6. Определение мест отгиба стержней в ребре балки

После подбора продольной арматуры в сечении 1-1 посередине пролета необходимо определить места отгибов арматурных стержней ребра по длине балки. Необходимость устройства отгибов связана с уменьшением изгибающих моментов при удалении от середины пролета, необходимостью закрепления в сжатой зоне бетона отгибаемых стержней и конструктивным наличием при отгибах наклонных участков стержней в ребре балки, воспринимающих растягивающие и скалывающие напряжения в ребре балки.

Конструктивно необходимо, чтобы 1/3 всего количества стержней растянутой арматуры было доведено до концов балки. Поскольку выражение n₂/3 может быть не целым, то необходимо округление этого числа до целого (с избытком). Оставшиеся стержни разбиваются на группы (обычно пары) стержней. Эти группы стержней отгибаются поочередно согласно параболической эпюре изгибающих моментов (или аналогичной эпюре материалов) с учетом конструктивных ограничений.

На рис.8 изображена схема определения мест отгиба стержней в ребре балки для случая 8 стержней в ребре (рис.7). Теоретические места отгиба стержней могут быть найдены графически или аналитически как места пересечения горизонтальных линий с эпюрой моментов. Указанные горизонтальные линии проведены с шагом М_пред/4, который определяет долю усилия, которое воспринимает каждая из групп (пар) стержней. В этом случае координаты теоретических обрывов стержней можно вычислить в виде:

(54)

где - координаты (абсциссы) теоретических мест отгибов групп стержней (начало координат то есть х=0 в точке оси опирания на левой опоре),

где i – номер группы стержней, для которых определяются места отгибов;

j – номер места отгиба группы стержней (j=1 - место отгиба у левой опоры, j=2 – место отгиба у правой опоры), причем

, (55)

, (56)

- расчетная длина балки; - коэффициент, определяющий долю М_пред, воспринимаемую суммарно группами стержней, предшествующими отгибаемыми стержнями. Например, для схемы на рис.8 для 3 пары стержней =0,5, для 4 пары стержней =0,75.

Поскольку эпюра моментов симметрична относительно середины пролета, то и теоретически места отгибов одной и той же группы стержней будут симметричны относительно середины пролета:

(57)

Фактические значения мест отгиба стержней определяют с учетом длин заведения (Δх) стержней за места теоретических отгибов:

; (58)

. (59)

Длина заведения стержня за место теоретического отгиба для арматурных сталей А-II и А_с – II должна составлять не менее:

22d – при классе бетона В30 и выше;

25d – при классах бетона В20 – В27, где d – диаметр стержня.

Для арматурных сталей класса A-III длину заведения следует увеличить на 5d.

Для горизонтальных растянутых стержней необходима заведения их за оси опирания балки не менее 8d (1 пара стержней на рис.8). Кроме этого, крайние стержни, примыкающие к боковым поверхностям балки, должны быть отогнуты у торца под углом 90˚ и продолжены вверх до половины высоты балки (2 пара стержней на рис.8).

Остальные отгибаемые стержни должны иметь отгибы под углом α=30…45˚ к горизонту, причем любое вертикальное сечение в этой области должно пересекать хотя бы один наклонный стержень. Радиусы отгибов стержней R₁ не менее 10d, а R₂ не менее 3d (рис. 8). Горизонтальные прямолинейные участки стержней S в сжатой зоне ребра должны быть не менее 10d (от конца закругления).