3. Конструктивный расчет

Первый этап расчета - уточнение высоты сечения ригеля по максимальной величине изгибающего момента. Расчетным на опоре является сечение ригеля на грани колонны

кНм

Рабочая высота ригеля

Полную высоту ригеля h = h₀+а=0,35 + 0,03 = 38см.

Принимаю h=40см.

Расчет прочности нормальных сечений прямоугольного элемента с одиночной арматурой.

Задаемся видом бетона (тяжелым) и классом В20. Коэффициент принимаем равным 1,0. Назначаем класс арматуры - А400

R_в=11,5 МПа и R_s=365 МПа.

Находим рабочую высоту сечения

h₀ =h-a,

где h- высота сечения элемента, для плиты принимаем а = 3 см.

h₀=40-3=37см.

На крайней опоре:

Определяем величину ,

.и

Определяем

Проверяем условия:

Требуемая площадь арматуры

см²

Принимаем 2 стержня диаметром 10 мм (Аs = 1,57см²) и 2 стержня диаметром 18 мм (Аs = 5,09см²)

На средней опоре:

Определяем величину

.и

Определяем

Проверяем условия:

Требуемая площадь арматуры

см²

Принимаем 2 стержня диаметром 10мм (Аs = 1,57 см²) и 2 стержня диаметром 20мм (Аs = 6,28см²)

В пролете:

Определяем величину

.и

Определяем

Проверяем условия:

Требуемая площадь арматуры

см²

Принимаем 4 стержня А400 диаметром 14мм (Аs = 6,16см²)

Расчет прочности ригеля по наклонным сечениям.

R_bt=0,9 МПа.

А400 R_SW=285 МПа

каркасов - 2; диаметр стержней: в сварных каркасах – 6 мм.

А_W=0,57 см² - площадь всех поперечных стержней одном сечении.

Назначаем

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном:

кН

Так как

то хомуты ставим по расчету:

Погонная нагрузка на хомуты

Шаг хомутов по расчету

Шаг хомутов из условия, чтобы трещина не прошла между хомутами

Шаг хомутов по конструктивным требованиям

Принимаем .

Диаметр верхней продольной арматуру назначаем конструктивно 10 мм. Плоские каркасы ригеля объединяем в пространственные приваркой горизонтальных стрежней из проволоки В500 диаметр 5 мм с шагом 130 мм.

Расчет опорного стыка.

Стык элементов неразрезного ригеля с колонной и друг с другом осуществляем у боковых граней колонн при помощи сварки верхней растянутой арматуры с соединительными горизонтальными стержнями. Последние при монтаже пропускаем через специальные каналы, оставленные при изготовлении колонны.

Соединительные стержни забетонированы в колонне и имеют выпуски длиной 120 мм. Сжимающее усилие в нижней части ригеля передается через монтажные сварные швы между закладными ригелями и консоли колонны.

Площадь сечения соединительных растянутых стержней

,

где z =h – 5 = 40– 5 = 35см - плечо пары сил в стыке, равное расстоянию между центрами тяжести сварных швов нижних закладных деталей и верхних растянутых стержней (рис.11). Число соединительных стержней принимаем равным двум.

Принимаем два стержня арматуры А400 диаметром 18 мм (As = 5,09 см²).

Рисунок 14 - Стык элементов неразрезного ригеля

Суммарная длина швов соединительных стержней с одной стороны

к = 8 мм - высота катета шва

R_св - расчетное сопротивление углового шва, равное 150 МПа,

Длина одного сварного шва

По конструктивным соображениям наименьшая длина шва соединительного стержня диаметром d:

Принимаем 140мм.

Длину соединительных стержней и размеры верхних закладных деталей назначаем из условий выполнения сварного соединения. При этом площадь сечения закладной детали

.

Площадь сечения стальных пластинок консоли колонны и нижних закладных деталей ригеля принимаем равными .

Толщина закладной детали

,

Суммарная длина швов в сварных соединениях нижней части ригеля

,

где Т - сила трения ригеля о консоль колонны,

;

Q- поперечная сила на опоре ригеля;

f - коэффициент трения стали по стали, f = 0,15

.

Длина одного шва между закладными деталями ригеля и консоли колонны

;

Принимаем 16см.