Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Розрахунок поздовжньої арматури із умови міцності нормальних перерізів другорядної балки.

Необхідну площу поздовжньої робочої арматури в розтягнутих зонах балки визначаємо за максимальними згинальними моментами в прольотах і на опорах. При розрахунку за додатними прольотними моментами розрахунковий переріз балки приймаємо тавровим, оскільки поличка знаходиться в стиснутій зоні. При розрахунку за від’ємними моментами переріз балки приймаємо прямокутним з шириною ребра 200мм, оскільки під впливом моментів поличка знаходиться в розтягнутій зоні бетону.

Уточнюємо ширину стисненої полички таврового перерізу , яку слід приймати в розрахунках, керуючись рекомендаціями п.3.16 Норм [2], а саме при 50мм> 40мм:

1) 200+2·1000=2200мм,

де – ширина звису в кожну сторону від ребра при кроці другорядних балок в чистоті ;

2) 200+2 1000=2200мм,

де ширина звису .

Отже, виходячи із двох умов, остаточно приймаємо в розрахунках ширину полички =2200мм, що не перевищує кроку другорядних балок а_sb =2200мм.

Матеріали для проектування та їхні міцнісні характеристики:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій і зокрема для балки приймаємо бетон важкий класу В20, для якого розрахунковий опір стисканню R_b =11,5МПа (табл. 13 Норм [2]); коефіцієнт умов роботи бетону за відсутності сприятливих умов для наростання міцності – γ _b2 =0,9 (табл. 15 Норм [2]).

Арматура. Для армування балок в прольотах приймаємо гарячекатану стрижневу арматуру класу А-ІІІ з розрахунковим опором 365МПа (табл.22* Норм [2]), якщо припустити діаметр арматурних стрижнів не менше 10мм. Для армування балок на опорах приймаємо холоднотягнений дріт класу Вр-І діаметром Ø3, Ø4 або Ø5 мм, для якого розрахунковий опір розтяганню поздовжньої арматури відповідно:

R_s =375МПа при Ø3мм; R_s =365МПа при Ø4мм; R_s =360МПа при Ø5мм (табл. 23 Норм [2]).

3.5.1. Розрахунок поздовжньої арматури в першому прольоті.

В першому прольоті діє згинальний момент від розрахункового граничного наванта-ження М₁ =47,18кНм. Будинок ІІ-го класу відповідальності – γ _n =0,95. Розрахунковий переріз тавровий:ширина полички =2200мм, висота полички 50мм, висота перерізу h =500мм, ширина ребра b =500мм. Задаємося однорядним розташуванням стрижнів робочої арматури, орієнтовним діаметром d_s =20мм і захисним шаром бетону а_b =20мм, що відповідає конструктивним вимогам п. 5.5 Норм[2]. В такому випадку відстань

а_s = а_b+ 0,5 d_s = 20+0,5·20=30мм,

а робоча висота таврового перерізу

Встановлюємо випадок розрахунку таврового перерізу, вихоячи із розташування нейтральної осі. Для цього обчислимо несучу здатність таврового перерізу за умови, що вся поличка стиснена (x=h_f'):

7142кН·см=71,42кНм

і перевіримо умову, якщо γ _n =0,95

– умова виконується, нейтральна вісь проходить в межах висоти полички (x<h_f'). Маємо випадок розрахунку таврового перерізу, коли виконується умова x<h_f'. Тому подальші розрахунки ведемо як для прямокутного перерізу, але шириною b = b_f '=220см.

Обчислюємо коефіцієнт

Обчислюємо при цьому відносну висоту стисненої зони бетону

.

Перевіряємо умову, якщо граничне значення (див. п.2.3.1)

– умова виконується, переріз нормально армований, стисненої арматури не потрібно.

Обчислюємо відносне плече внутрішньої пари сил (див. також табличні коефіцієнти в [5], табл 4.6 або в [9], табл 4.1):

.

Тоді необхідну площу робочої арматури обчислюємо за формулою:

Конструювання балки в першому прольоті. За сортаментом стрижневої арматури приймаємо 2Ø16А-ІІІ з фактичною площею .Крайні прольоти балки армуємо двома пласкими каркасами КР1. В кожному каркасі по одному стрижневі діаметром 16мм, розміщених в один ряд. Верхні монтажні стрижні каркасів КР1 приймаємо конструктивно із гладкої стрижневої гарячекатаної арматури нижчого класу А-І –2Ø10А-І. Пласкі каркаси слід виготовляти в заводськх умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР1об’єднувати в просторові шляхом приварювання окремих стрижнів марки ОС1 за допомогою електрозварювальних кліщів. Діаметр і вид арматури для поперечних стрижнів слід обґрунтувати розрахунком похилих перерізів.

3.5.2. Розрахунок поздовжньої арматури в другому прольоті.

