Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе
Расчет поперечной арматуры ведут для трех наклонных сечений: у крайней опоры и у первой промежуточной опоры слева и справа. Целесообразнее расчет начинать для сечений у первой промежуточной опоры слева, где действует наибольшая поперечная сила.
Первая промежуточная опора слева. 
кН. Площадь продольного армирования в расчетном сечении Ast = 14,73 cм2. Диаметр поперечных стержней в сварных каркасах должен удовлетворять требованиям по сварке. При максимальном диаметре продольной арматуры плоского каркаса – Æ25 мм, принимаем поперечную арматуру диаметром dsw = 10 мм с площадью 0,785 см2. Так как ригель армируется пространственным каркасом состоящим из двух плоских каркасов, то в расчетах на прочность по наклонным сечениям учитывается площадь поперечной арматуры двух каркасов, т.е. Asw = 1,57 см2.
Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил начинается проверкой условия
VSd ≤ VRd,ct, (4.1)
где VSd – расчетная поперечная сила от внешних воздействий;
VRd,ct – поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:
,
но не менее
здесь
Принимаем k = 1,52, СRd,c = 0.18/γc.
,
– при отсутствии осевого усилия (сжимающей силы).
Поскольку 
, то необходима постановка поперечной арматуры по расчету.
Расчет поперечной арматуры производим на основе стержневой модели (по методу ферменной аналогии).
Назначаем расчетное сечение на расстоянии aw1 = 700 мм от грани опоры, что меньше d = 725 мм и больше 0,5z = 0,5·η·d = 0,5·0,875·725 = 317 мм.
Расчетная поперечная сила в расчетном сечении на расстоянии aw1 = 700 мм от грани опоры составляет
= 
кН.
В критическом расчетном сечении должно выполняться условие:
(4.2)
где 
– касательные напряжения в расчетном сечении;
dz – расстояние между верхней и нижней продольными арматурами в сечении; dz = d – c = 725 – 35 = 690 мм.
Касательные напряжения в данном сечении:
.
Определяем максимально возможное значение cotθ из условия применимости метода:
,
где
.
Так как 
принимаем 
Тогда, приняв ориентировочно z = η·d = 0,9·d, определяем:
Полученное значение отношения 
должно удовлетворять условию
где
мм2/мм;
мм2/мм.
При использовании 2Æ10 S500 (Asw = 157 мм2) расчетный шаг поперечных стержней должен быть не более 
мм.
Таким образом, окончательно в приопорной зоне длиной ¼ пролета можно принимать шаг поперечных стержней S = 150 мм (кратно 50 мм), что удовлетворяет конструктивным требованиям 
мм и S £ 300 мм.
В средней части пролета шаг поперечных стержней должен назначаться не более ¾ ×h и не более 500 мм.
Принимаем S= 500 мм 
мм.
Аналогично вышеприведенному расчету, выполняются расчеты наклонных сечений у крайней опоры и первой промежуточной опоры справа.
4.7 Построение эпюры арматуры (эпюры материалов)
Для экономии стали часть продольных стержней арматурного каркаса обрывают в пролете в соответствии с огибающей эпюрой моментов. Места обрыва стержней позволяет установить эпюра арматуры (рисунок 4.5).
а) – схема армирования; б) – эпюра материалов
| |
Пролет 1
Продольная арматура 2Æ28 + 2Æ25 S500 (Ast=22,14 см2).
Вычисляем характеристики сечения: уточненное значение с = 73 мм, тогда d = 800 – 73 = 727 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast= 22.14 см2):
кН×м.
Из четырех стержней 2Æ25 обрываем в пролете.
Для сечения с оставшимися 2Æ28 (Ast= 12,32 см2) при с = 44 мм, d = 800 – 44 = 756 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast= 12,32 см2):
кН×м.
Пролет 2
Арматура 2Æ20+2Æ25 S500 (Ast= 16.10 см2).
При с = 62,5 мм d = 800 – 62,5 = 737,5 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast= 16.1 см2):
кН×м.
Из четырех стержней 2Æ20 обрываем в пролете.
Для сечения с оставшимися 2Æ25 (Ast= 9,82 см2) находим при с = 37,5 мм d = 800 – 37,5 = 762,5 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast= 9.82 см2):
кН×м.
Опора В
Арматура 3Æ25 S500 (Ast= 14.73 cм2), с = 75 мм, d = 725 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast= 14.73 см2):
кН×м.
На некотором удалении от опоры обрываем все стержни.
Пролет 1
Верхняя арматура принята из 2Æ14 S500 (Ast = 3,08 см2), d = 800 – 30 = 770 мм.
;
Тогда несущая способность сечения составит:
кН×м.
Пролет 2
Верхняя арматура принята 2Æ20 (Ast= 6.28 см2), d = 770 мм.
;
Ординаты эпюры арматуры (изгибающий момент, воспринимаемый сечением с Ast = 6,28 см2):
кН×м.