4.1. Работа главной балки

Главные балки работают в качестве ригелей в составе единой сложной многопролетной и многоэтажной рамы, состоящей из наружных стен (в зданиях с несущими стенами), колонн, ригелей, одним из которых является покрытие здания (рис.2, где поперечная рама трехпролетная, трехэтажная с верхним однопролетным ригелем – фермой покрытия).

В курсовом проекте допускается пренебречь жесткостью колонн в сравнении жесткостью главных балок. В действительности жесткости этих элементов, как правило, различаются в несколько раз и принятое упрощение на расчете главной балки отражается несущественно. В этом случае главная балка рассматривается как неразрезная, с крайними опорами – стенами здания и с промежуточными опорами – колоннами (рис.2).

Нагрузка на главную балку передается в виде сосредоточенных сил, приложенных в точках пересечения осей главной и второстепенной балок.

Сосредоточенные силы подсчитываются отдельно от постоянной нагрузки и временной , при этом не учитывается, что второстепенная балка является неразрезной. Для определения сил собираются все нагрузки с части расчетной полосы длиной равной шагу второстепенных балок l_п и шириной равной шагу главных балок. Таким образом, сила от постоянной нагрузки с учетом собственного веса отрезка главной балки длиной l_n определяется по зависимости:

,

где - шаг главных балок;

g – погонная постоянная нагрузка для второстепенной балки;

– размеры сечения главной балки;

– толщина плиты;

γ - объемный вес железобетона;

и – коэффициенты надежности.

От временной нагрузки сосредоточенная сила определится по выражению:

где - погонная временная нагрузка для второстепенной балки.

Ординаты объемлющих эпюр вычисляются по коэффициентам α, β, -β, γ, δ и - δ в точках с координатами x (расстояние от крайней левой опоры до рассматриваемого сечения), согласно схемы загружения балки из приложения 6:

где – расчетный пролет, в пределах которого вычисляются ординаты.

Если число пролетов главной балки превышает три, следует обратиться по рекомендации преподавателя к справочной литературе.

Конструктивная и расчетная схема главной балки с объемлющими эпюрами усилий M и Q представлены на рис. 8.

Рис. 8 Схемы расчету главной балки

В соответствии с эпюрами изгибающих моментов на конструктивной схеме указано принципиальное размещение рабочей арматуры:

A_S1, рассчитываемой на действие наибольшего изгибающего момента в первом пролете М₁;

A_S2, рассчитываемой на действие наибольшего изгибающего момента во втором пролете М₂;

A^/_S2, рассчитываемой на действие отрицательного изгибающего момента во втором пролете;

A_SВ, рассчитываемой по моменту над опорой В в опасном сечении M_BP, каковым является сечение не по оси колонны, а по ее грани:

,

где h_C – размер сечения колонны вдоль оси балки, которым предварительно можно задаться в пределах 0,3 ÷ 0,4 м.