1799

мм,

здесь ds – диаметр продольной арматуры, мм;

Abt – площадь сечения растянутого бетона (см. рис. 31):

– для тавровых сечений Abt y b;

– для двутавровых сечений Abt y b bf b hf ; при этом должны соблюдаться условия:

10 ∙ ds и 10cм ≤ ls ≤ 40 ∙ ds и 40см;

растянутого бетона между трещинами[5, п.7.2.15].

4.5.2. Проверка жесткости

Прогиб панели (см) определяется по формуле [5, п.7.3.6]

где k 5 для равномерно загруженной свободно опертой балки; 48

1 – величина кривизны, 1/см; l0 – расчетный пролет панели, см. r

Величина прогиба ограничивается эстетическими требованиями, поэтому расчет прогибов производится на продолжительное действие постоянных и длительных нагрузок:

73

трещиной и без трещин) высота сжатой зоны.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РИГЕЛЕЙ РАМНЫХ КАРКАСОВ

5.1. Конструктивная схема ригеля

Для повышения жесткости каркасов, экономии материалов и уменьшения конструктивной высоты перекрытия ригели рекомендуется проектировать неразрезными.

Ригель состоит из отдельных сборных железобетонных элементов, объединенных в неразрезную систему при монтаже.

Длина опирания ригеля на кирпичную стену принимается кратной размерам кирпича (рис. 33) и равна:

с= 25 см при hр ≤ 50 см;

с= 38 см при hр > 50 см.

Предварительная высота ригеля может быть определена из соотношения

где l2 расстояние между разбивочными осями поперек здания, см. Высота ригеля принимается кратной 5 см.

5.2. Расчетная схема ригеля и нагрузки

Ригели сборного перекрытия при кирпичных наружных несущих стенах и действии на перекрытие только вертикальных нагрузок рассчитываются как многопролетные неразрезные балки с учетом перераспределения усилий. Опирание балки на наружные стены принято шарнирным. Количество пролетов определяется конструктивной схемой здания.

Расчетный пролет крайнего ригеля при свободном опирании на стену равен расстоянию от центра опирания ригеля на стену до грани колонны; расчетный пролет среднего ригеля – расстоянию между гранями колонн, м:

l0 кр l2 0,5 bк 0,2 0,5 c;

74

l0 ср l2 bк ,

где bк – размер сечения колонны (ориентировочно принимать 0,3 м). Конструктивная и расчетная длины ригеля показаны на рис. 34. Расчетная постоянная нагрузка на ригель, кН/м, определяется путем умножения постоянной нагрузки на 1м2, подсчитанной при расчете панели, на ширину грузовой площади, равной номинальной

длине панели, с учетом веса 1 п.м ригеля принятого сечения:

1

gp Aриг 2500 f 100 gпл пол lпан ,

где Ариг – площадь поперечного сечения ригеля, м2; f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,1; gпл+ пол – расчетная нагрузка от собственного веса панелей и веса пола, кН/м2 (табл. 4); lпан – номинальная длина панели, при опирании панелей поверху ригеля lпан = l1, при опирании на полки lпан = l1 – bр, м.

75

Расчетные сечения при изгибающих моментах:

а) положительных б) отрицательных

70

bp 0,3 0,4 hp ; рекомендуется принимать b = 300мм

bp 200;Ар bp hp 0,0675 м2

Рис. 33. Конструктивные и расчетные параметры сечений ригеля

76

Расчетная временная нагрузка, кН/м: p pI l1,

5.3. Статический расчет

Изгибающие моменты в сечениях ригеля определяются с учетом перераспределения усилий. Подсчет ординат огибающей эпюры производится по формуле

где Mi – изгибающий момент, кН∙м; i – коэффициент, определяемый по данным рис. 34; l0 – расчетный пролет крайнего или среднего ригеля, м.

5.4. Расчет по предельным состояниям первой группы

5.4.1. Исходные данные

Для ригелей рекомендуется: применять бетон классов В20…В30, рабочую продольную арматуру – из арматурной стали класса А-III, поперечную – из арматурной стали класса А-III или А-II.

5.4.2. Расчет прочности нормальных сечений

По максимальному значению изгибающего момента уточняются размеры поперечного сечения ригеля. Ввиду определения изгибающих моментов с учетом образования пластических шарниров.

77

72

Рис. 34. Конструктивная и расчетная схемы ригеля, эпюры M и Q, эпюра материалов

78

Значения коэффициентов ξ и α0 ограничиваются соответственно величинами 0,35 и 0,289 в опорном сечении.

