НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ СЕЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по курсу "Железобетонные конструкции" содержат теоретические и практические предложения по проектированию монолитных железобетонных конструкций. Представлены компоновка монолитного железобетонного перекрытия, сечений балок, колонн, расчеты армирования. Приведены конструирование армирования плиты, балок, колонн. Приведены ГОСТы по оформлению чертежей.

Курсовой проект “Монолитные железобетонные конструкции многоэтажных гражданских зданий” выполняется по индивидуальному заданию, в котором указаны: длина здания L; ширина здания B; количество этажей; высота этажа, назначение помещения.

Цели: освоение методов расчета и конструирования элементов монолитного многоэтажного каркасного здания с несущими наружными стенами.

В процессе выполнения курсового проекта решаются следующие задачи:

Компоновка конструктивной схемы здания;

Расчет и конструирование основных элементов несущих конструкций;

Оформление рабочих чертежей несущих конструкций со спецификацией и выборкой арматуры. Приобретение навыков в оформлении чертежей. Ознакомление с требованиями ЕСКД по оформлению технической документации.

Приведенные в методических рекомендациях примеры компоновки конструкций здания и узлов элементов являются наиболее распространенными. При выполнении курсового и дипломного проектов допускается применение других обоснованных решений, приведенных в типовых проектах и справочниках проектировщиков.

Статические и конструктивные расчеты элементов конструкций выполнять в соответствии с СНиП /1,2/, а также с использованием правил строительной механики.

Методические рекомендации могут быть полезны студентам строительных специальностей, изучающих курс «Железобетонные конструкции», а также инженерам проектных и строительных организаций.

 

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ

1.1. Порядок и алгоритм выполнения работы

Ознакомиться с настоящим методическими рекомендациями, подобрать литературу

Принять к исполнению ЗАДАНИЕ на разработку проекта в соответствии с шифром (прил.1). Согласовать задание с руководителем проекта.

Выполнить компоновку здания и основных несущих конструкций. Представить компоновку в виде эскизов планов, разрезов. Разработанные схемы расположения монолитных конструкций (плиты, второстепенной балки, главной балки, колонны, фундамента) представить на утверждение руководителю.

Назначить характеристики материалов (бетона, арматуры) для основных несущих конструкций в соответствии с рекомендациями.

Принять расчетную схему основных несущих конструкций, согласовать ее с руководителем.

Собрать нагрузки (постоянные, временно длительные, временно кратковременные) на основные несущие конструкции.

Произвести статический расчет основных несущих конструкций здания на возможные комбинации усилий.

Выполнить расчеты армирования основных несущих конструкций (плиты, второстепенной балки, главной балки, колонны). Назначить конструктивное армирование основных несущих элементов, эскизы армирования сечений согласовать с руководителем.

Разработать эскизы графической части проекта, опалубочные чертежи конструкций, заполнить спецификацию и ведомость расхода стали.

Оформить расчетно-пояснительную записку и графическую часть. Представить оформленный проект руководителю для допуска к защите.

 

1.2. Расчетно-пояснительная записка и графическая часть

В ходе выполнения курсового проекта оформляется расчетно-пояснительная записка объемом 30-40 стр. формата А4.

Пример оглавления:

Компоновка здания, несущих конструкций и их сечений.

Назначение характеристик материалов несущих конструкций.

Расчет и конструирование монолитной плиты перекрытия.

3.1. Выбор расчетной схемы.

3.2. Сбор нагрузок.

3.3. Статический расчет.

3.4. Расчет сечения, арматуры.

3.5. Конструирование армирования.

4. Расчет и конструирование второстепенной балки.

4.1. Выбор расчетной схемы.

4.2. Сбор нагрузок.

4.3. Статический расчет.

4.4. Расчет нормального сечения, арматуры продольной.

4.5. Расчет наклонного сечения, арматуры поперечной.

4.6. Конструирование армирования.

5. Расчет рамы

5.1. Выбор расчетной схемы.

