Конструювання балки. Побудова епюри матеріалів

3.5 Конструювання балки. Побудова епюри матеріалів

Площа арматури в балках на опорах і в прольотах визначалась за найбільшими згинаючими моментами. В тих перерізах, де моменти менші, частину арматури, з метою її економії, можна обірвати. Арматурні стержні обриваються попарно.

Визначимо несучу здатність перерізу, армованого стержнями верхнього ряду, на опорі 3, 4Æ28 А-ІІ,  = 24,63 см2. Робоча висота

h01 = hb – tb – d – u/2 = 45 – 3 – 2,8 – 3/2 = 37,7 cм.

 за табл. 7.17 [5] η = 0,701.

Несуча здатність перерізу, армованого 2Æ 28 А-ІІ, .

h02 = hb – tb – d/2 = 45 – 3 – 2,8/2 = 40,6 cм.

В прольотах переріз балки армовано 2Æ18 + 2Æ16 А-ІІ,, h01 = 38,7 см; x1 = 0,215; h1 = 0,892; М1 = 96,86 кН·м.

Несуча здатність перерізу, армованого 2Æ 18 А-ІІ,  = 5,09 см2:

h02 = 41,1 см; x2 = 0,113; h2 = 0,943; М2 = 60,76 кН·м.

Відкладаючи в масштабі величини знайдених моментів, знаходимо точки теоретичного обриву стержнів і будуємо епюру матеріалів (рис. 3.4). Надійна робота обірваних стержнів буде забезпечена, якщо вони будуть заведені за місце теоретичного обриву на довжину анкеровки

де

Крок поперечних стержнів s=150 мм і величина поперечної сили Q1=53 кН в місці теоретичного обриву стержнів взяті з рис. 3.4. Так як , то приймаємо . Таким чином знаходимо величини зон анкеровки і для останніх стержнів.

4. Розрахунок рами акведука

4.1 Статичний розрахунок рами

Рама акведука являє собою три рази статично невизначену систему, так як ригель з колонами і колони з фундаментами з’єднані жорстко. Рама навантажена зосередженими силами F1 і F2 у місцях обпирання другорядних балок і рівномірно розподіленим навантаженням по всій довжині ригеля qmb від власної ваги, а також горизонтальною зосередженою силою W від вітру, прикладеною по осі ригеля (рис. 4.1, а).

Величини зосереджених сил :

F1=0,5 · qb · lb + g (ρb · hs · γf b + ρsc · hsc · γfc) · (hw + 0,2) · lb =

= 0,5·58,47 ·6,0+10 ·(2,5 · 0,17 · 1,05 + 1,8 · 0,02 · 1,2) · (1,7 + 0,2)·6,0=231,21 кН;

F2 = qb · lb = 58,47 · 6,0 = 350,82 кН.

Рівномірно розподілене навантаження від власної ваги ригеля

qmb = g ·ρb · bmb ·(hmb – hs) · γf b = 10 · 2,5 · 0,2 · (0,5 – 0,17) · 1,05 = 1,47кН/м.

Зосереджене зусилля від тиску вітру

W =с ·W0 · γf · lb ·(hw + hb)=1,4 · 0,24 · 1,4 · 6,0 · (1,7 + 0,45) = 2,96 кН,

де γf = 1,4 – коефіцієнт надійності за навантаженням для вітру,

с - сумарний аеродинамічний коефіцієнт.

За формулами додатку 9 [2] знаходимо розрахункові зусилля у перерізах рами від дії зовнішніх навантажень.

Коефіцієнт k обчислюємо за формулою

,

де момент інерції стояка

;

момент інерції ригеля в монолітному залізобетоні

,

приймаємо μ = 2 (для монолітного акведука).

Зусилля за першою схемою завантаження (рис. 4.1, б)

;

;

;

;

Зусилля за другою схемою завантаження (рис. 4.1, в)

 кН;

 кН;

 кН·м;

 кН·м;

кН·м.

За третьою схемою завантаження (рис. 4.1, г)

 кН;

 кНм;

кН·м;

Складуючи значення зусиль у відповідному перерізі за трьома схемами завантаження і враховуючи сили F1 = 231,21 кН, отримаємо для вихідної розрахункової схеми рами такі зусилля:

VA = 408,62 кН; VD = 412,26 кН; MВ = 102,36 кН·м;

HA = 21,8 кН; HD = 24,76 кН; МС = 111,84 кН·м;

MA = 48,09 кН·м; MD = 59,03 кН·м; Msn = 349,67 кН·м.