4 Определение усилий в ригеле поперечной рамы

4.1 Расчетная схема и нагрузки

Поперечная многоэтажная рама имеет регулярную расчетную схему с равными пролетами ригелей и равными длинами стоек (высотами этажей). Сечения ригелей и стоек по этажам также приняты постоянными.

Нагрузка на ригель от плит считаем равномерно распределенной. Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу поперечных рам. Подсчет нагрузок на 1м² перекрытия приведен в таблице 1.

Вычисляем расчетную нагрузку на 1м длины ригеля.

- Постоянная:

от веса перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания _n=1;

;

- Временная:

с учетом _n =1;

;

в том числе длительная: и кратковременная: .

Определим приблизительно высоту ригеля :

(1/12-1/14) пролета – 475…405мм., принимаем

Толщина стенки:

_{, принимаем}

от веса ригеля таврового сечения (полка: 300х200мм, стенка: 190х275мм), ( = 2500кг/м³) с учетом коэффициента надежности _f = 1,35 и _n = 1

вес ригеля: ;

итого:

Полная нагрузка:

Вычислим расчётную нагрузку на ригель покрытия:

1) постоянная:

- от веса ригеля таврового сечения (полка: 300х200мм, стенка: 190х275мм), ( = 2500кг/м³) с учетом коэффициента надежности _f = 1,35 и _n = 1

вес ригеля: ;

- от плиты покрытия: кН/м;

- от веса цементно-песчаной стяжки: ;

- от веса пароизоляции: ;

- от веса теплоизоляции : ;

- от веса кровли Гидроизол: ;

итого: ;

2) временная нагрузка (снеговая для г.Витебск, район IV) нормативное значение снегового покрова 1,8кПа):

кН/м.

4.2 Вычисление изгибающих моментов в расчётных сечениях ригеля

Опорные и пролётные моменты вычислили в программном комплексе “RADUGA-BETA”.

Рисунок 2 - Схема нумерации стержней и узлов

Схемы загружения ригелей.

Рис.3 Схема нагружения постоянной нагрузкой(ВН1)

Рисунок 4 - Схема нагружения временной нагрузкой (ВН3)

Рисунок 5 - Схема нагружения временной нагрузкой (ВН4)

Рисунок 6 - Схема нагружения временной нагрузкой (ВН2)

Эпюры моментов ригеля при различных комбинациях схем нагружения строят по данным отчета, полученного в программном комплексе “RADUGA-BETA”.

Эпюры изгибающих моментов от комбинаций нагрузок

Рис.7. Комбинация 1 (ВН1+ВН2)

Рис.8. Комбинация 2 (ВН1+ВН3)

Рис.9. Комбинация 3 (ВН1+ВН4)

Рассмотрим участки ригеля, которые подвержены наибольшим изгибающим усилиям (стержни 1, 6).

Эпюры моментов ригеля при различных комбинациях схем нагружения строят по данным отчета.

Таблица 2. Вариант нагружения №1

Таблица 3. Вариант нагружения №2

Таблица 4. Вариант нагружения №3

В неразрезном ригеле целесообразно ослабить армирование опорных сечений и упростить монтажные стыки. Поэтому с целью перераспределения моментов в ригеле к эпюре моментов от постоянных нагрузок и отдельных невыгодно расположенных временных нагрузок прибавляют добавочные треугольные эпюры с произвольными по знаку и значению опорными моментами. При этом ординаты выровненной эпюры моментов в расчетных сечениях должны составлять не менее 70 % значений, вычисленных по упругой схеме. На основе отдельных загружений строят огибающие эпюры Мsd и Vsd. Дополнительную эпюру строим таким образом, чтобы уменьшение момента на промежуточной опоре происходило около 30%.

Рисунок 10 – Эпюры моментов в ригелях при различных комбинациях и огибающая эпюра, кНм.

Рисунок 11 – Огибающая эпюра, выравнивающая эпюра и эпюра моментов после перераспределения моментов, кНм.