Как спроектировать перемычечную балку RCC в соответствии с индийскими стандартами? [PDF]

Балки-перемычки устанавливаются над проемами в стене, такими как окна и двери. Они проектируются на основе размеров проемов, над которыми они возводятся. Среди различных типов перемычек, перемычки RCC являются наиболее часто используемыми перемычками из-за простоты проектирования и строительства. Перемычки RCC могут быть рассчитаны на любую комбинацию нагрузок, а также на любой пролет.

В статье описаны общие этапы проектирования перемычки RCC на основе метода расчета по предельным состояниям.

Нагрузки на балки перемычек из РМК

При проектировании балок с перемычками из РСС учитываются различные типы нагрузок:

На рисунке 1 ниже показано, как нагрузка действует на балку перемычки. Это похоже на просто поддерживаемую балку, подверженную треугольной нагрузке.

Треугольная нагрузка на балку перемычки

Теперь, когда высота от балки перемычки до верха стены H больше 1,25h, нагрузка передается на балку перемычки посредством арочного действия. Здесь “h” – это высота образованного треугольника.

Где для арочного действия H>= 1,25h

h= l x (sin i), l – эффективный пролет балки перемычки, а “i” – угол, образуемый треугольной нагрузкой с балкой перемычки.

При арочном действии кладка распределяет нагрузку таким образом, что на перемычку нагрузка не поступает. В этом случае балка перемычки рассчитана на собственный вес балки перемычки и нагрузку треугольной площади, приходящуюся на перемычку. Угол, образуемый треугольной нагрузкой с балкой перемычки, варьируется от 45 до 60 градусов.

Здесь описывается процедура проектирования балки перемычки, подверженной треугольной нагрузке в результате действия арки.

Этапы проектирования перемычечной балки RCC

Основными этапами проектирования балки перемычки RCC являются:

1. Определение эффективной глубины и пролета перемычки RCC

• Примите эффективную глубину перемычки, d = l/10; [IS:456-2000, Cl.23.2.1].
• Общая глубина D = Эффективная глубина (d) + Эффективное покрытие
• Ширина перемычки, B = Толщина кладки стены
• Эффективный пролет, l = Наименьшее из ([ Чистый пролет + Подшипник] , [Чистый пролет + Эффективная глубина])
• Минимальная несущая ширина балки перемычки принимается равной 150 мм. Она укладывается на ПКК толщиной 50 мм.

Определение эффективной глубины и пролета перемычки R.C.C.

2. Определение нагрузок и моментов на балку перемычки RCC

Треугольная расчетная нагрузка, приходящаяся на балку перемычки, может быть рассчитана по формуле:

Здесь lef – эффективный пролет; толщина кладки задается “t”, а “rho” – плотность кладки, т.е. 19,2 кН/м2.

3. Проверка эффективной глубины балки перемычки

Согласно индийскому стандарту IS:456-2000, момент сопротивления для балки RCC определяется по формуле:

Глубина, полученная из приведенной выше формулы, является глубиной, необходимой для данной балки перемычки (dreq).

4. Проектирование стальной арматуры для балки перемычки

Напряженное армирование (Ast) для балки перемычки

Формула для момента сопротивления дана в виде,

Из приведенного выше уравнения определите значение Ast. Выберите диаметр стержней (8 мм, 10 мм, 12 мм…).

Количество стержней для армирования при растяжении = Ast/ (Площадь одного стержня).

Армирование на сдвиг (Ash)

4. Процент стали = 100[Ast/bd].

Из значения tv и процентного содержания стали, см. таблицу 19 IS: 456-2000 и путем интерполяции определите значение расчетной прочности на сдвиг tc. Вся величина сдвига воспринимается бетоном.

Если,

1. tv < tc, то армирование на сдвиг не требуется. Но предусматриваются номинальные стяжки с минимальным шагом Sv) определяется по формуле Asv/(b.Sv) = 0,4(0,87fy).

2. tv > tc, Предусмотрите армирование на сдвиг в виде вертикальных стяжек, изогнутых вверх стержней или наклонных стяжек. Расчет на сдвиг аналогичен расчету балки RCC.

Выбранное расстояние должно быть минимум (Sv,0.75d,300мм). Армирование на сдвиг проектируется аналогично проектированию прямоугольной балки R.C.C.

5. Детализация армирования балки с перемычкой из РСС

Детализация армирования балки перемычки RCC аналогична детализации балки RCC, с основным армированием, верхним распределительным армированием и стяжками для сдвига.

Деталировка перемычки-балки

Из приведенного выше рисунка видно, что основное нижнее армирование обеспечивается прутками диаметром 10 мм в количестве 4 штук. Из них 2 прутка – это гнутые прутки. Верхнее армирование также обеспечивается прутками диаметром 10 мм в количестве 2 штук. В качестве вертикальной арматуры используются двуногие стержни диаметром 6 мм с шагом 125 мм с/з.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать треугольную нагрузку на балку перемычки из-за действия арки?

По приведенной ниже формуле можно рассчитать треугольную расчетную нагрузку, приходящуюся на балку перемычки:

Здесь lef – эффективный пролет; толщина кладки задается “t”, а “rho” – плотность кладки, т.е. 19,2 кН/м2.

Какие нагрузки приходятся на балку с перемычкой R.C.C?

При проектировании перемычек R.C.C. учитываются следующие различные типы нагрузок:
a. Собственный вес или собственная нагрузка перемычки
b. Мертвая нагрузка стены над перемычкой
c. Мертвая нагрузка и живая нагрузка, передаваемая от крыши или перекрытий выше.

Какова минимальная несущая ширина балки перемычки?

Минимальная несущая ширина балки перемычки принимается равной 150 мм. Она укладывается на ППС толщиной 50 мм.

Что является условием для действия арки при передаче нагрузки на перемычечную балку?

Если высота стены над перемычкой равна H, то H должна быть больше, чем равна 1,25h, где h – высота треугольной нагрузки.
h= l .sin 60, l – эффективный пролет балки перемычки.

Читать далее:

• Виды расчетных нагрузок на перемычку с расчетами.
• Типы арочных конструкций по форме, материалу изготовления, качеству исполнения.
• Виды проемов в стенах, их части и типы перемычек и арок для проемов.
• Типы строительства арочных плотин.
• Типы перемычек и их конструктивные особенности.
• Как спроектировать одностороннее перекрытие в соответствии с ACI 318-19? | Прилагается пример.
• Как выполнять кирпичную кладку в круглых и плоских арках? [PDF].