Здания и сооружения из монолитного железобетона (стр. 2 из 3)
М1’=14,12*5,82/11=43 кНм;
M2’=14,12*5,72/16=28,5 кНм.
Вид огибающей эпюры представлен на рис. 5.2.
Расчетные минимальные моменты в пролетах будут равны:
в первом пролете М1min=-87/2+43=-0,5 кНм;
во втором пролете
в третьем от края (т. е. во всех средних) пролете M3min=-57,7+28,5=-29,2 кНм.
При расчете арматуры на указанные моменты необходимо учитывать поперечную арматуру сеток плиты и верхние (конструктивные) стержни сварных каркасов балок.
Главная балка
Расчетная схема главной балки представляет собой трех пролетную неразрезную балку (рис. 5.3), находящуюся под воздействием сосредоточенных сил в виде опорных реакций от второстепенных балок, загруженных различными комбинациями равномерно распределенной нагрузки g и p с грузовой площади 6x2=12 м2.
Размеры поперечного сечения главной балки: h=(1/8...1/15)l, принято h=1/10l=600/10=60 см; b=(0,4...0,5)h, принято b=0,5h=0,5*600=30 см.
Сбор нагрузок
Для данной главной балки нагрузка передается в виде сосредоточенных (узловых) сил, которые с учетом собственного веса балки равны (см. табл. 5.1):
постоянная нагрузка
G=Gпл+Gв. б+Gг. б;
G=1,44+2,2*6*2+2,04*6+0,52*0,3*25*1,1=60,4 кН,
где
Gг. б – собственный вес главной балки на участке длиной 2 м (расстояние между второстепенными балками), приведенный к сосредоточенной узловой нагрузке в точке действия опоры второстепенной балки;
Gв. б – опорная реакция от собственного веса второстепенной балки (в предположении ее разрезности);
Gпл – собственный вес железобетонной плиты h = 8 см и конструкции пола, приходящихся на узловую точку опоры второстепенной балки;
временная узловая нагрузка (полная)
Р=9,6*6*2=115,2 кН.
Определение усилий в сечениях балки
Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в сечениях балки при сосредоточенной нагрузке, определяются по формулам [2, стр. 40, прил. V]:
M=(aG±bP)l; (5.2)
Q=(gG±dP), (5.3)
где
G и Р – соответственно постоянная и временная сосредоточенные нагрузки;
l – расчетный пролет главной балки, равный расстоянию между осями колонн; в первом пролете при опирании балки на стену расчетный пролет принимают от оси опоры на стене до оси колонны;
a, b, g, d – табличные коэффициенты, принимаемые в зависимости от расстояния от крайней левой опоры до рассматриваемого сечения неразрезной балки.
Изгибающие моменты:
а) в первом пролете на расстоянии х=0,333l (загружение по схеме I, рис. 5.3):
M1max=(0,244*60,4+0,289*115,2)*6=288 кНм;
то же, при загружении по схеме II
M1min=(0,244*60,4-0,044*115,2)*6=60 кНм;
б) во втором пролете на расстоянии х=1,33l (загружение по схеме II, рис. 5.3)
M2max=(0,067*60,4+0,2*115,2)*6=165 кНм;
то же, при загружении по схеме I
M2min=(0,067*60,4-0,133*115,2)*6=-67,2 кНм;
в) над второй опорой при х =l (загружение по схеме III, рис. 5.3)
MBmax=(-0,267*60,4-0,311*115,2)*6=-312 кНм;
то же, при загружении по схемам I или II
MB=(-0,267*60,4-0,133*115,2)*6=-188 кНм;
то же, при загружении по схеме IV
MBmin=(-0,267*60,4+0,044*115,2)*6=-66 кНм.
Поперечные силы:
а) при загружении по схеме I рис. 5.3:
QAmax=0,733*60,4+0,866*115,2=144,3 кН;
QBЛ=-1,267*60,4-1,133*115,2 =-206,5 кН;
QBП=60,4 кН;
б) при загружении по схеме II рис. 5.3:
QА=0,733*60,4-0,133*115,2=29 кН;
QBЛ=-1,267*60,4-0,133*115,2=-91,8 кН;
QBП=60,4+115,2=175,6 кН;
в) при загружении по схеме III рис. 5.3;
QА=0,733*60,4+0,689*115,2=123,8 кН;
QBЛ=-1,267*60,4-1,311*115,2=-227,5 кН;
QBП=1*60,4+1,222*115,2=201 кН.
