Непрерывные балки и односторонние перекрытия являются статически неопределимыми конструкциями, т.е. их нельзя анализировать с помощью трех уравнений равновесия, разработанных для решения неизвестных моментов и реакций определяемых элементов. Поэтому для анализа статически неопределимых конструкций было разработано несколько методов, таких как метод прогибов, метод распределения моментов, метод перемещений и матрицы жесткости, а также приближенный метод ACI.
Приближенный метод ACI, который также называют упрощенным методом анализа, представлен в ACI 318-19, раздел 6.5 для анализа сплошных балок и ненапрягаемых односторонних перекрытий. Приближенный метод ACI основан на упругом анализе с учетом альтернативного размещения живой нагрузки для создания максимального положительного или отрицательного момента на критических участках.
Приблизительные моменты и сдвиги, найденные с помощью упрощенного метода ACI, дают разумные значения для указанных условий, если сплошные балки и односторонние перекрытия являются частью рамы или непрерывной конструкции.
Следует отметить, что сплошные балки и односторонние перекрытия должны удовлетворять определенным условиям, иначе данный метод не может быть использован для их анализа. После расчета моментов и сдвига непрерывную балку или одностороннее перекрытие можно легко спроектировать, используя рекомендации и спецификации, приведенные в ACI 318-19.
Приближенный метод ACI
ACI 318-19, раздел 6.2 содержит приближенные коэффициенты для расчета сдвигов и моментов, которые могут быть использованы при выполнении следующих условий:
Коэффициенты, по которым находят приблизительные моменты и сдвиги, представлены в таблице 1. Эти же коэффициенты представлены на рисунках с 3 по 6.
Таблица 1: Приближенные моменты и сдвиги для ненапрягаемых сплошных балок и односторонних перекрытий
Положительный момент Места1Условия2MuКонечный пролетНепрерывный концевой цельный с опоройwu ℓn2/14Конечный пролетНепрерывный концевой неограниченныйwu ℓn2/11Внутренние пролетыВсеwu ℓn2/16Отрицательный момент МестаУсловияMuВнутренняя поверхность наружной опорыЧлен, построенный интегрально с несущей консольной балкойwu ℓn2//24Внутренняя поверхность наружной опорыЧлен, построенный интегрально с несущей колонной wu ℓn2/16Внешняя поверхность первой внутренней Два пролета wu ℓn2/9Внешняя поверхность первой внутренней опорыБолее двух пролетов wu ℓn2/10Фаска других опорВсе wu ℓn2/11Фаска всех опор, удовлетворяющих (a) или (b)(a) перекрытия с пролетами не более 3 м
(b) балки, в которых отношение суммы жесткостей колонн к жесткости балки превышает 8
к жесткости балки превышает 8 на каждом конце пролета wu ℓn2/12Перекрытия МестаУсловияVuВнешняя поверхность первой внутренней опоры – 1,15wuℓn/2Поверхность всех остальных опор – wuℓn/2
1, 2: расположение и условия для непрерывных балок и ненапрягаемой односторонней плиты поясняются на рисунке 1.
Расположение и условия для приблизительных моментов и сдвигов в сплошных балках и односторонних перекрытиях
Где:
ℓn: длина свободного пролета, измеренная от торца до торца опор для положительных моментов и среднее значение двух соседних свободных пролетов для отрицательных моментов, рис. 2.
wu: факторизованная нагрузка на единицу длины балки.
Определения свободного пролета и среднего свободного пролета для коэффициентов моментов и сдвигов ACI
Резюме упрощенного метода ACI (приближенный метод или коэффициент момента ACI) для балок с более чем двумя пролетами
Резюме упрощенного метода ACI (приближенный метод или коэффициент момента ACI) для балок с двумя пролетами
Краткое изложение упрощенного метода ACI (приближенный метод или коэффициент момента ACI) для плит с пролетами не более 3 м.
Сводка упрощенного метода ACI (приближенный метод или коэффициент момента ACI) для балок, у которых сумма жесткостей колонн превышает в 8 раз сумму жесткостей балок на каждом конце пролета.
После определения моментов и сдвигов можно рассчитать поперечные сечения и требуемое армирование. Балки обычно отливаются монолитно с перекрытиями. Поэтому в средних пролетах, на которые действуют положительные моменты, их можно проектировать как тавровые сечения. Что касается критических сечений для отрицательных моментов, то их следует проектировать как прямоугольные балки, так как верхняя часть балки находится под напряжением и трещинами.
Пожалуйста, перейдите по следующим ссылкам для получения подробной информации о проектировании прямоугольных балок, балок из двойного железобетона, тавровых балок и односторонних плит:
Проектирование прямоугольной железобетонной балки
Проектирование прямоугольных железобетонных балок с двойным армированием с примером
Процедура проектирования железобетонной тавровой балки с примером
Как спроектировать железобетонную одностороннюю плиту в соответствии с ACI 318-19? Пример прилагается
Часто задаваемые вопросы
Что такое приближенный метод ACI для анализа непрерывных балок и ненапрягаемых плит?
Приближенный метод ACI, который также называют упрощенным методом анализа, представлен в ACI 318-19, раздел 6.5 для анализа непрерывных балок и ненапрягаемых односторонних перекрытий. Он получен путем упругого анализа с учетом альтернативного размещения живой нагрузки для создания максимального положительного или отрицательного момента на критических участках.
Приблизительные моменты и сдвиги, найденные с помощью упрощенного метода ACI, дают разумные значения для указанных условий, если сплошные балки и односторонние перекрытия являются частью каркаса или непрерывной конструкции.
Каковы условия использования упрощенного метода анализа ACI для непрерывной балки и ненапрягаемой односторонней плиты?
1. Имеется два или более пролетов.
2. Пролеты приблизительно равны, причем длинный из двух соседних пролетов не должен превышать короткий более чем на 20 процентов.
3. Нагрузки распределены равномерно.
4. Неучтенная живая нагрузка не превышает в 3 раза неучтенную мертвую нагрузку.
5. Члены призматической формы.
Что такое непрерывная балка?
Непрерывная балка – это нагруженная балка, имеющая более двух опор. Она может выдерживать большие нагрузки за счет большего сопротивления изгибу по всей длине балки.
Правила и спецификации для проектирования железобетонных балок
Как оценить предварительные размеры железобетонных элементов
Понимание передачи нагрузок от плит к балкам
Читайте далее:- Как спроектировать одностороннее перекрытие в соответствии с ACI 318-19? | Прилагается пример.
- Процедура проектирования железобетонной тавровой балки с примером.
- Виды железобетонных плит – конструкция, стоимость и применение.
- Проектирование двухстороннего перекрытия прямым методом согласно ACI 318-11.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- 21 Виды балок в строительстве [PDF].
- Проектирование прямоугольной железобетонной балки.