Проектирование и конструирование монолитных железобетонных конструкций для зданий промышленного типа

     В сжатых зонах пролетов второстепенной балки конструктивно в качестве продольной монтажной арматуры примем арматурные стержни 2Ø6 А-I. 

4.4 Расчет поперечной рабочей арматуры. 

     Т.к. высота второстепенной балки составляет более 300 мм (h_вт = 580 мм), независимо от расчета необходимо использовать хомуты в качестве поперечной арматуры [2].

     Для крепления хомутов в пролетах второстепенной балки в верхней зоне принимаем конструктивно стержни класса A-I Ø6. При этом проверим выполнение условия:

,

где - ширина ребра второстепенной балки;

- расчетное сопротивление бетона растяжению;

- рабочая высота второстепенной балки;

максимальная (по модулю) перерезывающая сила: принимаем величину перерезывающей силы над второй опорой =  118439,03 Н;

> ;

условие выполняется, следовательно, поперечная арматура ставится из конструктивных соображений.

     Максимальное  расстояние между хомутами (шаг хомутов):

(м).

     Т.о. шаг расположения хомутов на опорах балки составляет: £ h/3 и £ 500 мм;

h/3 = 580/3 = 193 мм.  Принимаем = 150 мм.

     Шаг расположения хомутов в пролетах балки составляет: £ 3h/4  и £ 500мм;

3h/4 = 3∙580/4 = 435 мм. Принимаем = 400 мм.

     Рассчитывается нагрузка на хомуты:

1) Нагрузка на  приопорные хомуты:

,

2) Нагрузка на  хомуты в пролете:

,   

где число срезов одного хомута: ;

площадь поперечного сечения одного среза: для выбранного класса арматуры ;

 расчетное сопротивление хомута растяжению (при расчете на поперечную силу): для выбранного класса арматуры ;

      Определяется перерезывающая сила, которую воспринимает арматура вместе с бетоном:

      

Условие выполнено, следовательно, отогнутая арматура по расчету не требуется.

     Т.о. в качестве поперечной арматуры принимаем закрытые двухсрезные хомуты: в пролетах из арматуры класса A-I Ø6 с шагом = 400 мм, в сечениях опор – из арматуры того же класса и диаметра стержня с шагом = 150 мм. 

5. Расчет прочности главной балки Б-1. 

     При ориентировочной ширине колонны b_к = 300 мм и глубине заделки в стену

a₃ = 250 мм, получим размеры крайних и средних пролетов главной балки соответственно:

                  

     

     

     

       

Рис. 5. Опалубочная схема главной балки

5.1 Определение моментов и перерезывающих сил.

            Нагрузка на главную балку передается от второстепенных в виде сосредоточенных сил: постоянной G и полезной (временной) P.

     Постоянная  нагрузка равна [2]:

      

,  

где собственный вес пола:

,

где нормативная нагрузка от собственного веса 1м² пола (т.е. без учета коэффициента надежности): согласно пункту 3.1 находится как

;

l_вт – пролет второстепенных балок: l_вт = 7000 мм = 7 м;

шаг второстепенных балок (короткая сторона плиты): ;

n – коэффициент надежности по нагрузке: принимаем n = 1,1 [2];

 собственный вес плиты перекрытия:

,

где высота плиты: ;

плотность железобетона: ;

;

 собственный вес второстепенной балки:

,

где высота второстепенной балки: ;

ширина второстепенной балки: ;

;

 собственный вес главной балки:

,

где высота главной балки: ;

ширина главной балки: ;

пролет главных балок: 6000 мм = 6 м;

.

     Подставив найденные значения, получим:

     Расчетная полезная нагрузка определяется из зависимости [2]:

  

,

где р^н – нормативная полезная нагрузка, действующая на 1м² перекрытия (т.е. без учета коэффициента надежности): согласно пункту 3.1 находится как

.

     Подставив необходимые величины, получим:

  

.

      Расчетные изгибающие моменты и перерезывающие силы в неразрезных балках (табл.6 и табл.7) в случае равных или отличающимися не более чем на 10% пролетов можно определить с помощью таблиц (прил. 6 [2]) по формулам:

     

где a, b, g, d - табличные коэффициенты.

     Результаты  вычислений представлены в табл. 6 и  табл. 7.

Изгибающие  моменты М в четырехпролетных неразрезных балках, загруженных сосредоточенными силами.

_{Таблица 6}

Пример расчета  момента М (для участка ):

;

;

;

.

Поперечные  силы Q в четырехпролетных неразрезных балках, загруженных сосредоточенными силами.

      Таблица 7

 
 

Пример расчёта  поперечной силы (для участка ):

      За  расчетные моменты у опор принимаем их значение по граням колонн (ширина колонны b_к = 300 мм) [2]:    

      Рис.6. Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил:

      а) расчетная схема; б) эпюры моментов;  в) эпюры перерезывающих сил

5.2 Уточнение размеров главной балки.

     Расчеты производим аналогично расчетам для  второстепенной балки.

     Минимальная рабочая высота главной балки:

,

где М_max – максимальный (по модулю) изгибающий момент в пролете или на грани опоры: принимаем величину момента над второй опорой М_max =  269756,256 Н∙м;

коэффициент, определяемый согласно прил. 4 [2], зависящий от класса бетона, класса стали и процента армирования;

расчетное сопротивление бетона сжатию:

b – ширина рассматриваемого сечения: для главной балки .

     Относительная высота сжатой зоны балки:

, А₀ = 0,18,

где μ – оптимальный процент армирования: μ = 0,8%;

R_s – расчётное сопротивление арматуры растяжению: R_s = 365 МПа;

     Окончательная высота сечения балки находится  как:

h = h₀ + a,

где а – толщина защитного слоя бетона: согласно п. 5.5 [4] мм, т.о. принимаю ;

ранее принятую высоту главной балки корректируем: принимаем h₀ = мм, тогда:

h = 600 + 30 = 630 (мм) = 0,63 (м).

     Проверка  принятых размеров по максимальной перерезывающей силе:

,

где - ширина ребра главной балки;

- расчетное сопротивление бетона  сжатию;

- рабочая высота второстепенной  балки;