Содержание
Некоторые методики расчета монолитных железобетонных конструкций на действующую нагрузку достаточно подробно описаны мною в соответствующих статьях. Между тем в строительстве, даже и частном, нередко возникает ситуация, когда уже есть некая ж/б конструкция, например перемычка, или другая какая балка. Все параметры такой балки известны и надо определить несущую способность такой балки, т.е. выполнить как бы обратный расчет.
Рассмотрим как это делается на следующих примерах:
Определение несущей способности ж/б балки без арматуры в сжатой зоне
железобетонная балка длиной 4.5 м, высотой h = 30 см, шириной b = 240 мм из бетона марки М300, что соответствует классу В22.5. Балка армирована арматурой класса А-III (A400), двумя стержнями диаметром 18 мм снизу. В качестве крупного заполнителя использовался гранитный щебень (в итоге имеем тяжелый бетон)
Требуется определить:
какую равномерно распределенную нагрузку выдержит такая балка при условии шарнирного закрепления на опорах.
Решение:
Алгоритм расчета в этом случае выглядит следующим образом: сначала определяется высота сжатой зоны бетона, затем — значение момента, а после этого можно определить значение нагрузки. Ну а теперь подробнее:
1. Определение пролета балки
Так как длину опорных участков балки желательно принимать не менее h/2, то в нашем случае расчетный пролет составит l = 4.5 — 0.3 = 4.2 метра.
2. Определение прочностных характеристик
Расчетное сопротивление арматуры растяжению мы можем сразу принять по соответствующей таблице Ra = 3600 кг/см 2 . В таблицах расчетное сопротивление бетона класса В22.5 не приводится. Однако ничего не мешает нам определить это значение интерполированием:
Rb = (11.5 + 14.5)/2 = 13 МПа или 13/0.0981 = 132.5 кг/см 2
а с учетом различных коэффициентов, учитывающих возможную длительность действия нагрузки, повторяемость нагрузок, условия работы бетона и др. мы для надежности примем Rb = 132.5·0.8 = 106 кг/см 2 .
Два стержня арматуры диаметром 18 мм имеют площадь Аs = 5.09 см 2 . Это можно определить как непосредственно из формулы А = пd 2 /4, так и по таблице.
3. Определение относительной высоты ho
Если ho нам не известно, то из конструктивных соображений в данном случае защитный слой бетона а ≥ 1.8 см, соответственно ho ≤ 30 — 1.8 — 0.9 ≤ 27.3 cм. Для дальнейших расчетов примем значение ho = 27 cм.
4. Определение высоты сжатой зоны бетона
Согласно формуле 220.6.5 высота сжатой зоны у составляет
(6.5)
у = 3600·5.09/(106·24) = 7.2024 ≈ 7.2 см
Заодно определим, находится ли данное значение в пределах допустимого
у/ho ≤ ξR
7.2/27 = 0.267 5. Определение максимального значения момента
Так как согласно формуле 220.6.3
M 6. Определение равномерно распределенной нагрузки
q = 8M/l 2 = 8·4286/4.2 2 = 1943.46 кг/м
Т.е. имеющаяся балка при условии того, что при ее проектировании и изготовлении были соблюдены все конструктивные и технологические требования может выдерживать нагрузку до 1943 кг/м. Если на балку будут действовать одна или несколько сосредоточенных сил, то заключительная часть расчета будет несколько другой. Тем не менее часто сосредоточенную нагрузку или нагрузки можно привести к эквивалентной равномерно распределенной.
А если в сжатой зоне сечения также имеется арматура и ее влияние на прочность хочется учесть, то алгоритм расчета при этом не меняется, лишь немного усложняются формулы:
Определение несущей способности ж/б балки с арматурой в сжатой зоне
Например у рассчитанной выше балки имеется арматура в сжатой зоне — 2 стержня арматуры диаметром 12 мм. Площадь сечения сжимаемой арматуры составит А’s = 2.26 см 2 . Расстояние от верха балки до центра тяжести сжатой арматуры примем равным a’ = 3 см. Расчетное сопротивление сжатию составляет Rsc = 3600 кг/см 2 .
