ПМ 01 МДК 01.01 Основы проектирования строительных конструкций
учебно-методический материал

Практическая работа№26

Определение сечения балки прямоугольного сечения

и определение  растянутой арматуры

Задание: Определить сечение балки прямоугольного сечения, принять высоту сечения согласно ГОСТ, и определить растянутую арматуру.

Цель: дать обучающимся практические навыки по расчетам на прочность по нормальным сечениям.

Приобретаемые умения и навыки: умение выполнять расчет на прочность по нормальным сечениям

Дано:

Расчетный изгибающий момент М = 160 кН⋅м  = 0,16 МН⋅м; класс бетона В20;  класс арматуры А240.

Решение.

1. Определяем расчетные характеристики = 11,5 МПа (таблица 6.8 СП 63.13330.2012);   = 210 МПа (Таблица 6.14 СП 63.13330.2012); γв2 = 0,9.

2. Задаемся шириной балки в = 20 см и оптимальным значением ξ = х / hо  = 0,3 (оптимальное значения коэффициента ξ для балок находятся в пределах от 0,2 до 0,3, а для плит – от 0,1 до 0,2);  по таблице 25.2 определяем значение Ао = 0,255.

3. Используя формулу   определим рабочую высоту сечения

4. Высота сечения h = hо + а = 0,551 + 0,04 = 0,591 м, принимаем по ГОСТ - 0,6 м, тогда  h – а = 60 – 4 = 56 см.

Проверяем условие  0,5 h  ≤ в ≤ 2/3 h:  0,5 ⋅0,6 = 0,3 м ≤  в = 0,2 м  ≤  2/3⋅0,6 = 0,4 м, что не удовлетворяет условию, принимаем в = 0,25 м, тогда

Высота сечения h = hо + а = 0,492 + 0, 04 = 0,532 м, примем 0,55 м; проверяем условие 0,5 h  ≤ в ≤ 2/3 h:  0,5 ⋅0,55 = 0,275 м  ≤  в = 0,25  ≤  2/3⋅0,55 = 0,37 м, условие не выполняется, принимаем в = 0,3 м, тогда

Высота сечения h = hо + а = 0,45 + 0, 04 = 0,49 м, примем 0,5 м; проверяем условие 0,5 h  ≤ в ≤ 2/3 h:  0,5 ⋅0,5 = 0,25 м  ≤  в = 0,3  ≤  2/3⋅0,5 = 0,33 м, условие выполняется. Принимаем h = 50 см, в = 30 см, тогда  h – а = 50 – 4 = 46 см.

5. При новой рабочей высоте балки

По таблице 25.2 по Ао= 0,244 методом интерполяции принимаем ξ = 0,284, η = 0,856.

Проверяем условие ξ ≤ ξу , где

где ω = α - β⋅Rb = 0,85 – 0,008⋅11,5⋅0,9 = 0,767 – характеристика сжатой зоны бетона;

α – коэффициент, для тяжелого бетона, принимаемый равным: 0,85; мелкозернистого – группы А – 0,8; групп Б и В – 0,75; легкого, ячеистого и поризованного – 0,8; для тяжелого и легкого бетона, подвергнутых автоклавной обработке, коэффициент α снижается на 0,05;

β  - коэффициент, принимаемый равным 0,008 независимо от вида бетона;

 – напряжение в арматуре, МПа, принимаемое равным для арматуры классов: А240 – А500, Вр500 = Rs; А600 – А1000, В500, Вр1200, К1400 – К1900 = Rs + 400, здесь Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры γsi за исключением коэффициента γs6;

 – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое при  равным 400 МПа, а для элементов из тяжелого, мелкозернистого, легкого и поризованного бетонов, если учитывается коэффициент условий работы , принимается равным 500 МПа.

Проверяем условие ξ = 0,284 ≤ ξу = 0,68, условие выполняется, сечение работает нормально.

6. Определяем площадь растянутой арматуры

По таблице Сортамент арматуры определяем количество и диаметр стержней 4∅25 при Аs = 19,63 см2.

7.  Производим проверку на прочность

Проверяем условие М = 0,16 МН⋅м  ≤ Мсеч =  0,162 МН⋅м.

Вывод: условие выполняется, несущая способность обеспечена. Сечение балки и арматура рассчитаны  верно.

Исходные данные к заданию: Определение сечения балки прямоугольного сечения и определение растянутой арматуры