Расчет ж/б балки с арматурой в сжатой зоне

26-05-2015: Михаил

Здравствуйте!
Очень интересные статьи! Но в данной статье не нашел для какой длины балки производится расчет. Мы собираемся строить фундамент: буронабивные сваи и ростверк (ширина 500мм, высота 500мм). Ростверк, как я понял из ваших статей, является жб балкой с арматурой в сжатой зоне. Максимальное расстояние м\у сваями у нас 1,8 метра. Среднее значение 1,5м. Строители предлагают использовать 4 прутка d16 в верхнем и 4 прутка d16 в нижнем ряду и еще сделать средний ряд из 2 прутков d14. Арматура А400, бетон будет заливаться B25. Расчетная нагрузка от веса дома получается 6,5 тн на метр погонный ростверка (длина ростверка 56м, 38 свай даметром 400). Ваше мнение, достаточно ли количество прутков и диаметр арматуры в ростверке?

26-05-2015: Доктор Лом

Вы не совсем правильно поняли. В ж/б конструкциях очень важна арматура в растянутой зоне сечения, в сжатой зоне арматура требуется тогда, когда прочности бетона на сжатие не хватает.
Тем не менее, если вы будете заливать ростверки сразу, то получите многопролетную балку, а в такой балке требуется арматура внизу в пролетах и вверху на опорах. Поэтому совет строителей логичен (а вот без среднего ряда арматуры вполне можно обойтись, конструктивные требования это позволяют).
Тем не менее вы легко можете проверить ваш ростверк расчетом (как по мне, так сечение бетона и арматуры завышены, но это так, на глаз). Для примера посмотрите статью "Расчет монолитного ребристого перекрытия".

27-05-2015: Михаил

Почитал тему про ребристое перекрытие. Там предлагается 2 варианта расчета балок: 1) балки прямоугольного сечения; 2) расчет тавровой балки.
1) - не подходит, т.к. у вас предлагается армирование только нижнего ряда, а в моем случае 2 ряда армирования 2) если расчет вести по тавру, то тогда в моем случае: полка тавра это ширина ростверка, а какую брать высоту ребра тавра (если высота ростверка у меня 500мм)?

27-05-2015: Доктор Лом

В указанной статье приводится пример расчета плиты, как многопролетной балки. Зачем вы читали статью про расчет балки таврового сечения - ума не приложу. Посмотрите лучше статью "Расчет железобетонной балки".

27-05-2015: Михаил

Уважаемый Доктор Лом! Вы мне сами предложили почитать эту тему в предыдущем посте! Прочитайте, пожалуйста, внимательно мой второй пост. И посоветуйте с помощью какого примера можно рассчитать ростверк. Спасибо

27-05-2015: Доктор Лом

Еще раз повторяю, я привел вам статью "Расчет монолитного ребристого перекрытия" как пример расчета многопролетной балки" (почему вы уцепились именно за балку таврового сечения - я не знаю). Принципы расчета что ребристой плиты, что вашего ростверка, как многопролетной балки ни чем не отличаются. Напомню, в первом посте я сказал: "если вы будете заливать ростверки сразу, то получите многопролетную балку, а в такой балке требуется арматура внизу в пролетах и вверху на опорах". В вашем случае опоры - это сваи.
В статье "Расчет железобетонной балки" рассматривается расчет однопролетной балки, тем не менее в ней есть много полезной информации.

24-06-2015: Михаил

Здравствуйте, Доктор Лом!
В посте от 26-05-2015 описывал вам наш ростверк(4 прутка 16d арматуры верхний и 4 прутка 16d нижний ряд). Сейчас строители увязали арматуру. Но между сваями, говорят не нужно увязывать верхний ряд арматуры с нижним, т.к. расстояние между сваями 1,2-1,4м. Я думал увязать верхний ряд с нижним с помощью вертикальной и поперечной арматуры А1 в виде хомута. Строители говорят не нужно. В итоге у нас поперечная арматура есть только на участках самих свай, а в качестве вертикальной арматуры используются прутки арматуры выходящей из сваи(4 штуки). Такой вариант, вы считаете рабочим или необходимо пускать поперечную и вертикальную арматуру еще и на участках между свай?

25-06-2015: Доктор Лом

Я ничего не считаю и не полагаю. Существуют конструктивные требования по поперечному армированию и я просто рекомендую их придерживаться. В вашем случае поперечная арматура на участках между сваями обязательна. Больше подробностей в статье "Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия".

