5.4. Конструктивный расчет ригеля

1. Уточняем принятые ориентировочно размеры поперечного сечения ригеля по величине опорного изгибающего момента, кН·м, в сечении по грани колонны (Рис. 7).

(9)

По величине уточняем высоту поперечного сечения ригеля [1, алгоритм № 2]. Так как изгибающие моменты были определены с учетом пластических деформаций и возможно преждевременное разрушение сжатой зоны, необходимо ограничить относительную высоту сжатой зоны бетона для опорных сечений . Здесь – граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона. Если это требование не удовлетворяется, сечение балки следует увеличить.

Рис. 7. Определение изгибающего момента по грани колонны

2. Производим расчет по первой группе предельных состояний в стадии эксплуатации. В курсовом проекте достаточно рассчитать и сконструировать ригель только одного крайнего пролета. Ригель проектируем без предварительного напряжения.

Расчет по нормальным и наклонным сечениям производим с учетом возможности обрывов рабочей арматуры, следовательно, строим эпюру материалов. Последовательность построения эпюры материалов подробно изложена в методических указаниях «Подбор сечений элементов железобетонных конструкций» [3, задача № 4]. Эпюру материалов также строим только для одного пролета. Ригель армируется сварными каркасами, следовательно, отгибы не проектируем.

Продольная арматура ригелей тавровых и любых других непрямоугольных сечений может быть рассчитана по формулам и таблицам для прямоугольных сечений, если сжатая зона имеет форму прямоугольника.

Вместо обрыва стержней, особенно при использовании сварных каркасов, разрешается уменьшение площади сечения арматуры осуществлять за счет уменьшения диаметра стержней. При этом стык стержней разного диаметра выполняется контактной стыковой сваркой в соответствии с ГОСТ 14098–91 [12].

3. Для ригелей с полками в нижней зоне производим проверку прочности консольных свесов на изгибающий момент в стыке ребра и полке как для прямоугольного сечения с одиночным армированием по алгоритму № 3 [1]. Проверяется арматура, окаймляющая контуры нижней полки.

4. Производим проверку прочности по первой группе предельных состояний в стадии монтажа. Проверку производим по алгоритму № 4 [1] для расчетной схемы, в которой опоры расположены под строповочными приспособлениями, а нагрузкой является собственный вес ригеля. Кроме того, необходимо подобрать диаметр петель, если монтаж осуществляется с их помощью.

5. Расчет по второй группе предельных состояний в составе курсового проекта не производим в целях сокращения объемов проекта, хотя для реальных конструкций это расчет необходим.

6. Расчет и проектирование сборной колонны

Колонны железобетонного каркаса многоэтажного здания являются элементами многоэтажных рам. При действии вертикальных и, особенно, горизонтальных (ветровых) нагрузок кроме продольных усилий возникают изгибающие моменты и поперечные усилия.

В зданиях с несущими кирпичными стенами и внутренним железобетонным каркасом колонны условно можно рассчитывать как сжатые элементы без учета действия изгибающего момента, учитывая только действие случайного эксцентриситета. Для учета действия изгибающих моментов расчетную продольную нагрузку умножаем на коэффициент 1,2.

В курсовом проекте принимаем поэтажную разрезку колонн на сборные элементы с устройством стыка на высоте 0,7…0,9 м от уровня верха плиты перекрытия (из условия производства монтажных работ).

Сечение колонны, как правило, принимается постоянным во всех этажах (например, 300×300 или 400×400 мм в зависимости от величины временной полезной нагрузки и этажности здания). Рост нагрузки в нижних этажах может быть учтен увеличением диаметра и количества арматуры (по расчету).

Расчету, таким образом, подлежат последовательно колонны всех этажей здания, начиная с верхнего. При числе этажей более тех можно вести подбор сечения колонн через два этажа. За расчетное принимается сечение низа колонны данного этажа.

В курсовом проекте допускается производить расчет только наиболее нагруженной колонны первого этажа.