3. Проектирование ригеля перекрытия

В проектируемом многоэтажном здании предусмотрен полный каркас с жестким сопряжением ригелей и колонн, т.е. ригели являются элементами рамы. В этой связи для определения усилий и в сечениях ригеля необходимо выполнить статический расчет поперечной рамы, общая последовательность которого такова:

- определение погонных нагрузок на ригель рамы и уточнение его рабочей высоты;

- определение грузовой площади и нагрузок на колонну и уточнение размеров ее сечения;

- вычисление моментов инерции и погонных жесткостей ригеля и колонны;

- статический расчет поперечной рамы (определение усилий и в сечениях ригеля и

колонны) с помощью таблиц.

По найденным усилиям и выполняется расчет прочности соответственно нормальных и наклонных сечений ригеля, затем производится его конструирование.

3.1 Нагрузки на ригель поперечной рамы

Погонные нагрузки на ригель получаются умножением распределенных нагрузок из табл. 2.1 на ширину грузовой полосы для ригеля, равную шагу поперечных рам l_n=7,0 м. Ригель предполагается рассчитывать только по Ⅰ-й группе предельных состояний. Класс бетона ригеля В25 )

Постоянная нагрузка:

1. Пол, собственный вес панелей, перегородки -

2. Собственный вес ригеля - здесь − площадь сечения ригеля;

− плотность железобетона.

3. Итого постоянная нагрузка

4. Временная полная на перекрытиях

5. В том числе длительно действующая

6. Суммарная погонная нагрузка на ригель рамы

Требуемую рабочую высоту сечения ригеля при заданной ширине и классе бетона В35 можно уточнить по опорному моменту:

тогда

Полная высота

Окончательно принимаем высоту сечения ригеля

3.2 Определение нагрузок на колонну и уточнение ее размеров

Нагрузка на колонну определяется путем умножения распределенных нагрузок от покрытия и перекрытий на грузовую площадь, равную для средней колонны

Подсчет распределенных нагрузок от покрытия с учетом коэффициента надежности приведен в табл.3. Для общности подхода нагрузка от веса ригеля также приведена к распределенной по площади.

Определение нагрузок на среднюю колонну приведено в табл. 4. Для учета собственного веса колонн предварительно сечение их принято квадратным Нагрузка при коэффициенте будет необходима в дальнейшем для расчета фундамента

Таблица 3 Нагрузки от покрытия

Вид нагрузки	Нагрузка, кПа			γf
	нормативная	расчетная
		γf = 1	γf > 1
Постоянная:
− защитный слой из гравия, втопленного в мастику (t=35мм, γ = 16 кН/м3);	0,56	0,56	0,69	1,3
− четыре слоя из толь-кожи на мастике (t = 15 мм, γ = 12,5 кН/м3);	0,19	0,19	0,22	1,2
− цементно-песчаная стяжка (t = 25 мм, γ = 22 кН/м3);	0,55	0,55	0,68	1,3
− утеплитель из пенобетона (t = 100 мм, γ = 5,8 кН/м3);	0,58	0,58	0,72	1,3
− обмазочная пароизоляция	0,05	0,05	0,06	1,3
− плита покрытия с учетом бетона замоноличивания швов	2,3	2,3	2,4	1,1
− собственный вес ригеля покрытия: γ∙Ab/ln =25∙0,283/7,0	1,01	1,01	1,06	1,1
Итого:	5,24	5,24	5,87
Временная (снеговая) полная	1,68	1,68	2,4
В т.ч. длительно действующая	0,84	0,84	1,2

Таблица 4 Определение продольных сил в колонне подвала

Вид нагрузки	Расчетная продольная сила, кН
	при γf=1	при γf>1
1. ПОСТОЯННАЯ:
От покрытия	5,2447=246,3	5,8747=275,9
От 3-х перекрытий с учетом с.в. Ригелей	3 (4,5+1,01) 47=777	3 (5,3+1,06) 47=896,8
От 4-х колонн (сечение 450 х450мм, L=4,5м)	40,450,454,52525=91,1	91,11,1=100,2
Итого:	Nng=1114,4	Ng=1273
2. СНЕГОВАЯ:
Полная	Nns=1,6847=79	Ns=2,447=113
В т.ч. длительная	Nns,l=0,8447=39,5	Ns,l=1,247=56,4
3. ВРЕМЕННАЯ (на перекрытиях)
Полная от 3-х перекрытий	Nnv=310,247=1438,2	Nv=312,947=1819
В т.ч. длительно действующая	Nnv,l=3847=1128	Nv,l=310,1647=1433
Итого временная +снеговая	Nns+Nnv=79+1438,2= =1517	Ns+ Nv=113+1819= =1932
В т.ч. длительно действующая	Nns,l+ Nnv,l=39,5+1128=1168,5	Ns,l+ Nv,l=56,4+1433= =1489
Всего суммарная	Nn= Nng+( Nns+ Nnv)= =1114,4+79+1438,2=2632	N= Ng+ Ns+ Nv= =1273+113+1819=3205
В т.ч. продолжительно действующая	Nn,l= Nng+Nns,l+ Nnv.l= =1114,4+39,5+1128=2282	Nl= Ng+ Ns,l+ Nv.)= =1273+56,4+1433=2762

Уточним размер стороны колонны, приняв бетон класса B35 арматуру класса A500C и предварительно коэффициент армирования

Принимаем сечение колонны , перерасчет нагрузки от собственного веса колонн не нужен.