03-07-2015: Про100 человек

Михаил, если вы хотите узнать точно - достаточно или нет - соберите нагрузки на обрезе фундамента. Я так думаю, что с предложенным Вам армированием и установленным шагом свай можно поставить 2-3 этажа (нагрузка на обрезе фундамента около 11т/м).

05-09-2015: Дима

Михаил, если просто рассчитать ваш ростверк, как набор несвязанных между собой балок, то у вас колоссальный запас по прочности! Изгибающий момент у вас 1 750 кгм, а расчётный около 12 000 кгм. Как по мне, то в вашем случае даже если строители сопрут всю арматуру с верхнего ряда и зальют случайно бетон М10, ваша конструкция даже не подумает напрячься! Не говоря уже про поперечное армирование ) Нормы, конечно существуют, но они существуют для конструкций, рассчитанных с экономически обоснованной точки зрения, а не с 10-и кратным запасом.

18-05-2016: Дмитрий

Почему в примере расчетная линейная нагрузка q = 4000 кг/м при расчете максимального момента вдруг стала 1000?

18-05-2016: Доктор Лом

Потому, что это просто опечатка. Расчет производился на нагрузку 1000 кг/м. Исправил, спасибо за внимательность.

18-07-2016: Александр

Здравствуйте Доктор Лом. Я уже отправлял вам сообщение о том что данный пример расчета у Вас НЕВЕРЕН. Причем неверен по двум позициям. И тому есть доказательство: буквально два часа назад я общался с ДирекТором ЖБИ(приехал туда по работе, кстати мы с ним оба друг друга знаем, вариант неправдивого ответа исключен) ну и как вы уже догадываетесь показал ему распечатанный ваш расчет балки, а именно (высота балки h = 20 см и шириной b = 10 см, длина балки l = 4 м, расчетная линейная нагрузка q = 1000 кг/м.Результаты расчета: арматура в нижней части 4,56см2 и в ВЕРХНЕЙ СЖАТОЙ ЗОНЕ всего лишишь каких-то жалких 1,35см2). Так вот цитирую примерно ответ Директора: РАСЧЕТ НЕВЕРЕН, ТАКОГО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ. ЗДЕСЬ НЕ ПРОСТО НЕВЕРОЯТНО МАЛО АРМАТУРЫ В ВЕРХНЕЙ ЗОНЕ, НО И ВООБЩЕ ТАКУЮ БАЛКУ КАК НЕ АРМИРУЙ ОНА НИКОИМ ОБРАЗОМ ТАКУЮ НАГРУЗКУ НЕ ВЫДЕРЖИТ. Вот как то так, уважаемый Доктор Лом. Поймите меня правильно - я всего лишь пытаюсь разобраться где собака зарыта. Мне нужен реальный, адекватный расчет, как и остальным посетителям сайта. Заранее отвечаю на Ваш вопрос о том почему бы мне в таком случае не проконсультироваться с этим директором и взять у него образец расчета - я спросил у него, но он уклончиво ответил что мол времени нет(по глазам и выражению лица я сразу понял что он просто не хочет, оно и понятно - своя рубашка ближе к телу, конкуренты потенциальные никому не нужны. Город у нас в этом плане это просто пиз...ц ,даже те кого хорошо знаешь и общаешся хрен что расскажут/посоветуют). Ну да фиг с ними. В общем хотелось что бы Вы еще раз подразобрались, и исправили ошибку(ведь кто то по вашему примеру сделает так и придавит нафиг). Жду с нетерпением Вашего ответа. С ув. Александр.

18-07-2016: Доктор Лом

Александр, с такими же шансами на успех вы могли бы показать распечатку моей статьи мэру вашего города, или главному архитектору или например спросить у тополя, у ясеня, у осени и прочих литературных персонажей. Поймите, ДирекТор ЖБИ совершенно не обязан что-либо понимать в расчетах (и я на его высказывания в вашем изложении даже не буду реагировать), для этого у директора есть соответствующие подчиненные. Вопрос вам следовало задавать как минимум главному технологу ЗЖБИ или инженеру-конструктору, а лучше всего - сотрудникам НИИЖБ Госстроя.

Но дело даже не в этом. Ваши тройки в качестве оценки моих статей являются достаточно сильным негативным эмоциональным стимулятором, а потому ответ на ваш несложный вопрос вы получите только после того, как поможете проекту (возместите негативную эмоциональную стимуляцию позитивной материальной).

