В практике строительства и проектирования может возникнуть задача использования готовых балок (или других элементов) в зданиях или сооружениях.
В этом случае необходимо определить несущую способность балки, т.е. определить максимальный изгибающий момент, который могут воспринимать нормальные (перпендикулярные продольной оси) сечения балки с фактическими размерами и армированием.
Для решения такой задачи о балке должно быть известно всё!
Информацию о балке можно получить из рабочих чертежей, по которым эта балка была изготовлена: размеры сечения, класс бетона, количество стержней, их диаметр и класс арматурной стали; размещение рабочей продольной арматуры.
При отсутствии рабочих чертежей всю эту информацию получают экспериментальным путем: измеряют, определяют класс бетона и арматуры и т.д.
Определяют несущую способность балки, используя формулы (2) ¸ (5), либо формулы (6) ¸ (9).
Пример расчета
Задание. Определить несущую способность балки - Mu (Mсеч) - см. рис. 6 а
Исходные данные: сечение балки 300х600 мм,
бетон класса В20,
рабочая (продольная) арматура - 5Æ25АIII,
рабочая высота сечения равна - h0 = 0,55 м,
коэффициент условий работы бетона gb2 = 0,9.
Решение. По СНиП2.03.01-84* расчетное сопротивление арматуры - Rs = 365 МПа, расчетное сопротивление бетона - Rb = 11,5 МПа (см. табл. 3.2 и 3.3).
Площадь сечения рабочей арматуры (5Æ25АIII) - As = 24,54 см2
С учетом коэффициента условий работы бетона gb2
Rb = 11,5 х 0,9 = 10,35 МПа.
Из уравнения (2) находим высоту сжатой зоны бетона
х = 
= 
= 0,288 м
Проверяем условие (5) х £ xR., где xR = x R h0.
По таблице 1 находим x R = 0,531.
х = 0,288 м £ xR = x R h0 = 0,531 × 0,55 = 0,293 м
Условие выполнено.
Несущую способность балки определим по формуле (3)
Mu = Rb b x (h0 – 0,5x) = 10,35 × 0,3 × 0,288 (0,55 - 0,5 × 0,288) = 0,7526 МН×м.
Задание для самостоятельной работы
Определить несущую способность Mu (Mсеч), железобетонной балки.
Исходные данные принять по табл. 3.1
Во всех примерах принять gb2 = 0,9.
При выполнении задания необходимо:
1. вычертить эскиз сечения:
2. вычислить значение высоты сжатой зоны и выделить сжатую зону на эскизе,
3. проверить условие (9) - не переармирована ли балка?
4. выполнить расчеты,
5. сформулировать вывод.
Таблица 3.1
Исходные данные
| Номер по списку группы | Размеры сечения | Рабочая продольная арматура | Класс бетона | |
| Ширина b, мм | Высота (рабочая высота) h (h0), мм | |||
| 400 (350) | 4Æ16 АII | В 15 | ||
| 4Æ18 АIII | В20 | |||
| 4Æ20 АII | В25 | |||
| 4Æ25 АIII | В 15 | |||
| 500 (450) | 4Æ20 АIII | В20 | ||
| 4Æ25 АII | В25 | |||
| 4Æ28 АII | В 15 | |||
| 4Æ25 АII | В20 | |||
| 4Æ22 АIII | В25 | |||
| 600 (530) | 5Æ28 АIII | В 15 | ||
| 6Æ20 АII | В20 | |||
| 6Æ32 АIII | В25 | |||
| 6Æ28 АII | В 15 | |||
| 5Æ32 АIII | В20 | |||
| 500 (450) | 4Æ16 АI | В25 | ||
| 4Æ16 АI | В 15 | |||
| 4Æ16 АI | В20 | |||
| 4Æ16 АI | В25 | |||
| 800 (730) | 6Æ25 АII | В 15 | ||
| 8Æ32 АIII | В20 | |||
| 6Æ28 АIII | В25 | |||
| 700 (630) | 6Æ36 АII | В 15 | ||
| 8Æ32 АIII | В20 | |||
| 6Æ32 АII | В25 | |||
| 600 (530) | 5Æ28 АIII | В 15 |
Таблица 3.2
Таблица 3.3