5.2. Назначение геометрических размеров и жесткостей стержней.

5.3. Сбор нагрузок.

5.4. Статический расчет рамы. Результаты статического расчета (эпюры M, N, Q).

6 Расчет и конструирование главной балки (ригеля).

6.1. Огибающие эпюры M, Q.

6.2. Расчет нормального сечения, арматуры продольной.

6.3. Расчет наклонного сечения, арматуры поперечной.

6.4. Расчет на прогибы, на раскрытие трещин.

6.5. Конструирование армирования, эпюра материалов.

7. Расчет и конструирование колонны.

7.1. Комбинации усилий в расчетных сечениях.

7.2. Расчет нормального сечения, арматуры продольной.

7.3. Конструирование армирования.

8. Приложение.

9. Библиографический список.

Основная часть расчетно-пояснительной записки должна быть оформлена кратко, содержать эскизы, расчетные схемы, армирование, конструирование и т.п. В приложении включается распечатка файла результатов статического расчета рамы на ПК.

Графическая часть состоит из рабочих чертежей КЖ, выполняется на листах формата А1, А2 в соответствии с требованиями ЕСКД. В ней представлены:

компоновочные схемы монолитного варианта многоэтажного здания;

опалубочные чертежи монолитных конструкций: плиты, второстепенной балки, главной балки, колонны;

рабочие чертежи несущих конструкций с арматурными изделиями;

спецификация конструкций и арматурных изделий;

выборка арматуры на несущие конструкции.

КОМПОНОВКА ЗДАНИЯ,

НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ СЕЧЕНИЙ

2.1. Компоновка здания и несущих конструкций

В курсовом проекте рассматривается гражданское здание с наружными самонесущими стенами. Внутренние несущие элементы – монолитные колонны, ребристое монолитное перекрытие. Ребристое монолитное перекрытие состоит из плит, второстепенных балок, главных балок, монолитно связанных между собой (рис.1).

Рис.1 Конструктивная схема здания

1 – простенок, 2 - поперечная стена, 3 - колонна (стойка каркаса), 4 - продольная стена, 5 - плита монолитного перекрытия, 6 - ребра второстепенных балок, 7 - главная балка (ригель каркаса), 8 - железобетонная подкладка (распределительная плита на стене), 9 - оконный проем.

 

При компоновке здания необходимо решить следующие вопросы:

разместить в здании несущие стены, колонны, междуэтажные перекрытия. Определить их ориентацию относительно координационных осей здания, относительно высотных отметок;

назначить расстояние l_ГБмежду продольными и l_ВБпоперечными разбивочными осями;

назначить расстояние l_Пмежду второстепенными балками (шаг балок);

назначить генеральные размеры несущих конструкций: толщину плитыh'_f, ширину b_ВБ и высоту h_ВБ ребер второстепенных балок, ширину b_ГБ и высоту h_ГБ ребра главных балок (ригеля рамы), ширину b_К и высоту h_К сечения колонны (стойки рамы);

назначить глубины площадок опирания плиты с_П, ребра второстепенной балкис_ВБ, главной балки с_ГБ на наружные стены.

Рис. 2 Компоновка перекрытия.

l_ГБ, l_ВБ, l_П - пролеты балок главной, второстепенной, настила.

 

Компоновочное решение разрабатывается в пояснительной записке в виде эскизов: плана, поперечного разреза здания, двух сечений перекрытия нормальных друг к другу (рис 1,2). Варианты компоновки перекрытия приведены на рис.3.

Несущие стены кирпичные толщиной 510 мм размещаются по контуру здания. Колонны каркаса размещены в два ряда с центральной привязкой к координационным осям. Верх фундамента колонн и стен принимается на отметке -0.150 (при отсутствии подвала) (рис.4). В случае наличия подвального или цокольного этажа верхняя отметка опорной подушки фундамента ниже пола на 150 мм.

 

Плита перекрытия опирается по контуру на ребра второстепенных балок и на наружные стены. Второстепенные балки опираются на ребра главных балок и на наружные стены. Главная балка имеет опоры в виде внутренних колонн и несущих стен.

Рис. 3 Варианты компоновки перекрытия

1 - плита; 2 – второстепенная балка; 3 – главная балка (ригель)

 

Пролет главной балки l_ГБ принимается 6 – 9 м, пролет второстепенной балки l_ВБ = 3 – 7 м. Шаг второстепенных балок l_П = 1.5 – 3 м, принимается кратным пролету главной балки. Второстепенные балки размещают через l_П = 1/2, 1/3, 1/4 пролета главной балкиl_ГБ, при этом ось одной из балок должна совпадать с осью колонны.

Допускается самостоятельно корректировать размеры здания в плане. Все разбивочные размеры должны быть кратны модулю 100 мм.

Глубина опирания несущих элементов на несущие стены должна быть не менее: с_П = 120 мм – для плиты; с_ВБ = 250 мм- для второстепенной балки; с_ГБ = 350 мм – для главной балки (рис.5). Глубину опирания следует также принимать с условием не менее половины высоты сечения элемента. Ребра второстепенных и главных балок должны опираться через бетонные прокладки для распределения опорных усилий на сечение стены

 

 

Рис.4 Поперечный разрез здания.

1 – продольные стены; 2 – фундамент стены; 3 – фундамент колонны; 4 – колонна; 5 - ребра главных балок (ригеля); 6 – ребра второстепенных балок; 7 – плита.

Рис.5 Опирание перекрытия на стены.

с_ГБ, с_ВБ, с_П- опирания на стену балок главной, второстепенной, плиты.

 

2.2. Компоновка сечений несущих конструкций

Размеры сечений элементов должны назначаться с учетом экономических требований, необходимости унификации опалубочных форм и армирования, а также условий принятой технологии изготовления конструкции. Сечения элементов принимаются с условием расположения арматуры (толщины защитных слоев, расстояние между стержнями и т.п.) и ее анкеровки.

а). Плита

Минимальная толщина плиты h'_f, назначается согласно п.5.3/1/

для покрытий 40 мм

для междуэтажных перекрытий жилых и

общественных зданий 50 мм

для междуэтажных перекрытий производственных

зданий 60 мм

При пролетах плиты l_П = (1.5÷3) м и нагрузках до 15 кН/м² толщину плит h'_f, назначают (80÷100) мм из условия рационального армирования. При назначении толщины плиты принимается модуль 10 мм.

 

б). Второстепенная балка.

Высота сечения h_ВБ принимается в пределах (1/10÷1/20) пролета второстепенной балкиl_ВБ с учетом модуля 50 мм (при высоте до 600 мм).

Ширина сечения b_ВБ принимается 0.3 – 0.5 высоты сеченияh_ВБ. Рекомендуемые размеры ширины балки: 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм. Ширина сечения назначается с учетом модуля 50 мм (при ширине до 300 мм).

 

в). Главная балка (ригель рамы).

Главная балка в зависимости от компоновки располагается вдоль или поперек здания, соответственно, расположение каркаса здания продольное или поперечное.

Высота сечения h_ГБ принимается в пределах (1/8 ÷ 1/15) пролета главной балкиl_ГБ с учетом модуля 50 мм (при высоте h_ГБ до 600 мм), - модуля 100 мм (при высоте h_ГБ от 600 до 800 мм), - модуля 300 мм (при высоте h_ГБ более 800 мм).

Ширина сечения b_ГБ принимается (0.4 ÷ 0.5) высоты сечения h_ГБ с учетом модуля 50 мм (при ширине b_ГБ до 300 мм) и модуля 100 мм (при ширине b_ГБ свыше 300 мм). Рекомендуется ширину сечения b_ГБ назначать минимальной для уменьшения расхода бетона.

 

г). Колонна (стойка рамы)

Размеры колонны принимаются:

квадратными при наличии только случайного эксцентриситета (промежуточные колонны в зданиях и сооружениях);

прямоугольными при наличии изгибающего момента и продольной сжимающей силы (стойки рам).