19-07-2016: Александр

Добрый день, точнее вечер. Доктор Лом у Вас тут написано: Когда в сжатой зоне устанавливается арматура, то момент, который может выдержать эта арматура, будет равен

Мсж.арм = RcsA's(ho - a') - здесь имеется ввиду что только арматура "без бетона" будет выдерживать такой момент, или в целом верхняя армированая часть ж/б балки с арматурой будет держать сей Момент ???. С ув. Александр

20-07-2016: Доктор Лом

Александр. Если вы не умеете или не хотите читать, то это ваши, а не мои проблемы. Все эти примечания после формы добавления комментариев, статьи "Почему Доктор Лом - такая бяка?", "Записаться на прием к доктору" и т.п. написаны не просто так. Обычно люди, которые действительно хотят выяснить для себя что-то важное, оплачивают талончик и терпеливо ждут в приемной (и уж тем более не ставят 3 или 4 по 10 бальной системе при оценке статей).

И даже у вас еще недавно была такая возможность и я вам об этом сообщил. Но вы пренебрегли такой возможностью и вместо этого придумали новый, совершенно бессмысленный с логической точки зрения вопрос. Из этого я делаю вывод, что ваш случай безусловно интересен с медицинской точки зрения, и хотя я совершенно не обязан отвечать вам (теперь даже и за деньги), но тем не менее на некоторые ваши вопросы можно ответить, ну во всяком случае попытаться. Но сначала у меня вопрос к вам.

Итак, если в статье написано: "момент, который может выдержать эта арматура, будет равен Мсж.арм = RcsA's(ho - a')", то может ли здесь иметься в виду количество солнечных дней в году, гидрофобные связи ДНК или бетон в сжатой зоне сечения? Или все-таки имеется в виду арматура в сжатой зоне?

Не спешите отвечать. Хорошенько подумайте перед тем, как сгенерировать новый логически бессмысленный вопрос.

20-07-2016: Александр

Прочитал я ваш ответ, особенно заинтриговал момент про медицинский случай и стало мне понятно и обидно почему же у нас в стране все делается через ж... Вот сидят такие ТЕОРЕТИКИ в кабинетах и понятия не имеют что там за окном. Попробуйте потом опровергнуть пример реальный. Ну а теперь начнем.
Чуть больше вник в этот Ваш расчет, а именно обратил внимание на формулу:
M ?RsAs (h0 - 0,5у) + Мсж.арм, которая в свою очередь определяется из: М - Мсж.арм ?RsAs (h0 - 0,5у).
Дальше я приведу примерный расчет, который по сути является не совсем правильным, но в то же время дающий общее представление: определяем значение am (те же данные что и у вашей балки):
am = М/(Rbbh2o) 2000/(0.1•0.172•1170000) = 0.5915 . Согласно таблицы 1: 0.5915 > 0.39. Размеры балки мы менять не можем/не будем, и для того что бы уменьшить значение am нам необходимо уменьшить момент М. Для этого из нашего момента М необходимо вычесть Мсж.арм, таким образом наша формула будет иметь вид:
am = М - Мсж.арм /(Rbbh2o), теперь находим недостающее Мсж.арм(подставив определенную в Вашем расчете площадь арматуры в сжатой зоне 1,78см2):
Мсж.арм= RcsA's(ho - a') = 36000000*0,000178*(0,17-0,03) =897кгм. Находим наше am:
am = М - Мсж.арм /(Rbbh2o) = 2000 – 897/(0.1•0.172•1170000) =
=1103/3381=0,326 . 0,325 – это как раз то значение которое Вы использовали в своих расчетах.
Таким образом, формально если рассуждать логически то расчет Ваш в целом верный. Но хоть что называется тресни: ну не верю я что может балка шириной 10см, высотой 20см и длиной 4 метра держать нагрузку в 1 тонну на м.п. С чего я делаю такие выводы спросите Вы: да просто сталкивался по работе немного с балками/перемычками имеющие разные размеры, очень часто перемычки шириной и высотой 0,2 на 0,2 метра разной длины – даже сам либо присутствовал и пару раз отливал перемычки и закладывал арматуру и вверху и внизу. И знаю На ПРАКТИКЕ что это все такое. А теперь реальный и неоспоримый ФАКТ: на одном из объектов, имеется перемычка с размерами 0,2м*0,2м*3,4м. Арматура 14мм по два прута вверху и внизу, заложена ПРАВИЛЬНО. Бетон не ниже В20 заливался как положено с вибрированием. Любые претензии по качеству изготовления перемычки отвергаются напрочь. На перемычке в один ряд лежит камень ракушняк обыкновенный (размеры 0,2*,02*04, и масса одного 17-18кг)и высота общая кладки 2 метра. Далее там балки деревянные 5*10см обрешетка и шифер, длина отвеса крыши 3м (т.е. всего 1,5 метра крыши "лежит" на балке) и уклон 45градусов – т.е. конструкция крыши опирающаяся на балку очень легкая, никаких дополнительных нагрузок в том числе и снеговых НЕТ(ну максимум предположим что крыша добавляет пусть 100кг/м.п.). Расчет можете сделаете сами. А теперь самое интересное: перемычка эта прогнулась примерно на 1,5-2см за два года. С виду она целая, трещин нет, пробовали местами и скраю отколоть зубилом с молотком кусочек бетона(проверить на прочность) но не тут то было – бетон как раз падла очень крепкий получился. Погодные условия которые могли повлиять – только температура, дождь ее не «доставал». И как Вы видите приведенный вами расчет с балкой 0,1*0,2*4м с нагрузкой 1000 м.п. и близко не стоит с реальным примером. Теперь то Вы надеюсь понимаете почему я так сильно «УПЕРСЯ» в Ваш расчет????????????????? Как то теория очень сильно расходится с практикой. И приведенный мною пример не единственный. Жду ответ.

