2. Расчет и конструирование однопролетного ригеля

Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой или, для опирания ребристых панелей принимается сечение ригеля высотой. Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными. Высота сечения обычного ригеля.

Исходные данные

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, . Расчетный пролет равен:

где - пролет ригеля в осях;

- размер колонны;

20 см – зазор между колонной и торцом ригеля;

130 см – размер площадки опирания.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 5,4 м.

Постоянная (g):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности

- от веса ригеля

где 2500кг/м³ – плотность железобетона.

С учетом с учетом коэффициента надежности по ответственностии надежности по нагрузке;

Постоянная погонная нагрузка :

кн/м

Временная нагрузка () с учетом коэффициента надежности по назначению здания и коэффициента снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади

где А₁=9м²; А – грузовая площадь, А=5,4*5,9=31,86м².

- полная погонная нагрузка

g + = 27,4+11,065 =38,465 кН/м

Расчетное сечение ригеля

Определение усилий в ригеле

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом . Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силыQ от полной расчетной нагрузки:

Характеристики прочности бетона и арматуры:

- бетон тяжелый класса В30, расчетное сопротивление при сжатии , при растяжении; коэффициент условий работы бетона;

- арматура продольная рабочая класса А500 диаметром 10-40 мм, расчетное сопротивление и поперечная рабочая арматура класса А400 диаметром 6-8 мм,.

Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси

Определяем высоту сжатой зоны ,

где h_о – рабочая высота сечения ригеля;

 - относительная высота сжатой зоны, определяемая по _m

,

,

где М=136,6 кНм; R_b=17,0 МПа;

b- ширина сечения ригеля, b=20 см.

;

высота сжатой зоны

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения.

Площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

Принимаем арматуру: 4 Ø18 А500(Аs=10,18 cм²)

Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил

Расчет производится рядом с подрезкой в месте изменения сечения ригеля.

В качестве расчетного принимаем прямоугольное сечение с размерами , в котором действует поперечная силаот полной расчетной нагрузки. Рабочая высота в сечении ригеля в подрезке составляет, вне подрезки (у опор), в средней части пролета.

При диаметре нижних стержней продольной рабочей арматуры ригеля назначаем поперечные стержни Ø8 А400. Их шаг на приопорном участке принимаем;

Расчет ригеля по бетонной полосе между наклонными трещинами производится из условия:

, где - коэффициент принимаемый 0,3. Проверка этого условия дает:

т.е. принятые размеры сечения ригеля в подрезке достаточны.

- расчет поперечной арматуры необходим.

Погонное усилие в хомутах:

(2Ø8 А400) ,

(не более 54 см ) -наиболее опасная длина проекции наклонного сечения.

- условие прочности ригеля по наклонному сечению в подрезке при действии поперечной силы соблюдается.

Необходимо также убедиться, что шаг хомутов не превышает максимального шага хомутов, при котором еще обеспечивается прочность ригеля по наклонному сечению между двумя соседними хомутами, т.е.

Примем в средней части пролета шаг хомутов равным , что не превышает 500 мм.

Погонное усилие в хомутах для этого участка составляет:

,что не меньше минимальной интенсивности этого усилия, при которой поперечная арматура учитывается в расчете:

;

- условие соблюдается.

Поскольку ,то принимаем;q = g + = 38,465 кН/м

;

В ригелях с подрезками у концов последних устанавливаются дополнительные хомуты и отгибы для предотвращения трещин отрыва у входящего угла подрезки. Эти хомуты и отгибы должны удовлетворять условию:

Примем дополнительные хомуты у конца подрезки в количестве 2Ø12 А500 с , отгибы использовать не будем. Проверка условия дает:, т.е. установленных хомутов достаточно для предотвращения горизонтальных трещин отрыва у входящего угла подрезки.