Материал: 1990

7. Далее производится подбор стандартной арматуры, используя таблицу и конструирование сечения в соответствии с п. 4. Затем определяется фактический процент армирования по формуле (5.7) и в случае отличия от μopt = 1…2 % изменяют размеры сечения и повторяют расчеты.

5.2. Расчет предварительно напряженных элементов прямоугольного сечения

Для снижения деформаций в постоянно нагруженном ригеле П-образной рамы рекомендуется его выполнять из предварительнонапряженного железобетона. В этом случае порядок расчета следующий:

1.Определяется граничное относительной высоты сжатой зоны

b,ult

где εb,ul t относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных Rb, принимаемая равной 0,0035.

εs,el относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного Rs, зависит от вида арматуры, для арматуры с физическим пределом текучести (А240, А300, А400, А500):

Для арматуры с условным пределом текучести (арматура А600 и выше, класса Вр и К)

где σsp – величина предварительного напряжения арматуры принимается:

33

0,3 Rs,n ≤ σsp ≤0,9 Rs,n для арматуры классов А600, А800, А1000 (5.16); 0,3 Rs,n ≤ σsp ≤0,8 Rs,n для арматуры классов Вр1200…Вр1500, К1400, К1500;

sp желательно брать ближе к верхней границе;

Rs,ser – расчетное сопротивление арматуры для второй группы предельных состояний (прил. 2);

b2 коэффициент условий работы бетона; для тяжёлого мел-

козернистого бетона естественного твердения b2 0,9.

2.Определяем высоту рабочей зоны h0 по формуле (5.2) где а предварительно принимается 5−6 см.

3.Затем определяется коэффициент α0 по формуле

где М – расчётный момент в рассматриваемом сечении, кНм; в данной работе расчетными являются максимальные моменты в пролете

Мmax1, Mmax2, и у опоры – минимальные Mоп1, Mоп2. b – ширина сечения, м;

h0 – полезная (рабочая) высота сечения, м;

Rb – призменная прочность бетона, кН/м2 (см. прил. 1). Принимают в соответствии с заданием для предварительно-напряженных конструкций.

γb2 коэффициент условий работы бетона; для тяжёлого мелкозернистого бетона естественного твердения γb2 = 0,9.

4. По полученному значению α0 находим коэффициенты и ξ по формулам

Значения и ξ также можно взять из прил. 4.

5. Полученное значение ξ сравнивают с ξR, полученной в п.п. 1

34

В случае, если условие (5.20) не выполняется, увеличивают высоту сечения на 50 мм и вычисляют α0, до тех пор, пока условие (5.20) не будет выполняться. Следует отметить, что при последовательном увеличении высоты соотношение h/b должно оставаться в пределах 2…3, а h = (1/7…1/14)l. Поэтому рекомендуется также увеличивать ширину балки b (при увеличении высоты более чем на 100 мм) и класс бетона (в случае если требуется существенно увеличить размеры сечения).

Кроме этого, предыдущий опыт показывает, что наиболее оптимальная конструкция достигается при opt = 0,3…0,4 – для балок,opt = 0,10…0,15 для плит. В случае если расчетное значение меньше (или больше) opt то желательно уменьшить (или увеличить) размеры сечения, повторно определить α0 и проверить условие (5.20).

6. Определяют коэффициент условий работ напрягаемой арма-

туры S6 по формуле

где η – коэффициент, принимаемый в зависимости от класса арматуры:

-А-600 и ниже η =1,2;

-A-800, Вр1200…Вр1500, К1400, К1500 η =1,15;

-А-1000 - η = 1,1.

Если S6 то принимают S6 .

7.Определяют требуемое количество арматуры Аs по формуле

8. По полученной площади подбирают арматуру и определяют процент армирования μ

35

Оптимальный процент армирования балок находится в пределах 1 %…2 %. Если процент армирования получился не оптимальным, то меняют размеры сечения балки (прежде всего высоту) и производят расчёты заново. В пролетном сечении предварительно напряженных элементов с целью повышения трещиностойкости принимают площадь арматуры на 20 40 % больше требуемой, определенной из условия прочности,

9. По принятой площади сечения арматуры подбирают количество и диаметр стержней так чтобы подобранная площадь арматуры as была близка Asтр в соответствии с правилами армирования прямоугольных сечений (см. п. 5.1)

10.После конструирования сечения определяют фактическое значение рабочей высоты сечения h0 с учетом принятых размеров, количества и диаметров арматуры

11.Вычисляется высота сжатой зоны бетона

12. Проверяют несущую способность сечения, для чего вычисляют удерживающий изгибающий момент в сечении и сравнивают его с максимальным моментом в пролете:

13. Определяют точность подбора арматуры

Мсеч Мmax 100%.

Mmax

Сечение считается удовлетворительно подобранным, если результат составляет менее 5 %.

36

5.3. Расчёт наклонных сечений изгибаемых элементов

Второстепенные и главные балки проверяют по поперечной силе. При этом необходимо помнить, что все сечения изгибаемого элемента должны удовлетворять условию, обеспечивающему прочность на раздавливание между двумя наклонными трещинами:

где Q – расчётная поперечная сила в рассматриваемом сечении, кН (в расчёте рассматривается сечение с наибольшим по модулю значением поперечной силы);

Rb – призменная прочность бетона, МПа; h0 – рабочая высота балки, м;

b – ширина балки, м.

Соблюдение условия (5.27) является обязательным. В случае невыполнения этого условия необходимо увеличить размеры поперечного сечения элемента.

Необходимость расчёта прочности наклонных сечений (условие необходимости постановки хомутов) определяется следующим неравенством:

где b3 коэффициент условий работы бетона; для тяжёлого бетона

0,6;

Rbt – расчётное сопротивление бетона осевому растяжению кН/см2 принимается по прил. 1.

Q – расчётная поперечная сила в рассматриваемом сечении, кН (в расчёте рассматривается сечение с наибольшим по модулю значением поперечной силы);

Если условие (5.28) выполняется, расчёт наклонных сечений изгибаемых элементов не нужен и поперечную арматуру (хомуты) устанавливают в соответствии с конструктивными требованиями (раздел 4). Если же условие (5.28) не выполняется, то производится расчёт поперечной арматуры.

1. Проверяется прочность наклонного сечения

37