21-07-2016: Доктор Лом

Александр, ваш пример действительно интересен и настолько внутренне противоречив, что никакие законы логики тут не действуют, поэтому опровергнуть его я не могу, так как:

1. Вы, отрицая правильность существующих алгоритмов расчета конструкций на прочность, в качестве аргумента приводите рассказ о прогнувшейся перемычке. А ведь расчет на прогиб никак не связан с расчетом на прочность. Это две разные группы предельных состояний. (где тут логика? Это все равно что сравнивать зеленое и круглое)

2. Прогиб в 1.5 - 1.7 см для перемычки длиной 3.4 м вполне допустим (см. СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия"). Но вас он все равно пугает и вы вместо того, чтобы проверить прочность бетона одним из неразрушающих методов или хотя бы заказать экспертизу, пытаетесь повредить конструкцию молотком и(или) зубилом - это при том, что по вашему мнению конструкция находится в предельно напряженном состоянии и возможно обрушение (где тут логика?)

3. Между тем бетон оказывается на удивление прочным, кроме того, отсутствуют трещины. Хотя трещины в растянутой зоне бетона - вполне нормальное явление и потому напрашивается вывод, что прогиб по большей части мог появиться из-за неправильно установленной опалубки, и(или) ранней распалубки, и(или) несоблюдения условий выдержки бетона, в частности условий по влажности и температуре (ваше упоминание о том, что дождь перемычку не "доставал", особенно настораживает), и(или) нагружения перемычки до того, как она набрала проектную прочность.

4. Но вы все эти возможные технологические нарушения голословно отвергаете напрочь, допустимое значение прогиба и отсутствие трещин ни о чем вам не говорят, а виноват во всем этом кто? Теоретики! Формулы у них не те. А мы - практики - завсегда так делали и ваши технологические требования - нам не указ. Я, когда работал инженером по качеству, не успевал акты на таких вот практиков составлять. Полагаю также, что и класс бетона определен не по результатам испытаний образцов, а взят в лучшем случае из накладной.

5. В сухом остатке, вы рассказываете мне про перемычку, излишняя прочность которой для вас является неопровержимым доказательством ее непрочности, что я тут могу опровергнуть?

Ну а теперь вернемся к вашей игре "верю - не верю". Тут я, к сожалению не специалист, это вам в церковь надо. Но сдается мне, что вы вовсе не заинтересованы в том, чтобы разобраться в тонкостях расчета. Иначе вы бы сначала почитали основы сопромата и строительной механики, а еще статью "Определение момента сопротивления", разобрались в целом с железобетоном, как композитным материалом. Потом включили калькулятор и посчитали, при какой нагрузке на такую балку арматура в сжатой зоне даже и не требуется. Хотя это для вас наверное очень сложно, но я вам подскажу - 800 кг/м, при этом требуемое сечение арматуры чуть больше 3 см^2. И потому при нагрузке 1000 кг/м принятое сечение растянутой арматуры в 6.29 см^2 выглядит даже завышенным (ну а какой при этом принять коэффициент запаса по прочности, учитывающий рукожопость исполнителей - это уж не мне решать).

Уверяю, на этом пути вас ждет много интересного, в частности вы с удивлением узнаете, что арматура в сжатой зоне способна увеличить несущую способность балки всего лишь на 5-7%, даже если диаметр ее такой же, как и арматуры в растянутой зоне. А потому без разбору устанавливать арматуру во всех жбк в сжатой зоне таким же сечением, как и в растянутой зоне, без учета характера нагружения - как минимум неэффективное использование материалов. Впрочем, о чем это я? У вас наверно в запасе еще куча неопровержимых примеров, так что не отвлекайтесь, продолжайте.