Расчёт главной балки ведётся с учетом перераспределения моментов вследствие развития пластических деформаций. В качестве выровненной эпюры моментов принимаются эпюры моментов по схемам загружении I и II, рис. 5.4, при которых в пролетах 1 и 2 возникают максимальные моменты M1max и M2max. За расчетный момент на опоре принимается момент по грани колонны М', равный (при ширине сечения колонны bк=40 см):
(3.3) 
При загружении балки по схеме III расчетный момент на опоре В по грани колонны равен:
Уменьшение момента по грани опоры при выравнивании моментов составляет:
это больше рекомендуемых 30%, что недопустимо. Поэтому за расчетный момент по грани колонны принимается М'B=-272 кНм, уменьшенный только на 30%, т. е. М'B=0,7*-(272)=-186 кНм, а в пролете расчетными являются M1max=288 кНм и M2max=165 кНм, вычисленные по упругой схеме, так как при выравнивании опорного момента их значения не увеличиваются.
Подбор арматуры
Подбор арматуры в плите
Арматура в плите подбирается как для изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного сечения размером bxh=100х8 см с помощью параметров, приведенных в [2, стр. 38, прил. III, табл. 3]. Рабочая высота сечения h0=h-а=8-1,5=6,5 см.
При армировании плоскими сварными сетками из обыкновенной проволоки (Rs=315 МПа):
а) в крайних пролетах М1=3,66 кНм: по формуле (6.1) вычисляется
(6.1)где коэффициент условий работы бетона mб1=0,85. По [2, стр. 38, прил. III, табл. 3] находим коэффициент h=0,948 и определяем площадь сечения арматуры Аs,p по формуле (6.2) (множитель 100 введен для приведения размерности сопротивления, выраженного в МПа, к размерности в Н/см2 исходя из следующих соотношений величин: 1 МПа=106 Па (Н/м2)=100 Н/см2):
(6.2)б) в средних пролетах и над средними опорами:
М2=2,7 кНм;
h=0,962;
в) над вторыми опорами:
МВ=3,94 кНм;
h=0,948;
Плита армируется плоскими сварными сетками. Учитывая, что плита по всему контуру окаймляется монолитно связанными с нею балками, в средних пролетах и на средних опорах уменьшаются изгибающие моменты на 20%, следовательно, расход арматуры будет тоже на 20% меньше
Аs,p=1,46*0,8=1,17 см2,
где
0,8 – коэффициент, учитывающий при частичном защемлении плиты по контуру уменьшение изгибающего момента.
С учетом уменьшения моментов для армирования средних пролётов и средних опор принимаются сварные сетки I и II с рабочей продольной арматурой диаметром 4 мм и поперечной арматурой диаметром 5 мм с шагом 150 мм (Аs=1,31 см2) (рис. 6.1). Тогда в крайних пролетах при требуемом Аs,p=1,9 см2 и над второй опорой при Аs,p=1,98 см2 проектируются сетки III и IV с рабочей продольной арматурой диаметром 4 мм и поперечной арматурой диаметром 5 мм с шагом 100 мм (Аs=1,96 см2 на 1 м длины). Сетки I, II, III и IV (рис. 6.1) укладывают раздельно.
Подбор арматуры для второстепенной балки
При расчете сечений балки на положительный момент (в пролете) принимается железобетонное сечение таврового профиля с полкой (плитой) в сжатой зоне.
Ширина полки в данном случае bп’=200 см, так как соблюдено условие норм [1.5, п. 3.16], по которому
и bп’£l0+bв. б=180+20 см.
При расчете на отрицательный момент принимают прямоугольное сечение, равное 45х20 см, поскольку плита находится в растянутой зоне и в расчете не учитывается.
Для армирования применяются сварные каркасы из стали класса А-П, Rs=270 МПа. Рабочая высота сечения h0=45-3,5=41,5 см. Арматуру рассчитываем с помощью параметров А0, h и x по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3]. В крайних пролетах M1=87 кНм; определяем расположение границы сжатой зоны сечения по условию (6.3) при x=hп’, b=bп' и Аs’=0:
M£mб1Rbbп'hп'(h0-0,5hп'); (6.3)
8700 кНсм<11(100)0.85*200*8(41,5-0,5*8)=56100 кНсм;
условие соблюдается, граница сжатой зоны проходит в полке, следовательно, сечение принимается шириной bп';
по формуле (6.1)
по [2, стр. 38, прил. III, табл. 3] находим коэффициенты h=0,987 и x=0,026, вычисляем
Проверяем условие (6.4)
x£xR: (6.4)
по формуле (6.5) находится
x0=a-0,008Rbmб1=0,85-0,008*0,85*11=0,774; (6.5)
по формуле (6.6) определяется граничное xR
(6.6)Условие (6.4) соблюдается, так как x=0,026<xR=0,661.
Для двух каркасов принимается 4Æ16 A-II, Аs=8,04 см2 (см. каркас (1) на рис. 6.2).
В средних пролетах М2=57,7 кНм;
h=0,99; x=0,023; 
для двух каркасов принимается 2Æ18 A-II, Аs=5,09 см2 (см. каркасы (2) на рис. 6.2); условие x£xR соблюдается, так как x=0,023<xR=0,661.
Над вторыми от края опорами МВ=83,8 кНм;
h=0,86; x=0,28;