3.2 Статический расчет ригеля
В качестве расчетной схемы ригеля принимается неразрезная балка, загруженная распределенной нагрузкой.
Статический расчет ригеля производят как расчет упругой системы с последующим перераспределением (выравниванием) изгибающих моментов за счет пластических деформаций. При этом рассматриваются возможные невыгодные случаи расположения временных нагрузок в средних и крайних пролетах. В результате расчета получают объемлющие эпюры моментов и поперечных сил. Сведения об этом методе расчета имеются в рекомендуемой литературе [2].
Рис.2.1 Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.
Отрицательный момент по грани колонны Mrp можно определить из подобия треугольников.
QА = 0,4 (Р +g) lγn; QbЛ= 0,6 (g = Р) lγn (2.2)
3.3 Характеристики прочности бетона и арматуры
Для ригеля из мелкозернистый бетон группы А кл. В25; рабочую продольную арматуру кл. А-Ш, монтажную и поперечную арматуру кл. А-П, А-Ш; для соединительных стержней арматуру кл. A-I.
При выполнении расчетов требуются следующие расчетные
сопротивления бетона и арматуры:
Rb - сжатие осевое (призменная прочность) бетона;
Rbt - - растяжение осевое бетона;
Rs - растяжение продольной арматуры (рабочей и монтажной);
R.w - растяжение поперечной армaтypы (хомутов).
Расчетные сопротивления выписываются из норм, приведенных в [1 и 2] в МПа.
3.4 Размеры поперечного сечения ригеля и схема его армирования.
Высота ригеля h назначается 1/10+ 1/50 от пролета, а ширина b= 0,3+0,5 от высоты. определяем высоту ригеля по формуле
h = Мпр /O,15Rb
Рабочая высота сечения ригеля h = h-a
где а - расстояние от растянутой грани бетона до центра тяжести растянутой арматуры (можно принять а = 3-5 см).
Ригель армируется двумя или тремя плоскими сварными каркасами, объединенными монтажными стержнями в пространственный каркас.
В каркасы объединяются: рабочая продольная арматура, устанавливаемая по расчету на действие положительного изгибающего момента в пролете - Мпр; рабочая продольная арматура, устанавливаемая по расчету на действие отрицательного изгибающего момента на грани опоры - Мтр ; поперечная арматура (хомуты), устанавливаемая по расчету на действие поперечной си LМ, где отрицательный изгибающий момент в ригеле равен ), рабочую арматуру заменяют монтажной, которую в курсовом проекте разрешается назначать без расчета.
Схема армирования ригеля показана на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Схема армирования ригеля и эпюра момента арматура
3.5 Расчет ригеля по предельным состояниям первой группы
3.5.1Расчет ригеля на действие изгибающих моментов в пролете и на грани опоры м пр и м гр
Расчетными являются нормальные к продольной оси сечения
ригеля в середине пролета и на грани опоры.
Последовательность расчета ригеля на действие изгибающего момента.
1.Вычислить коэффициент аm
аm =М пр /R b bh0
2. По таблице [2, с. 148, табл. IП-1) в зависимости от аm найти ξ.
Следует учитывать, что стоимость железобетонных балок, близкая к оптимальной, получается при значениях
ξ = 0,3 - 0,4.
При этом условие ξ≤ ξ как правило, соблюдается. При меньших
и больших значениях ξ следует уменьшить или увеличить
высоту сечения ригеля.
3.Определить требуемую площадь продольной рабочей арматуры.
А= ξ bh0 (R b / R S ) (2.4)
4. Назначить количество каркасов в сечении ригеля, количество и диаметр стержней продольной арматуры.
В поперечном сечении ригеля :может быть поставлено два или три
каркаса. Количество каркасов следует назначать из условия, чтобы на каждом из них размещалось по два-три стержня диаметром 20-32 мм. При этом надо учитывать: чем диаметр растянутой арматуры больше, тем больше потребуется диаметр поперечных стержней, который назначается из условий сварки. Принятая продольная рабочая арматура должна иметь фактическую площадь Аsl,отличающуюся от расчетной Аsl ,не более чем на 5%. Условие Аsl ≥Аs , является по существу условием прочности сечения ригеля по моменту.