Армирование плиты.
Рулонные сетки с продольным направлением рабочих стержней раскатывают в направлении главных балок и стыкуют между собой внахлёстку без сварки. Сетки выбираются по сортаменту сварных сеток соответствующей ширины. Для участка между главными балками шириной 6,75-0,25=6,5 принимаем две сетки шириной 3260 мм каждая.
Для перекрытия с плитами, окаймлёнными второстепенными балками по четырем сторонам (полоса «А»), принимаем основные сетки марки
шириной 3260 мм, длиной с площадью продольной рабочей арматуры на 1 пог. м. = 0,982 см2 /м> 0,075 см2/м
В первом пролёте над первой промежуточной опорой полосы «А» необходимо уложить дополнительные сетки марки
шириной 3260 мм, длиной с площадью продольной рабочей арматуры на 1 пог. м. = 0,982 см2 /м> (1,86-0,995)=0,865 см2/м.
Для перекрытия с плитами, окаймленными по трем сторонам второстепенными балками (полоса «Б»), принимаем основные сетки
шириной 3260 мм, длиной с площадью продольной рабочей арматуры на 1 пог. м. = 0,982 см2 /м=0,995 см2 /м.
В первом пролете и на первой промежуточной опоре полосы «Б» необходимо уложить дополнительные сетки марки
шириной 2940 мм, длиной с площадью продольной рабочей арматуры на 1 пог. м. = 0,982 см2 /м> (1,6-0,995)=0,865 см2/м.
Расчёт и конструирование второстепенной балки.
Второстепенную балку рассчитывают как многопролетную неразрезную балку таврового сечения, нагрузка на которую приходится с ширины равной расстоянию между осями смежных пролетов плиты, что составляет 200 см.
Расчётные пролёты и нагрузки.
- для крайних пролётов балки
= = 6,750 м
- для средних пролётов
= 6,75 – 0,25 = 6,50 м
Пролеты не должны отличаться более, чем на 20%:
Расчётная нагрузка на 1 пог. м условной балки:
- постоянная нагрузка:
= = 13,53 кН/м
- временная:
υ = υ*Bsb =6,0 × 2,00 = 12,0 кН/м
- полная нагрузка q=(g + υ):
q=(g + υ) = 13,53+12,0 = 25,53кН/м.
q1=(g + υ/2) = 13,53+12,0/2 = 19,53 кН/м.
Расчётная схема балки:
Изгибающие моменты с учетом перераспределения внутренних усилий:
- в первом пролёте:
= = = 105,75 кН×м
- на первой промежуточной опоре:
= = = 80,04 кН×м
- в средних пролётах и на средних опорах:
= = = 67,42 кН×м
Расчётные поперечные силы определяются из следующих соотношений:
- на крайней опоре:
= = = 68,93 кН
- на первой промежуточной опоре слева:
= = = 103,4 кН
- на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных средних опорах:
= = = = = = 82,97 кН.
Высота сечения второстепенной балки.
Для обеспечения перераспределения внутренних усилий за счёт пластических деформаций бетона и арматуры принимаем = 0,35, = 0,289. В качестве расчетного принимаем опорное сечение с наибольшим по модулю моментом: МВ=80,04 кН×м
= = = 38,05 см
= = 38,05 + 4 = 42,05 см. Окончательно принимаем = 45 см.
Следовательно, = 45 -4=41 см.
Проверяем достаточность высоты сечения балки для обеспечения сопротивления действию главных сжимающих усилий:
,
где Q- максимальное значение поперечной силы в нормальном сечении элемента.
Условие выполняется.
Расчет прочности по нормальным сечениям.
Сечение в крайнем пролёте:
Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в два ряда
= = 45 - 4 = 41 см.
Для участков балки, где действуют положительные изгибающие моменты, за расчётное принимают тавровое сечение с полкой в сжатой зоне. Вводимую в расчёт ширину сжатой полки принимают из условия, что ширина свеса в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролёта элемента, а при принимается равной не более 1/2 расстояния в свету между ребрами:
= 2500 мм;
мм.
Принимаем наименьшее из значений .
Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения с шириной полки, равной 200 см.
Граница сжатой зоны бетона проходит в полке, если соблюдается условие:
= 401,62 кН×м
Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, и расчёт сечения балки ведём как прямоугольного с шириной = 200см.
