3. Призначення геометричних розмірів

В загальному випадку розміри перерізів балок призначають (п. 13.3.2 [2]) із слідуючих міркувань: висота перерізу в середині балки h = (1/10...1/15) l, де l – проліт балки; схил верхнього пояса 1/12; ширина верхньої стиснутої полиці = (1/50...1/60) l (звичайно 200...400 мм); ширина нижнього пояса 250...300 мм з врахуванням зручності розміщення всієї напружуваної арматури; товщина стінки b = 60...100 мм; товщина полиць не менше 80 мм; схили скосів полиць 30...45⁰, висота перерізу на опорі типових балок 790 і 890 мм.

На рис. 1 показані прийняті розміри перерізів балки

Рисунок 1. Загальний вид та перерізи балки

Розрахунковий проліт балки l₀ = 18000 – 2  25 – 2  150 = 17650 мм, де 25 мм – відстань від осі будівлі до торця балки; 150 мм – відстань від торця балки до середини опори.

4. Визначення навантажень

Підрахуємо рівномірно розподілені розрахункові навантаження на одиницю довжини балки.

Постійне:

– від покриття 3,03  6 = 18,18 кН/м,

де 3,03 кН/м² – з розрахунку плити; 6 м – ширина вантажної площі (крок балок);

– від власної ваги балки (91/18)  1,1 = 5,55 кН/м,

де 91 кН – маса балки (табл. 5.1 [3]); 18 м – проліт балки; 1,1 – коефіцієнт надійності з навантаження _f;

– від вентиляційних коробів і трубопроводів (за проектом) 0,5  6  1,2 = 3,6 кН/м; де 0,5 кН/м  6 м – нормативне значення; 1,2 – коефіцієнт _f;

– усього g =18,18 + 5,55 + 3,6 = 27,33 кН/м.

Тимчасове (снігове):

– тривале 0,3  6  1,4 = 2,5 кН/м;

– короткочасне 0,7  6  1,4 = 5,9 кН/м,

де 0,3  6 та 0,7  6 – нормативні значення; 1,4 – коефіцієнт _f.

Повне розрахункове навантаження:

– постійне і тривале 27,33 + 2,5 = 29,83 кН/м;

– короткочасне 5,9 кН/м;

– разом 29,83 + 5,9 = 35,73 кН/м.

В разі проектування для I і II снігових районів не враховується тривала частина снігового навантаження, а в разі наявності пилового навантаження його відносять до тимчасового тривалого.

5 Визначення зусиль

Згинаючий момент в середині прольоту від повного розрахункового навантаження

кН  м,

де _n = 0,95 – коефіцієнт надійності з призначення.

Згинаючий момент в 1/3 прольоту балки від повного розрахункового навантаження, тобто на відстані від опори х₁ = l₀ / 3 = 17,65 / 3 = 5,89 м

кН  м.

Найбільша поперечна сила від повного розрахункового навантаження

кН.

6 Попередній розрахунок перерізу напружуваної арматури

З умови забеспечення міцності переріз напружуваної арматури повинен бути:

A_sp = M / 0,9  h₀R_s = 132000000 / 0,9  145  1045(100) = 9,7 см²,

де h₀ = h – а = 154 – 18 /2 = 145 см.

В перерізі на відстані 1/3 прольоту від опори балки

A_sp = M₁ / 0,9  h₀₁R_s = 117500000 / 0,9  121  1045(100) = 10,3 см²,

де h₀₁ = h₁ – а = 130 – 18 /2 = 121 см.

В останьому підрахунку

h₁ = h_os + [(h – h_os) / 0,5l ] x = 79 + [(154 – 79) / 0,5  1800]  605 = 130 см,

де х = х₁ + а_о = 590 + 15 = 605 см – відстань від торця балки до перерізу в 1/3 розрахункового прольоту.

Орієнтировочний переріз напружуваної арматури з умови забеспечення тріщиностійкості

A_sp = М /   R_sh_o = 132000000 / 0,6  1045  (100)  145 = 14,5 см²,

де  = 0,5...0,6 – прийнято  = 0,6.

Необхідна кількість дроту 5 Вр–II, A_s = 0,196 см²

n = A_sp / A_s = 14,5 / 0,196 = 74 шт,

приймаємо 755 Вр–II з A_sp = 14,7 см².

Таким чином для подальших розрахунків попередньо приймаємо:

– площу перерізу напружуваної арматури A_sp = 14,7 см²;

– площу перерізу ненапружуваної арматури в стиснутій зоні бетону (в верхній полиці) конструктивно 410 A–III, = 3,14 см²;

– площу перерізу ненапружуваної арматури в розтягнутій зоні (в нижній полиці) конструктивно 410 A–III, A_s = 3,14 см².