Колонна работает в составе рамы, предположительно, в ее сечении возникнут изгибающие моменты и продольные усилия, следовательно, рекомендуется колонну принимать прямоугольной с ориентацией высоты сечения h_К вдоль ригеля.

Минимальный размер сечения колонн:

h_Кb_К = 200х200 мм для общественных зданий;

h_Кb_К = 300х300 мм для производственных зданий;

h_Кb_К = 250х250 мм монолитные колонны;

не менее ширины ребра главной балкиb_ГБ.

При назначении размеров сечения колонны принимается модуль 50 мм и необходимо, чтобы гибкость в любом направлении не более 120 (п.5.3/1/);

 

МАТЕРИАЛЫ

3.1. Бетон

Конструкции монолитных перекрытий рекомендуется выполнять из тяжелого бетона классов прочности на осевое сжатие В15, В20, В25. При назначении класса прочности бетона следует учитывать положения п. 2.5./1/.

Нормативные сопротивления бетона R_bnR_btn назначаются по табл.12/1/. Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы R_b R_bt определяются путем деления нормативных сопротивлений на коэффициент надежности по бетону, принимаемые равными: при сжатии γ_bc=1,3; при растяжении γ_bt=1,5 (табл.11/1/). Некоторые значения расчетных характеристик приведены в табл.13, 14/1/.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы снижаются (повышаются) путем умножения на коэффициент условия работы γ_bi (табл.15/1/), который учитывает характер действия нагрузки, условия работы конструкции, способ изготовления, размеры сечения и т.п.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы R_b,ser, R_bt,ser приведены в табл.12/1/.

Значения начального модуля упругости бетона E_b при сжатии и растяжении принимаются по табл.18/1/.

Для тяжелого бетона естественного твердения при классе прочности на сжатие:

В15 E_b =23 000 МПа; В20 E_b =27 000 МПа;

В25 E_b =30 000 МПа; В30 E_b =32 500 МПа.

Начальный коэффициент поперечной деформации бетона ν (коэффициент Пуассона) принимается 0,2.

Собственная масса несущих конструкций определяется при плотности железобетона 2500 кГ/м².

3.2. Арматура.

Рекомендуется применять в качестве ненапрягаемой арматуры (п.2.19/1/):

обыкновенную арматурную проволоку периодического профиля класса Вр-I диаметром 3 - 5 мм, в сварных сетках и каркасах;

стержневую арматуру периодического профиля классов А-III, Ат-IIIC.

Другие типы арматуры применяются:

арматура класса А-I, А-II - для поперечной монтажной или конструктивной арматуры;

проволока Вр-I – для вязанных хомутов балок высотой до 400 мм и колонн;

арматура Ат-IУС – для продольной арматуры сварных каркасов и сеток

арматура класса А-III, Ат-IIIС, А-II и А-I – для сварных каркасов и сеток;

арматура класса А-IУ, А-I и А-УI – для продольной рабочей арматуры вязанных каркасов и сеток, для ненапрягаемой сжатой арматуры при экономическом обосновании;

Ненапрягаемая арматура классов А-III, Вр-I, А-II, А-I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сеток.

Нормативные сопротивления стержневой и проволочной арматуры R_sn приведены в табл. 19, 20/1/

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы R_s приведены в табл.22, 23/1/.

Расчетные сопротивления арматуры сжатиюR_sc при расчете по первой группе, при наличии сцепления принимаются равными расчетному сопротивления арматуры растяжениюR_s, но не более 400 МПа.

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы снижаются (повышаются) путем умножения на коэффициент работы γ_si (табл.24 – 27/1/), учитывающий неравномерность распределения напряжений в сечении, условия анкеровки, низкую прочность бетона, работу арматуры за пределом текучести и т.п.