При наличии арматуры в сжатой зоне формула для определения высоты сжатой зоны примет следующий вид:
(282.5)
у = 3600(5.09 — 2.26)/(106·24) = 4 см
так как у нас у/ho
Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783
Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 0121 5641
Кошелек webmoney: R158114101090
- Расчет конструкций . Расчет железобетонных конструкций
Конечный результат это нагрузка на погонный метр или квадратный?
На погонный. А если шаг между балками 1 метр, то и на квадратный.
Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).
Назначение калькулятора
Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.
Соответственно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:
- Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
- Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
- Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
- Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.
Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.
Принцип работы
Согласно ГОСТ 26519-85 «Конструкции железобетонные заглублённых помещений с перекрытием балочного типа. Технические условия» формула расчёта полезной нагрузки железобетонных балок перекрытия складывается из следующих характеристик:
- Нормативно-эксплуатационная нагрузка на балки перекрытия с определённым коэффициентным запасом. Для жилых зданий данный показатель нагрузки составляет 151 кг на м2, а коэффициентный запас равен 1,3. Получаемая нагрузка – 151*1,3=196,3 кг/м2;
- Нагрузка от общей массы блоков, которыми закладываются промежутки между балками. Блоки из лёгких материалов, к примеру из пенобетона или газобетона, показатель плотности которых D-500, а толщина 20 см будут нести нагрузку – 500*0,2=100 кг/м2;
- Испытываемая нагрузка от массы армированного каркаса и последующей стяжки. Вес стяжки с толщиной слоя 5 см и показателем плотности 2000 кг на м3 будет образовывать следующую нагрузку – 2000*0,05=100 кг/м2 (масса армировки добавлена в плотность бетонной смеси).
Показатель полезной нагрузки железобетонной балки перекрытия составляется из суммы всех трёх перечисленных показателей – 196,3+100+100=396,3 кг/м2.
БАЛКИ СТРОПИЛЬНЫЕ И ПОДСТРОПИЛЬНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ
Reinforced concrete rafter and longitudinal beams. Specifications
МКС 91.080.40
ОКП 58 2200
Дата введения 2017-01-01
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом промышленных зданий и сооружений (ОАО "ЦНИИПромзданий")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 августа 2015 г. N 79-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2015 г. N 1991-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 20372-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 20372-90
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает технические требования, методы контроля и правила приемки, транспортирования и хранения железобетонных стропильных и подстропильных балок (далее — балки), изготовляемых из тяжелого бетона и легкого конструкционного бетона.
1.2 Балки предназначаются для покрытий зданий и сооружений различного назначения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости
ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 13840-68 Канаты стальные арматурные 1×7. Технические условия
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 17623-87 Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотности
ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 17625-83 Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 22362-77 Конструкции железобетонные. Методы измерения силы натяжения арматуры
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры
ГОСТ 23009-78 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки)
ГОСТ 23858-79 Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемки
ГОСТ 24297-2013 Верификация закупленной продукции. Организация проведения и методы контроля
ГОСТ 25820-2014 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 26134-84 Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости
ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения
ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления
ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 балка: Несущий горизонтальный или наклонный цельный строительный элемент для перекрытия и покрытий.
3.2 стропильная конструкция: Несущий элемент зданий, воспринимающий нагрузку от покрытия кровли.
3.3 подстропильная конструкция: Несущая конструкция, предназначенная для опирания стропильных конструкций в средних рядах колонн многопролетных зданий.
4 Технические требования
4.1 Основные параметры и размеры
4.1.1 Балки следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а также рабочих чертежей и технологической документации, утвержденной в установленном порядке, по рабочим чертежам серий 1.462.1-10/93 [1], 1.462.1-1/88 [2], 1.462.1-3/89 [3], 1.462.1-23 [4], 1.462.1-16/88 [5], 1.462.1-24 [6], 1.862.1-7 [7], 1.862.1-8.94 [8], 1.862.1-2/88 [9], 1.849.1-5.93 [10], 1.849.1-2 [11].
4.1.2 Типы конструктивных решений балок:
— с параллельными поясами;
— односкатные;
— двускатные.
4.1.3 Форма и основные размеры наиболее часто применяемых балок приведены в приложении А.
