На главную домой советы по ремонту квартиры
Поиск по сайту
Список кабинетов || Что это за доктор? || Записаться на прием

Основное меню


Технологии выполнения работ


Диагностика и лечение


Инженерные сети и коммуникации


Элементы конструкции


Расчет конструкций


Помещения


Встраиваемая техника


Строительные и отделочные материалы


Дизайн




Железобетонные балки. Альтернативные методы расчета

Расчет железобетонных конструкций особой простой и наглядностью не отличается. Для некоторых и основы сопромата не всегда открытая книга, а уж теоретические предпосылки расчета анизотропной конструкции - и вовсе сложно. Тем не менее люди по-прежнему хотят найти более простой и понятный способ расчета. Я к нетрадиционной медицине отношусь с уважением и пониманием, поэтому вынес комментарии одного из читателей, посвященные поискам нового алгоритма расчета железобетонных балок в отдельную статью.

21-11-2012: Ser

Доктор Лом, Огромное спасибо за потраченное время за разжёвывание материала по балкам!

Со своей стороны, предлагаю обходной пусть в решении задач по балкам. Что интересно, в уме + калькулятор можно легко вычислить, какой и сколько арматуры надо. Может заинтересует )

1. Длину балки делим на высоту (берётся расстояние от нижней арматуры до верха бетона!), получаем некий к1
2. Делим к1 на 3,8 (некое загадочное число, похоже не Пи?), получаем некое к2
3. Вычисляем сколько всего полностью кг должна нести наша балка (это либо распределённая умноженная на длину или же сосредоточенная) + её собственный вес (тоже в кг), в общем нам нужна полная сумма веса, который будет висеть
4. Умножаем этот полный вес на к2

Теперь внимание! Мы получили величину в килограммах, которую надо держать арматурными стержнями, словно на них всё вертикально висит.

5. Делим эту величину на 36, получаем сколько в мм2 надо чтобы было сечение арматурное. Дальше смотрим каким количеством и какими диаметрами мы может это сечение набрать. Балка готова.


21-11-2012: Доктор Лом

1. В предлагаемом Вами алгоритме расчета не нашлось места для ширины балки, класса бетона и класса арматуры, а это достаточно важные показатели для расчета железобетонной конструкции. Да и проверить, как будет работать бетон в сжатой зоне и каков процент армирования конструкции, тоже нельзя.
2. Даже для рассматриваемых в статье условий расчет по Вашему методу дает завышение площади арматуры почти в 2 раза (хотя это достаточно легко можно исправить изменением одного из вводимых Вами коэффициентов).
3. Ваш и и так достаточно простой, хотя и малопонятный мне алгоритм можно еще более упростить, например, можно объединить пункты 2 и 5, введя коэффициент 136.8 (исходя из Ваших условий) или, например 230 (чтобы решение задачи по Вашему алгоритму больше соответствовало общепринятому).

4. Тем не менее Ваше стремление упростить расчет похвально и заслуживает внимания, так что Вам тоже большое спасибо.


16-06-2013: ser

>> 21-11-2012, Доктор Лом, 
Не совсем так, возможно неполно выразился:
>> в алгоритме расчета не нашлось места для ширины балки, класса бетона и класса арматуры...
Хорошо, может будет полезно такое, хоть и сумбурно покажется:

Основываемся на предположении, что балка работает так - низ растягивается, верх сжимается, середина - не изменяется. То есть надо узнать, какая будет сила сжатия, какая будет растяжения. Ещё конечно надо посчитать перерезывающую силу у опор, иначе никак не посчитать сколько и каких хомутов надо будет поставить.


- Ширина балки учитывается в расчёте собственного веса балки,предполагается рекомендованное соотношение 1:2 ширины и высоты соответственно. 
- Класс бетона проще перевести в человекопонятный вид: например для бетона B25, считаем, что на 1 см2 может максимально нагружаться до 350 кг(если конечно в него не подлили лишней воды). Берём зрительно сечение балки (взгляд вдоль продольной арматуры), делим на три равные: нижнюю (растянутую), верхнюю (сжатую) и среднюю части (нейтральную), вычисляем площадь верхней части. Её и умножаем на 350. Это и будет цифра, показывающяя сколько килограмм максимально выдержит бетон этой марки в сжатой зоне. Ширина таким образом влияет на несущую способность. Хотя, надо учитывать, что при большой ширине может возрасти усилие кручения, особенно если груз близко к краю окажется. Может тогда проще рассматривать эту широкую балку как несколько разных вплотную стоящих...

- Класс арматуры тоже переводим в человекопонятный вид: А-III согласно таблице 7 Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа) - это значит 1 мм2 сечения может нести примерно до 36 кг (если подвесить на арматуре эти 36 кг вертикально). То есть чтобы узнать сечение надо просто растягивающую силу в кг (растянутой нижней зоны) разделить на 36. Результатом и будет площадь сечения нижней арматуры.

Растягивающую силу можно посчитать предложенным способом:
1. Длину делим на высоту. (назовём это коэффициентом балки, кстати, если будет больше 25 то балка весьма ненадёжная будет)
2. Этот коэффициент делим на 3,8. Полученное значение будет
означать во сколько раз растягивающее усилие на нижнуюю арматуру будет больше чем вес от самого груза для балки. Можно даже назвать это некими условиями работы арматуры).

Можно конечно этот пункт смело назвать отсебятиной, поскольку у него скорее не математическое обоснование, а экспериментально-геометрическое.

