5.2. Вычисление опорных моментов ригеля по грани колонны.

Опорный момент ригеля по грани средней колонны слева:

М_(21),1 = М₂₁ – Q·h_col/2 = 216,171 – 269,335 · 0,4/2 = 162,304 кН·м;

где Q = 269,335 кН.

Опорный момент ригеля по грани средней колонны справа.

М_(23),1 = М₂₃ – Q·h_col/2 = 315,785 – 296,837 · 0,4/2 = 256,418 кН·м;

где Q = 296,837 кН.

6. Расчет прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси.

6.1. Характеристики прочности бетона и арматуры.

Бетон тяжелый класса В20; расчетные сопротивления при сжатии R_b = 11,5 МПа; при растяжении R_bt = 0,9 МПа; коэффициент условий работы бетона y_b2 = 1,0; модуль упругости Е_ь = 27000 МПа.

Арматура продольная рабочая класса А-400, расчетное сопротивление R_s = 365 МПа, модуль упругости E_s = 200000 МПа.

6.2. Определение высоты сечения ригеля

Высоту сечения подбирают по опорному моменту при ξ = 0,35, поскольку на опоре момент определен с учетом образования пластического шарнира.

ξ = 0,35, α_m = 0,289,

Определяем граничную высоту сжатой зоны:

где ω = 0,85 – 0,008·R_b = 0,85 – 0,008·0,9·11,5 = 0,77, σ_s = R_s = 365 МПа.

ξ = 0,35 < ξ_R = 0,63 – условие выполняется.

h = h0 + а = 51,37 + 4 = 55,37 см, принимаем h =60 см.

Принятое сечение не проверяю по пролетному моменту, т.к. М = 176,411 < М = = 315,785 кН·м.

Подбираю сечение арматуры в расчетных сечениях ригеля.

Сечение в первом пролете

М = 176,411 кН·м; h₀ = h – a = 60 – 6 = 54 см, вычисляю:

ξ = 0,915

Принимаем 4Ø18 А400 с Аs = 10,18 см2.

Сечение в среднем пролете

М = 160,722 кН·м;

ξ = 0,895

Принимаю арматуру 4Ø20 А400 с А_s = 12,56 см².

Арматуру для восприятия отрицательного момента в пролете принято 2Ø14 А400 с А_s = 3,08 см².

Сечение на средней опоре

М = 296,837 кН*м – расчетный опорный момент ригеля на грани средней колонны;

Арматура расположена в один ряд: h₀ = h – a = 60 – 4 = 56 см.

Вычисляют

ξ = 0,85

Принимаю арматуру 3Ø28 А600 с Аs = 18,47 см2.

Сечение на крайней опоре

М = 269,335 кН·м

ξ = 0,885

Принято 3Ø28 А400 с А_s = 18,47 см².

7. Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси.

На средней опоре поперечная сила Q = 288,325 кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливаю из условия сварки их продольной арматуры диаметром d = 28 мм и принимаю равным d_sw = 8 мм с площадью A_s = 0,503 см². При классе А400 R_sw = 285 МПа; поскольку d_sw/d = 8/32 = 0,29<0,33, ввожу коэффициент условий работы γ_s2=0,9 и тогда R_sw = 0,9·285 = 261 МПа. Число каркасов 2, при этом А_sw = 2·0,503=1,01 см².

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям s = h/3 = 60/3 = 20см. На всех приопорных участках длиной l/4 принимаю шаг s = 17 см, в средней части пролета шаг s = 3·h/4 = 3·60/4 = 45см.

Вычисляют q_sw = R_swA_s/s = 255·1,01·100/17 = 1515 H/см;

Q _{b min} = φ_в3·R_bt·b·h₀ = 0,6·0,9·0,9·40·56·(100)=108,86 кН;

q_sw = 1515 H/см > Q_{b min}/2h₀ = 108860/2·56 = 971 Н/см – условие удовлетворяется.

Требование:

s_max = φ_b4·R_bt·b·h₀²/Q = 1,5·0,9·40·56²·100/288325 = 58,7 см

58,7 см > s = 17 см – условие удовлетворяется.