Визначення навантаження на балку

Навантаження на головну балку передається у вигляді зосереджених сил, які прикладені в місцях перетину другорядних балок з головними і збираються з вантажної площі, яка має форму прямокутника з розмірами, що відповідають розмірам прольотів плити та другорядної балки 2,4 м та 6,00 м. Визначення навантаження зводимо у табл. 15.

Розрахункове навантаження з урахуванням коефіцієнту надійності за призначенням будівлі

– постійне кН;

– тимчасове кН.

 

Визначення згинаючих моментів

Армування головної балки пов’язано з побудовою огинаючої епюри згинаючих моментів. Ординати епюр в місцях обпирання другорядних балок та на опорах

– максимальні згинаючі моменти

 

,

 

– мінімальні згинаючі моменти

,

 

де – табличні коефіцієнти, які приймаються в залежності від розрахункової схеми та розташування перерізу.

Огинаюча епюра моментів будується за отриманими значеннями та . Розрахунок зведено до табл. 16.

Таблиця 15

Визначення навантаження на головну балку

№ з/п	Вид навантаження	Нормативне навантаження, кН	Коефіцієнт надійності за навантаженням	Розрахункове навантаження кН
постійне
	З. б. плита	28,8	1,1	31,68
Підлога	17,28	1,3	22,46
	Ребро другорядної балки	11,1	1,1	12,21
Ребро головної балки	11,16	1,1	12,28
Усього: постійне
тимчасове
	Корисне		1,2

Визначення поперечних сил

Ординати епюр поперечних сил головної балки

;

,

 

де – табличні коефіцієнти, які приймаються залежно від розрахункової схеми та розташування перерізу. Розрахунок зведено до табл. 17.

Таблиця 16

Ординати згинаючих моментів

	Навантаження та довжина прольоту	Коефіцієнти						Згинаючі моменти, кН·м
, кН	, кН	, м
0,333	74,7		7,14	0,2444	0,2889	0,0444	18,26	56,91	8,75	75,17	9,51	536,71	67,90
0,667	0,1656	0,2444	0,0889	12,37	48,14	17,51	60,51	-5,14	432,04	-36,70
0,849	-0,075	0,0377	0,1127	-5,60	7,43	22,20	1,83	-27,80	13,07	-198,49
1,0	74,7		7,17	-0,2667	0,0444	0,3111	-19,92	8,75	61,28	-11,17	-81,20	-80,09	-582,20
1,133	74,7		7,20	-0,1333	0,0133	0,1467	-9,96	2,62	28,90	-7,34	-38,86	-52,85	-279,79
1,20	-0,0667	0,0667	0,1333	-4,98	13,14	26,26	8,16	-31,24	58,75	-224,93
1,333	0,0667	0,2	0,1333	4,98	39,40	26,26	44,38	-21,28	319,54	-153,22
1,50	0,0667	0,2	0,1333	4,98	39,40	26,26	44,38	-21,28	319,54	-153,22

Таблиця 17

Ординати поперечних сил

Пролiт	Ділянка Балки	Навантаження	Коефіцієнти				Поперечна сила, кН
, кН	, кН
	І	74,7		0,7333	0,8667	0,1332	54,78	170,73	26,24	225,51	28,54
ІІ	-0,2667	0,279	0,5457	-19,92	54,96	107,50	35,04	-127,42
ІІІ	-1,2667	0,0444	1,3111	-94,62	8,75	258,27	-85,87	-352,89
	ІV	74,7			1,222	0,2222	74,70	240,72	43,77	315,42	30,92
V		0,5333	0,5333	0,00	105,05	105,05	105,06	-105,06

 

Рис. 23. Огинаючі епюри та головної балки

Площа робочої арматури на опорі визначається за величиною моменту, який діє в площині грані опори :

,

де кН·м – осьовий момент на опорі В;

кН – поперечна сила на опорі В, з правого боку;

м – розмір поперечного перерізу колони, приймається попередньо.

Якщо головна балка має 4 прольоти, аналогічно визначається момент, який діє в площині грані опори , тобто:

.

Поперечний переріз головної балки - тавр.

 

Визначення розмірів поперечного перерізу головної балки

Робоча висота балки

де кН·м – момент, який діє в площині грані опори;

– з урахуванням досвіду проектування;

– коефіцієнт умови роботи бетону.

Повна висота балки:

см,

 

де см – відстань від нижньої грані перерізу до центру мас робочої арматури.

Приймаємо розміри балки см.

Уточнюємо робочу висоту:

– в прольоті см;

– на опорі см,

де см – відстань від верхньої грані перерізу до центру ваги верхньої робочої арматури;

Ширина полички таврового перерізу балки при визначенні арматури у прольоті

.

За величину звисів полички приймається менше значення, обчислене із наступних трьох умов

1) см,

де см – відстань між гранями головних балок;

2) ,

де см – більший проліт головної балки;

3) якщо ,

де см– повна товщина плити;

см – повна висота головної балки.

Враховуючи те, що см см, приймаємо см.

Отже ширину полки приймаємо з урахуванням умови 3

см.

Приймаємо см.

При розрахунку поздовжньої арматури на опорах і в прольотах на дію від’ємних моментів приймаємо ширину перерізу рівною ширині ребра балки, тобто см.

а) б)

Рис. 24. Розрахункові перерізи головної балки (перший проліт):
а - в прольоті; б - на опорі.

Визначення розрахункових розмірів поперечного перерізу балки

Обчислюємо величину моменту, який сприймається балкою при повністю стиснутій поличці, тобто

 

.

 

Якщо , то нейтральна вісь буде знаходитись у межах полки і переріз розраховується як прямокутний з шириною см. Приймаємо мм; .

 

 

Визначення площі поздовжньої робочої арматури

Армування головної балки передбачається в’язаними каркасами. Арматурні стержні в прольотах і на опорах приймаємо одного діаметра. Розрахунок зведено у табл. 18.

 

Таблиця 18

Розрахунок робочої арматури головної балки

Елемент балки	М, кН·см	, см			Необхідна площа арматури , см^2	Прийнята арматура
кількість арматури	, см^2
Пр 1			0,068	0,07		7Ø20А400С	22,0
Пр 2			0,04	0,04		4Ø20А400С	12,56
		0,091	0,095		2Ø20А400С	6,28
Оп В			0,307	0,38		8Ø20А400С	25,13