Решение

1. Определяем расчетные характеристики бетона и арматуры

R_b = 14,5 Мпа =145 кг/см²

R_bt= 1,05 МПа = 10,5 кг/см²

R_s= 365 Мпа = 3650 кг/см² (для арматуры класса А-Ш )

R_sw = 175 Мпа = 1750 кг/см² (для арматуры класса A-I)

2. Определяем полную расчетную нагрузку на балку

3. Производим статический расчет балки

,

4. Рассчитываем продольную рабочую арматуру

Вычисляем величину изгибающего момента, который может воспринять

полка таврового сечения по формуле

= 267,53 кНм > = 88,875 кН м, следовательно, нейтральная ось проходит в полке тавра и сечение будет рассчитываться как прямоугольное с шириной, равной ширине полки, т.е.b = . Далее вычисляем коэффициентпо формуле

По коэффициенту устанавливаем коэффициент.= 0,965. Вычисляем площадь поперечного сечения рабочей арматуры

По таблице сортамента арматуры принимаем 2ᴓ22 A -III (= 7,60 см² )

5. Производим расчёт поперечной арматуры. Проверяем условия:

,

.

.

– условие выполняется

- условие не выполняется, следовательно, расчёт поперечной арматуры необходим.

Вычисляем величину поперечной силы, приходящейся на единицу длины балки по формуле:

Вычисляем шаг хомутов

По конструктивным требованиям при h > 450 мм s = h/3 = 50/3 = 16,7 см и должен быть 200мм.

С учетом вычислений, а также конструктивных требований окончательно принимаем шаг хомутов s = 150 мм = 15 см.

Тогда площадь поперечного сечения одного хомута

По сортаменту и с учетом условия свариваемости принимаем поперечную арматуру ᴓ6 A -I (= 0,283 см²)

6. Производим конструирование балки.

Задача 3

Подобрать сечение сварной колонны двутаврового сечения на действие расчетной силы с учетом коэффициента надеж­ности по назначению , приложенной в центре колонны. Материал конструкции ВСтЗпсб, расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие=7,5 МПа. Расчетная схема колонны показана на рис. 1.16,б.

Таблица 3

Исходные данные

Последняя цифра шрифта	, м	Предпослед-няя цифра шрифта	N, кН
0	12	9	400
1	11,5	8	450
2	11	7	500
3	10,5	6	550
4	10	5	600
5	9,5	4	650
6	9	3	700
7	8,5	2	750
8	8	1	800
9	7,5	0	850

Рис 3 Расчетная схема колонны

Пример выполнения расчетов:

Подобрать сечение сво­бодно стоящей колонны (нижний конец за­щемленный, верхний конец свободный) сварного двутаврового сечения центрально загруженной силой = 2500 кН. Высота ко­лонны = 6 м. Коэффициент условий рабо­ты = 1. Материал конструкции ВСтЗкп2.

Рис 4. Сечение колонны

Решение

Расчетная длина колонны с учетом закрепления ее концов . Расчетное сопротивление ста­ли= 215 МПа. Задаемся предваритель­но гибкостью= 80, (= 0,686) и производим предварительный подбор сечения

.

Принимаем сварное двутавровое сечение (рис. 4) площадью .

Проверим соблюдение конструктивных требований.

Отношение высоты стенки к толщине

Постановка ребер жесткости в стенке не требуется. Проверяем устойчивость поясов

. Устойчивость поясов обеспечена.

Моменты инерции принятого сечения

Радиусы инерции

Гибкость

Проверку напряжений производим по наибольшей гибкости

Несущая способность колонны обеспе­чена. Сварные швы принимаем конструк­тивно толщиной = 7 мм.