3. Подбор продольной рабочей арматуры

- бетон класса В30 (R_b = 1,7 кН/см², R_bt = 0,12 кН/см²);

- продольная арматура класса А300 (R_s = 28 кН/см², R_sw = 22,5 кН/см²),

- поперечная арматура класса Вр-I (R_s = 36 кН/см², R_sw = 26 кН/см²).

Граничные значение относительной высоты и относительного статического момента сжатой зоны бетона:

_R = 0,610; A_0R = 0,424

Уточним размеры поперечного сечения главной балки расчетом.

Зададимся оптимальным процентом армирования:  = 2%.

Подсчитаем относительную высоту сжатой зоны бетона:

 = (/100) * (R_s/ R_b) < _R;

 = (2,0/100) * (28/1,7) = 0,329 < _R.

По найденному  из таблицы 1 найдем А₀ = 0,275.

Из найденных моментов выберем наибольший по абсолютной величине и определим полезную высоту балки и полную высоту балки:

Из найденных моментов выберем наибольший по абсолютной величине и определим полезную высоту балки и полную высоту балки:

см;

h = h₀ + a = 67 + 8 = 75 см;

где a = 8 см - расстояние от крайнего волокна до центра тяжести арматуры.

Принимаем hхb = 80х35см.

Проверка прочности наклонной полосы между наклонными трещинами:

кН;

условие выполняется.

Анализ работы главной балки, в состав которой входит плита, показывает, что в центре пролетов сжатая зона находится сверху. В этих сечениях расчет балки ведется как для таврового сечения. На опорах сжатая зона находится снизу - расчет ведется как для прямоугольного сечения.

Расчет арматуры на опорах.

В этих сечениях расчет балки ведется как для прямоугольного сечения.

Значение параметра А₀ определяется по формуле:

;

По таблице определяем значение .

Расчетная площадь арматуры определяется по формуле:

;

Расчет арматуры в пролетах.

В этих сечениях расчет балки ведется как для таврового сечения.

Выбирается расчетная ширина полки в соответствии с рекомендацией по ограничению b’. Ограничение b’:

т.к. ,

то: 131см.

Определяем расчетный случай тавра.

М_пол.т. – момент, который может быть воспринят полкой тавра относительно растянутой арматуры:

кН*м;

т.к. , то нейтральная ось сечения проходит в полке. Сечение рассчитывается как прямоугольное с размерами 35х80 см.

По таблице определяем значение .

Расчет арматуры выполним в табличной форме.

Результаты вычислений см. табл. 3.3.

Табл. 3.3. Расчет продольной арматуры в главной балке

Сеч-е	Поп. сеч-е	М, кН*м	ho, см	A0		As см^2	Сортамент	Asфакт см^2	%
2	тавр	589,7	67	0,059	0,969	32,44	3⌀25+3⌀28	33,2	1,58
3-4	пр-к	-718	67	0,269	0,840	45,56	8⌀28	49,26	2,35
5	тавр	433,9	67	0,043	0,979	23,63	3⌀20+3⌀25	24,15	1,15
6-7	пр-к	-651,1	67	0,244	0,858	40,45	7⌀28	43,10	2,05
8	тавр	483,3	67	0,048	0,975	26,42	6⌀25	29,45	1,40

Пример расчета - расчет сечения 2:

М = 589,7 кН∙м; h₀ = 0,67 м; b’ = 1,31 м;

;

 = 0,969;

см²;

4. Подбор поперечной арматуры

Для обеспечения прочности балок по наклонным сечениям у опор, где действуют наибольшие поперечные силы Q, устанавливается поперечная арматура.

Определим величину - поперечную силу, воспринимаемую бетоном (проверка необходимости постановки поперечной арматуры по расчету):

кН.

Из статики Q_{ВН max} = -600,4 кН.

, следовательно, необходимость в поперечной арматуре есть.

Определим максимальный шаг хомутов:

см;

S₁ < h/3 = 25,0 см; S₂ < 3h/4 = 56,3 см.

Примем S₂ = 2S₁, откуда:

S₁ = 25 см;

S₂ = 50 см.

Из конструктивных соображений диаметром хомутов d_SW:

и мм

Принимаем d_SW = 12 мм. Площадь поперечного сечения .

Число плоских каркасов в сечении балки равно числу хомутов n_SW = 3.

Проверка прочности балки по наклонным сечениям:

1.

;

условие выполняется.

2. Q_bw =;

кН = 600,4 кН.

условие выполняется.

5. Схема армирования главной балки. Построение эпюры материалов

Арматура в пролетных сечениях подобрана по максимальным моментам. Анализируя эпюру моментов, очевидно, что часть арматуры может быть оборвана.

Места обрывов арматуры устанавливаются по эпюре материалов. Для построения эпюры материалов определяется момент M_s, который может быть воспринят стержнями.

M_s = ∙h₀∙A_sфакт∙R_s;

где =f();

;

Результаты вычислений приведены в табл. 3.4.

Табл. 3.4. Расчет моментов для построения эпюры материалов

Сеч-е	Сортамент	Asфакт	b	ξ		Ms
		см^2	см			кН•м
2	3⌀25+3⌀28	33,2	131	0,06	0,970	604,1
	3⌀28	18,47	131	0,03	0,985	341,3
3-4	8⌀28	49,26	35	0,35	0,825	762,4
5	3⌀20+3⌀25	24,15	131	0,05	0,975	441,7
	3⌀25	14,73	131	0,03	0,985	272,2
6-7	7⌀28	43,10	35	0,30	0,850	687,3
8	6⌀25	29,45	131	0,06	0,970	535,9
	3⌀25	14,73	131	0,03	0,985	272,2

Длина анкеровки стержней второго ряда должна быть не меньше 20d_s и не меньше w, определяемого по формуле:

;

Расчеты сведены в табл. 3.5.

Табл. 3.5. Определение длины анкеровки стержней

Сеч.	⌀	Qmax	w1	w2	wmax
	мм	кН	см	см	см
1.1	25	291	45	50	50
1.2	25	315	48	50	50
2.1	20	316	46	40	46
2.2	20	309	45	40	45
3.1	25	339	51	50	51
В.1	28	487	69	56	69
В.2	28	440	64	56	64
С.1	28	434	63	56	63
С.2	28	460	66	56	66