3.4. Расчет балки по нормальным сечениям.

Назначаются материалы.

В зависимости от назначенных классов бетона и рабочей арматуры граничная относительная высота сжатой зоны бетона _R примерно составляет:

	В 12,5	В 15	В 20	В 25
A-II	0,67	0,65	0,62	0,59
A-III, Вр-I	0,64	0,62	0,59	0,56

Для сокращения трудоемкости расчетов используется приложение 3, где даны взаимосвязанные коэффициенты:

•  = х/h_o – относительная высота сжатой зоны бетона;

• = z/h_o – относительная величина плеча внутренней пары сил;

• А₀= = (1 - 0,5 ).

Расчетных сечений у второстепенной балки принимаются четыре; два опорных и два пролетных. Расчет начинается с сечения на первой промежуточной опоре.

Опора В

В этом сечении балка рассчитывается как прямоугольная, так как ее полка находится в растянутой зоне и на несущую способность балки не влияет. Расчетное сечение балки представлено на рис. 7,а.

Рабочая высота балки h₀=h – a, где расстоянием от растянутой грани балки до центра тяжести арматуры а следует предварительно задаться, сообразуясь с принятым конструктивным решением. Величина а в различных сечениях балки различная. Эту величину следует по ходу расчета уточнять. В окончательном расчете величина а должна полностью соответствовать принятому армированию балки.

Величина а определяется исходя из толщины защитного слоя бетона над арматурой сетки плиты, толщины этой сетки и толщины надопорного каркаса второстепенной балки.

Сечение балки должно удовлетворять условию прочности на сжатие в направлении действия главных сжимающих напряжений. Эта проверка не является определяющей для всех балок ребристого перекрытия, и поэтому она может быть проведена приближено:

.

По коэффициенту

в приложении 3 находится относительная высота сжатой зоны сечения .

По величине  можно оценить правильность принятия предварительных размеров сечения балки. Для хорошо спроектированной балки, имеющей наименьшую стоимость,  в опорном сечении В должно находиться в пределах 0,35 – 0,50. При выходе  из этого интервала размеры сечения балки необходимо скорректировать и расчет повторить. Для окончательно принятого сечения по А₀ определяется относительная величина плеча внутренней пары сил  и требуемая площадь арматуры в этом сечении

.

По результатам расчета подбирается продольная и поперечная арматура с соблюдением конструктивных требований.

Рис. 7 Схемы к конструктивному расчету второстепенной балки

Опора С

Порядок расчета остается таким же как и при подборе арматуры над опорой В. Последовательно определяется a, h₀, А₀ (на действие изгибающего момента М_С), , , А_S.

По вычисленному значению А_S устанавливается количество и диаметр продольных стержней. Поперечная арматура подбирается по условию свариваемости.

Принятое решение в пояснительной записке иллюстрируется конструктивной схемой армирования данного (как и всех прочих) сечения с проверкой величины h_0.

Первый пролет

В пролетах (при действии положительного изгибающего момента) балка работает как тавровая, т.к. полка расположена в сжатой зоне. Расчетное сечение балки представлено на рис.7,б,в.

Расчетная ширина полки определяется величиной учитываемых свесов полки, которые не должны превышать:

С ≤ 1/6 расчетного пролета балки,

С ≤ 1/2 расстояния в свету между второстепенными балками,

С ≤ 6 , если полка тонкая ().

Из двух или трех условий выбирается наименьшее значение ширины свесов С_min и расчетная ширина полки

При расчете балки таврового сечения могут встретиться два случая:

- нейтральная ось располагается в полке (см. рис. 7,б);

- нейтральная ось пересекает ребро балки (см. рис. 7,в).

Для определения к какому расчетному случаю относится рассматриваемая балка, вычисляется несущая способность сечения балки при полностью сжатой полке М_П, т.е. при прохождении нейтральной оси по нижней грани полки :

.

Если – нейтральная ось проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной, равной .

Для прямоугольного сечения определяется коэффициент A₀:

;

по приложению 3 выбирается значение η и вычисляется требуемая площадь продольной арматуры:

.

Из приложения 4 выбирается продольная и поперечная арматура.

Если – нейтральная ось пересекает ребро и требуемая площадь арматуры А_S складывается из двух частей А_S1, А_S2.

А_S1 соответствует сжатым свесам полки и части общего изгибающего момента

,
.

А_S2 соответствует сжатой зоне ребра балки.

Для определения площади арматуры А_S2 рассчитывается коэффициент A₀:

,

по приложению 3 выбирается значение η и вычисляется требуемая площадь продольной арматуры:

,
.

Из приложения 2 выбирается продольная и поперечная арматура.

Средний пролет