструктивных требований. Верхние стержни каркаса КР-2 определяются по расчёту, так как в средних пролётах действуют отрицательные моменты.

На промежуточных опорах (В и С) второстепенная балка армируется 2-мя сварными сетками.

Определяем площадь сечения продольной рабочей арматуры в первом пролете при действии положительного изгибающего момента упрощенным деформационным методом.

Задаемся величиной , тогда рабочая высота сечения второстепенной балки . Определяем положение границы сжатой зоны:

, нейтральная ось проходит в полке, сечение можно рассматривать как прямоугольное с шириной .

При использовании арматуры для сеток класса S500 Ø4…5мм, ,

При соблюдении определяем и требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

Принимаем 2 Ø14 и 2 Ø16мм.

Определяем площадь сечения рабочей арматуры над первой промежуточной опорой при действии изгибающего момента упрощенным деформационным методом.

Задаемся величиной , тогда рабочая высота сечения второстепенной балки . Сечение рассматриваем как прямоугольное с шириной

При использовании арматуры для сеток класса S500 Ø6…22мм, ,

При соблюдении определяем и требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

На опоре В площадь сечения арматуры в одной сетке на 1м полки второстепенной балки шириной = 116 см равна:

.

Проектируем сварную рулонную сетку с рабочими стержнями 6 мм из стали класса S500 с шагом 100 мм (А_s = 2,83 см²) с укладкой в два ряда, продольные распределительные стержни принимаем 4 мм из стали класса S500 с шагом 350 мм. Принимаем сетку шириной 1140мм и длиной 3900мм (6,625/3+6,6/4):

Аналогичным образом определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры второстепенной балки для остальных сечений, см. табл. 7.3.

Таблица 7.3 Расчет армирования второстепенной балки
Сечение	Положение арматуры	Изгибающий момент в сечении	Требуемая площадь арматуры	Принятое армирование	Принятая площадь
1 пролет	Нижняя	114,8	6,91	2 Ø14 2 Ø16	7,1
1 пролет	Верхняя	-	Монтажная конструктивная	2 Ø12	1,57
1-ая опора (В)	Верхняя	- 90,2	2,66		2,83
2 пролет	Нижняя	78,8	4,7	2 Ø12 2 Ø14	5,34
2 пролет	Верхняя	- (20,2+17,7)/2= -18,95 – среднее между моментом в точках 7 и 8	1,14	2 Ø12	1,57
2-ая опора (С)	Верхняя	- 78,8	2,26		2,26

Максимальная расчетная поперечная сила на первой промежуточной опоре (В) слева: V_Sd = 114,2 кН.

1. Определяем расчетную поперечную силу, воспринимаемую элементом без вертикальной и наклонной арматуры:

где

, где - площадь арматуры, доведенной до опоры (2Ø16мм);

, т.к. плита работает без предварительного напряжения;

но не менее:

;

следовательно, V_rd,ct=32,8 кН < V_sd = 114,2 кН; => требуется установка поперечной арматуры.

Конструктивно шаг поперечной арматуры:

- на приопорных участках длиной при высоте второстепенной балки должен быть не более и 150мм, принимаем 150мм;

- в средней части пролета балки не более и , принимаем шаг ;

- по всей длине элемента из условия обеспечения работы продольной арматуры, установленной по расчету в сжатой зоне сечения при – не более 500 мм и не более 20 сварных каркасах: 240мм.

Диаметр поперечных стержней устанавливают не менее, чем из условия сварки их с продольной арматурой диаметром Ø=16мм. Принимаем 2Ø_sw = 6 мм с площадью A_sw = 57мм².

При классе S500 = 313 МПа.

Вычисляем:

- минимальное из значений:

2d, .

;

;

где ;

- для тяжелого бетона,

; ;

;

Тогда и ;

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном над вершиной наклонной трещины:

кН

Тогда

, прочность по наклонной трещине обеспечена.

К проектированию каркасов КР-1, КР-2 можно приступать после построения эпюры материалов и расчета длины анкеровки для установления точек обрыва второго ряда нижней пролетной арматуры.