Как определяется площадь продольной рабочей арматуры в плите

6.1.3. Определение площади сечений арматуры плитной части

Площадь сечений рабочей арматуры A_s в обоих направлениях определяется из расчета на изгиб консольного выступа плитной части фундамента в сечениях на грани колонны (подколонника) и по граням ступеней от действия давления грунта.

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента определяется по формуле

(6.34)

где М_i — изгибающий момент в рассматриваемом сечении консольного выступа (по грани колонны или по граням ступеней); h_i — рабочая высота рассматриваемого сечения от верха ступени до центра арматуры; R_s — расчетное сопротивление арматуры.

Изгибающие моменты M_i в расчетных сечениях определяются по давлению грунта р , вычисленному от расчетных значений нормальной силы М , приложенной по обрезу фундамента, и изгибающего момента М на уровне подошвы, действующего в плоскости определяемого момента M_i [6].

Изгибающий момент M_i в сечении i , определяемый в направлении l (большего размера подошвы),

(6.35)

и в направлении b (меньшего размера подошвы)

(6.36)

где c_i — длина консоли от края фундамента до расчетного сечения (рис. 6.8); p_max — максимальное краевое давление на грунт, определяемое по формуле (6.9); р_i — давление на грунт в расчетном сечении:

(6.37)
(6.38)

6.1.4. Расчет плитной части на «обратный» момент

При неполном касании подошвой фундамента грунта (см. гл. 5) необходимо проверять прочность плитной части на изгиб в обратном направлении в сечениях (по граням ступеней), расположенных в пределах участка отрыва подошвы от действия веса грунта на уступах фундамента и от нагрузок на полу над фундаментом, которые вызывают так называемый обратный момент.

Обратный момент должен быть воспринят бетонным сечением плитной части (без постановки горизонтальной арматуры в растянутом сечении). Предельное значение обратного момента M_ir должно удовлетворять условию

(6.39)

где М_ir — изгибающий обратный момент в рассматриваемом i -м сечении консольного выступа (по грани колонны или по граням ступеней): W_i — момент сопротивления для растянутой грани i -го бетонного сечения.

Изгибающий обратный момент М_ir определяется как сумма изгибающих моментов в рассматриваемом сечении от действия нагрузки на поверхности и веса фундамента с лежащим выше грунтом (рис. 6.9):

(6.40)

где q — нагрузка на пол, кН/м 2 ;

;
(6.41)

здесь — усредненный удельный вес грунта и фундамента кН/м 3 ; d — глубина заложения фундамента.

Момент сопротивления бетонных сечений определяется по формуле

(6.42)

где h_i — высота сечения.

6.1.5. Расчет прочности поперечных сечений подколонника

Расчет продольной арматуры железобетонного подколонника производится на внецентренное сжатие в двух сечениях по высоте (рис. 6.10): прямоугольного сечения на уровне плитной части (сечение I-I ) и коробчатого сечения стаканной части на уровне заделанного торца колонны (сечение II-II ).

При расчете прямоугольных сечений I-I принимаются расчетные усилия: нормальная сила N по обрезу фундамента и изгибающие моменты и на уровне рассматриваемого сечения.

Для коробчатого сечения III-III или III′-III′ стаканной части подколонника площадь сечения поперечной арматуры (рис. 6.11) допускается определять от действия условных изгибающих моментов М_kx и М_ky относительно оси, проходящей через точку k ( k′ ), без учета нормальной силы:

в плоскости х (вдоль стороны l )

(6.43)
(6.44)

в плоскости у (вдоль стороны b )

(6.45)
(6.46)

где N, М_х, M_y, Q_x, Q_y —нормальная сила, изгибающие моменты и горизонтальные силы на уровне обреза фундамента.

Стенки стакана армируют горизонтальными сварными сетками, площадь поперечной арматуры которых в сечении III-III или III´-III´ (см. рис. 6.11) определяется из уравнений:

; ,
(6.47)

где А_i — площадь всех стержней одного направления в сетке; z_i — расстояние от плоскости сетки до низа колонны: R_s — расчетное сопротивление арматуры.

При одинаковых диаметрах поперечной арматуры и одинаковой марке стали площадь сечения поперечной рабочей арматуры каждой сварной сетки будет:

;
(6.48)
.
(6.49)

Поперечное армирование подколонника при действии нормальной силы в пределах ядра сечения ( e₀ ≤ h_с /6) назначается конструктивно. Если это необходимо по расчету, то допускается увеличивать диаметр стержней двух верхних сеток по сравнению с диаметром стержней остальных сеток, который назначается в соответствии с расчетом.

При заглублении стакана в плитную часть фундамента площадь сечения поперечной рабочей арматуры сеток также определяется по формулам (6.48), (6.49), а сетки поперечного армирования устанавливаются в пределах подколонника.

