3.2 Сбор нагрузок

Для предварительного определения веса ригеля задаем его сечение. Высоту ригеля определяем из условия:

Принимаем h = 40 см, b = 30 см. Ригель выполняется без предварительного напряжения арматуры.

Рисунок 3.1 – Сечение ригеля

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу поперечных рам – 7,2 м.

Постоянная нагрузка G от перекрытия и временная нагрузка F, ввиду опирания плиты перекрытия по 2 ребрам определяем как сосредоточенные силы:

Нагрузку от веса ригеля принимаем равномерно распределенной:

,

где 25 кН/м³ – удельный вес железобетона.

3.2 Определение усилий в ригеле

3.2.1 Расчетная схема

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.

Такую многоэтажную раму расчленяют для расчета на вертикальную нагрузку на одноэтажные рамы с нулевыми точками моментов – шарнирами, расположенными по концам стоек – в середине длины стоек всех этажей, кроме первого. Расчетная схема рамы изображена на рисунке 3.2:

Рисунок 3.2 – К расчету поперечной рамы средних этажей

3.2.2 Определение изгибающих моментов с расчетных сечениях

При определении усилий в раме принимаем сечение колонны 300×300 мм, сечение ригеля 300×400 мм. Расчет проводим в системе автоматизированного проектирования SCAD.

Таблица 3.1 – Опорные и пролетные моменты ригеля при различных схемах загружения

Схема загружения	Опорные моменты, кН·м				Пролетные моменты, кН·м
	М12	М21	М23	М32	М1	М2
	-49,6	-62,48	-58,9	-58,9	24,11	20,34
	-132,48	-135,07	-11,69	-11,69	61,41	-11,69
	8,91	-20,61	-135,05	-135,05	5,96	59,48
	-122,95	-157,09	-155,97	-125,83	63,05	56,65
Расчетные схемы для опорных моментов	1+2 -182,08	1+4 -219,57	1+4 -214,87	1+3 -193,95	-	-
Расчетные схемы для пролетных моментов	-	-	-	-	1+4 87,16	1+3 79,82

3.2.3 Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле

Для ослабления армирования опорных сечений и упрощения монтажных стыков снижаем опорные моменты М₂₁ и М₂₃ примерно на 30% по схемам загружения 1+4.

Для этого к эпюре моментов по схеме 1+4 добавляем выравнивающую эпюру моментов так, чтобы уравнялись опорные моменты М₂₁ и М₂₃ и было обеспечено удобство армирования опорного узла.

Ординаты выравнивающей эпюры моментов:

ΔМ₂₁ = 0,3·219,57 = 65,87 кН·м;

ΔМ₂₃ = 63,13 кН·м;

ΔМ₁₂ ≈ ΔМ₂₁/3 = 21,96 кН·м;

ΔМ₃₂ ≈ ΔМ₂₃/3 = 21 кН·м;

Разность ординат в узле выравнивающей эпюры моментов передается на стойки. Опорные моменты на эпюре выровненных моментов составляют:

М₁₂ = 172,55 + 21,96 = 194,51 кН·м;

М₂₁ = 219,57 – 65,87 = 153,7 кН·м;

М₂₃ = 214,87 – 63,13 = 153,7 кН·м;

М₃₂ = 184,73 + 21= 205,73 кН·м;

В первом пролете на эпюре выровненных моментов максимальный пролетный момент 96,52 кН·м больше, чем момент пролетный при схеме загружения 1+4, равный 87,16 кН·м, поэтому расчет ведем при M = 96,52 кН·м