Практическое занятие
Цель работы - подбор сечения рабочей арматуры, постановка поперечной арматуры и
конструирование каркаса. Расчёт балки по наклонному сечению: определение диаметра и шага поперечных стержней.
В результате выполнения работы студент должен:
знать работу изгибаемых конструкций при поперечном изгибе от равномерно
распределённой нагрузки; особенности работы железобетонных балок; возможный характер потери несущей способности и жёсткости; предпосылки для расчёта; основные правила конструирования балок;
уметь рассчитать, т.е. подобрать сечение или проверить несущую способность
железобетонной балки прямоугольного сечения с одиночным армированием по нормальному и наклонному сечению.
Теоретическое обоснование:
Порядок расчета прочности нормального сечения изгибаемого прямоугольного элемента с одиночным армированием
При расчете изгибаемых элементов возможны следующие типы задач: подбор сечения продольной арматуры (тип 1) и определение несущей способности (тип 2), при необходимости проверки прочности элемента учитываем, что это фактически является задачей 2-го типа.
Порядок подбора сечения продольной арматуры (тип 1)
1. Определяют изгибающий момент, действующий в расчетном сечении элемента.
| 2. Принимают сечение балки: |
(размеры сечения могут быть заданы).
3. Задаются классом прочности бетона (В ≥ 7,5) и классом арматуры, чаще всего в качестве продольной рабочей арматуры принимается арматура класса A-III (см. параграф 2.3.3). Устанавливают коэффициент условия работы бетона γ b 2(наиболее часто γ b 2 = 0,9).
4. Задаются расстоянием от крайнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры (а ≈ 3−5 см) и определяют рабочую высоту бетона h 0 = h−a.
5. Находят значение коэффициента А 0:
Коэффициент А 0 не должен превышать граничного значения А 0 R (см. табл. 7.6). Если значение коэффициента А 0 > А 0 R, следует увеличить сечение балки или изменить материалы.
6. По величине коэффициента А 0, пользуясь табл. 7.5, определяют значения коэффициентов ξ и ή.
7. Определяют требуемую площадь арматуры по любой из приведенных формул:
8. Задаются количеством стержней и определяют диаметры арматуры, выписывают фактическую площадь сечения подобранной арматуры (Приложение 3).
9. Определяют процент армирования элемента μ и сравнивают его с минимальным процентом армирования:
10. Определяют требуемую площадь монтажных стержней А'S и по площади принимают диаметры монтажных стержней d's:
11. Определяют диаметры поперечных стержней:
12. Назначают толщину защитного слоя бетона (ab ≥ ds; ab ≥ 20 мм при высоте элементов > 250 мм).
13. Конструируют сечение − см. параграф 7.4.7.
Порядок определения несущей способности элемента (тип 2)
При определении несущей способности элемента известно:
размеры сечения, армирование и материалы, из которых выполнен элемент; неизвестно — какой изгибающий момент он способен выдержать (момент сечения).
Для нахождения момента сечения определяют:
Расчетные сопротивления материалов, их коэффициенты условий работы (табл. 2.6; 2.8).
По чертежу сечения элемента находят рабочую высоту сечения h 0, площадь рабочей продольной арматуры AS (Приложение 3);
Определяют значение коэффициента ξ:
Коэффициент ξдолжен быть не больше граничного значения – ξ R (табл. 7.6); если коэффициент ξбольше граничного значения, это значит, что элемент переармирован и для дальнейших расчетов следует использовать граничные значения коэффициентов (вместо коэффициента ξ применять в дальнейших расчетах ξ R; вместо А 0 применять коэффициент А 0 R).
4. По таблице коэффициентов (табл. 7.5) через коэффициент ξопределяют значения коэффициента А 0.
5.Определяют величину момента сечения: М сечения = A 0 Rb γ b 2 bh 20— задача решена.
В случае если требуется проверить прочность, необходимо сравнить момент сечения с фактически действующим на балку моментом и сделать вывод, выполняется условие прочности (М ≤ Мсечения) или нет.
2. Порядок расчета прочности наклонного сечения
Расчет условно можно разбить на три части: конструирование каркаса, обеспечение прочности по наклонной трещине и расчет прочности сжатой полосы: