3.3. Статический расчет неразрезного ригеля.

Статический расчет ригеля заключается в построении огибающих эпюр моментов и поперечных усилий в его сечениях. В данном курсовом проекте ограничимся расчетом лишь центрального ригеля. В здании с неполным каркасом (внутренние колонны и наружные несущие стены) расчетный пролет центрального ригеля принимается равным расстоянию между геометрическими осями колонн, то есть

. (3.3)

Огибающая эпюра моментов и поперечных сил для центрального ригеля выглядит следующим образом:

Рис. 3.3. Эпюры расчетных усилий в ригеле среднего пролета:

1 – от комбинации нагрузок №1,

2 – от комбинации нагрузок №2.

, (3.4)

, (3.5)

, (3.6)

, (3.7)

, (3.8)

. (3.9)

Здесь - момент на опоре ригеля, - максимальный момент в пролете ригеля, - минимальны момент в пролете ригеля, М и М^* - промежуточные величины, Q – поперечная сила на опоре ригеля.

3.4. Расчет прочности балок неразрезного ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси

Прежде всего, непосредственно перед расчетом проверяется принятая высота сечения ригеля по наибольшему моменту при относительной высоте сжатой зоны бетона . При этом должно выполняться условие

, где , .

Рабочая высота сечения определяется по формуле

, (3.10)

где , b- ширина принятого сечения ригеля.

Полная высота сечения принимается из условия

, (3.11)

где . При этом величина h должна быть кратна 50мм.

Если окажется, что изначально принятая высота сечения ригеля (пункт 3.1.) отличается от полученного по формуле (3.10), то необходимо выполнить расчет вновь, начиная с выражения (3.1), приняв в качестве h величину, полученную по формуле (3.10).

Подбор продольной арматуры производится отдельно на действие каждого из изгибающих моментов , , .

, (3.12)

, (3.13)

, (3.14)

. (3.15)

Затем проверяют условие обеспечения минимального армирования

. (3.16)

Если условие (3.16) выполняется, то требуемая площадь сечения продольной арматуры остается без изменения, то есть

. (3.17)

В противном случае

. (3.18)

Аналогичным образом выполняется вычисление , и .

Подбор арматуры выполняется по сортаменту арматурной стали (таблица 1.1 приложения 1). Подбор арматуры рекомендуется начинать с арматуры . Диаметр принятых арматурных стержней должен находиться в пределах Ø мм. Исходя из этого условия для армирования ригеля принимаются 2 или 3 арматурных каркасов (как правило, ригель армируется 2-я каркасами). Таким образом, в качестве рабочей арматуры для , и принимаются n, 2n и n продольных стержней соответственно, где n – количество каркасов в сечении ригеля.

3.5. Расчет прочности балок неразрезного ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси

Прежде всего вычисляют проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось по формуле

. (3.19)

При этом должно выполняться условие

. (3.20)

Здесь - для тяжелого бетона; Q – поперечная сила на опоре ригеля; - для прямоугольного сечения.

Если в результате получается, что

, (3.21)

то поперечная арматура по расчету не требуется, однако её устанавливают из конструктивных соображений. На приопорных участках длиной поперечные стержни устанавливаются с шагом (если ), или (если ). В средней части пролета принимается . Диаметр поперечных стержней принимается из учета сварки с наибольшим из диаметров продольной арматуры (таблица 1.6 приложения 1). Как правило, наибольший диаметр имеют стержни .

Если условие (3.21) не выполняется, то поперечная арматура требуется по расчету. Как и прежде, задаются диаметром поперечных стержней. - площадь одного стержня поперечной арматуры по сортаменту арматурной стали. , где n – количество каркасов в ригеле (смотри пункт 3.4.). Шаг поперечных стержней на приопорном участке определяется

, (3.22)

, (3.23)

, (3.24)

, (3.25)

где - для тяжелого бетона.

Поперечная сила в средней части пролета

. (3.26)

Шаг поперечных стержней в средней части пролета определяется аналогично, но в формулах (3.21) – (3.25) вместо Q подставляется значение .

В случае установки поперечной арматуры по расчету обязательно должны выполняться также и конструктивные требования (смотри выше). Окончательно шаг поперечных стержней округляется в сторону уменьшения кратно 50мм.

Согласно рекомендациям норм для элементов прямоугольного сечения необходимо проверить прочность по сжатой полосе между наклонными трещинами:

, (3.27)

, (3.28)

, (3.29)

, (3.30)

. (3.31)

Здесь S принимается на приопорном участке, .

Если условие (3.27) выполняется, то принятые размеры сечения ригеля достаточны. В противном случае необходимо увеличить его высоту и выполнить расчет вновь.