Середні прольоти розраховуємо аналогічно до крайніх на дію додатного моменту . Робоча висота перерізу при розміщені стержнів в один ряд:

Коефіцієнт :

.

Відносна висота стисненої зони бетону

.

Очевидно, що ξ ≤ ξ _R. Відповідно коефіцієнт

Тоді необхідна площа робочої арматури в другому прольоті:

За сортаментом стрижневої арматури приймаємо 2Ø14А-ІІІ з фактичною площею .Верхні стрижні приймаємо із гладкої стрижневої гарячекатаної арматури нижчого класу А-І – за розрахунком на дію від’ємного моменту в другому прольоті.

3.5.3. Розрахунок поздовжньої арматури в другому прольоті на від’ємний момент.

Верхні стрижні каркасів КР2 приймаємо за розрахунком, оскільки на віддалі 0,2 l_ef,2 =0,2·6,0=1,2м діє й момент М₆ =β ₆ql_ef,2 ²= – 0,021·14,66·6,00² = – 11,08кНм.

Оскільки поличка потрапляє в розтягнену зону перерізу, розрахунковий переріз розглядаємо як прямокутний шириною b = b_sb =200мм і висотою h=h_sb =500мм.

Розрахунок ведемо за алгоритмом для прямокутних перерізів з одиночним армуванням як і у випадку двох попередніх.

Робочу висоту балки відносно арматури верхніх стрижнів прольотних каркасів приймаємо з урахуванням дещо збільшеного захисного шару бетону для розташування верхніх надопорних сіток, тобто при a_s =40мм:

Обчислюємо коефіцієнт α _m:

Відносна висота стисненої зони бетону ξ:

.

Очевидно, що ξ ≤ ξ _R. Відповідно коефіцієнт η:

Тоді необхідна площа верхньої робочої арматури класу А-І в другому прольоті, якщо її розрахунковий опір розтяганню R_s =225МПа:

За сортаментом підбираємо два верхні стрижні із гладкої гарячекатаної арматури класу А-І – 2Ø10А-І з фактичною площею перерізу .

Конструювання балки в другому прольоті. Середні прольоти балки армуємо двома пласкими каркасами КР2. В кожному каркасі по 1Ø14А-ІІІ знизу і по1Ø10А-І зверху. Пласкі каркаси КР2 слід виготовляти в заводських умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР2 об’єднувати в просторові шляхом приварюва-ння окремих стрижнів марки ОС2 за допомогою електрозварювальних кліщів.

3.5.4. Розрахунок поздовжньої арматури на опорі В.

Розрахунок арматури ведемо на дію від’ємного опорного моменту М_В = –37,70кНм. Розрахунковий переріз розглядаємо як прямокутний шириною b = b_sb =200мм і висотою h=h_sb =500мм. Армування приймаємо у вигляді двох рулонних сіток з поперечною робочою арматурою. Сітки розкочують вздовж головних балок. Сітки проектуємо із холоднотягнутого дроту класу Вр-І діаметром 3..5мм. Приймаємо захисний шар бетону верхніх сіток a_b =15мм, а віддаль a_s =25мм, враховуючи спарені сітки. Робоча висота перерізу:

Обчислюємо коефіцієнт α_m:

.

Відносна висота стисненої зони бетону ξ:

.

Очевидно, що ξ ≤ ξ _R. Відповідно коефіцієнт η:

Необхідна площа робочої над опорної арматури, якщо розрахунковий опір розтяганню R_s =365МПа для Ø3 Вр-І:

При двох спарених сітках необхідна площа перерізу однієї арматурної сітки на 1м ширини полички перерізу другорядної балки або її кроку a _{s b} = b_f ' =2,2м:

Конструювання балки поздовжньою арматурою на опорі В. За сортаментом приймаємо сітку марки С3 з поперечною робочою арматурою класу Вр-І діаметром 4 мм з кроком 200 мм.з фактичною площею перерізу Розподільну поздовжню арматуру приймаємо класу Вр-І діаметром 3мм і з кроком 300 мм. Мінімальна ширина сітки:

В_с,min = 0,45 l_ef,sb + b_mb +2 с₂ =0,45·6000+250+2·30=3010мм,

добавивши два звиси с₂ поперечних дротів по 30мм. З урахуванням кратності n₁ кроків поздовжніх дротин s₁ =300мм фактичну ширину сітки С3 уточнюємо і приймаємо рівною:

В_с = n₁ × s₁ +2 с₂ =10·300+2·30=3060мм,

Довжину сітки L_c не обмежуємо, оскільки її довжину уточнюють по місцю. Таким чином, остаточно шифр сітки марки С3:

Сітки слід розташовувати врозбіж відповідно на 1950мм (0,3 l_ef,sb +0,5 b_mb)вліво і на 1110мм (0,15 l_ef,sb +0,5 b_mb) вправо відносно осі головної балки з огляду на спадний характер опорних моментів.