Материал: 1300
5.РАСЧЕТ СБОРНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННОЙ ДВУТАВРОВОЙ БАЛКИ ПОКРЫТИЯ
Железобетонные балки покрытия применяют при пролётах
6; 9; 12; 15; 18 м при шаге 6 или 12 м.
По очертанию балки подразделяются на следующие типы:
– постоянной высоты сечения:
а) В плоском покрытии, характерным расходом утеплителя;
в односкатном покрытии;
L
1 :12
б)
L
1 :12
– переменной высоты сечения: а) в односкатном покрытии,
балки с ломаным нижним поясом;
L |
1 :12 |
1 :12 |
б) в двускатном покрытии
L
Профили поперечного сечения балок:
– прямоугольного в решётчатых балках с часто расположенными отверстиями; балки удобны в изготовлении, но с завышенным расходом бетона и арматуры;
2
1 |
1 :12 |
1 :12 |
1 255
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b = 200… 280 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– таврового в балках малых (6, 9 м) пролётов:
1
Опорное ребро |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
1 – 1 |
|||||||
жёсткости |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100… 150
– двутаврового в балках пролётов 12… 18 м для скатных покрытий.
bf
|
|
|
hf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Технологические |
b |
уклоны |
||
hперем
hf
bf
Двускатные балки двутаврового поперечного сечения являются наиболее экономичными по расходу бетона и арматуры.
Высота сечения балок в середине пролёта принимается в диапазоне 1/10… 1/15 L; для двускатной балки при заданном уклоне
1 : 12.
hmax = hоп + 1/12 · L/2,
где hmax – высота сечения в середине пролёта;
hоп – высота сечения на опоре (типовой размер 600; 900 мм).
56
Ширина верхней сжатой полки из условия устойчивости из плоскости балки при транспортировании и монтаже назначается в диапазоне 1/50… 1/60 L, обычно b΄f = 200… 400 мм. Ширина и высота нижней полки формируются из удобства размещения продольной растянутой арматуры; bf = 200… 350, hf = 100… 250 мм. Высота сжатой полки влияет на несущую способность нормальных сечений и принимается: hf = 150… 200 мм. Толщина
стенки (ребра – b) устанавливается из условия размещения одного или двух вертикальных каркасов: b = 60… 100 мм.
Нагрузка (снег, кровля и т.д.) на балку передаются через продольные рёбра плит покрытия, балка закрепляется на колоннах монтажной сваркой.
Расчётная схема – однопролётная балка с шарнирными опорами – загружается в общем случае (фонари, снеговые мешки и т.д.) неравномерной нагрузкой в виде сосредоточенных сил.
Для балок покрытий без фонарей и подвесного кранового оборудования сосредоточенные силы расчётной нагрузки могут быть заменены эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
|
|
1 : 12 |
|
|
|
1 : 12 |
|
hоп |
|
|
|
hmax |
|
|
|
150 |
|
|
|
L |
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
||
|
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
qcв |
|
|
q(кн/м) = q(кн/м2) · В |
В – шаг |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
балок |
|
x |
l0 |
= L – 0,30 (м) |
|
|
||
|
|
|
|
||||
M |
|
|
|
|
|
|
Mx = qx(l0 – x)/2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qmax = ql0/2 |
При |
статическом расчёте двускатной балки следует учесть, |
||||||
что опасное (расчётное) сечение расположено не в середине |
|||||||
пролёта. Если при «нулевом» |
резерве прочности эпюру несущей |
||||||
|
|
|
|
|
57 |
|
|
способности (эпюру материалов) наложить на расчётную эпюру моментов, то точка соприкосновения эпюр будет находиться от опоры на расстоянии
x = 0,35… 0,4 l0 ;
рекомендуется принимать x = 0,37 l0.
1:12 1:12
Mu1 RS AS Zb1;Mu2 RS AS Zb2
Конструктивным расчётом опасного сечения определяется продольная растянутая арматура (напрягаемая проволочная – Вр II, стержневая – А-IV; А-V, канатная – К7), принимаемая в виде отдельных арматурных элементов.
Арматурные высокопрочные |
элементы |
|
Варианты элементов Вр – II: |
||
hf |
ø |
ø |
ø |
ø |
Ø3… 8 |
bf |
ø |
|
При расчёте наклонных сечений длина проекции опасного сечения может быть принята равной расстоянию от опоры до первой сосредоточенной силы от спаренных рёбер плит покрытия.
58
Поперечная арматура, полученная по расчёту, помещается в вертикальные каркасы, продольные стержни которых являются монтажными.
Р
h0
C
Следует отметить, что при проверке прочности наклонной полосы между наклонными трещинами возможно принятие решения об увеличении толщины стенки (ребра b) на приопорном участке балки.
При проверке трещиностойкости предварительно напряжённых балок необходимо учитывать возможность образования трещин в верхней зоне при изготовлении конструкций, что снижает величину момента трещинообразования Мcrc в растянутой зоне.
При расчёте прогибов двускатных балок следует учитывать, что они имеют переменную по длине жёсткость.
Кроме преднапряжённых отдельно элементов и вертикальных каркасов армирование балки включает:
– « |
» – образные каркасы армирования |
|
« |
» – Образные |
|
|
|
каркасы |
|||
верхней полки; |
|
|
|
||
– « |
» – образные каркасы армирования |
|
|
|
|
нижней полки, охватывающие напрягаемые |
|
||||
элементы; |
|
Вертикальные |
|||
– дополнительную поперечную арматуру |
|||||
каркасы |
|
||||
на всю высоту опорного ребра, |
|
|
|||
|
|
|
|||
привариваемую к опорной пластине и |
|
|
|
||
воспринимаемую не менее 20 % усилия |
« |
» – Образные |
|||
в рабочей арматуре; |
|||||
– дополнительную косвенную арматуру, |
|
каркасы |
|
||
охватывающую продольные напрягаемые |
|
|
|||
стержни, на участке не менее 0,6 lp от торцов |
|
||||
балки. |
|
|
|
||
|
5.1. Конструктивная схема покрытия |
||||
59