Головну балку розраховують за схемою нерозрізний багатопролітної балки таврового перетину, завантаженої зосередженими силами в місцях розташування другорядних балок. За розрахунковий проліт головної балки приймають проліт в осях.
Згинальні моменти і поперечні сили для розрахункових перетинів визначають по огинають епюрах, побудованим з урахуванням різних схем прикладання навантажень і перерозподілу моментів через виникнення пластичних шарнірів.
Що огинає епюра моментів включає в себе максимальні ординати епюр від всіх можливих комбінацій корисних навантажень. Величини зусиль, що виникають в балках при різних комбінаціях навантажень, можуть бути розраховані за довідковими даними.
Мал. 56. Визначення зусиль в багатопрогонових нерозрізних балках
З огляду на вплив пластичних шарнірів, необхідно зменшити ординати епюр згинаючих моментів в небезпечних перетинах (на опорах) шляхом підсумовування з додатково побудованими епюрами протилежного знака.
Мал. 57. Схеми побудови огинають епюр
Величина максимальної ординати додаткових епюр не повинна перевищувати 30% від зменшують ординати епюри моментів на опорі.
За обвідної епюрі моментів, побудованої з урахуванням роботи пластичних шарнірів в головній балці, будують епюру поперечних сил, використовуючи методи будівельної механіки.
Розрахунок армування головної балки. Армування головної балки проектують в'язаним каркасом з відігнутими стрижнями. При цьому площі перетину розтягнутої арматури на опорі і в прогоні з урахуванням перерозподілу моментів, повинні бути приблизно однаковими.
При підборі перетину арматури необхідно враховувати, що ширина стиснутої зони на опорі і в прогоні головної балки bf / при тавровому перетині буде різною, що може зажадати коригування обвідної епюри моментів.
Підбір перерізу розтягнутої арматури на опорі виробляють на момент по межі колони, який менше моменту по осі на величину mгр = М - Q h к / 2.
Мал. 58. Схема розташування розрахункового моменту на межі колони
При розрахунку головних балок повинна бути забезпечена міцність по похилому перерізі в межах ділянки між хомутами, між опорою і відгином і між відгинами. Зусилля Qsw і Qs.inc визначають як суму проекцій на нормаль до поздовжньої осі елемента граничних зусиль в хомутах і відгинах, які перетинають небезпечну похилу тріщину.
Довжину проекції небезпечної похилої тріщини визначають з мінімуму виразу: Qb + Qs.inc + Qsw. де в значення Qb замість з підставляють зі. прийняте не більше 2 hо і не більше значення с, а також не менше hо. якщо з> hо.
Розрахунок головної балки на дію згинального моменту по небезпечному похилому перерізі виробляють з умови
Момент М визначають від зовнішнього навантаження, розташованої по одну сторону від розрахункового похилого перерізу, щодо осі, перпендикулярної площині дії моменту і проходить через точку прикладання рівнодіючої зусилля Nb в стислій зоні.
Моменти М s + Мsw + М s, inc визначають як суму моментів щодо тієї ж осі від зусиль відповідно в поздовжній арматурі, хомутах і відгинах, які перетинають розтягнуту зону похилого перерізу.
Мал. 59. Схема дії зусиль в похилому перерізі
Розрахунок похилих перерізів на дію моменту виробляють в місцях обриву або відгину поздовжньої арматури, а також в приопорних зоні головних балок.
Конструювання арматури починають зі складання ескізу армування відповідно до конструктивних вимог нормативних документів. Перетину головної балки приймають однаковими у всіх прольотах.
Користуючись ескізом арматури будують епюру матеріалів. яка показує дійсну несучу здатність в розтягнутій зоні різних перетинів головної балки.
З цією метою на огибающую епюру моментів в масштабі діючих зусиль будують смуги, що відповідають моментам в арматурних стержнях, рівних Mi = Asi Rs z ho.
Сума висот всіх смуг відповідає несучої здатності балки в небезпечному перерізі. Лінія, що обмежує суму смуг, являє собою контур епюри матеріалів. Епюра матеріалів не повинна врізатися в огибающую епюру моментів, оскільки несуча здатність балки ні в одному перерізі не повинна бути менше зусилля, що діє.
За епюрі матеріалів можна графічно визначити місця теоретичного обриву арматурних стержнів. За місце теоретичного обриву арматурний стрижень повинен бути заведений на довжину зони анкерування стержня, яка визначається за формулою W = (Q - Rs As.inc Sin a) / 2 qsw + 5d ³ 20d,
де Q - поперечна сила в опорному перерізі;
a - кут нахилу відгинів до поздовжньої осі балки.
Вид епюри матеріалів для головної балки, армованої звареними каркасами, показаний на рис. 60.
Мал. 60. Що огинає епюра балки, армованої звареними каркасами
Мал. 61. Вид арматурних стержнів виїзного каркаса головної балки