= = 0,031,
Принимаем по таблице:
= 0,985; = 0,031 < = 0,531;
Так как = 0,031 < = 0,390, следовательно, сечение не переармировано.
= = 5,92 см2
Принимаем 4 Ø14 А400 с = 6,16 см2 ≥ 5,92 см2.
Сечение в среднем пролёте:
Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в два ряда: = 41 см;
= = 0,026.
Принимаем по таблице:
= 0,987; = 0,026, x=0,026*41=1,066 см<7 см. Нейтральный слой находится в полке, и сечения рассчитываем как прямоугольное с .
= = 4,69 см2
Принимаем 2 Ø12 А400 и 2 Ø14 А400 с = 2,26+3,08=5,34 см2 ≥ 4,69 см2.
На отрицательные пролётные и опорные изгибающие моменты сечения балки работают с полкой в растянутой зоне, поэтому рассчитываем их как прямоугольные с шириной
b = 25 см.
Сечение у первой промежуточной опоры:
Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в два ряда: = 41 см;
.
Принимаем по таблице:
= 0,855; = 0,290.
= = 6,43 см2.
Сечение армируем сварными рулонными сетками с поперечной рабочей арматурой, раскатываемыми вдоль главных балок.
см2/м.
Ширина сетки не менее 0,58*В=0,58*6,75=3,9 м.
Принимаем две рулонные сетки:
с = 2×1,96 = 3,92 см2 /м≥1,6 см2/м.
Сечение над средними опорами:
Рабочая высота сечения при расположении растянутой арматуры в два ряда: = 41 см;
.
Принимаем по таблице:
= 0,880; = 0,239.
= см2.
Сечение армируем сварными рулонными сетками с поперечной рабочей арматурой, раскатываемыми вдоль главных балок.
см2/м.
Ширина сетки не менее 0,58*В=0,58*6,75=3,9 м.
Принимаем две рулонные сетки:
с = 2×1,25 = 2,50 см2 /м≥1,5 см2/м.
Расчёт прочности второстепенной балки по сечениям наклонным к продольной оси.
Диаметр хомутов из условий сварки не должен быть меньше 0,25ds (0,25*14=4мм), т.е. четверти диаметра рабочей арматуры и не менее 6 мм.
Назначаем арматуру класса А240: Rsw =170 МПа, dsw =8 мм с Asw =0,503 см2.
Шаг хомутов на приопорных участках в соответствии с конструктивными требованиями не должен превышать = 0,5×41 = 20,5 см и быть более 30 см.
Шаг хомутов не должен быть более:
= = = 27,43 см
Принимаем шаг хомутов =300 мм.
Проверяем прочность бетона между наклонными трещинами от главных сжимающих напряжений:
;
= 235,24 кН. Прочность обеспечена.
Проверим, требуется ли поперечная арматура по расчёту:
кН. Требуется постановка поперечной рабочей арматуры.
Погонное усилие, воспринимаемое хомутами при 2х плоских каркасах (число срезов n=2), равно:
= = = 0,57 кН/ см.
Поперечную арматуру учитывают в расчете полностью, если выполняется условие:
,
.
Условие выполняется, поперечную арматуру учитываем в расчете полностью.
.
Длина проекции наклонного сечения определяется при нагрузке:
q1=(g + υ/2) = 25,53+12,0/2 = 31,53 кН/м.
Из условия минимума несущей способности балки по наклонному сечению, наиболее опасная длина проекции наклонного сечения будет равна:
= = 116см
Поскольку = =116 см см,
то принимаем длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения равной:
= см.
Тогда поперечная сила, воспринимаемая бетоном:
кН
При этом должны выполняться условия:
;
.
Поперечная сила, воспринимаемая хомутами,
, с0=с, если с<2h0, в противном случае с0=2h0.
Принимаем с=75 см.
;
Проверяем условие:
,
кН.
Прочность по наклонному сечению обеспечена.
Проверяем требования, предъявляемые к шагу хомутов:
= .
= , требование выполнено.
, требование выполнено.
, требование выполнено.
Окончательно принимаем в приопорной зоне, равной четверти пролета балки, двухсрезные хомуты из арматуры класса А240 диаметром 8 мм с шагом 200 мм. На остальной части балки принимаем хомуты с шагом 0,75h0=0,75*41=30,75~30мм<500мм.