Визначення поперечних сил

кН;

кН.

6.6. Визначення розмірів поперечного перерізу другорядної балки

Рис.14. Переріз перекриття в поперечному напрямі

Робочу висоту балки визначаємо за формулою:

,

де кН∙ см – найбільший згинаючий момент в балці;

– визначається за оптимальною величиною ;

;

– коефіцієнт умов роботи важкого бетона;

МПа – розрахунковий опір стиску для бетона В25;

см – ширина перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

Повна висота балки см.

Приймаємо висоту балки см, ширину ребра балки см.

Уточнюємо робочу висоту:

а) при розміщенні робочих стержнів у два ряди:

см;

б) при розміщенні сіток на опорі:

см;

в) при розміщенні робочих стержнів в один ряд:

см.

Рис. 15. Переріз другорядної балки

Визначення ширини полки проводиться за формулою:

де - величина звисів, приймається меншою із трьох наступних значень:

1) см,

2) де - величина середнього розрахункового прольоту плити;

3) см,

де - геометричний проліт другорядної балки;

3) якщо , то ;

оскільки см см, то третя умова не враховується,

де - висотаперерізудругорядної балки.

Таким чином см.

6.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу другорядної балки

Визначення положення нейтральної лінії:

кН∙ cм кН∙ м

Так як кН^·м кН·м, то переріз розраховуємо як прямокутний з шириною см та висотою см.

6.8. Визначення площі поздовжньої робочої арматури

Передбачається армування другорядної балки в прольотах двома плоскими зварними каркасами. Кожен каркас має по два нижніх стержня і одному верхньому з арматури класу А400С з розрахунковим опором МПа.

На опорах В і С для сприйняття від’ємних згинаючих моментів балку армуємо двома плоскими зварними сітками з поперечною робочою арматурою класу А400С.

Таблиця 11

Підбір арматури другорядної балки

Элемент балки	М, кН.см	см			см2	Прийнята арматура
Кількість арматури	, см2
пр 1		30-5=25		0, 04			15, 20
пр 2		30-5=25		0, 038			12, 56
	30-6=24		0, 088			2, 54
оп В		30-3=27		0, 42			16, 01
оп С		30-3=27		0, 363			12, 80

6.9. Розрахунок міцності другорядної балки за похилими перерізами

В кожному прольоті балка армується двома зварними каркасами з поперечною арматурою класу А240С, з розрахунковим опором розтягу при розрахунках на дію поперечної сили МПа.

На крайніх ділянках балки, довжиною - кожна, діють достатньо великі поперечні сили і крок поперечної арматури призначається виходячи з наступних умов:

- при висоті балки:

см , крім того см;

см , крім того см.

В прикладі, що розглядається см, відповідно, крок хомутів приймаємо см.

В середній частині прольоту балки, де поперечні сили незначні, крок поперечних стержнів призначається виходячи з умови:

та см,

приймаємо см.

У всіх випадках рекомендується приймати крок поперечних стержнів кратним 5 см, з округленням у менший бік.

Вибір діаметра поперечної арматури здійснюємо виходячи з наступних двох умов:

а) забезпечення жорсткості арматурних каркасів:

- діаметр поперечної арматури повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

,

де - діаметр поперечної арматури (хомутів);

- діаметр робочої арматури;

мм- при висоті балки см;

мм - при висоті балки см.

В прикладі прийнято см та діаметр поздовжньої робочої арматури мм, відповідно діаметр поперечної арматури приймаємо:

мм, см².

б) забезпечення міцності похилих перерізів:

- діаметр поперечної арматури та її крок повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

,

де кН – максимальна розрахункова поперечна сила, яка виникає на опорі;

– величина поперечної сили, яка сприймається хомутами та бетоном.

Поперечна сила, що сприймається бетоном стиснутої зони над похилим перерізом:

,

де – коефіцієнт, прийнятий для важкого бетону;

– коефіцієнт, який враховує вплив звисів полки таврового перерізу;

,

де - розрахункова ширина полки;

см,

тоді

Величину визначаємо при , тому що в цьому випадку величина поперечної сили, яка сприймається бетоном, буде мінімальною.

кН.

Величину поперечної сили, що сприймається поперечною арматурою (хомутами) обчислюємо за формулою:

,

де – зусилля в хомутах на одиницю довжини, визначається за формулою

кН/см,

де – кількість поперечних стержнів в перерізі балки.

Визначаємо горизонтальну проекцію найбільш небезпечної похилої тріщини , крім того .

Таким чином

см

Приймаємо см.