Значения модуля упругости арматурыE_s принимаются по табл.29/1/:

А-I, А-II - E_s =210 000 МПа;

А-III, Ат-IIIС E_s =200 000 МПа;

А-IУ, А-У, А-УI E_s =190 000 МПа;

Вр-I E_s =170 000 МПа.

ПЛИТА ПЕРЕКРЫТИЯ

4.1. Расчетная схема

Для расчета плиты выделяется полоса шириной 1 м. Плита перекрытия имеет расчетную схему многопролетной неразрезной балки прямоугольного сечения высотой h'_fи шириной b=1 м (Рис.6). Ее крайними опорами являются продольные (поперечные) стены, промежуточными опорами – второстепенные балки. Неразрезная расчетная схема обеспечивается размещением рабочей арматуры над промежуточными опорами. Пролет плиты это расстояние в свету между второстепенными балками. Крайний пролет плиты считается с середины площадки опирания до грани второстепенной балки (рис.3).

Величина крайнего пролета

 

(1)

 

Величина рядового пролета

 

(2)

 

Рис.6 Расчетная схема плиты.

l₁ - крайний пролет, l₂ - рядовой пролет, c_П - глубина опирания плиты на стену.

 

4.2. Нагрузки

Плита загружена равномерно распределенной нагрузкой. Которая состоит из постоянной g (собственный вес плиты, веса пола) и временной нагрузки ν (зависит от назначения здания, принимается по заданию).

Постоянная нагрузка:

 

(3)

где γ_n =0,95 – коэффициент учета ответственности здания, нормальный уровень (приложение 7/2/), γ_fi =1,1÷1,3 - коэффициент надежности по нагрузке (п.2.2/2/), γ_i – объемный вес i –го слоя материала, кН/м³, δ_i – толщина i – слоя материала, м.

 

Временная нагрузка:

 

(4)

где γ_f=(1,2÷1,3) – коэффициент надежности по нагрузке (п.3.7/2/), ν – нормативная временная нагрузка на перекрытие, кН/м², (см. задание).

 

Расчет нагрузок приводится в виде таблицы (табл.1).

 

4.3. Статический расчет

Определение расчетных усилий в неразрезной плите производится по правилам строительной механики. При этом допускается пользоваться справочниками проектировщика /7/, в этом случае построение эпюры моментов производится с учетом упругой работы сечения.

Таблица 1

Нагрузки на перекрытие

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2,	Коэффициент надежности по нагрузке γfi	Расчетная нагрузка, кН/м2, gi
	Постоянная нагрузка
	Собственная масса плиты, при толщине h'f, м и плотности γБ, кН/м3		γf1 п. 2.2 /2/
	i-ый слой пола, толщина δi, плотность слоя γi
	Итого
	Временная нагрузка (по заданию)
	Длительная (пониженное)	ν'	γfv	ν' γfv
	Кратковременная (полное)	νн	γfv п.3.7/2/
	Итого:	νн		ν

Расчет неразрезных железобетонных плит рекомендуется производить с учетом возникновения пластических шарниров, значения изгибающих моментов при равных пролетах (разница до 20%) принимают по равномоментной схеме (рис.6):

в крайних пролетах и над вторыми от края опорами

 

(5)

 

в средних пролетах и над средними опорами

 

(6)

где , распределенная нагрузка на плите (постоянная и временная).

 

Результаты статического расчета приводятся в виде эпюр изгибающих моментов.(рис.3).

 

4.4. Расчет армирования

Расчет армирования плиты производится в соответствии с требованиями СНиП/1/. Арматура в плите подбирается как для изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного сечения исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению не учитывается;

сжимающие напряжения в бетоне равны R_b и равномерно распределены по сжатой зоне;

растягивающие напряжения в арматуре равны R_s;

Расчет выполняется по алгоритму, приведенному в приложении 2. В результате расчета необходимо получить сечение рабочей арматуры. По которой согласно сортамента на сварные сетки (Приложение 5) принимаются рулонные или плоские сетки. В некоторых случаях армирование можно выполнять отдельными стержнями (Рис.7).

