Расчет железобетонной балки прямоугольного сечения

1.Статический расчет

За расчетную схему принята балка, лежащая на двух опорах (рис.3.1).

Определяем максимальные усилия, действующие на балку, по формулам 3.1 и 3.2.

где: q -расчетное значение равномерно распределенной нагрузки, кН/м;

l₀ -расчетная длина элемента, м

,(3.13)

где: -глубина опирания элемента, мм;

l -длина элемента, мм.

2.Расчет прочности по нормальному сечению

рис.3.2 Расчетное сечение.

Определяем расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры), по классу бетона, при расчете необходимо учесть коэффициент - условий работы бетона, тогда:

,

Определяем расчетную высоту сечения, по формуле:

, (3.14)

где: -высота сечения, см;

a -расстояние, от центра тяжести рабочего стержня до крайнего нижнего волокна бетона, cм (2 …3 см).

Определением коэффициент α , по формуле:

,(3.15)

где: -ширина сечения, см;

α <α_R -если условие выполняется, следовательно армирование одиночное, если не выполняется – двойное (α_R - граничный коэффициент, зависит от класса арматуры, коэффициента и класса бетона).

Производим расчет площади поперечного сечения рабочей арматуры, по формуле:

,(3.16)

где: -коэффициент зависящий от α , определяется по таблице;

R_s -расчетное сопротивление арматуры осевому растяжению (СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры), кН/см²;

По значению A_s, по сортаменту, определяем диаметр и количество стержней, конструктивно устанавливая их в элементе в зависимости от ширины сечения.

3.Расчет прочности по наклонному сечению

По диаметру рабочего стержня подбираем, из условия свариваемости, диаметр поперечного стержня (хомута) и определяем A_sw,cм² - площадь поперечного сечения 1^го стержня хомута; R_sw - расчетное сопротивления арматуры на действие поперечной силы Q (СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры), кН/см²;

Необходимость расчета проверяем по условию:

Q , (3.17)

где: R_bt -расчетное сопротивление бетона сжатию, кН/см²;

-коэффициент, принимаемый равным 0,3;

-ширина сечения, см;

h -расчетная высота сечения, см;

Если условие (3.17) выполняется, дальнейший расчет не требуется, если не выполняется, то необходимо проверить условие:

Q ,(3.18)

где: Q_b -поперечные усилия, воспринимаемые бетоном в наклонном сечении, кH

,(3.19)

где: -коэффициент, принимаемый 1,5.

Длина проекции наклонной трещины:

_,(3.20)

Q_sw –усилие, для поперечной арматуры, нормальной к продольной оси элемента, кH

, (3.21)

где: -усилие в хомутах на единицу длины элемента, кН/см;

-коэффициент, принимаемый равным 0,75.

Определяем усилия в поперечных стержнях на единице длины элемента, по формуле:

, (3.22)

где: S -шаг поперечных стержней на приопорных участках, см

если мм, S = , S мм

если мм, S = , S мм

Если условие (3.18) выполняется, следовательно, прочность выполняется, если условие не выполняется, то необходимо либо увеличить диаметр хомута, либо уменьшить шаг хомута, либо сделать то и другое.

В графической части:

На 1 листе опалубочного чертежа изобразить чертеж балки и сечения, с указанием размещение каркасов, так же составляется спецификация сборочных единиц.

На 2 листе - арматурный чертеж каркаса балки, спецификация арматурных изделий, ведомость расхода стали на элемента (на листах формата A4).