Конструкция рабочей площадки промышленного четырехэтажного здания (высота этажей – 4,5 м), страница 5

3. γ_b1 * R_b * b_f ^| * h_f ^| * (h₀ -  ) = 10,35 * 10³ * 2,63333 * 0,06 * (0,6625 -  ) = = 1034,33 кН

M_пр2 = 243,186 кН * м < 1034,33 кН => x в полке

4. α_m =  =   = 0,0203

5. ξ = 1 - √1 – 2 * α_m = 1 - √1 – 2 * 0,0203 = 0,0205 – относительная высота сжатой зоны

6. η = 1 -   = 1 -  = 0,99

7.  A_s =  =  = 1059,4 мм – требуемая площадь сечения арматуры

В качестве армирования принимаем стержневую арматуру 4Ø 20,

A_s = 1256 мм² .

a = a_з.с. + d + d/2 = 20 + 20 + 20/2 = 50 мм

h₀ = h – a= 700 – 50 = 650 мм

Проверка несущей способности:

x_ф =  =  = 16,13 мм

M_u = γ_b1* R_b * b_f ^| * x_ф * (h₀ -  ) = 10,35 * 10³ * 2,63333 * 0,01613 * (0,650 -   

- ) = 282,2 кН* м > M_пр2 = 243,186 кН * м, прочность арматуры достаточна.

Противоусадочная арматура

 

Так как высота главной балки h = 700 мм необходимо у боковых граней установить конструктивные продольные стержни (противоусадочная арматура).  Расстояние между стержнями противоусадочной и рабочей арматуры должно быть не более 400 мм. Площадь сечения этих стержней должна быть не менее 0,1 % площади сечения бетона, со сторонами равными высоте сечения и половине ширины сечения.

Рисунок 15. Противоусадочная арматура

А_b = h * 1/2  * b = 700 * 1/2 * 300 = 105000 мм²

A_s ≥ 0,1 А_b = 105 мм²

Принимаем противоусадочную арматуру 2Ø 12, A_s = 226 мм².

Расчет главной балки по наклонным сечениям

Разрушение балок по наклонным сечениям вызывается совместным воздействием поперечной перерезывающей силы Q и изгибающего момента М. Однако влияние Q более значительно, на что указывает место расположения наклонных трещин: у опор, в местах сосредоточенных грузов, т. е. там, где перерезывающая сила достигает максимума.

1. Проверка прочности по бетонной полосе между наклонными сечениями

γ_b1 * R_b = 0,9 * 11,5 = 10,35 МПа, класс бетона B 20  R_b = 11,5 МПа

h^Ф₀ = h – a = 700 – 89,5 = 610,5 мм – фактическая рабочая высота сечения

a = 20 + 4 + 4 + 4 + 25 + 25/2 + 20 = 89,5 мм

Q_max ≤ φ_b1 * γ_b1 * R_b * b * h^Ф₀ –  формула 8.55 [1]

где φ_b1 – коэффициент, принимаемый равным 0,3; Q_max – максимальная поперечная сила на опоре 1, равная 325,134 кН

325,134 кН ≤ 0,3 * 0,9 * 11,5 * 10³ * 0,3 * 0,6105 = 568,68 кН – условие выполняется

2. Расчет на действие поперечной силы

d = 1/3 d_max = 1/3 * 25 = 10 мм – диаметр поперечных стержней

Принимаем поперечные стержни Ø 10 А 400, число каркасов – 4 (на опоре).

1. A_sw = 78,5 * 4 = 314 мм² – площадь поперечных стержней

2. Q_max = 325,134 кН – максимальная поперечная сила на опоре 1

3. Назначаем максимально допустимый шаг поперечных стержней согласно требований п. 10.3.13 [1] S_w ≤ 0,5 * h^Ф₀   

S_w ≤ 300 мм

S_w =  0,5 * 610,5 = 305,25 мм, принимаем S_w = 300 мм.

Кроме того шаг хомутов, учитываемых в расчете согласно должен быть не более:

S_w,max =  =  = 278,56 мм  - максимальный шаг хомутов где R_bt = 0,9 МПа (для бетона класса B20)  – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

S_w,max = 278,56 мм, следовательно принимаем шаг хомутов S_w = 250 мм.

4. По формуле 8.59 [1] определяем усилие в поперечной арматуре на единицу длины:

q_sw  =  =  = 351,68 кН/м где R_sw  - расчетное значение сопротивления поперечной арматуры растяжению, для класса арматуры А 400 R_sw = 280 МПа (табл. 6.15 [1]).

5. Поперечную арматуру учитывают в расчете, если выполняется условие:

  ≥ 0,25

 = 1,45  ≥ 0,25 – условие выполняется

6. M_b = φ_b2 * γ_b1 * R_bt * b *(h^Ф₀)² = 1,5 * 0,9 * 0,9 * 300 * 610,5² = 135,85 кН * м где φ_b2 – коэффициент, принимаемый равным 1,5

7. Определяем длину проекции опасного наклонного сечения С

  = 1,45 < 2, то С определяем по формуле:

С = √M_b/q = √135,85/92,24 = 1,214м где q = 92,24 кН/м – фактическая равномерно распределенная нагрузка

h^ф₀ ≤ С ≤ 3*h^ф₀ => 0,6105 < 1,214 < 3 * 0,6105 = 1,8315, принимаем С = 1,214м.

8. Расчетная длина проекции наклонной трещины С₀ = С = 1,214, при этом

С₀ ≤ 2 *  h^ф₀ = 2 * 0,6105 = 1,221 м, принимаем С₀ = 1,214 м.

8.Поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном сечении  Q_sw,   определяется согласно формуле 8.58[1]

Q_sw  = 0,75* q_sw * C₀  = 0,75 * 351,68 * 1,214 = 320,2 кН

 

9. Определяем усилие, воспринимаемое бетоном над наклонной трещиной Q_b по формуле 8.57 [1]:

Q_b =  =  = 111,9 кН