- •Методические указания к расчету и проектированию сборного многопролетного ригеля по курсу “Железобетонные и каменные конструкции” для студентов направления 270800 «Строительство»
- •1. Общие положения проектирования сборных многопролетных нарезных ригелей
- •2. Расчет трехпролетного неразрезного ригеля
- •2.1. Определение расчетной схемы и расчетных пролетов ригеля
- •2.3 Определение изгибающих моментов и поперечных перерезывающих сил
- •2.5.Определение размеров поперечного сечения ригеля
- •2.6. Расчет продольной арматуры в расчетных сечениях ригеля
- •2.7. Расчет прочности по наклонным сечениям
- •2.8. Построение эпюры материалов
- •Лубенская Людмила Анатольевна
2. Расчет трехпролетного неразрезного ригеля
2.1. Определение расчетной схемы и расчетных пролетов ригеля
Требуется рассчитать по прочности нормальных и наклонных сечений сборных железобетонных ригель перекрытия, конструктивная схема которого показана на рис. 2.
Рис. 2. План перекрытия
Ригель представляет собой (с определенной степенью четкости) не разрезную балку с шарнирным опиранием на наружные стены, загруженную равномерно-распределенной нагрузкой от панели перекрытия. *Средний пролет между осями колонн lср=6 м; крайний пролет от оси опоры на стене до оси колонны рассчитывается по формуле(1):
(1)
где 1 – расстояние между разбивочными осями;
0,2 – привязка разбивочной оси к внутренней грани стены
(0 – при нулевой привязке);
0,3 – величина заделки ригеля в стену.
Размеры пролетов отличаются на 1%<20%.
Сбор нагрузок на на 1 п.м. ригеля.
Нагрузка на 1 м2 перекрытия берется из таблицы сбора нагрузок (см. расчет плиты).
Нагрузки, действующие на ригель, делятся на постоянные (g) и временные (U).
Расчетная постоянная нагрузка:
- от панелей и пола,с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn = 0,95
3,4х6х0,95=19,38 кНм**
- собственный вес ригеля сечением 0,2х0,6м(р=2500 кг/м3) , с учетом коэффициентов γf = 1,1 и γn =0,95
0,2х0,6х2500х1,1х0,9/100=3,14 кН/м**
Итого g= 19,38+3,14=22,52кН/м
Расчетная временная нагрузка, с учетом коэффициентов γf =1,2 и γn = 0,95
U=4х6х0,95х1,2=27,36 кН/м,
Полная расчетная нагрузка (2):
q=g+U (2)
q= 22,52+27,36=49,88 кН/м
2.3 Определение изгибающих моментов и поперечных перерезывающих сил
Изгибающие моменты и поперечные силы определяются по табл.(прилож. [II]), где γ, β, α, δ- коэффициенты, зависящие от нагрузки, комбинаций загружения к количеству пролетов.
Вычисление моментов приведено в табл. 1.
Расчет ригеля ведется с учетом перераспределения моментов вследствие пластических деформаций. В качестве расчетной, выравненной эпюры моментов принимаются эпюры М, соответствующие схемам загружения 1,2 и 1,3 (т.е. U- через пролет), при которых возникают максимальные моменты в пролетах.
Расчетный выравненный момент на опоре
М1,2 = - 80,4 – 48,4 =- 129,2 кН хм
* Нагрузка от многопустотных считается равномерно распределенной, от ребристых плит при числе ребер в пролете ригеля 4 и более – также
равномерно-распределенной.
** Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу поперечных рам, в примере – 6м.
*** Предварительные размеры сечения ригеля h=1/10=60 см; b=20 см. Эти размеры могут быть в дальнейшем уточнены. ,где 4 кНм2 - временная нормативная нагрузка на 1м2 (см. задание на курсовой проект).
При этом М1,2 /Мв = 129,2/194,7=0,66≈ 0,7, т.е. Максимальная величина опорного момента Мв соответствует схемам 1,4, сниженным примерно на 30% по сравнению с упругой схемой.
Огибающая эпюра М для различных схем загружения ригеля показана на рис. 3.
Построение огибающей эпюры М рекомендуется вести на миллиметровой бумаге (формат 12) в следующем порядке:
Выбрать масштаб длин(1:20, 1,25, 1:10) и нанести ось ригеля до оси симметрии.
Над промежуточной опорой в выбранном масштабе ординат отложить величину выравненного опорного момента Мв.
Соединить ординаты линией опорных моментов.
Вычислить величины Мо балочные моменты от постоянных (g) b полной (q= g+u) нагрузок по формулам (3)-(6):
для крайних пролетов:
(3)
(4)
для средних пролетов:
(5)
(6)
Таблица 1. Усилия в сечениях ригеля
5. Разделить каждый пролет на 10-20 частей и, пользуясь соотношением ординат в параболе, отвесить полученные значения моментов в соответствующих частям пролета от линии опорных моментов в выбранном масштабе (см. рис. 3).
Рис.3. Эпюра изгибающих моментов
Проверить эпюры: величины расчетных моментов, полученные построением, должны совпасть с соответствующими табличными значениями.
Изгибающий момент по грани колонны, полагая высоту сечения колонны в направлении пролета ригеля равной 30 см
(7)
Расчетные данные
Бетон - тяжелый класса В15, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 8,5 Мпа, при растяжении Rbt = 0,75 Мпа, коэффициент условия работы бетона
γb2 = 0,9, Еб = 23000 Мпа ([I], прилож. I, II, III).
Арматура - продольная рабочая арматура из стали класса А-III,
Rs= 365 Мпа, Еs= 200000 Мпа, поперечная арматура- класса А-III, закладные детали и петли для подъема из стали класса А-I.