Расчет и конструирование ригеля.
Материалы для конструирования ригеля:
Бетон класса В45.
По таблицам 12 и 13 [20]:
Rb = 25 МПа; Rbt = 1,45 МПа; Rbn = 32 МПа; Rbtn = 2,2 МПа.
По таблице 18 [20]: – Ев = 34·10-3 МПа.
Находим γb2 = 0,9 по таблице 15 [20], тогда
Rb = 25·0,9 = 22,5 МПа; Rbt = 1,45·0,9 = 1,3 МПа.
Арматура класса А-III с Rs = 365 МПа, хомуты класса А-III с
Rsw = 225 МПа.
Ригели проектируем неразрезной конструкции – 4-х пролетные.
Неразрезность сборных ригелей обеспечивается за счет установки на опорах арматуры, рассчитанной на восприятие возникающих здесь отрицательных моментов «Mxmin».
Расчет и конструирование неразрезного ригеля ведем с учетом перераспределения усилий.
Учитывая симметрию 4-х пролетного ригеля, расчет его выполняем до оси симметрии.
Конструкцию ригеля принимаем прямоугольной, т.е. bхh = 40х80 см.
Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля (погонная нагрузка), определяется по формуле:
qс.в.р. = 0,4·0,8·1,0·1,1·25 = 8,8 кН/пог.м.
Расчетная нагрузка от веса перекрытия:
qп.пер.= 6·4,060 = 24,4 кН/пог.м.
Полная расчетная постоянная нагрузка:
qпол. = qс.в.р. + qп.пер.= 8,8+24,4 = 33,2 кН/пог.м.
Полная расчетная временная нагрузка:
Рврем. = 19,4·6 = 116,4 кН/пог.м.
Полная расчетная нагрузка:
qпол.рас. = qпол. + Рврем. = 33,2+116,4 = 149,6 кН/пог.м.
Определение усилий.
Ввиду достаточно частого расположения сил, можно считать нагрузку равномерно-распределенной (см. рис.15)
Рис.14 Эскиз для определения расчетных пролетов.
Расчетные пролеты при l1 = 10 м;
l01 = 10 – 0,2 – 0,2 – 0,19 = 9,410 м;
l02 = 10 – 0,2– 0,2 – 0,2 – 0,2 = 9,20 м.
Эпюры моментов строим по приложению 1 и 2 данного М.У. и Заданий, в зависимости от соотношения:
Минимальные пролетные и опорные моменты определяем по формулам:
Mmin
= β·(q
+ р)·
Mmах
= γ·(q
+ р)·
Изгибающие моменты через 0,2l , по приложениям 1 и 2
М0,2l 01 = 0,065·149,6·9,412 = 0,065·13247 = 861 кН·м.
М0,4l 01 = 0,090·149,6·9,412 = 0,090·13247 = 1192 кН·м.
М0,425l 01 = 0,091·149,6·9,412 = 0,091·13247 = 1205 кН·м.
М0,6l 01 = 0,075·13247 = 994 кН·м.
М0,8l 01 = 0,02·13247 = 265 кН·м.
М1,0l 01 = – 0,0715·13247 = – 947 кН·м.
Положительные моменты ригеля II-го пролета:
М0,2l 02 = 0,018·149,6·9,22 = 0,018·12662 = 228 кН·м.
М0,4l 02 = 0,058·12662 = 734 кН·м.
М0,5l 02 = 0,0625·12662 = 791 кН·м.
Отрицательные
моменты ригеля II-го
пролета при
М0,2l 02 = – 0,052·12662 = – 658 кН·м.
М0,4l 02 = – 0,030·12662 = – 380 кН·м.
М1,0l 02 = – 0,0625·12662 = – 791 кН·м.
Поперечные силы
Q0,0l 01 = 0,4·q·l01 = 0,4·149,6·9,41= 563 кН.
Q1,0l 01 = 0,6·q·l01 = 0,6·149,6·9,41= 845 кН.
Q0,0l 02 = Q1,0l 02 = 0,5·149,6·9,2= 688 кН.
Определяем точки нуля по приложениям 1 и 2 по данным М.У. и Заданий:
0,15 l01 = 0,15·9,41 = 1,41 м; ξ l01 = 0,304·9,41 = 2,86 м
0,15 l02 = 0,15·9,2 = 1,38 м.
Далее строим эпюры усилий работы ригелей (на миллиметровой бумаге).
Рис.15 Эпюры усилий, возникших в ригеле под действием внешней нагрузки.
Ширина ригеля назначается исходя из удобства размещения арматуры. Принимаем b = 40 см.
Определяем высоту ригеля исходя из наиболее оптимального армирования.
Для сборных неразрезных балок величина ξ = обычно принимается 0,2…..0,35, при ξ = 0,3:
Полная высота ригеля:
h = hо + а = 67 + 8 = 75 см.
Принимаем h = 80см (кратно 100мм).
Сечение ригеля, принятое для расчета: b = 40х80 см.
Рабочая высота ригеля
hо = 80 – 8 = 72 см.