Порядок расчета поперечных стержней

- (расчетная поперечная сила в опорном сечении от полной нагрузки);

- (ширина расчетного сечения);

- (высота расчетного сечения);

- (расчетное сопротивление бетона осевому сжатию);

- (расчетное сопротивление бетона осевому растяжению);

- (расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению).

- (площадь поперечных стержней)

Изначально диаметр поперечной арматуры принимается из условия соотношения с диаметром продольной арматуры:

Расчет ведется в следующем порядке:

1.Проверяется прочность конструкции по трем условиям.

Первое условие:

.

Значение поперечной силы в вершине наклонного сечения определяется по формуле:

.

Величину длины проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента принимают:

,

где: ,

- рабочая высота сечения,

– расстояние от центра тяжести продольной рабочей арматуры,

– коэффициент, который зависит от вида используемого бетона (приложение 4).

– коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

В случае, когда , в дальнейшем расчете подставляется значение .

Второе условие (прочность бетона по наклонной трещине без поперечной арматуры):

.

Третье условие (прочность бетона по сжатой наклонной полосе между наклонными трещинами):

.

– коэффициент, учитывающий влияние поперечных стержней (хомутов), нормальных к продольной оси элемента.

– коэффициент, равный:

,

где: – коэффициент, принимаемый для бетона:

- тяжелого, мелкозернистого и ячеистого 0,01,

- легкого 0,02.

– подставлять в МПа.

2.Определяется значение минимальной поперечной силы, воспринимаемой бетоном сжатой зоны над расчетным наклонным сечением, :

,

где: – коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (приложение 4),

– коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах, и равный:

.

где: . При этом значение .

3.Определяется значение погонного усилия в поперечных стержнях, отнесенного к единице длины элемента, :

.

Проверяем полученное значение по условию:

.

Если условие не выполняется, то необходимо уменьшить шаг поперечной арматуры , либо увеличить диаметр поперечной арматуры.

4.Сравнивается принятый по конструктивным требованиям шаг поперечных стержней (хомутов) с максимальной величиной:

,

где максимальная величина рассчитывается по формуле:

.

Если условие не выполняется, то необходимо уменьшить шаг поперечной арматуры таким образом, чтобы его значение не превышало рассчитанного максимального значения .

5.Вычисляется значение :

,

где: – коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (приложение 4).

6.Рассчитывается поперечная сила, воспринимаемая бетоном сжатой зоны над расчетным наклонным сечением, :

,

Далее проверяется условие:

.

Если условие удовлетворяется, то в дальнейшем расчете принимаем значение , если не удовлетворяется, то – значение .

7.Определяется длина проекции расчетного наклонного сечения :

,

соблюдая при этом требуемые ограничения:

; ; , если .

В случае, если хотя бы одно из условий не выполняется, в дальнейшем расчете принимаем минимальное значение.

8.Вычисляется поперечная сила, воспринимаемая поперечными стержнями (хомутами) в наклонном сечении, :

.

9.Окончательно проверяется основное условие прочности в наклонном сечении:

.

Если условие не выполняется, то следует уменьшить шаг поперечной арматуры , либо увеличить диаметр поперечной арматуры (следовательно, увеличится ) и заново вернуться к пункту III. При расчете поперечной арматуры, в случае увеличения диаметра от 6мм и более, изменяем класс арматуры с Вр-I на А-I.

Варианты заданий

Общее задание. Подобрать поперечную арматуру (шаг и диаметр) на приопорном участке прямоугольной балки по заданным размерам сечения балки, характеристикам материалов и поперечной силе. Определить длину приопорного участка. Показать окончательное поперечное сечение с указанной продольной и поперечной арматурой. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 12

Номер варианта	Размеры сечения, см	Класс бетона	Класс поперечной арматуры	Диаметр продольной растянутой арматуры (мм)/количество стержней (шт)	Поперечная сила, , кН
1, 16			В15	А-I	20/2
2, 30			В20	Вр-I	16/3
3, 29			В25	А-I	12/6
4, 28			В35	Вр-I	22/4
5, 27			В30	А-I	18/4
6, 26			В40	А-I	24/2
7, 25			В30	Вр-I	20/2
8, 24			В30	А-I	16/3
9, 23			В25	Вр-I	12/4
10, 22			В20	А-I	22/4
11, 21			В15	А-I	18/2
12, 20			В30	Вр-I	24/2
13, 19			В35	А-I	20/4
14, 18			В40	Вр-I	16/6
15, 17			В25	А-I	12/4