1.9.4.Расчёт на раскрытие трещин, нормальных к продольной оси.

Предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительных a_crc = 0,4 мм, продолжительных a_crc = 0,3 мм. Изгибающие моменты от нормативных нагрузок:

суммарной M= кН·м, постоянной и длительной: кН·м.

Приращение напряжений в арматуре от действия постоянной и длительной, а также полной нагрузки:

, где плечо внутренней пары сил:

см, e_sp = 0 — т.к. усилие обжатия P приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры, момент сопротивления сечения по растянутой арматуре:

см³.

Приращение напряжений в арматуре от действия постоянной и длительной нагрузки:

кПа  125,2 МПа.

Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки:

кПа  236,1 МПа.

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки:

, где:

коэффициент армирования сечения ;

 — коэффициент, принимаемый для изгибаемых элементов равным =1;

 — коэффициент, зависящий от вида и профиля продольной арматуры и равный для стержневой арматуры периодического профиля =1;

_l — коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки: при кратковременной нагрузке и непродолжительном действии постоянной и длительной нагрузок _l = 1, при продолжительном действии постоянной и длительной нагрузок для тяжелого бетона при нормальных условиях эксплуатации _l = 1,6 – 15 = 1,6 – 15 · 0,0119  1,42.

мм.

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузки:

мм.

Ширина раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузки:

мм.

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

мм  [a_crc1] = 0,4 мм.

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

мм  [a_crc2] = 0,3 мм.

1.9.5.Расчёт прогиба панели перекрытия.

Предельный прогиб см.

Вычисляем параметры, необходимые для определения прогиба плиты с учетом трещин в растянутой зоне.

Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок M=60,00 кН·м. Суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь и при _sp = 1: кН. Коэффициент _l=0,8 — при длительном действии нагрузки.

Эксцентриситет:

м.

Коэффициент: .

Коэффициент (отношение средних деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами к деформациям в сечении с трещиной):

,

.

Кривизна оси при изгибе:

, где:

_b — коэффициент, характеризующий неровности деформаций бетона сжатой зоны на участках между трещинами, _b = 0,9;

 — коэффициент, зависящий от характера действия нагрузки и условий эксплуатации конструкции: при длительном действии нагрузки в условия средней относительной влажности воздуха  = 0,15;

см² — площадь бетона сжатой зоны

3,77·10^–3 м^–1.

Вычисляем прогиб:

м  1,63 см  [f] = 3,225 см — прогиб не превышает предельного значения.

2.РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ

2.1.Сбор нагрузок на ригель

Нагрузка от перекрытия собирается с ширины грузовой площади ригеля, с учетом коэффициента надежности по назначению здания =0,95:

кН/м.

Вес 1 м погонного ригеля:

кН/м.

Итого: кН/м.

Временная с учетом =0,95, кН/м.

В том числе длительная:

Кратковременная:

Полная нагрузка:

кН/м.

2.2.Расчетная схема ригеля. Определение расчетных усилий

Расчетный пролет ригеля определяется с учетом конструкции стыка ригеля с колонной (см. рис. 4) по формуле:

м.

Усилия от расчётных нагрузок:

кН·м,

кН.

Рис. 4. Определение расчетного пролета ригеля, эпюры внутренних усилий.

2.3.Компоновка поперечного сечения ригеля

Поперечные сечения ригеля 1–1 и 2–2 (см. рис. 4) показаны на рисунке 5:

Рис. 5. Поперечные сечения ригеля.

2.4.Расчёт прочности нормальных сечений

а) Выберем материалы для ригеля:

Бетон:

класс B25;

расчётное сопротивление осевому сжатию R_b, МПа 14,5;

нормативное сопротивление осевому сжатию R_b,n, МПа 18,5;

расчётное сопротивление осевому растяжению R_bt, МПа 1,05;

нормативное сопротивление осевому растяжению R_bt,n, МПа 1,6;

начальный модуль упругости бетона E_b, МПа 30000.

Арматура:

ненапрягаемая класса А-III;

нормативное сопротивление R_s,n, МПа 390;

расчётное сопротивление R_s, МПа 365;

модуль упругости E_s, МПа 200000.

б) Подбор продольной рабочей арматуры.

Определяем рабочую высоту сечения: h₀ = 70 – 6 = 64 см.

Находим коэффициент α_m:

По таблице 3.1 [1] находим:  = 0,169,  = 0,916

Характеристика сжатой зоны:

.

Относительная граничная высота сжатой зоны:

, — условие   _R выполнено.

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

м² = 11,54 см².

По приложению 6 [1] принимаем: A_s1 – 2 Ø16 A-III с площадью A_s = 4,02 см²; A_s2 — 2 Ø22A-III с площадью A_s2 = 7,6 см². Суммарная площадь арматуры A_s = 11,62 см².