2.3Расчет и конструирование ригеля

2.3.1Расчет ригеля по прочности нормальных сечений

Расчетная схема и эпюра моментов ригеля приведена на рисунке 2.3.1.

Рисунок 2.3.1 – Расчетная схема и эпюра моментов ригеля

Расчет нагрузки действующей на плиту перекрытия лучше всего определять по таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1 – Нагрузки на ригель

В кПа

Нагрузки на ригель	Нормативное значение	f	Расчетное значение
1. Собственный вес пола (по заданию)	qn1	1,15	q1
2. Собственный вес плиты перекрытия (смотри таблицу 2.2.1)	qn2	1,1	q2
3. Собственный вес ригеля	qn3	1,1	q3
4. Временная полная (полезная) (по заданию)	qn4	1,2	q4
Итого полная	qni		qi

Нормативное значение нагрузки от собственного веса ригеля определяется по формуле:

, /2.3.1/

где - масса ригеля в тоннах (смотри пункт 2.1);

l_р –длина ригеля в м;

L – расстояние между ригеля в осях по конструктивной схеме перекрытия, м.

Нагрузка q указанная на расчетной схеме определяется по формуле:

/2.3.2/

Расчетная длина ригеля равняется расстоянию между серединами площадок опирания. Величину расчетной длины плиты перекрытия l₀ можно определить по рисунку 2.3.2.

Рисунок 2.3.2 – Расчетная длина ригеля

Расчет ригеля по нормальному сечению необходимо выполнять на максимальное значение изгибающего момента возникающего в середине пролета.

Сечение ригеля имеет тавровый вид (смотри рисунок 2.3.3), при этом полки находятся в растянутой зоне. Следовательно данное сечение необходимо рассчитывать как прямоугольное с шириной сечения равного b.

Рисунок 2.3.3 – Расчетное сечение ригеля

При расчете ригеля лучше учесть арматуру в сжатой зоне. Это уменьшит размеры сечения ригеля. Задаемся конструктивной арматурой в сжатой зоне – не менее двух стержней диаметром 10мм.

Для армирования ригеля необходимо применять арматуру А300 или А400 в соответствии с заданием.

При расчете изгибаемого элемента с двойной арматурой несущая способность элемента M_ult, складывается из момента воспринимаемого сжатым бетоном M_b, и воспринимаемого сжатой арматурой .

. /2.3.3/

где , /2.3.4/

, /2.3.5/

где - граничное значение сжатой высоты зоны, определяется по формуле

, значение определяется по таблице 2.2.3.

Если M_b<M следовательно сжатого бетона недостаточно, необходимо установить арматуру в сжатой зоне больше конструктивной.

Определяем какую часть внешнего изгибающего M должна восприниматься сжатой арматурой:

и тогда требуемая площадь сжатой арматуры определяется по формуле:

, /2.3.6/

Подбираем диаметр сжатой арматуры при двух или трех стержнях так, чтобы было больше и тогда требуемая площадь растянутой арматуры равняется:

. /2.3.7/

По подбирается количество и диаметр арматуры, так чтобы было больше Диаметр стержней желательно применять не более 32мм. В растянутой зоне количество стержней может быть 4, 6 или 8. Схема размещения приведена на рисунке 2.3.4.

После подбора арматуры необходимо выполнить проверки возможности ее размещения и достаточности прочности.

Далее необходимо окончательно проверить несущую способность сечения с учетом подобранной арматуры.

Несущая способность сечения равняется:

, /2.3.8/

где При этом если , значение принимают равным .

а) б) в)

Рисунок 2.3.4 – Схема размещения стержней в растянутой зоне а) 4 стержня, б) 6 стержней, в) 8 стержней.

Если больше М прочность сечения достаточна, в противном случае необходимо увеличить А_s и снова проверить прочность сечения.

Далее необходимо проверить минимальный процент армирования и допустимость размещения арматуры.