21-07-2016: санитар Петрович

Правильно, Ляксандр. Подчистую вы всех этих дохтуров диоретиков уделали и сказать им нет чего. А то, вишь ты, сидят оне, хформулы да тефнологии удумывают, в мистику не веруют. А нашему брату от того страдай.

21-07-2016: Александр

Уважаемый Доктор. А вот здесь вы уже сами себе противоречите. Цитирую вашу фразу: в частности вы с удивлением узнаете, что арматура в сжатой зоне способна увеличить несущую способность балки всего лишь на 5-7%, даже если диаметр ее такой же, как и арматуры в растянутой зоне.
А как же тогда ваши расчеты???. В первом случае без верхней арматуры при расчете балки размером 0,1*0,2*4м и с нагрузкой в 400 кг/м.п. Вы приняли высоту балки в 17,5см, при этом ?=0,26 ? ?R=0,291 - то есть как видим ПОЧТИ ПРЕДЕЛ НАГРУЗКИ. Ну пусть ( очень грубо ориентировочно, навскидку)накинем еще 100 кг нагрузки на м/п, предположим балка будет высотой те же 20см. НО ВОТ ВО ВТОРОМ примере расчета с верхней арматурой и ---Точно Такой Же Балки---- Вы приводите расчет согласно которому балка с арматурой вверху держит уже 1000кг/м.п. А Вы пишете про какие-то 5-7%. Перестаньте вводить посетителей сайта в заблуждение.

21-07-2016: Доктор Лом

Александр, похоже вам нужно обратиться к другому доктору, я вам, к сожалению, уже ни чем помочь не смогу. Вы совершенно не слушаете мои рекомендации и не помните то, о чем я уже вам говорил. Например, я говорил, что "Во-первых, методик расчета жбк за последние 100 лет разработано великое множество. Только на моем сайте их представлено как минимум 3. Во-вторых, сравнивать различные методики в данном случае некорректно"? Говорил.
Я говорил, что при расчетах следует пользоваться калькулятором, а не эмоциями? Говорил.

Я вам советовал почитать основы строймеха и сопромата? Советовал. Что вы вместо этого сделали? Начали нести очередной бред. Так в статье "Расчет железобетоной балки", где кстати рассматривается другая методика расчета, при нагрузке 400 кг/м уже было определено значение ?=0,1668 для балки высотой 20 см шириной 10 см и соответствующим классом бетона. Т.е. тут даже дураку будет ясно (в данном случае я имел в виду не вас лично), что даже при такой методике расчета, а именно при заниженном значении ?R, допустимая нагрузка, не требующая арматуры в сжатой зоне, все равно будет около 700 кг/м. Но вместо этого вы рассматриваете почему-то балку с высотой 17.5 см, чего-то там накидываете-отбрасываете и в итоге у вас предельно допустимая нагрузка 500 кг/м. Поздравляю, вы подтверждаете диагноз. На лицо явно непонимание основ сопромата и явное нежелание их постичь. Про назначение арматуры в сжатой зоне даже не буду рассказывать из уважения к следующему лечащему врачу.

До свидания, держитесь там. С ув. Доктор Лом.

27-11-2016: Олег

Здравствуйте. Скажите пожалуйста, если расчет показывает что арматура в сжатой зоне не нужна, но все равно ее заложить скажем в балку, то уменьшит ли это прогиб?

27-11-2016: Доктор Лом

Да.

29-11-2016: Олег

Здравствуйте. Дико извиняюсь за наглость, но хотелось бы позавчерашний вопрос добавить еще одним вопросом. Так все же что лучше сделать для уменьшения прогиба балки: заложить арматуру в сжатой зоне(согласно расчету она не нужна), или все же увеличить ее в растянутой зоне?

29-11-2016: Доктор Лом

Вообще-то для начала следует выполнить расчет на прогиб. Возможно согласно этому расчету и так придется увеличивать сечение арматуры в растянутой зоне. Но вообще расчет ЖБК достаточно хитрая штука - увеличивая сечение арматуры в растянутой зоне, вы увеличиваете расчетную высоту сжатой зоны бетона, а значит может понадобиться армирование сжатой зоны - вот такой парадокс. В комментариях к какой-то из статей по расчету ЖБК я его уже рассматривал, но где, сейчас не упомню.