Многоэтажное производственное здание (стр. 4 из 6)

В расчётную ширину полки

вводится минимальное значение

Бетон класса В15, R_b = 8.5 МПа.

Назначаем арматурные стержни класса AIIR_s = 280МПа.

Определим, где проходит граница сжатой зоны в нашем случае:

M_n= R_b*g_b2* b_f’* h_f’* (h₀ - h_f’/2) =8,5*100*0,9*170*6* (36-6/2) = 2.57*10⁷ Н * cм = 257.499 кН * м/

Так как M_n = 257.499 кН*м> M_1max=35.59 кН * м, то граница сжатой зоны проходит в полке. Расчет производим как для прямоугольного сечения с шириной b_f’.

a_m = M_1max / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) =35.59*10⁵/ (8.5*100*0.9*170*36²) = 0,021

По таблице по a_m =0,021 x = 0,021 n= 1 - x / 2 = 0,9894

w = 0,85 - 0,008* R_b*g_b2= 0,85 - 0,008 * 8,5 * 0,9 = 0,7888, x = 0,021< x_r=0,681 - условие выполняется. Определим требуемую площадь продольной арматуры:

Подбор площади сечения продольной арматуры по опоре В

M_2max = 27.964 кН*м, b = 200 мм

ho = h - a = 400 - 40 = 360 мм

60 мм, Бетон класса В15, R_b = 8.5 МПа

Назначаем арматурные стержни класса AIIR_s = 280МПа

a_m = M_2max / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) = 27.964*10^5/ (8,5*100*0,9*170*36²) = 0.141

По a_m =0.141 x=0.1525 n= 1 - x / 2 = 0.92375

x=0.141< x_r=0,681 Þ условие выполняется

Подбор площади сечения продольной арматуры по опоре С:

M_c = 24.434 кН*м

b = 20см h₀ = 36см

a_m = M_c / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) = 24.434 *10⁵/ (8,5*100*0,9*20*36²) = 0.0145

По a_m =0.0145 x=0.0145 n= 1 - x / 2 = 0.99275

x=0.0145 < x_r=0.681 Þ условие выполняется

Подбор площади сечения продольной арматуры во втором пролёте по отрицательному моменту.

M = 24.434 кН*м, b = 20см h₀ = 36см

a_m = M_c / (R_b*g_b2* b_f’* h₀²) = 24.434 *10⁵/ (8,5*100*0,9*20*36²) = 0.123

По a_m =0.123 x=0.131 n= 1 - x / 2 = 0.9345

x=0.131< x_r=0.681 Þ условие выполняется

Требуемая по расчету площадь сечения продольной арматуры приведена на рисунке

Рис.7. Схема требуемой площади арматуры.

1.3.5 Расчет поперечной арматуры

Расчет на действие поперечной силы не производится, если соблюдается условие:

Q< j_в4 *R_bt * g_b2 * b*h₀

где -j_в4 - коэффициент для тяжёлого бетона

R_bt - расчётное сопротивление класса В 15 на растяжение

g_{b2 -} коэффициент условий работы

Q< 0,6 * 0,75 *100 *0,9 * 20 *36 = 29160 Н = 29,160 кН

Q_в^л = 131, 74 кН > Q = 29,160 кН Þ расчёт на действие поперечной силы требуется.

При армировании балки вязанными сетками, хомуты бывают диаметром 6 - 8 мм из стали класса АI с шагом кратным 5 см.

Затем вычисляют

и сравнивают с поперечной силой у грани опор балки.

Если

> Q - отогнутые стержни (утки) проектируется конструктивно, если < Q отогнутые стержни рассчитываются.

Рис. 8. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие поперечной силы.

Расстояния между хомутами S, между опорой и концом отгиба, ближайшего к опоре S1, а также между концом предыдущего и началом последующего отгиба S2, должен быть не более величины

где

= 2,0 - для тяжелого бетона

Принимаем двухветвевые хомуты d = 6 мм

Шаг хомутов в крайней зоне пролета равен:

Так как h = 500 мм > 450 мм, то S₁ = h/3= 50/3 = 16,67 см и не более 15 см

Принимаем S₁ = 100 мм

В средней зоне пролета S₂ = 3*h/4=3*50/4 = 37,5 см и не более 500 мм

Принимаем S₂ = 350мм

Определим величину поперечной силы, которая воспринимается хомутами и бетоном.

