Расчёт прочности наклонных сечений балки на действие поперечной силы
при следующих данных:
1.
=
65,54 кН. Сечение балки 150ˣ350(h)
мм. Класс бетона С20/25.
Класс по условиям эксплуатации Х0. Поперечная арматура класса S240.
Расчётные характеристики материалов:
=20
МПа;
=17,4
МПа;
=
= 1,3 МПа;
=
*
=
*0,8
=175 МПа;
=2*
МПа;
=2,8*
МПа;
=150
мм; d=h-c=350-35=315
мм;
=2;
=0,6.
2.
k=1+
= 1+
=1,8<
2.
3.
=
=
0,007
<
0,02.
где
=308
-площадь
продольной арматуры (2
)
заведённой на опору.
4. Поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры
=
=0,12*k*
*
*d=0,12*1,8*
*150*315
=24,597
кН
=0,4
*
*d=
0,4*1,3*150*315=24,570 кН
5.
Т.к.
=
24,6 кН<
=65,54
кН, требуется расчет поперечной арматуры.
6.
По конструктивным требованиям
предварительно назначаем 2𝝓8
класса S240
(
=101
).
7. Принимаем на приопорном участке шаг хомутов
=100мм
= 116,6мм
;
<
=
= 590,4
=h*
= 262,5мм.Принимаем
=
250 мм.
8. Проверяем
=
=
=0,0067>
=0,08
= 0,08
= 0,0015;
9.
=
=7,14;
10. Определяем
=1-0,01*
=1-0,01*17,4=0,826;
11. Коэффициент, учитывающий наличие хомутов
=1+5*
*
=1+5*7,14*0,0067=1,24<1,3
12. Проверяем несущую способность бетона по наклонной полосе между наклонными трещинами на действие главных сжимающих напряжений.
=0,3*
*
*
*d=0,3*0,826*1,24*17,4*150*315=252,62
кН>
=65,54
кН
Таким образом, прочность по наклонной полосе обеспечена.
13. Определяем коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок
=
+3*
=150+3*70=360
мм;
=
=
= 0,28<0,5.
Коэффициенты,
учитывающие влияние продольной силы,
=0
14. Погонное усилие, воспринимаемое хомутами на единицу длины
=
=
= 176,75 Н/мм >
=
=
74,88 Н/мм
15. Определяем
=
*(1+
)*
*
*
=2*(1+0,28)*1,3*150*
=49,53*
Нмм
16. Горизонтальная проекция наклонного сечения (пролёта среза)
=
=
=1778мм,
=1778≤
*d=
*315=1050,
=1778>d=315
мм.
17. Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента
=
=
= 529,4мм.
18.
Проверяем
=529,4<
=1778
мм.
19.
Проверяем
=529,4≤2d=2*315=630
мм.
20.
Проверяем
=529,4>d=315
мм.
21. Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой наклонным сечением
=
*
+
= 176,75*529,4+
= 121,428 кН >
=
*
=56,2971-15,66*1,78=37,7
кН.
Окончательно
принимаем для армирования балки в
приопорных сечениях поперечную арматуру
2𝝓8
класса S240
(
)
4. Расчёт и конструирование монолитной колоны, каркаса
Колона рассчитывается как центрально сжатая с учётом случайного эксцентриситета.
Таблица 4.1
Сбор нагрузок на колону первого этажа.
|
№ |
Наименование |
Характери- стическое значение кН/м2 |
Коэф. надёж- ности |
Предельно- расчётное значение кН/м | ||
|
Нагрузка на покрытие | ||||||
|
1 |
Рубероид 3 слоя |
- |
- |
- | ||
|
2 |
Цементно-песчаная стяжка δ=0,03
м; ρ=22
кН/ |
0,66 |
1,3 |
0,858 | ||
|
3 |
Утеплитель δ=0,2
м; ρ=0,8
кН/ |
0,16 |
1,3 |
0,208 | ||
|
4 |
Пароизоляция |
- |
- |
- | ||
|
5 |
Собственный вес монолитной ж/б плиты δ=0,07
м; ρ=25
кН/ |
1,75 |
1,1 |
1,925 | ||
|
6 |
Снеговая нагрузка (для Одессы) |
0,88 |
1,14 |
1,0032 | ||
|
|
|
3,9942 | ||||
|
Нагрузка на перекрытие | ||||||
|
1 |
Цем.
раствор δ=30 мм, ρ=22 кН |
0,66 |
1,2 |
1,05 | ||
|
2 |
Гидроизоляция |
- |
- |
- | ||
|
3 |
Монолитная ж/б плита перекрытия δ=0,07
м; ρ=25
кН/ |
1,75 |
1,1 |
1,925 | ||
|
4 |
Собственный вес второстепенной балки bˣh=150ˣ(350-70)=0,042 |
0,47 |
1,1 |
0,51 | ||
|
5 |
Собственный вес главных балок bxh=0.3x0.53=0.159 |
0.0227 |
1.1 |
0.025 | ||
|
|
3.51 | |||||
|
Переменная нагрузка | ||||||
|
|
Полезная нагрузка q |
7 |
1,2 |
8.4 | ||
.
.
.
.
;ρ=25
кН/
.
Нагрузка воспринимаемая колонной первого этажа
=
ˣ
+(n-1)ˣ
ˣ
+
ˣ (n-1)
;
=(3.99+8.4)*63+3*(3.51+8.4)*63+11.72*3=3066.72
кН.
кН
=Hет-0,07-0,6=2,93м;
Принимаем:
η=1; φ=1.
µ=0,015.
А=
=
= 134,1
=
ˣ
=400ˣ400=160000
;
φ=
+2(
-
)
ˣ
= 0,92+2 ˣ(0,92-0,92) ˣ
=0,92;
λ=
=
= 5,6 ≈ 6;
+
=
-
ˣ
=
= 9132,6-7627,4=1505,2
=
=0,009≤0,3
, условие выполняется.
Принимаем
арматуру 4𝝓16
А400С с площадью А=804
.
Хомуты с шагом 150 мм, 300 мм.