4.1.4 Балки изготовляют предварительно напряженными, кроме балок типоразмеров 1БСП7 и 2БСП7. Балки типоразмеров БСП6, БСП9, 2БСО6, 2БСО8, 2БСО9 и 1БСО11 допускается изготовлять с ненапрягаемой арматурой.
4.1.5 Балки следует изготовлять со строповочными отверстиями для подъема и монтажа. Допускается вместо строповочных отверстий предусматривать монтажные петли, выполненные в соответствии с указаниями рабочих чертежей на эти балки.
4.1.6 Балки применяют с учетом их предела огнестойкости, указанного в рабочих чертежах балок.
4.2 Характеристики балок
4.2.1 Балки должны удовлетворять установленным при проектировании конкретного объекта требованиям по прочности, жесткости, трещиностойкости и при испытании их нагружением в случаях, предусмотренных рабочими чертежами, выдерживать контрольные нагрузки.
4.2.2 Балки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015:
— по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте, передаточной и отпускной);
— по морозостойкости бетона, а для балок, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, — также по водонепроницаемости бетона;
— по показателям средней плотности легкого бетона;
— по маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;
— по толщине защитного слоя бетона до арматуры;
— по защите от коррозии.
4.2.3 Несущая способность конкретной балки определяется автором проекта здания (сооружения) по действующим в период применения нормативным документам.
4.3 Требования к материалам
4.3.1 Балки следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 или легкого конструкционного бетона по ГОСТ 25820 классов по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах балок.
4.3.2 Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения арматуры) в предварительно напряженных балках следует проводить после достижения бетоном требуемой передаточной прочности.
Нормируемая передаточная прочность бетона предварительно напряженных балок должна соответствовать значению, приведенному в рабочих чертежах на эти балки, но принимается не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие.
4.3.3 Нормируемая отпускная прочность бетона предварительно напряженных балок должна быть не ниже нормируемой передаточной прочности, а балок с ненапрягаемой арматурой — не ниже 70% класса бетона по прочности на сжатие.
При поставке балок в холодный период года нормируемая отпускная прочность бетона балок может быть повышена до 90% класса бетона по прочности на сжатие, соответствующей его классу, согласно требованиям рабочих чертежей этих балок.
Нормируемая отпускная прочность бетона должна соответствовать значению, указанному в рабочих чертежах на конкретное здание или сооружение и в заказе на изготовление балок согласно требованиям ГОСТ 13015.
4.3.4 Для балок, эксплуатируемых при слабо- и среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды, следует применять бетон, удовлетворяющий дополнительным требованиям, установленным в рабочих чертежах (согласно действующим нормативным документам) и указанным в заказе на изготовление балок.
4.3.5 Для армирования балок следует применять следующие виды и классы арматуры:
— в качестве напрягаемой арматуры — горячекатаную и термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля классов А600, А800 и А1000 (ГОСТ 10884), арматурные канаты классов К1400 и К1500 (ГОСТ 13840), а также арматуру по действующим в государстве — участнице Соглашения нормативным документам и технической документации*;
_______________
* В Российской Федерации арматуру класса А500С и В500С изготовляют по ГОСТ Р 52544.
— в качестве ненапрягаемой арматуры — стержневую арматуру классов А240, А400 (ГОСТ 5781) и проволоку класса В500 и Вр500 (ГОСТ 6727), а также арматуру по действующим в государстве — участнице Соглашения нормативным документам и технической документации.
4.3.6 Допускается в качестве напрягаемой арматуры плит применять арматуру класса А400, упрочненную вытяжкой, с контролем значения напряжения и предельного удлинения.
4.3.7 Сварные арматурные и закладные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922.
4.3.8 Значения напряжений в напрягаемой арматуре, контролируемые по окончании натяжения ее на упоры, а также допустимые предельные отклонения напряжений в напрягаемой арматуре должны соответствовать приведенным в рабочих чертежах.
4.4 Требования к качеству поверхности и внешнему виду балок
4.4.1 Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение в балках должны соответствовать указанным в рабочих чертежах или стандартах на эти балки и требованиям ГОСТ 10922.
4.4.2 Значения фактических отклонений геометрических параметров балок не должны превышать предельных, указанных в таблице 1.
Таблица 1
Размеры в миллиметрах
Вид геометрического параметра
Наименование геометрического параметра