Поперечна сила, що сприймається поперечною арматурою (хомутами):

кН

Таким чином кН.

Оскільки умова міцності похилих перерізів не забезпечена, то необхідно зменшити крок стержнів поперечної арматури, або збільшити їх діаметр, або збільшити міцність бетону чи арматури.

Збільшуємо діаметр хомутів з 6 мм до 8 мм ( см²) та приймаємо крок см.

Тоді

кН/см

Відповідно

см.

Приймаємо см.

кН

Перевіримо повторно умову міцності.

Таким чином кН кН.

Оскільки умова міцності похилих перерізів не забезпечена, то необхідно зменшити крок стержнів поперечної арматури, або збільшити їх діаметр, або збільшити міцність бетону чи арматури.

Застосовуємо діаметр хомутів 8 мм ( см²) та приймаємо крок см.

кН/см

см.

Приймаємо

кН

Перевіримо повторно умову міцності.

Таким чином кН кН.

Міцність похилих перерізів на приопорних ділянках забезпечена.

Визначення величини поперечної сили на середній ділянці балки з кроком поперечної арматури см.

Зусилля в хомутах визначається за формулою:

кН/см

Відповідно

см

Приймаємо см.

Величина поперечної сили, яка сприймається хомутами в середній ділянці балки:

кН

Величина поперечної сили, яка сприймається бетоном та хомутами в середній ділянці балки:

кН.

За результатами розрахунку будуємо епюру поперечних сил та епюру для кожного прольоту.

З рисунка видно, що по всій довжині балки виконується умова , отже міцність похилих перерізів від дії поперечних сил забезпечена.

6.10. Побудова епюри матеріалів другорядної балки

Міцність балки від дії згинаючого моменту буде забезпечена, якщо у всіх перерізах по довжині балки виконується умова:

З метою економного армування, балку армуємо поздовжньою робочоюарматурою з урахуванням зміни згинаючих моментів. В прольотах на середніх ділянках за розрахунками передбачається встановлення чотирьох поздовжніх стержнів, а на крайніх ділянках – двох стержнів. На опорах балку армуємо двома плоскими зварними сітками. Для визначення місць обриву стержнів в прольотах та сіток на опорах, будуємо епюру моментів –за даними, приведеними в табл. 10, та епюру матеріалів - за даними табл. 12.

Згинаючі моменти визначаються за формулою:

Коефіцієнт знаходимо за таблицею коефіцієнтів (табл. 2 додатку), в залежності від відносної висоти стиснутої зони бетону .

·

6.11. Визначення довжини анкерування обірваних робочих стержнів

Робочі стержні, які обриваються необхідно заводити за місце їх теоретичного обриву на величину анкеруванняw, яку визначаємо за формулою:

.

Конструктивно приймаємо більше, ніж за розрахунком: мм.

ВКАЗІВКИ ДО КОНСТРУЮВАННЯ

Розглядається варіант армування другорядної балки зварними каркасами в прольотах та сітками на опорах.

Діаметр робочих поздовжніх стержнів каркасів приймають 12…22 мм, а поздовжніх монтажних стержнів – 10 мм.

В прольотах другорядної балки, при її ширині понад 150мм, в поперечному перерізі встановлюють не менше 2- х каркасів. Стержні каркасів доводять до грані опор і з’єднують з каркасами наступного прольоту стиковими стержнями діаметром 10мм з арматури класу А240С. Стикові стержні пропускають над арматурою головної балки і заводять за грані на 15 діаметрів робочої арматури і не менше одного кроку хомутів плюс 50мм. В прольотах плоскі каркаси з’єднують в просторові з допомогою горизонтальних стержнів, які встановлюють через 500…800мм.

Для забезпечення захисного шару бетону, до поперечних стержнів каркасів приварюють фіксатори, які упираються в стінки та днище опалубки.

Рис.19. Установка каркасів в опалубці

На опорах другорядні балки армують зварними сітками з поперечною робочою арматурою. Найчастіше приймають дві сітки які зміщені одна відносно другої у відповідності з епюрою моментів.

В місцях розташування колон сітки переривають і замінюють їх двома додатковими стержнями Æ 10А240С. Ординати епюр згинаючих моментів зменшуються від середини прольотів до граней опор, через це поздовжню арматуру з економічних міркувань доцільно обірвати.

В прольотах обривають не більше половини робочих стержнів. Для визначення місць обриву будують епюру матеріалів (арматури). Епюра арматури це епюра згинаючих моментів, які можуть бути сприйняті нормальними перерізами балки з урахуванням фактичної площі робочої арматури .