По принятым значениям параметров сечения ригеля проверяется условие

где h0 = (h – a) полезная (рабочая) высота сечения ригеля, см; здесь h – принятая высота сечения ригеля, см; b – ширина сечения ригеля, см (см. рис. 32); а = 5…6 см при расположении арматуры в два ряда; а = 3…4 см при расположении арматуры в один ряд (см. рис. 32); М – наибольший по абсолютной величине опорный изгибающий момент, Н∙см.

При 0,25 > α0 и α0 > 0,289 необходимо изменить значения параметров сечения b и h с кратностью 5 см с соблюдением рекомендуемых (см. рис. 32) соотношений высоты и ширины ригеля.

Сечение продольной арматуры крайнего пролета ригеля подбирается по изгибающим моментам в двух нормальных сечениях: в пролете на расстоянии 0,425∙l0 от свободной опоры и на первой промежуточной опоре. В среднем пролете – в трех нормальных сечениях: в середине пролета, на опоре и в сечении №6 на действие отрицательного момента. Если в сечении №6 отрицательного момента нет, то нужно принимать без расчета конструктивное армирование верхней зоны ригеля в виде двух стержней диаметром 12…14 мм класса А-III.

Подбор требуемого сечения арматуры проводится в следующем порядке:

где М – изгибающий момент в соответствующем сечении; 2) по табл. 7 определяется относительное плечо внутренней пары сил ν;

3) определяется требуемая площадь сечения продольной

М

арматуры, см2: АS1 ho Rs 100 ;

4) по сортаменту табл.8 подбирается необходимое количество стержней арматуры с площадью AS ≥ AS1 и диаметром не менее 12 мм.

79

74

Рис.35. Коэффициенты β для изгибающих моментов

80

Количество стержней и их расположение принимаются в соответствии с рекомендациями рис. 33. Если в опорном сечении принято три стержня , то они объединяются в горизонтальный каркас распределительными стержнями с шагом 2b, но не более 600 мм [2] и диаметром согласно табл. 9.

5.4.3. Расчет прочности наклонных сечений

Расчет поперечной арматуры ведется для наклонных сечений с максимальной поперечной силой. Все основные положения расчета прочности сечений приведены в рекомендациях по проектированию панели перекрытия.

Расчет выполняем в следующем порядке:

из условия свариваемости с продольной арматурой в вертикальных каркасах (см. табл. 9) назначается минимальный диаметр поперечных стержней dw и класс;

назначается шаг поперечных стержней, см, максимально возможный из конструктивных требований (см. рис. 25), но не более

где h0 – расстояние от нижней грани до центра тяжести верхней рабочей арматуры; b2 = 2 – для тяжелого бетона; Q – поперечная сила, Н;

определяется погонное усилие, Н/см, воспринимаемое хомутами:

где b3 = 0,6 для тяжелого бетона.

Уточняются диаметр и шаг поперечных стержней, если условие

(79)не удовлетворяется;

определяется величина поперечной силы, Н, воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении:

При невыполнении условия (81) изменяют диаметр и шаг хомутов, добиваясь его соблюдения.

Прочность наклонных сечений по изгибающему моменту обеспечена при условии надлежащей анкеровки продольных стержней на свободных опорах [п. 3.4.5] и заведения обрываемых стержней за места теоретического обрыва, согласно эпюре материалов на длину lan.

Прочность наклонной полосы между трещинами на действие главных сжимающих напряжений проверяется согласно условию

Коэффициент b1 определяется по формуле

b1 1 Rb ,

где β = 0,01 – для тяжелого бетона;

Rb – призменная прочность бетона, МПа.

При несоблюдении условия (82) необходимо увеличить размеры сечения и повторить расчет ригеля заново.

5.4.4.Построение эпюры материалов

Вцелях экономии арматурной стали часть продольных стержней обрывается в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов.

Для оценки экономичности армирования и прочности сечений ригеля строится эпюра материалов. Ординаты эпюры материалов вычисляются как моменты внутренних сил в рассматриваемых сечениях ригеля (см. рис. 34).

Для построения эпюры материалов в крайнем пролете ригеля необходимо определить 4 значения несущей способности следующих сечений:

несущая способность Ми1 сечения в средней части ригеля на действие положительных моментов (сеч. 2-2 на рис. 33) (рабочая арматура определена в п. 5.4.2);

82