3. Полный вес всевозможных нагрузок + собственный надо умножить на результат деления в п.№ 2. Получим величину в килограммах- она и указывает на максимальное возможное растягивающее усилие для нижней арматуры. Делим её на 36 (раз один мм2 может нести 36 кг) и узнаём сколько же потребуется квадратных мм заложить. Если арматура не А3 355 МПа, то величина несущей спопобности будет другая, это надо переводить.

После того, как вычисленно, какое разрывающее усилие будет на нижнюю арматуру, надо будет проверить сжатую зону бетона (верхнюю) на прочность - она должна будет противодействовать этому усилию. Иными словами если например, получили растягивающую силу на нижней арматуре 7000 кг, то и на площадь сечения сжатого бетона вверху должна эти 7000 кг легко выдерживать.

После этих расчётов обязательно надо вычислить поперечную арматуру (хомуты) чтобы около опор не появилось трещин от перерезывающей силы. Тут попроще - делим полный вес на 2, это и будет перерезывающая сила у каждой опоры в кг, делим на 36 - получаем площадь сечения приопорных хомутов. Её затем делим на 33 мм2 (это площадь 6,5 мм гладкой катанки для хомутов). Получится число хомутов из катанки около опоры, обычно делают их не более 10 см друг от друга.

Процент армирования это площадь сечения балки делить на 100 и умножить на площадь сечения арматуры?)

Вообще все эти расчёты весьма непоказательны, потому что в реале марка бетона не выдерживается, арматуру часто располагают неправильно, на хомутах экономят, бетон заливается без вибрирования, в мороз без добавок, а с добавками корозия получается, опалубка часто деформируется, арматура смещается от расчётной, качество арматуры тоже под сомнением и много много всего... 

Поправьте, если что не так понимаю...

По указанному примеру балки (длина = 4 м, ш = 10 см, высоты = 20 см, класс бетона В25 (м350). 

посчитал - получилось
4:0.2 = 20 (балку правда на величину защитного слоя надо увеличить при заливке, хотя бы 23)

20 / 3.8 = 5,26

Нагрузка полная 4* 400= 1600 + 192 кг = 1792 кг

5,26 * 1792 = 9425,92 кг, нам понадобится 267 мм2 арматурного сечения, значит если два прута - то по 133 мм2. Это примерно 12 мм диаметра нужны 2 прута.

Проверяем сжатую зону бетона, это примерно 66 см2, при бетоне м350 это примерно 23000 кг, а у нас всего 9425. Должно выдержать)

Хомутов надо:
перерезывающая сила у опор = 1972 : 2 = 896 кг,

сечение (сумма) хомутов надо
896 : 36 = 24 мм2 , весьма малая величина, такой каркас не так
то просто связать их 6,5 катанки, проще из 3 мм, тогда понадобится примерно по 4 хомута (3 мм диам) рядом с каждой опорой. Учитывая длину балки, нелишним будет верхнюю например 10 мм два прута поставить и через каждые 30 см ещё хомуты сделать.

В целом расчёт примерно такой, кстати, почему решили что завышено сечение продольной?)


16-06-2013: Доктор Лом

Видите ли, ser, ваш алгоритм строится на предположении, что сечение балки можно условно разбить на 3 равных части: верхнюю сжатую зону, нижнюю растянутую зону и среднюю нейтральную зону. При этом нормальные напряжения по высоте сечения вы рассматриваете как равномерно распределенные. Однако в действительности это не совсем так, во-первых при расчетах рассматриваются только две области - сжатая и растянутая, высота нейтральной зоны считается равной нулю, во-вторых, нормальные напряжения распределяются не равномерно, в-третьих высота сжатой зоны бетона обычно меньше высоты растянутой зоны, причем высота сжатой зоны зависит как от класса бетона так и от класса арматуры и определяется в процессе расчетов. Если бы граница между зонами проходила посредине высоты поперечного сечения, то железобетонную балку можно было бы легко рассчитать, например, как деревянную или металлическую балку. Посмотрите статью "Определение моментов сопротивления", там более подробно рассматривается теоретическая часть расчета.
Но в целом я никак не возражаю против применения любых других методов расчета, главное, чтобы потом конструкция не обвалилась.
А факторы, влияющие на итоговую прочность железобетона, указаны вами вполне правильно. Поэтому, чем больше будет запас прочности для железобетонного изделия изготавливаемого в домашних условиях, тем лучше.

На главную домой

Категории:
Оценка пользователей: Нет
Переходов на сайт:905
Комментарии:
27-10-2014: владимир

здравствуйте. Доктор подскажите где у вас можно почитать про режущую силу и хомуты . как они вообще выполняют свою роль причем толщина проволоки и их частота. И БОЛЬШОЕ СПАСИБО ВАМ И ВАШЕМУ СОБЕСЕДНИКУ.


28-10-2014: Доктор Лом

Отдельной статьи, посвященной поперечной арматуре в общем и хомутам в частности, у меня нет. Информация размещена в нескольких статьях по расчету ж/б конструкций. Начните со статьи "Расчет железобетонной балки".
Тут скажу, что диаметр поперечной арматуры и расстояние между стержнями определяются расчетом или конструктивно.


Добавить свой комментарий:

Имя:

E-Mail адрес:

Комментарий:

Ваша оценка:

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).




советы по строительству и ремонту



После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий к соответствующей статье.

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

На всякий случай кошелек webmoney: R158114101090

Или: Z166164591614


Доктор Лом. Первая помощь при ремонте, Copyright © 2010-2016