Железобетонные конструкции каркаса многоэтажного промышленного здания (стр. 7 из 14)

4 не менее наибольшего диаметра стержня: а_s ≥ d,

4 не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней: а_s ≥ 25 (30) мм.

· Расстояния по высоте между осями арматурных стержней (рис. 4.1) должны назначаться с учётом этих требований, а также кратными 5 мм:

а₁ ³ а_b + 0,5d = max {d; 20 мм} + 0,5d;

а₂ ³ а_s + d = max {d; 25 мм _{(30 мм для сечения на средней опоре)}} + d.

· Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит:

а = а₁ + 0,5а₂.

4 Если оно сильно отличается от принятого ранее, особенно в большую сторону, то прочность может быть не обеспечена и расчёт необходимо провести заново. Если это расстояние отличается не сильно и площадь арматуры взята с запасом, расчёт можно не повторять. Окончательно это выяснится в табл. 4.2.

Таблица 4.1

Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

Расчётное сечение		в крайнем пролёте	на левой средней опоре	в среднем пролёте
М, кН·см		М₁₁ = 60 799	M_fr = 43 400	М₂₂ = 34 098
h₀ = h – a, см		75 – 8 = 67	75 – 7 = 68	75 – 6 = 69
А₀		0,4151	0,2877	0,2195
ξ		0,5880	0,3484	0,2510
η		0,706	0,826	0,874
Требуемая А_s, см²		35,22	21,17	15,49
Принятое армирование		4Æ36 А-III	4Æ28 А-III	4Æ25 А-III
Фактич. А_s, см²		40,72	24,63	19,68
а₁, мм	Минимальное	36 + 0,5×36 = 54	28 + 0,5×28 = 42	25 + 0,5×25 = 37,5
а₁, мм	Принятое	55	45	40
а₂, мм	Минимальное	36 + 36 = 72	30 + 28 = 58	25 + 25 = 50
а₂, мм	Принятое	75	60	50
Факт. а = a₁+ 0,5a₂, мм		55 + 0,5·75 = 92,5	45 + 0,5·60 = 75	40 + 0,5×50 = 65
Фактич. h₀ = h – a, см		75 – 9,25 = 65,75	75 – 7,5 = 67,5	75 – 6,5 = 68,5
Расст. h₀₁= h – a₁, см		75 – 5,5 = 69,5	75 – 4,5 = 70,5	75 – 4 = 71

Примечания. 1) Если получается ξ > ξ_R = 0,6036, то высоту сечения h необходимо увеличить. 2) Стержни диаметром 40 мм применять не рекомендуется. 3) При необходимости возможно армирование пятью стержнями – три в нижнем ряду и два в верхнем, или шестью стержнями (по три в каждом ряду).

4.3. Подбор поперечной рабочей арматуры ригеля

4.3.1. Конструирование поперечной арматуры

· Диаметр стержней поперечной арматуры d принимается из условия ее свариваемости с продольной арматурой наибольшим диаметром D = 36 мм (в крайнем пролёте):

d ≥ 0,25D = 0,25·36 = 9 мм.

· Чтобы расчётное сопротивление поперечной арматуры не снижалось (п. 4.1), её диаметр должен составлять

d ≥ D/3 = 36/3 = 12 мм.

4 Окончательно диаметр назначим после расчёта. Если по расчёту поперечная арматура требоваться не будет, её диаметр примем только исходя из указанных здесь условий.

· Шаг стержней поперечной арматуры назначается в соответствии с конструктивными требованиями п. 5.27 СНиП [2], затем проверяется расчетом прочности по наклонному сечению.

1) На приопорных участках длиной L₀ = L/4 = 7,8/4 = 1,95 м

при высоте сечения h > 450 мм (в данном случае h = 750 мм)

S₁ £ 500 мм.

Принимаем S₁ = 250 мм (кратно 50 мм), см. прил. 1.