Сетки раскладывают по всей площади перекрытия в пролетах и на опорах с учетом площади рабочей арматуры и ее направления. При раскладывании сеток указывается их расположение по сечению плиты (Рис.7) и по ее площади.

При расположении сеток на перекрытии следует руководствоваться положениями п.5.37 – 5.41/1/.

Рис.7. Армирование монолитной плиты.

а - рулонными сетками; б - плоскими сварными сетками; в - отдельными стержнями.

ВТОРОСТЕПЕННАЯ БАЛКА

5.1. Расчетная схема

Расчетная схема второстепенной балки представляет собой многопролетную неразрезную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой (постоянной и временной) (рис.8). Крайними шарнирными опорами являются поперечные (продольные) стены, промежуточными опорами – главные балки. Неразрезность обеспечивается размещением рабочей арматуры над промежуточными опорами.

Рис.8 Схемы загружения неразрезной балки

 

Расчетные пролеты второстепенной балки:

средние пролеты – расстояние в свету между главными балками

 

(7)

 

крайние пролеты – расстояние от середины опирания второстепенной балки не стене до боковой грани ребра главной балки

 

, (8)

где l_ВБ – пролет второстепенной балки, b_ВБ – ширина ребра главной балки, с_ВБ – глубина опирания второстепенной балки на стену, а - привязка разбивочной оси к внутренней грани стены.

 

5.2. Нагрузки

На второстепенную балку действуют три вида нагрузок:

постоянные нагрузки (собственный вес балки, вес плиты, вес конструкций пола), которые равномерно распределены по всей длине балки. Они собираются с ширины равной шагу второстепенных балок:

 

, кН/м, (9)

где g- постоянная нагрузка с плиты (табл.1), кН/м²; l_П- шаг балок (пролет плиты) (рис.2.); ρ_ВБ=h_ВБ b_ВБ γ_fγ_Б - собственная погонная масса балки, кН/м; h_ВБ, b_ВБ- высота и ширина балки, м; γ_f =1,1÷1,3 - коэффициент надежности по нагрузке (п.2.2/1/); γ_Б - вес одного метра армированного тяжелого бетона балки, (кН/м³)/м.

 

кратковременные нагрузки (полные), равномерно распределенные в пролете:

 

, кН/м, (10)

где v- полная временная нагрузка на перекрытие (см задание), кН/м²; γ_f =(1,2÷1,3) - коэффициент надежности по нагрузке (п.3.7/2/).

 

временно длительные нагрузки (пониженные), равномерно распределенные в пролете:

 

, кН/м (11)

где v'=(1/4)v - временно длительная нагрузка, кН/м² , v'- пониженное значение полной кратковременной нагрузки (табл.3/2/).

 

Нагрузки на балку прикладываются по трем схемам (рис.8):

- в нечетных пролетах прикладывают полную нагрузку: постоянную и кратковременную

 

, (12)

 

- в четных пролетах прикладывают условную нагрузку: постоянную и временно длительную

 

; (13)

 

- в нечетных пролетах прикладывают условную нагрузку: постоянную и временно длительную (13);

- в четных пролетах прикладывают полную нагрузку: постоянную и кратковременную (12).

3) - в первых двух пролетах и четвертом прикладывают полную нагрузку: постоянную и кратковременную (12), в остальных - условную нагрузку: постоянную и временно длительную (13);

 

5.3. Статический расчет

5.3.1. Построение эпюр изгибающих моментов

при упругой работе сечения

Расчет неразрезной балки производится по правилам строительной механики. При определении расчетных усилий допускается пользоваться справочниками проектировщика /7/(прил.8), при этом эпюры моментов строятся из условия упругой работы сечений.

При расчете необходимо получить усилия в характерных точках балки (в пролетах, на опорах) от всех комбинаций загружения.

По результатам расчета строятся эпюры моментов. Промежуточные усилия по длине балки рекомендуется определять по схеме приведенной на рис.9.

