2.2. Проектирование сборного ригеля

Исходные данные. Ригели производятся по агрегатно-поточной технологии из тяжелого бетона. Бетон класса В25, R_b = 14,5 МПа (145·10³ кН/м²), R_bt = 1,05 МПа (1,05·10³ кН/м²), продольная рабочая арматура класса А400, R_s= 355 МПа, E_s = 2·10⁵ МПа (2·10⁸ кН/м²). Поперечная арматура класса А240, R_s = 215 МПа (215·10³ кН/м²); R_sw= 170 МПа (170·10³ кН/м²).

Распалубочная прочность равна отпускной и принята равной 0,75В. Соединение плоских арматурных каркасов в пространственный осуществляется с помощью подвесных сварочных клещей, фиксация закладных деталей к каркасу осуществляется дуговой сваркой. Соединение ригелей с колонной с помощью закладных деталей – «рыбок» с максимальным расчетным моментом на опоре М_оп = 55 кНм. Основные размеры ригеля показаны на рис. 11.

2.2.1. Расчет ригеля в стадии эксплуатации

При расчете ригеля в стадии эксплуатации следует определить действующие усилия от расчетных нагрузок, вычислить расчетные пролеты, построить эпюры необходимых усилий и найти необходимое количество арматуры для обеспечения прочности нормальных и наклонных сечений ригеля при действии эксплуатационных нагрузок. Выполнить построение эпюры материалов с учетом обрыва части стержней в пролете и на опоре.

• Определение усилий в ригеле

Нормативные и расчетные постоянные и временные нагрузки на 1м² перекрытия принимаются из расчета ребристой плиты перекрытия по таблице 1. Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля в соответствие с рис. 4а приложения собирается с грузовой полосы шириной L_п = 6,0 м, сечение колонны 40×40см.

Конструктивная длина ригеля

где L_р – пролет ригеля в осях, b_к – размер сечения колонны, b_к= 40,0 см.

а –зазор между колонной и торцом ригеля, а = 2 см.

Длина расчетного пролета ригеля (приложение рис. 12)

где с – длина площадки опирания, принимаем с =14 см.

Расчетная нагрузка на 1 погонный метр от веса ригеля

q_р = (0,6·0,6 – 2·0,15·0,3) ·25,0·1,1 = 7,425 кН/м,

где ρ – плотность железобетона, ρ = 25 кН/м³ = 2500 кг/м³; 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

Полная расчетная нагрузка с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γ_n = 0,95.

q = (17,363·6,6 + 7,425) ·0,95 = 115,92 кН/м.

Максимальный расчетный пролетный момент, в соответствие с рисунком 12 определяется по формуле

М_пр = М₀ – М_оп = - 55 = - 55 =509,21 кН·м.

Максимальная поперечная сила

кН.

• Прочность нормальных сечений ригеля

В пролете. Исходные данные. Расчетный пролетный момент М_пр = 509,21 кН·м,

R_b = 14,5 МПа, арматура А400, R_s = 355 МПа. Расчетное сечение в середине пролета рассматривается как прямоугольное с размерами b = 30 см, h = 60 см. Предварительно назначим рабочую высоту сечения h₀ = 55 см, (а=5см).

Определяется относительная высота сжатой зоны сечения

.

По таблице 3 приложения определяем при арматуре А400, ξ_R= 0,531; α_R= 0,39.

α_R= 0,39 > α_m= 0,387, следовательно по расчету сжатой арматуры не требуется и сечение можно рассчитывать как прмоугольное с одиночной арматурой.

Площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

где

Принимаем 2Ø32+2Ø36 А400 с А_s = 35,4 см².

На опоре. Исходные данные. Расчетный опорный момент в подрезке М_оп=55 кНм,

R_b = 17 МПа, арматура А400, R_s = 355 МПа. Расчетное сечение - прямоугольное с размерами b = 30 см, h = 45 см. Предварительно назначенная рабочая высота сечения h₀ = 40 см.

.

Площадь сечения растянутой арматуры

где

Принимаем 2 Ø16 А400 с А_s = 4,02 см².

• Расчет прочности ригеля по наклонным сечениям

Прочность наклонных сечений ригеля должна проверяться на действие:

поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами, поперечной силы по наклонной полосе, изгибающего момента по наклонной трещине. Расчет должен проводится для наиболее опасных расчетных сечений: в зоне действия максимальной поперечной силы в подрезке и в месте изменения сечения.