1. Рассчитать арматуру тавровой балки;

2. Рассчитать максимальный прогиб.

схема 2 – шарнирно опертая балка нагружена сосредоточенной силой в середине пролета.

1. Определение значений поперечных сил и изгибающих моментов.

Для нахождения значений поперечных сил и изгибающих моментов, действующих в сечении балки, составляем уравнения равновесия сил и моментов:

;

;

Тогда реакции опор равны:

Для построенния эпюры изгибающих моментов рассмотрим два участка:

I:

; – эпюра имеет очертание прямой

;

II:

- эпюра имеет очертание прямой

Опасное сечение в середине пролёта, максимальное значение изгибающего момента

Строим эпюры Рис. 1.

2. Подбор продольной арматуры

Выбираем бетон класса В20 (Rb=10,5 МПа при gb2 = 0,9); арматуру класса A-III (Rs = 365 МПа).

h0 = 500 – 40 = 460 мм. Расчет производим согласно п. 3.22 [2] в предположении, что сжатая арматура по расчету не требуется.

= 10,5 · 500 · 150 (460 – 0,5 · 150) = 303,2 · 106 Н · мм = 303,2 кН · м > М = 201,6 кН · м, т.е. граница сжатой зоны проходит в полке

Рис. 2 Сечение балки. Положение границы сжатой зоны

Расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b = = 500 мм согласно п. 3.18 [2].

Вычислим значение am:

т.е. сжатая арматура действительно не требуется.

Площадь сечения растянутой арматуры вычислим по формуле (23) [2]. Для этого по табл. 20 [2] при am = 0,181 находим z методом интерполяции:

тогда

мм2=13,356 см2.

Принимаем 2 Æ 20 (As = 6,28 см2=628 мм2) + 2 Æ 22 (As = 7,6 см2=760 мм2).

As = 13,88 см2= 1388 мм2

3. Подбор поперечной арматуры

Расчет железобетонных элементов на действие поперечной, силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами должен производиться из условия

где Q – поперечная сила в нормальном сечении, принимаемом на расстоянии от опоры не менее h0, Q=67,2 кН;

jw1 – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к оси элемента, и определяемый по формуле

jw должен быть не более 1,3; поэтому принимаем jw1=1,3

jb1 – коэффициент, определяемый по формуле

здесь b – коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона – 0,

Rb = 10,5 МПа для выбранного бетона.

- условие выполняется.

Рассматриваем участок балки на длине (без участков у опор длиной 0,3 м).

Из условия сварки принимаем диаметр хомутов 6 мм арматуры A-III.

Первоначально задаёмся шагом хомутов в приопорном участке балки : , принимаем

Шаг хомутов в пролёте балки :

При этом шаг должен быть не более

Уточняем шаг хомутов в пролёте

Количество хомутов в приопорных участках , в пролёте