Рис.9 Схема определения промежуточных моментов

 

Согласно опыту проектирования, значение максимального изгибающего момента в первом пролете располагается на расстоянии x=0.425l. Значения максимальных изгибающих моментов в других пролетах располагаются посередине соответствующих пролетов.

Значения изгибающих моментов в промежуточных точках определяются геометрическим способом:

в первом пролете:

(14)

(15)

(16)

(17)

 

во втором (других) пролете:

(18)

(19)

(20)

где - максимальный изгибающий момент в пролете для балки с шарнирным опиранием по концам; M_0.425l - изгибающий момент на расстоянии x=0.425l от опоры для балок с шарнирным опиранием; p - распределенная нагрузка в соответствующем пролете при i -ом загружении (12, 13). В формулах выражение в скобка от большего отнимается меньшее.

 

В других пролетах промежуточные значения определяются по аналогии со вторым пролетом.

По результатам расчета от всех комбинаций загружения строится огибающая эпюра моментов и поперечных сил. При построении огибающей эпюры результаты всех расчетов наносятся на одну эпюру (рис.8).

 

5.3.2. Выравнивание изгибающих моментов

В неразрезных равнопролетных балках (разница до 20%), армированных сварными каркасами и сетками, рекомендуется выравнивать изгибающие моменты так, чтобы создать равномоментную систему, в которой . При этом расчет производиться с учетом возникновения пластических шарниров.

Для перераспределения изгибающих моментов прибавляют треугольные эпюры с произвольными по величине к знаку надопорными ординатами. (рис10)

Ординаты перераспределенной эпюры моментов в расчетных сечениях не должны отличаться более чем на 30% от первоначальных величин (определенных при условии упругой работы всех сечений балки).

Рис.10 Схема перераспределения изгибающих моментов

 

5.4. Расчет армирования

Расчет армирования балки производится в соответствии с требованиями СНиП/1/. Арматура в балке подбирается как для изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного или таврового сечения.

Расчет выполняется по алгоритму, приведенному в приложении 2.

Для обеспечения условий образования пластических шарниров следует соблюдать конструктивные требования:

проектирование конструкции выполняется из условия не разрушения сжатой зоны бетона от главных сжимающих напряжений;

армирования производится из условия ξ=x/h₀≤0.35;

высота сечения ригеля при обеспечении условия ξ=x/h₀≤0.35 уточняется выражением

 

(21)

где M₁ - изгибающий момент на грани главной балки перераспределенной эпюры, M₁=M-Q(b_ГБ/2) (рис.16); M - момент на опоре; Q - поперечная сила на опоре (максимальное значение слева или справа от нее); b_ГБ - ширина сечения главной балки.

 

Для второстепенной балки выполняются следующие расчеты:

определение сечения продольной арматуры в первом и средних пролетах;

определение сечения продольной арматуры на первой и средней промежуточной опорах.

В результате расчета необходимо получить сечение рабочей растянутой и сжатой арматуры.

Расчет по наклонному сечению производится по алгоритму, приведенному в приложении 3.

Армирование балки выполняется плоскими или пространственными сварными каркасами и сетками (рис.11). Каркасы устанавливаются в ребрах балок, сетки размещаются в полках. Суммарная площадь стержней рабочей арматуры принимается не менее расчетной. Геометрические параметры каркасов должны соответствовать конструктивным требованиям армирования изгибаемых элементов сварными изделиями /1/, и возможность качественной укладки и уплотнения бетонной смеси.

В каркасах нижняя продольная арматура (расположенная в пролете) определяется из условия прочности по нормальным сечениям на действие положительного момента; верхняя продольная арматура – из условия прочности по нормальным сечениям на действие отрицательного изгибающего момента. Поперечная арматура обеспечивает прочность наклонных сечений.

Рекомендуется в эскизном варианте в пояснительной записке, прорисовать все каркасы и сетки необходимые для армирования второстепенной балки (рис.11).

 

 

Рис.11 Армирование второстепенной балки.