3. Розрахунок і констроювання збірного нерозрізного ригеля з звичайного з/б.

3.1. Наближений статичний розрахунок нерозрізного ригеля.

3.1.1. Обчислення навантажень і визначення розрахункових прольотів.

Матеріали: бетон. Призначаємо клас важкого бетону В20.

Характеристики міцності бетону класу В30 : = 17,0 МПа; = 1,2 МПа (табл. 13 [1]); R_b,ser= 22 МПа(табл. 12 [1]). Модуль пружності Е_b = 29·10³ МПа (табл. 18 [1]). Коефіцієнт умов роботи бетону γ_b2 =0.9 (табл. 15 [1]).

Матеріали: арматура. Призначаємо арматуру класу А400.

R_s = 365 МПа (табл. 22 [1]). R_sw = 290 МПа (табл. 22 [1]).

Закладні деталі із сталі марки ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*, а монтажна арматура і петлі зі сталі А220, R_s = 225 МПа (табл. 22 [1]).

Розрахункові прольоти:

Крайні (ригель Р-1): l₀₁ = L – 0,5B_к – а + = 6300 – 0,5·400 – 200 + = 6000 мм.

Середні (ригель Р-2): l₀₂ = L –B_к = 6300 – 400 = 5900 мм.

де L = 6300 мм – продіт в осях;

B_к = 400 мм – ширина колони;

а = 200 мм – прив’язка внутрішньої грані осі до стіни;

c_r = 300 мм – глибина опирання ригеля в стіну.

Розрахункові навантаження на 1 м² перекриття:

_перек.=4190 Н/м²; =14400 Н/м².

Розрахункова вантажна площа:

B_r = 6200 мм – відстань між осями ригелів.

Власна вага 1 м. пог. ригеля:

g_r = (0,3·0,8 – 0,025·0,4·0,5·2 + 0,15·0,1·2 + 0,15·0,3·0,5·2) ·2500(10) = 7625 Н/м.

Розрахунок навантаження на ригель можна вважати рівномірно розподіленим, тому шо на нього опирається 9 ребер плит перекриття, отже навантаження на 1 м. пог. ригеля:

q = g + v;

v = · B_r = 14,4 · 6,2 = 89,28 кН/м;

g = g_r + g_перек.;

g_перек.= _перек.· B_r ·γ_n = 4,19 · 6,2= 25,98 кН/м;

g = 25,98 + 7,63 = 33,61 кН/м;

q = 33,61 + 89,28 = 122,89кН/м.

3.1.2. Побудова огинаючих епюр згинальних моментів та поперечних сил.

M_i,max = α_i (g + v)l_0i²;

M ¹_max = 0,091·122,89·6²= 402,59 кН·м;

M ²_max = 0,0625·122,89·5,9²= 267,36 кН·м;

M_1,max = 0,065·122,89·6²= 287,56 кН·м;

M_2,max = 0,09·122,89·6²= 398,16 кН·м;

M_3,max = 0,075·122,89·6²= 331,8 кН·м;

M_4,max = 0,02·122,89·6²= 88,48 кН·м;

M_6,max = 0,018·122,89·5,9²= 77,00 кН·м;

M_7,max = 0,058·122,89·5,9²= 248,11 кН·м;

M_8,max = 0,058·122,89·5,9²= 248,11 кН·м;

M_9,max = 0,018·122,89·5,9²= 77,00 кН·м;

_{Співвідношення}

Отже в залежності від цього співвідношення шукаємо коефіцієнт β.

M´_5,min = - 0,0715·122,89·6²= - 316,32 кН·м;

M´_6,min = - 0,0336·122,89·5,9²= - 143,73 кН·м;

M´_7,min = - 0,0133·122,89·5,9²= - 56,89 кН·м;

M´_8,min = - 0,0133·122,89·5,9²= - 56,89 кН·м;

M´_9,min = - 0,0336·122,89·5,9²= - 143,73 кН·м;

M´_10,min = - 0,0715·122,89·6²= - 316,32 кН·м;

Розрахункові поперечні сили досягають найбільших значень на опорах:

Q_A = 0,4(g + v)l₀₁ = 0,4 ·122,89·6 = 294,94 кН;

Q_B^l = 0,6(g + v)l₀₁ = 0,6 ·122,89·6 = 442,4 кН;

Q_B^r = 0,5(g + v)l₀₂ = 0,5 ·122,89·5,9 = 362,53 кН.