2) На остальной части пролета при h>300 мм:

S₂ £ 500 мм.

Принимаем S₂ = 500 мм (кратно 50 мм).

4.3.2. Общие соображения по расчёту прочности наклонных сечений

· Для обеспечения прочности элемента по наклонному сечению необходимо провести три расчёта:

1. Расчёт на действие поперечной силы по наклонной трещине.

2. Расчёт на действие изгибающего момента по наклонной трещине.

3. Расчёт на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами.

· Расчёт на действие изгибающего момента допускается не проводить, если все стержни продольной арматуры доведены до опоры и имеют надёжную анкеровку. В данном случае некоторые стержни не доводятся до опоры, но отвечают определённым конструктивным требованиям, которые учтены в п. 4.4., поэтому расчёт на действие изгибающего момента выполнять не будем.

4 Анкеровка арматуры – обеспечение восприятия арматурой действующих на неё усилий путём заведения её на определённую длину за расчётное сечение или устройства на её концах специальных анкеров.

· Расчет прочности ригеля по наклонному сечению на действие поперечной силы проведем для сечения, в котором значение Q максимальное (сечение слева от средней опоры ригеля), Q = Q₂₁ = 470,27 кН, см. п. 2.4.3.

· Установленный в результате расчёта шаг поперечной арматуры в целях унификации принимаем и возле остальных опор. При необходимости можно провести соответствующие расчёты и увеличить шаг арматуры.

4.3.3. Расчет на действие поперечной силы по наклонной трещине

1-й этап. Установим необходимость проведения расчёта.

· Поперечное усилие в сечении с наклонной трещиной воспринимает бетон (Q_b) и поперечная арматура (Q_sw). Расчетная схема усилий приведена на рис. 4.2.

· Минимально возможное значение поперечного усилия, воспринимаемого бетоном (по ф-ле п. 3.31* СНиП [2]):

Q_b_,_min = j_b₃R_btg_b₂bh₀ = 0,6×0,105×0,9×25×65,75 = 93,20 кН < Q = 470,27 кН.

здесь j_b₃ – коэффициент, учитывающий вид бетона; для тяжелого бетона j_b₃ = 0,6; рабочая высота h₀принимается для сечения в крайнем пролёте.

В качестве рабочей высоты сечения принимается фактическое значение h₀ в крайнем пролёте из табл. 4.1.

4 Если Q < Q_b_,_min, то поперечная арматура по расчёту не требуется.

· Фактически бетон может воспринимать большее усилие, чем Q_b_,_min, поэтому уточним значение Q_b. В общем случае расчета принимается, что поперечное усилие распределяется поровну между бетоном и поперечной арматурой:

Q_b = Q_sw = Q / 2 = 470,27 / 2 = 235,14 кН.

· Параметр, характеризующий сопротивление бетона образованию наклонных трещин:

M_b = j_b₂R_btg_b₂bh₀² = 2,00×0,105×0,9×25×65,75² = 20 426 кН×см ;

здесь j_b₂ - коэффициент, учитывающий вид бетона; для тяжелого бетона j_b₂= 2,00.

· Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента из ф-лы (76) СНиП [2]:

· Величина с₀ принимается в пределах h ≤ с₀≤ 2h₀ = 2·65,75 = 131,5 см.

Указанное условие выполняется, и мы оставляем с₀ без изменения.

Когда условие не выполняется, то с₀ принимается равным верхнему или нижнему пределу (например, если получается с₀> 2h₀, то следует принимать с₀= 2h₀).

· Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:

· Получили Q_b < Q, значит бетон не может воспринять всё усилие и поперечная арматура требуется по расчёту.

2-й этап. Найдём шаг поперечной арматуры, необходимой по расчёту.

· Необходимая интенсивность поперечного армирования из ф-лы (82) СНиП [2]:

· В соответствии с ф-лой (33) СНиП [2] величина q_sw принимается не менее: