Расчет изгибаемых элементов на действие поперечной силы

    Разрушение изгибаемых элементов может произойти не только в сечениях, где возникает наибольший изгибающий момент, по нормальным сечениям, но и по наклонным сечениям от действия поперечной силы или от совместного действия поперечной силы и изгибающего момента. Направление изостатических линий главных напряжений при приближении к опорным участкам изменяется Рис. 7 и если не установить арматуру для восприятия главных растягивающих напряжений на приопорных участках может произойти разрушение по наклонному сечению.

             

                 Рис 7. Схема изостатических линий в железобетонной балке.

 

       Поскольку при приближении к опорам изгибающий момент от нагрузки уменьшается, а поперечная сила возрастает, то расчет проводят на действие поперечной силы. Поперечная сила в наклонном сечении воспринимается совместно бетоном и поперечной арматурой, отсюда условие прочности записывают в виде Q ≤ Q_b + Q_sw. В результате расчета определяют шаг и диаметр поперечной арматуры.

                        

       Условие задачи 10. На основе данных, приведенных в табл. 6, выполнить расчет прочности балки из тяжелого бетона по наклонному сечению, на действие поперечной силы. Из расчета определить: 1. по заданному диаметру поперечной арматуры ее шаг, 2. приняв максимально допустимый шаг по конструктивным требованиям, подобрать диаметр поперечной арматуры.

Таблица 6

Данные для расчета элементов на действие поперечной силы

№ вари анта	Высота балки h, мм	Высота полки hf’, мм	Ширина балки b, мм	Ширина полки bf’, мм	Размер а, мм	Класс бетона	Коэф. Условий работы бетона γ b 1	Расчетная поперечная сила Q кН	Диаметр поперечной арматуры dw, мм	Класс арма туры
1	200	0	100	0	30	B15	0,9	20	4	В500
2	250	0	100	0	30	B20	0,9	30	5	В500
3	300	0	100	0	30	B25	0,9	60	5	В500
4	350	0	150	0	30	B30	0,9	90	6	А400
5	400	0	150	0	30	B25	0,9	100	6	А400
6	450	0	200	0	40	B20	0,9	150	8	А400
7	500	0	200	0	40	B25	0,9	280	8	А400
8	600	0	200	0	40	B15	0,9	400	10	А240
9	700	0	300	0	50	B20	0,9	650	10	А300
10	800	0	300	0	50	B25	0,9	1100	12	А300
11	200	50	100	300	30	B30	1,0	60	8	А400
12	250	50	100	400	30	B15	1,0	180	8	А400
13	300	50	100	500	30	B20	1,0	220	10	А400
14	350	100	150	500	30	B25	1,0	400	10	А400
15	400	100	150	600	30	B30	1,0	400	8	А400
16	450	100	200	600	40	B15	1,0	500	8	А400
17	500	100	200	600	40	B20	1,0	650	12	А400
18	600	200	200	400	40	B25	1,0	680	12	А400
19	750	200	300	500	40	B30	1,0	900	10	А400
20	900	200	300	600	40	B30	1,0	1400	10	А400
21	150	0	80	0	30	B15	1,0	50	8	А400
22	220	0	120	0	30	B20	1,0	100	8	А400
23	280	60	120	600	30	B20	1,0	200	8	А400
24	320	100	120	340	30	B30	25,0	1,0	10	А400
25	350	100	200	300	30	B20	1,0	300	12	А400
26	100	100	200	300	30	B20	1,0	380	10	A400
27	500	100	200	300	30	B20	1,0	600	12	А400
28	300	0	100	0	30	B15	0,9	60	5	В500
29	350	0	150	0	30	B20	0,9	90	6	А400
30	400	0	150	0	30	B15	0,9	100	6	А400
31	450	0	200	0	40	B25	0,9	150	8	А400
32	500	0	200	0	40	B30	0,9	280	8	А400
33	600	0	200	0	40	B25	0,9	400	10	А240
34	700	0	300	0	50	B25	0,9	650	10	А300
35	800	0	300	0	50	B30	0,9	1100	12	А300
36	200	50	100	300	30	B20	1,0	60	8	А400
37	250	50	100	400	30	B25	1,0	180	8	А400
38	300	50	100	500	30	B30	1,0	220	10	А400
39	350	100	150	500	30	B15	1,0	400	10	А400
40	400	100	150	600	30	B20	1,0	400	8	А400
41	450	100	200	600	40	B25	1,0	500	8	А400
42	500	100	200	600	40	B25	1,0	650	12	А400
43	600	200	400	400	40	B15	1,0	680	12	А400
44	750	200	300	500	40	B15	1,0	900	10	А400
45	900	200	300	600	40	B25	1,0	1400	10	А400
46	150	0	80	0	30	B25	1,0	50	8	А400
47	220	0	120	0	30	B15	1,0	100	8	А400
48	280	60	120	600	30	B30	1,0	200	8	А400
49	320	0	140	0	30	B15	1,0	100	10	А400
50	350	100	200	300	30	B25	1,0	300	12	А400

К расчету прочности изгибаемых элементов на действие поперечной силы.

    

φ _{b 3} = 0,6, φ _{b 2} = 0,6 - для тяжелого бетона,

n - количество поперечных стержней в сечении.

Согласно конструктивным требованиям норм, шаг поперечной арматуры принимают: 

при   h ≤ 450 мм S ≤ 150 мм S ≤ h /2; при    h > 450 мм S ≤ 500 мм S ≤ h /3.

 

Вопросы

 

1. При каком условии прочность железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы будет обеспечена?

2. Чем в наклонном сечении воспринимается поперечная сила?

3. Чему равен пролет среза?

4. От чего зависит поперечная сила Q_б, воспринимаемая бетоном сжатой зоны над наклонным сечением?

5. Что учитывает коэффициент φ_f?

6. Что учитывает коэффициент φ_n?

7. При каком соотношении между Q_б и Q_sw несущая способность железобетонного элемента по наклонному сечению будет минимальна?

8. Что мы определяем в результате расчета железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы?

9. Как выполняется армирование железобетонный изгибаемый элементов, если по расчету поперечная арматура не требуется?

10. Почему по расчету поперечная арматура ставится на приопорных участках изгибаемых элементов?

11. Что требуется изменить, если по расчету получается маленький шаг поперечных стержней при большом диаметре?

12. В каких пределах может изменяться Q_б?

13. В каких пределах может изменяться с₀?

14. Что такое отгибы?

15. Чем поперечные стержни отличаются от хомутов?

16. Какие конструктивные требования необходимо соблюдать при назначении шага поперечной арматуры?

17. Как изменится несущая способность железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы при увеличении шага поперечной арматуры?

18. В каком случае поперечная арматура в изгибаемых железобетонных элементах не ставится?

19. Почему железобетонные изгибаемые элементы могут разрушиться по наклонным сечениям от действия поперечной силы?

20. Как выполняют проверку на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе?

21. Как устанавливают место теоретического обрыва продольной арматуры и длину заделки стержня?

22. Зачем выполняется расчет эпюры материалов?