Определяем площадь сечения арматуры в первом пролете.

М=М_I,max=346,35 кНм

Предварительно принимаем диаметр стержней d=25 мм, где _В=25 мм, V₁=50 мм

= _В+ + =25+12,5+25=86 мм=6,25 см;

h_o=h– =80–6,25=73,75 см;

 

ξ=

см²

При = см² по сортаменту принимаем 2Ø28 А300+2Ø25 А300 с

см².

Окончательно принимаем 2Ø28 А300+2Ø25 А300 с см².

Определяем площадь сечения арматуры во втором пролете

М=М_II,max=198,84 кНм

Предварительно принимаем диаметр стержней d=22 мм, где _В=25 мм, V₁=50 мм

= _В+ + =25+11+25=61 мм=6,1 см;

h_o=h– =80–6,1=73,9 см;

ξ=

см²

При = см² по сортаменту принимаем 3Ø22 А300 с

см².

Окончательно принимаем 3Ø22 А300 см².

Определяем площадь сечения арматуры на опоре В

М=М₅= 272,14 кНм.

Предварительно принимаем диаметр стержней d=28 мм, где _В=30 мм.

= _В+ =30+14=44 мм=4,4 см;

h_o=h– =80–4,4=75,6 см;

ξ=

см²

При = см² по сортаменту принимаем 2Ø28 А300 + 1Ø20 А300 с

см².

Окончательно принимаем 2Ø28 А300 + 1Ø20 А300 с см².

Определяем площадь сечения арматуры на опоре С

М=М₁₀= 198,85 кНм.

Предварительно принимаем диаметр стержней d=25 мм, где _В=25 мм.

= _В+ =25+12,5=37,5 мм=3,75 см;

h_o=h– =80–3,75=76,25 см;

ξ=

см²

При = см² по сортаменту принимаем 2Ø25 А300 + 1Ø10 А300 с

см².

Окончательно принимаем 2Ø25 А300 + 1Ø10 А300 с см².

 

Определяем площадь сечения монтажной арматуры в крайнем пролете

Монтажная арматура в крайнем пролете служит для формирования арматурного каркаса, восприятия нагрузок при транспортировании, подъеме, монтаже ригелей и для анкеровки поперечных стержней. Ее диаметр должен быть не менее 0,5 диаметра поперечных стержней. Вместе с тем должно выполняться условие - d_м≥0,8d_w. Исходя из этих требований, принимаем 2Ø14 A300 с А_s,ef =3,08 см²

Определяем площадь сечения «монтажной» арматуры во 2-м пролете

«Монтажная» арматура не только обеспечивает те же требования, но и воспринимает отрицательные моменты от расчетных эксплуатационных нагрузок. Площадь её сечения определяется по среднему значению между моментами 6 и 7, т.е. кНм.

Предварительно принимаем диаметр стержней d=20 мм, где а_в=20 мм. = _В+ =20+10=30 мм=30 см;

h_o=h– =80–3=77 см;

ξ=

см²

При = 5,9 см² по сортаменту принимаем 2Ø20 А300 с

см².

Окончательно принимаем 2Ø20 А300 с см².

 

Подбор поперечной арматуры

Подбор поперечной арматуры осуществляется на основе расчета ригеля по прочности наклонных сечений на действие поперечной силы и изгибающего момента, а также расчета прочности бетонной полосы между наклонными сечениями на действие поперечной силы. (6.2.10-6.2.13 [1]; 6.2.32. – 6.2.35 [2]).

Прочность бетонной наклонной полосы прямоугольных сечений, как правило, не требует проверки, что в нашем случае подтверждается выполнением условия (6.65) из 6.2.33 [2]

Q_Вh0,лев ≤ R_bbh₀

0,5х0,067х30х72,6 = 729,63 >434,98

где - поперечная сила в нормальном сечении ригеля крайнего пролета слева от опоры В на расстоянии h₀=73,75 см, определяется из эпюры поперечных сил; коэффициент =0,3, учитывает особенности двухосного напряженного состояния бетонной полосы, испытывающей действие главных сжимающих напряжений в бетоне и растягивающих от поперечной арматуры.

При расчете наклонных сечений на действие поперечной силы прежде всего проверяется условие образования наклонной трещины, при выполнении которого поперечная арматура по расчету не требуется (6.2.34 [2]):

Q_В,лев ≤ Q_b1

Q_b1=0,5R_btbh₀=0,5×0,067×30×72,6=72,963 кН

Q_В,лев = 434,98 кН - мaксимальная поперечная сила в нормальном сечении ригеля, расположенном непосредственно у опоры В слева:

Q_b1=72,963кН - минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном без поперечной арматуры.

Очевидно, что условие Q_В,лев ≤ Q_b1 не выполняется, следовательно, поперечная арматура по расчету необходима.

Вычисляем значения минимальной и требуемой по расчету интенсивности поперечного армирования:

кН/см;

кН/см

где коэффициенты =1,5, =0,75 принимаются по 6.2.34 [2]

Для дальнейших расчетов принимаем большее из этих значений. Тогда наибольший шаг поперечных стержней:

см

Согласно рекомендациям по конструированию сварных каркасов (см. прил. 6 МУ), принимаем S₁ = 20 см и S₂ = 50 см. Кроме того, следует иметь в виду, что для поперечных стержней сварных каркасов допускается использование арматуры классов А240, А300, А400. Учитывая большие поперечные силы и в целях унификации, принимаем А300, расчетное сопротивление которой R_sw=215 МПа =21,5 кН/см² (прил. 3 МУ). Тогда требуемая площадь сечения одного поперечного стержня при их количестве в сечении n_sw=2

см²

Принимаем по сортаменту Ø16 A240 с фактической площадью сечения стержня А_sw,ef = 2,011 см².

Принятый диаметр поперечных стержней удовлетворяет требованиям конструирования каркасов из условий их сварки, т.к. его значение не меньше минимального (прил. 6).

Расчет колонны

Поскольку здание имеет жесткую конструктивную схему, усилия в колонне возникают практически только от вертикальных нагрузок. Незначительным изгибающим моментом, возникающим от поворота опорного сечения ригеля, пренебрегают и колонну рассчитывают согласно 4.2.6. [2], как сжатый элемент статически неопределимой конструкции с эксцентриситетом продольной силы e_o, принимаемый не менее случайного e_а. Значение последнего принимается не менее: H/600=8 мм, b/30=10 мм и 10 мм. Следовательно, в расчет вводится e_o=e_а=10 мм_.