Q = Q_sw+ Q_b= q_sw * C_w + (j_b2 (1 + j_f + j_n) R_btg_b2bh₀²) / C₀

C₀ - проекция наклонной трещины на продольную ось элемента

q_sw - интенсивность поперечного армирования

q_{sw =} R_sw * A_sw / S₁ = (175*100*2*0,283) /10 = 990,5 Н/см

A_sw - площадь сечения двухветвевого хомута

j_f - коэффициент учитывающий свес полок

j_f= 0, так как на опоре полки растянуты

j_n - учитывает продольные силы

Значение C_w находим из условия

2 h₀< C_w < C₀

Принимаем C_w = 85,83 см

Находим:

отгибы по расчету не требуется по конструктивным соображениям.

1.3.6. Назначение количества и диаметров продольной рабочей арматуры

Определив необходимое сечение арматуры в пролётах и на опорах, а так же отогнутой арматуры, переходят к назначению количества и диаметра стержней. При этом руководствуются следующими положениями:

1. Количество стержней необходимо назначать таким, что бы арматура поместилась в одном ряду (но не менее 3 стержней). Диаметр рабочих стержней следует назначать от 12 мм до 25 мм.

2. Число стержней в пролете следует согласовать с требуемым по расчету сечением отогнутой арматуры и с количеством отогнутых стержней, которое требуются, чтобы перекрыть участок огибающей эпюры поперечных сил.

3. Всю отогнутую арматуру следует получить посредством отгиба нижних продольных стержней и, в крайнем случае, если их не хватает, поставить "утки". Количество плоскостей отгибов и площадь отогнутых стержней в каждой плоскости должны быть не меньше требуемых по расчету. Угол наклона отгибов к оси балки (при h < 800 мм) принимается 45°.

4. Следует стремиться к меньшему количеству разных диаметров рабочей арматуры. Разница в диаметрах рабочей арматуры не должна быть меньше 2 мм.

5. Из лежащих по визу балки стержней не менее чем два стержня должны быть доведены до опоры по низу балки (при b > 150 мм).

6. Подбор количества стержней и их диметров должен быть осуществлен таким образом, чтобы разность расчетной площади сечения арматуры и суммарной площади уложенных в пролетах стержней была минимальной (до ±5%).

7. При размещении в поперечном сечении стержней следует обязательно следить за соблюдением зазора между ними, исходя из принятой ширины балки. Над опорой зазоры между стержнями в ряду увеличиваются для удобства бетонирования.

При расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте сечения расстояние между стержнями, расположенными в третьем и следующих рядах, должны приниматься не менее 50 мм.

8. Требуемая на опорах по расчету на момент, продольная рабочая арматура должна быть получена за счет пролетной арматуры, которую можно отогнуть, и арматуры, принятой по отрицательному моменту в соседних пролетах и укладываемой на крайние свободные места с тем, чтобы они являлись ' одновременно и монтажными стержнями.

Площадь сечения стержней первой плоскости отгибов (при отсутствии "уток"), считая от опоры, но только слева иди только справа от опоры, не учитывается. Эти отгибы имеют, как правило, горизонтальный участок на опоре всего 50 - 100 мм и не могут воспринимать изгибающий момент.

В опорном сечении на восприятие изгибающего момента работает тот стержень, который имеет до опорного сечения прямой участок не менее ho / 2.

В некоторых случаях допускается для получения на опоре требуемой площади сечения арматуры устанавливать дополнительные прямые стержни, которые укладывают на крайние свободные места.

9. Стержни с отгибами рекомендуется располагать на расстоянии не менее 2d от боковых граней элемента, где d - диаметр отгибаемого стержня

На основании этих требований подберём диаметр и количество стержней.

I пролёт As^тр = 35.68 см^2.. Принимаем арматуру: 3d12 As=. см² >As^тр = см².

Произведем расстановку арматуры:

Рис.9. Сечение второстепенной балки в первом полёте.

II пролёт As^тр = см²

Принимаем арматуру: 3 ÆAs = см²

As = см² >As^тр = см²

Произведём расстановку арматуры:

Рис. 10. Сечение второстепенной балки во втором полёте.

Опора В:

Площадь арматуры на опоре В получается из:

2 Æ 12 - монтажная арматура As = 2,26 см²

один отгиб из второго пролёта, т.е.1 ÆAs = см²

Общая площадь арматуры равна As =

По расчёту необходимо на опоре В As^тр = см²

Дополнительно устанавливаем 1 Æ 12 As = 1,131 см²

Общая площадь арматуры равна As =

Необходима установка арматуры в два ряда.

Произведём расстановку арматуры. (рисунок 7 и 8)

Так как значение h₀ изменяется, то необходимо пересчитать требуемую площадь арматуры.

а = (3,39 * 3,5 + 5,09 * 3,8 + 2,545 * 8) / (3,39 + 5,09 + 2,545) = 4,68 см