3 Розрахунок ригеля
3.1 Розрахунковий проліт і навантаження
Попередньо задаємось розмірами перерізу колони 400×400, виліт консолі приймається lk=300мм, висота консолі у грані колони дорівнює (0.7-0.8)hр приймаємо 0,49м.
З урахуванням наведених розмірів розрахункові прольоти ригеля приймають рівними
lоp=lp-bk-lk=6-0,4-0,3=5,3м
Розрахункові навантаження на ригель приймаються з урахуванням таблиці 1.1 і визначаються за формулою:
qp=qaγn+1.1hpbpργn,
де: q - повне розрахункове навантаження з таблиці 1.1;
ρ - середня щільність залізобетону 25 кН/м3;
hp ,bp - розміри перерізу ригеля, м;
γn - коефіцієнт надійності за призначенням будівлі, 0,95;
а - крок ригелів, м.;
qp=124,43 кН/м
3.2 Визначення зусиль, що виникають у ригелі від розрахункових навантажень
Для побудови криволінійної епюри моментів ригель слід поділити на п'ять рівних частин через 0,2l0 і визначити моменти у середині прольоту і в точках 1-4 за формулами:
M1=M4=0,08qрl20
M2=M3=0,12qрl20
Поперечні сили становлять:
M1=M4=0,08 108,48·(5,3)2=279,625 кНм
M2=M3=0,12 108,48·(5,3)2=419,436 кНм
3.3 Характеристики міцності бетону і арматури
Клас бетону В 25
Робоча арматура: А-ІIІ
Rb=11,5 МПа;
γb2=0,9;
Rbt=1,9 МПа.
Rs=400 МПа;
Rsw=285 МПа.
3.4 Визначення розмірів поперечного перерізу ригеля і схема його армування
Висота перерізу ригеля прийнята раніше при визначенні розрахункового прольоту плити. Прийнятий переріз ригеля треба перевірити по прольотному моменту так, щоб відносна висота стиснутої зони була ξ<ξR і виключити переармований неекономічний переріз.
При цьому ξ=0,35 і за таблицею А.3 додатка А методичних вказівок Ао=0,289, тоді:
Потім знаходять h=h0+a=0,75+0,05=0,8м
де а = 4-7см - відстань від розтягненої грані бетону до центра ваги розтягненої арматури. Прийняте значення h уточняють, тобто приймають його кратним 50 мм і після цього знаходять уточнену робочу висоту перерізу: h0 =h-a=0,80-0,05=0,75м
3.5 Розрахунок ригеля за першою групою граничних станів
3.5.1 Розрахунок ригеля на дію згинального моменту від розрахункового навантаження
Розрахунковим поперечним перерізом є нормальний до поздовжньої осі переріз у середині прольоту ригеля.
Обчислюємо коефіцієнт А0:
За таблицею А.3 додатка А методичних вказівок у залежності від Ао знаходимо відносну висоту стиснутої зони бетону ξ.
ξ=0,26; α0=0,870
0,26<0,607
Визначаємо необхідну площу поздовжньої розтягненої арматури:
Приймаємо 2 каркаси у перерізі ригеля по 2 робочих поздовжніх стержнів ø20мм As=6,28см2 та ø22мм As=7,6см2 із загальною площею As=13,88см2.
3.5.2 Розрахунок ригеля за перерізом, похилим до поздовжньої осі
Міцність похилих перерізів ригеля на дію поперечної сили забезпечується постановкою у ньому поперечної арматури (хомутів) діаметром dsw, який визначається у залежності від діаметра поздовжньої арматури з умов зварювання і обираємо площу поперечного перерізу для дво стержнів Asw.
dsw=9мм; Asw=1,91∙10^(-4) м2 при кількості стержнів 3шт.
Потім треба визначити відстань між поперечними стержнями уздовж елемента (крок хомутів) Sw враховуючи такі конструктивні вимоги:
а) на приопорних ділянках (рівних при рівномірно розподіленому навантажені 1/4l0) крок поперечних стержнів не повинен перевищувати:
при
висоті перерізу h>450мм
приймаємо
200мм
б)
на іншій ділянці (середній) прольоту
<500мм
приймаємо Sw=0,4м.
Визначаємо зусилля в хомутах на одиницю довжини елемента для при опорної ділянки:
;
157,257>131,538
–
умова виконується
Визначаємо довжину проекції небезпечної похилої тріщини на поздовжню вісь елемента:
Значення С визначають за формулою:
Визначаємо величину сили , яку сприймають поперечні стержні:
Визначаємо величину поперечної сили, яку сприймає бетон:
Перевіряємо міцність плити по похилому перерізу за формулою:
-
умова виконується
Перевіряємо міцність плити по похилій смузі між похилими тріщинами за формулою
;
3.5.3 Розрахунок ригеля на дію згинального моменту, що виникає при його підніманні і монтажі
Піднімання і монтаж ригеля здійснюється за дві монтажних петлі. Відстань між петлями – 0.6l. Розрахункова схема - двоконсольна балка.
Навантаження від власної ваги ригеля, становить:
qвв=25bрhрkд,
де: kд - коефіцієнт динамічності, який дорівнює 1,4.
qвв=25·0,4615·0,2308·1,4=3,7274кН/м.
ξ=0,1; α0=0,930
приймаємо 2 стержні ø 3мм, з Аs=0,14см2.
Потрібна площа поперечного перерізу однієї петлі визначається за формулою:
Із таблиці А.4, додатку А методичних вказівок обираємо - ø 6мм для 2 петель Аs=0,283см2.