Стенки стакана допускается не армировать в следующих условиях: при их толщине поверху более 200 мм и более 0,75 высоты верхней ступени (при глубине стакана большей, чем высота подколонника); при их толщине поверху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана (при глубине стакана меньшей, чем высота подколонника), Проверка прочности дна стакана подколонника производится расчетом на местное смятие от торца колонны.

Для внецентренно сжатых подколонников и изгибаемой плитной части ширина раскрытия трещин рассчитывается следующим образом: если M_t / M_s ≥ 2/3 — проверяется длительное раскрытие трещин, от действия момента M_i , если M_t / М_s < 1/3 — проверяется кратковременное раскрытие трещин от действия момента M_s (где М_t — момент от постоянных и длительных нагрузок; М_s — суммарный момент, включающий и кратковременные нагрузки).

Проверка ширины раскрытия трещин при однорядном армировании не производится в таких случаях [9]:

Определение требуемой площади сечения продольной арматуры изгибаемого железобетонного элемента.

Тем кто самостоятельно считает строительные конструкции, интересует вопрос, как определить площадь сечения арматуры в жб балке? И если вам необходимо посчитать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе, тогда воспользуйтесь данным примером.

Методика расчета принята согласно «Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)»

Что бы определить требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе нам необходимо знать изгибающий момент (Му), марку бетона, класс арматуры, размер сечения.

Для определения изгибающего момента воспользуйтесь программой для расчета одно и многопролетных балок.

Также нам необходимо знать расчетное значение сопротивления бетона Rb в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение. Его мы берем из таблицы 5.2 СП:

В таблице значения указаны в МПа.

1 МПа = 10.19716213 кГс/см²

Например, для бетона класса В15: Rb=8,5 МПа — это примерно 86,6 кг/см^2

Что бы правильно подобрать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонной балке, необходимо знать класс используемой арматуры. Чаще всего в строительстве для армирования железобетонных балок применяют продольную арматуру классом А400 или А500. Зная класс арматуры, мы легко можем подобрать расчетное значение сопротивления арматуры.

По табл. 5.8 СП 52-101-2003 выбираем расчетные значения сопротивления арматуры Rs:

В таблице значения указаны в МПа.

Например, для арматуры классом А400: Rs = 355 МПа — это примерно 3620 кг/см^2.

Также не забудьте учесть привязку к центру арматуры: а=2,5 см (у вас будет свое значение)

После сбора всех данных, можно приступить к расчету.

Как определить площадь сечения арматуры в жб балке. Пример расчета

Или можете воспользоваться готовой программой написанной в Excel

Скачать программу для расчета площади сечения арматуры в жб балке:

После того как мы посчитали требуемую площадь сечения арматуры, необходимо подобрать количество стержней и их диаметр.

В программе реализован способ подбора армирования только одинакового диаметра, а если необходимо подобрать армирование балки с разными диаметрами тогда воспользуйтесь таблицей площади поперечного сечения арматуры:

Выполняя данные рекомендации, вы легко сможете посчитать требуемую площадь сечения арматуры в жб балке.

Определение площади рабочей арматуры.

Фундамент изгибается под действием давления грунта. Так как высота фундамента переменная, при определении площади продольной арматуры рассматривается три сечения (рис.5.5). Расчетная схема – консоль с местом заделки в сечениях 1-1, 2-2, 3-3. Вылет (расчетная длина) и высота сечения консолей:

Рис.5.5. К выполнению компоновки и расчету фундамента

Расчет фундамента ведется в плоской постановке, поэтому давление грунта на подошву фундамента умножается на ширину подошвы фундамента s=s´а₁.

Момент в заделке консоли определяется по формуле:

Моменты в опорных сечениях консолей:

Площадь рабочей арматуры необходимая для обеспечения прочности нормального сечения изгибаемого элемента:

При расчете фундамента коэффициент h=0,9.

Выбирается наибольшее значение площади продольной арматуры – A_s=15,38 см 2 .

На рисунке 5.6 показана раскладка арматурных стержней, объединенных в сетку С1. Рабочей является поперечная и продольная арматура сетки С1.

Рис.5.6. Раскладка рабочей арматуры фундамента

Для раскладки арматуры необходимо задать шаг арматурных стержней (S=300 мм). Первый стержень укладывается на расстоянии 50 мм от края. Последний стержень раскладки будет также расположен также на расстоянии 50 мм от края. Количество стержней одного направления – 10 (9+1=10 стержней). Площадь поперечного сечения одного арматурного стержня — 15,38/10=1,538см 2 . По таблице П1 — 10Æ14А400.

где в числителе приведено описание продольной, а в знаменателе — поперечной арматуры сетки; 278 см=2780 мм – ширина (длина) сетки; 40 мм (2780-2700)/2=40) – выпуски продольных (поперечных) стержней сетки.