3.2. Розрахунок прольотноїі надпрольотної арматури на дію згинальючих моментів в нормальних перерізах першого і другого прольотів.

І проліт.

Уточнюєто висоту ригеля по моменту біля грані колони при ξ=0,35 r₀=1,86:

Приймаємо h= h₀ + a = 53 +6 = 59≈60 см. З конструктивних міркувань приймемо h=700 см.

Розрахунок прольотної арматури ригеля Р-1 від моменту M ¹_max.

Робоча висота перерізу: арматура буде розміщена в два ряди:

h₀ = h – a = 700 – 80 = 620 мм.

Характеристика стиснутої зони бетону:

w = α – 0,008 R_b = 0.85 – 0,008·17 = 0,714,

При γ_b2 =0.9<1 σ_sc,u=500 МПа.

Напруження в арматурі класу А400 σ_sR=R_s = 365 МПа.

Гранична відносна висота стиснутої зони бетону.

Отже, коефіцієнт

Відповідна відносна висота стисненої зони бетону

ξ = 1 – = 1 – = 0,307<0,35< – умова виконується.

Коефіцієнт

ζ = 1 – 0,5· ξ = 1 – 0,5 · 0,307 = 0,847.

Необхідна площа перерізу робочої арматури:

Коефіцієнт армування:

Розміщуємо арматуру в два ряди. Приймаємо 2 28А400 + 2 25А400 (А_s,fac = = 22,14 см² > А_s,nec = 19,95 см²).

Уточнюємо значення робочої висоти перерізу.

Тому перевірку міцності перерізу не виконуємо.

h₀ = h – a_s = 700 – 75 = 625 мм.

ІІ проліт.

Розрахунок прольотної арматури ригеля Р-2 від M ²_max =267,36 кН·м.

h₀ = h – a = 700 – 80 = 620 мм.

ξ = 1 – = 1 – = 0,191<0,35< – умова виконується.

ζ = 1 – 0,5· ξ = 1 – 0,5 · 0,191 = 0,905.

Розміщуємо арматуру в два ряди. Приймаємо 4 20А400 (А_s,fac = 12,56 см² > А_s,nec = =12,4 см²).

a_s= a_b + 0,5d + 0,5u = 30 + 0,5·20 + 0,5·50 = 65 мм < 80 мм.

Тому перевірку міцності перерізу не виконуємо.

h₀ = h – a_s = 700 – 65 = 635 мм.

Розрахунок прольотної арматури ригеля Р-2 від M´_6,min = - 143,73 кН·м.

h₀ = h – a = 700 – 50 = 650 мм.

ξ = 1 – = 1 – = 0,073<0,35< – умова виконується.

ζ = 1 – 0,5· ξ = 1 – 0,5 · 0,073 = 0,964.

Розміщуємо арматуру в один ряд. Приймаємо 2 20А400 (А_s,fac = 6,28 см² > А_s,nec = =5,97 см²).

a_s= a_b + 0,5d = 30 + 0,5·20 = 40 мм < 50 мм.

Тому перевірку міцності перерізу не виконуємо.

h₀ = h – a_s = 700 – 40 = 660 мм.

Розрахунок опорної арматури ригеля Р-1 від M´_5,min = - 316,32 кН·м.

h₀ = h – a = 700 – 50 = 650 мм.

ξ = 1 – = 1 – = 0,169<0,35< – умова виконується.

ζ = 1 – 0,5· ξ = 1 – 0,5 · 0,169 = 0,916.

Розміщуємо арматуру в один ряд. Приймаємо 3 25А400 (А_s,fac = 14,73 см² > А_s,nec = =13,83 см²).

a_s= a_b + 0,5d = 30 + 0,5·25 = 43 мм < 50 мм.

Тому перевірку міцності перерізу не виконуємо.

h₀ = h – a_s = 700 – 45 = 655 мм.