Расчет на основе расчетной модели наклонных сечений

Расчет на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине.

Предварительно задаемся диаметром и шагом поперечных стержней по табл. 12, 14 [1] , учитывая конструктивные требования:

• на приопорных участках длиной при высоте железобетонного элемента s не более 0,5h и 150 мм:

Так как 220 мм больше чем 150мм, то принимаем (п.11.2.21[2]).

• в средней части независимо от высоты сечения s=500мм, но не более:

Так как 500мм более 300мм, то принимаем (п.11.2.21[2]).

Задавшись шагом поперечных стержней, произведем расчет на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине (алгоритм №2 [1]).

1. Определение усилия в хомутах на единицу длины элемента (равномерно распределенное)

см²

По табл^. П6 [1] принимаем 2Ø6 S400 (см²).

где:

коэффициент для тяжелого бетона;

коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах:

- коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

2. Определение

где:

• - коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (для тяжелого бетона).

3. Определение проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

4. Определение длина проекции наклонной трещины на продольную ось элемента

5. Проверка условия:

Значение принимается не более и не более значения , а также не менее, если.

Принимаем .

6. Определение поперечного усилия, воспринимаемого бетоном

7. Определение поперечного усилия, воспринимаемого поперечными стержнями

8. Проверка условия

Условие прочности по наклонной полосе между диагональными трещинами выполняется.

3. Расчет сборного многопролетного ригеля

3.1. Назначение размеров панели перекрытия

Назначаем размеры панелей исходя из компоновки конструктивной схемы. Панель П1 имеет размеры 1000х6600 мм, панель П2 – 1000х6600 мм, и доборная панель П3 имеет размеры 350х6600 мм.

Рисунок 3.1 – Компоновка сборного ребристого перекрытия

2. Проектирование ригеля

Ориентировочно размеры поперечного сечения ригеля прямоугольной формы назначим следующим образом:

• высота ригеля

Примем высоту ригеля .

• ширина сечения но не менее 200 мм. Примем ширину ригеля

Расчетный пролет ригеля в крайних пролетах принимаем равный расстоянию от оси его опоры на стене до оси колонны:

Расчетный пролет ригеля в средних пролетах принимаем равный расстоянию между осями колонн: Схема к определению расчетных пролетов ригеля представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема к определению расчетных пролетов ригеля

2. Подсчет нагрузок на ригель

Конструкцию пола принимаем такую же как при расчете монолитной плиты.

Расчет нагрузки на 1 м² поверхности плиты сведен в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Нагрузка на 1 м² сборного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффи-циент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянные: - цементно-песчаный раствор (δ=0,03м, ρ=18кН/м2)	0,54	1,35	0,73
- плитка керамическая (δ=0,013м, ρ=24кН/м2)	0,31	1,35	0,42
-собственный вес плиты (мм);	2,2	1,35	2,97
Итого:	gsk=3,05		gsd=4,12
Переменная: (по заданию)	qsk=8,5	1,5	qsd=12,75
Всего:	(g+q)sk=11,55		(g+q)sd=16,87

Расчетная нагрузка на 1 пог. м ригеля при коэффициенте надежности по назначению здания _n =0,95 и при ширине грузовой площади 5,0 м составит:

• постоянная

• суммарная (с учетом нагрузки от ригеля) постоянная нагрузка

• временная .

Суммарная нагрузка _.

2. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил

Ригель рассчитывается, как неразрезная 3-ех пролетная балка с шарнирным опиранием на колоны, с учетом перераспределения усилий.

Значения изгибающих моментов M и поперечных сил V определяем в программе RADUGA 2.0.11.

Варианты схем загружения, а так же эпюры M и V под ними представлены на рисунках 3.3, 3.4,3.5,3.6 соответственно.

Рисунок 3.3 – Схема загружения 1, эпюра изгибающего момента и

поперечной силы

Рисунок 3.4 – Схема загружения 2, эпюра изгибающего момента и

поперечной силы

Рисунок 3.5 – Схема загружения 3, эпюра изгибающего момента и

поперечной силы

Рисунок 3.6 – Схема загружения 4, эпюра изгибающего момента и

поперечной силы

Полученные результаты изгибающих моментов сведем в таблицу 3.2. Выберем максимальные значения изгибающих моментов и построим эпюру распределения усилий. После чего построим эпюру перераспределения усилий (12%) и окончательную эпюру изгибающих моментов с учетом возникновения пластического шарнира (рисунок 3.7).

Таблица 3.2 –Изгибающие моменты в ригеле

Вариант загружения	Сечения
	1	2 (слева)	2 (справа)	3	4 (слева)	4 (справа)	5
1	255,691	-175,289	-175,289	-78,743	-178,151	-178,151	257,737
2	6,622	-178,784	-178,784	171,313	-179,153	-179,153	8,310
3	188,274	-310,095	-310,095	121,704	-146,243	-146,243	23,878
4	23,330	-145,376	-145,376	121,947	-312,121	-312,121	190,752
Мmax	255,691	-310,095	-310,095	171,313	-312,121	-312,121	257,737

Рисунок 3.7 – Эпюра распределения и огибающая эпюра ригеля:

а)эпюра изгибающих моментов без распределения усилий; б)перераспределение усилий; в)эпюра изгибающих моментов с учетом возникновения пластического шарнира

2. Расчет прочности нормальных сечений

Размеры сечения, принятые к расчету:

Задаемся величиной .

Расчет проводим используя алгоритм №1[1].

В пролете 1 (нижняя арматура):

Так как (0,219<0,386), тогда

В пролете 2 (нижняя арматура):

Так как (0,167<0,386), тогда

На опоре В (верхняя арматура):

Так как (0,218<0,386), тогда

На опоре С (верхняя арматура)

Так как (0,220<0,386), тогда

Результаты расчетов и подбор арматуры в расчетных сечениях сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Назначение количества и диаметра стержней

Расположение сечения	Расположение арматуры	М, кН∙м	Расчетное сечение	αm		Astтр, см2	Ast, см2		Принятое армирование
1 пролет	Нижняя	358,306		0,287	0,82	21,30	17,41		218 228
1 пролет	Верхняя	-		Монтажная конструктивная арматура				5,09		218
Опора В	Верхняя	354,524		0,284	0,82	21,07	17,41		218 228
2 пролет	Нижняя	266,226		0,213	0,87	14,92	12,69		218 222
2 пролет	Верхняя	-		Монтажная конструктивная арматура				5,09		218
Опора С	Верхняя	354,524		0,284	0,82	21,07	17,41		218 228