Проверка выносливости нормального сечения в середине пролета балки

3.2.2.3 Проверка выносливости нормального сечения в середине пролета балки.

Проверка выносливости сечений главной балки, как и сечений плиты, сводится к ограничению напряжений в бетоне сжатой зоны и в растянутой арматуре соответствующими расчетными сопротивлениями. Сжатую арматуру на выносливость не рассчитывают.

                  В основу расчетов главной балки положены те же исходные предпосылки, что и в расчете плиты балластного корыта (см. п. 3.2.1.3). Расчетная схема сечения балки в расчетах на выносливость приведена на рис. 3.14,в.

                  Исходя из гипотезы плоских сечений, напряжения в бетоне  и в арматуре  могут быть подсчитаны по формулам:

                                                             (3.46)

                  В этих формулах:

- момент в сечении для расчета на выносливость (см. п 3.2.2.1);  - момент инерции приведенного к бетону сечения;- высота сжатой зоны, определяемая по формулам упругого тела без учета растянутой зоны бетона; - отношение модуля упругости бетона к модулю упругости бетона с учетом его виброползучести; - расстояние от низа сечения до центра тяжести ближайшего ряда арматуры.

                  Величину отношения  принимают по СП 35. 13330.2011.

                  При вычислении момента инерции приведенного сечения относительно нейтральной            оси необходимо определить положение этой оси. Положение нейтральной оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, определится из условия равенства нулю статического момента приведенного сечения  относительно этой оси:

                                                                                         ,                                                        (3.47)

где            S_b – статический момент площади бетонной части сечения;  - статические моменты площадей соответственно  сжатой и растянутой арматуры

                                                                                                                                (3.48)

                  Буквенные обозначения в формулах (3.48) те же, что и в формуле (3.41,а).

                  Подставляя выражения статических моментов из формул (3.48) в условие (3.47), получаем уравнение второй степени, из решения которого находим высоту сжатой зоны :

,

где

                  Зная , определяем величину момента инерции приведенного сечения:

                  .                                    (3.49)

                  Расчетные сопротивления арматуры и бетона в расчетах на выносливость определяют по формулам (3.27) и (3.29).

                  Для армирования главных балок применяют арматуру относительно больших диаметров. Необходимо использовать и отрезки арматуры. Поэтому стержни рабочей арматуры стыкуют, как правило, контактной электросваркой методом оплавления. При этом в месте стыка после сварки стержней образуется валик. Во избежание концентрации напряжений, вызываемой валиком, производят механическую продольную зачистку стыка (рис. 3.16,а).

          Для осуществления контактной сварки требуются специальные стационарные сварочные машины, которыми располагают заводы МЖБК. При отсутствии таких машин нормы проектирования допускают соединения  стержней ванным способом на удлиненных накладках-подкладках (рис. 3.16,б) и на парных смещенных накладках (рис. 3.16,в), при которых также происходит концентрация напряжений. Сварку ванным способом обычно применяют непосредственно на строящемся объекте. Концентрацию напряжений учитывают путем введения к расчетному сопротивлению арматуры    коэффициента , величину которого принимают по СП 35.13330.2011 в зависимости от класса арматурной стали и коэффициента асимметрии цикла повторяющихся напряжений .

Рис. 3.16. Сварные соединения стержней арматуры:

 а – контактным способом (до и после зачистки), б – ванным способом, в – на парных смещенных накладках