Определение внутренних усилий в ригеле.

Ригель среднего пролета рассчитывается как однопролетная свободно опертая балка (в упрощенной форме), загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Расчетный изгибающий момент и поперечная сила:

Расчет ригеля производится по первой группе предельных состояний с проверкой прочности ригеля по нормальным и наклонным сечениям.

Расчет ригеля на прочность по нормальным сечениям.

Для расчета прочности ригеля по нормальным сечениям принимаем оптимальную относительную высоту сжатой зоны ригеля .

_{Определим}

Граничная высота сжатой зоны:

где - характеристика сжатой зоны бетона; - для тяжелого бетона; - напряжение в арматуре, принимаемое для арматуры класса А-III: -предельное напряжение в арматуре, МПа ( при )

При выполнении расчета уточним рабочую высоту ригеля:

Требуемая высота сечения ригеля: где - защитный слой бетона. При условии, что высота ригеля должна быть кратна 50 мм и высота плиты перекрытия 400мм, принимаем ригель высотой . Рабочая высота ригеля .

Выполним расчет продольной рабочей арматуры.

Определим коэффициент :

Сравним

Площадь рабочей арматуры.

По сортаменту определим диаметр, количество стержней и площадь рабочей арматуры : 4 Ø 28 А-III c

При высоте ригеля более 700мм определяется дополнительная продольная арматура у боковых граней ригеля:

где - параметры ригеля, мм; - расстояния между стержнями и гранями ригеля. По сортаменту принимаем 2 Ø8 А-III c _.

Процент армирования ригеля рабочей продольной арматурой:

Расчет ригеля на прочность по наклонным сечениям.

_{Расчет ригеля на поперечную силу} по наклонным сечениям обеспечивает определение шага поперечных стержней. Число поперечных стержней в сечении _{равно количеству плоских сварных каркасов в ригеле.}

_{Диаметр поперечных стержней принимается из условия свариваемости с рабочей продольной арматурой.}

_{Тогда площадь поперечных стержней}

где n – количество каркасов в ригеле; - площадь поперечного стержня, .

Назначаем шаг поперечных стержней на приопорных участках согласно конструктивным требованиям

должен быть кратен 50 мм с длиной приопорного участка .

_{На основании вышеприведенного расчета на прочность по нормальным сечениям установлено, что рабочая продольная арматура составляет 4 Ø 28 А-}III. В верхней зоне предусмотрена конструктивная арматура Ø 10 А-III. Эти стержни объединим поперечной арматурой в виде каркаса К-1. Диаметр поперечных стержней из условия свариваемости принимаем Ø 10 А-I с

С учетом 2 каркасов по обе стороны ригеля .

Назначим шаг поперечных стержней на приопорных участках согласно конструктивным требованиям:

должен быть кратным 50 мм, назначаем 250 мм.

Длина приопорного участка . Принимаем т.к. шаг поперечных стержней .

Шаг поперечных стержней уточним расчетом:

Определим величину

где - для тяжелого бетона;

где - для бетона тяжелого.

Погонное усилие:

Проверим условие:

условие не выполняется.

Назначаем шаг пеперечных стержней , тогда

Условие удовлетворяется.

Примем ,

Определим длину проекции наклонного сечения при условии, что если то длина проекции наклонного сечения будет равна:

Сравним и .

- условие выполняется – принимаем с=1,27м.

Вычислим длину проекции наклонной трещины:

Примем длину проекции наклонной трещины исходя из 3 условий:

Принимаем .

Проверим условие прочности

- условие выполняется.

Проверим условие

где

- для тяжелого бетона.

т.е. условие выполняется.

Шаг стержней в средней части пролета согласно конструктивным требованиям не более и не более 500мм; принимаем

Проверим прочность сечения по наклонной сжатой полосе между трещинами из условия:

- для тяжелого бетона.

То есть прочность по наклонной сжатой полосе обеспечена.

Армирование ригеля, состоит из 2 каркасов К-1 и соединительных стержней Ø 5 Вр-1( сеткой С1), гнутых по профилю полок.