1.3. Проектирование ригеля

Исходные данные. Ригели производятся по агрегатно-поточной технологии из тяжелого бетона с термовлажностной обработкой в автоматических камерах ускоренного твердения. Бетон класса В20, Rb= 11,5 МПа (11,5∙10³ кН/м²), Rb_t= 0,9 МПа (0,9∙10³ кН/м²), коэффициент условий работы у_п =0,9. Е_ь= 24∙10³ МПа (24∙10⁶ кН/м²). Продольная рабочая арматура класса А - III, при диаметре 6 - 8 мм Rs= 355 МПа, при диаметре 10 - 40 мм R_s= 365 МПа (365-10 кН/м²), E_s= 2∙10⁵МПа (2∙10⁸кН/м²). Поперечная арматура класса А -1, R_s= 225 МПа (225∙10³ кН/м²); Rsw= 175 МПа ( 175∙10³ кН/м²). Распалубочная прочность равна отпускной и принята равной 0,75В. Соединение плоских арматурных каркасов в пространственный осуществляется с помощью подвесных сварочных клещей, фиксация закладных деталей к каркасу осуществляется дуговой сваркой. Соединение ригелей с колонной с помощью закладных деталей - «рыбок». Максимальный момент на опоре М_оп = 55 кНм. Основные размеры поперечного сечения ригеля показаны на чертежах.

1.3.1. Расчет ригеля в стадии эксплуатации

При расчете ригеля в стадии эксплуатации следует определить действую­щие усилия от расчетных нагрузок, вычислить расчетные пролеты, построить эпюры усилий и найти необходимое количество арматуры для обеспечения прочности нормальных и наклонных сечений ригеля при действии эксплуатационных нагрузок. Выполнить построение эпюры материалов с учетом обрыва части стержней в пролете и на опоре.

Определение усилий в ригеле

Нормативные и расчетные постоянные и временные нагрузки на 1м² перекры­тия принимаются из расчета ребристой плиты перекрытия по таблице 1. Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля собирается с грузовой по­лосы шириной L_n = 9,4 м.

Конструктивная длина ригеля

l_p = L_p - b_k - 2a =740 – 40 - 2∙2 = 696см = 6,96 м

где Lp - пролет ригеля в осях,

b_к - размер сечения колонны, b_к= 40,0 см.

а - зазор между колонной и торцом ригеля, а = 2 см.

Длина расчетного пролета ригеля

l_о = L_p - b_k - 2a - с = 740 - 40 – 2∙2 - 14 = 682 см = 6,82 м

где:

с - длина площадки опирания, принимаем с =14 см.

Расчетная нагрузка на 1 погонный метр от веса ригеля

= (0,6∙0,6 – 2∙0,15∙0,3)∙25,0∙1,1 = 7,425 кН/м, где

ρ - плотность железобетона, ρ = 25 кН/м³ = 2500 кг/м³;

1,1 - коэффициент надежности по нагрузке.

Полная расчетная нагрузка с учетом коэффициентом надежности по ответственности здания y_n = 0,95.

q = (19,163∙9,4 + 7,425)∙0,95 = 178,18 кН/м.

Максимальный расчетный пролетный момент определяется по формуле:

Максимальная поперечная сила

Прочность нормальных сечений ригеля

В пролете. Исходные данные. Расчетный пролетный момент М_пр = 980,94 кНм, Rb= 11,5 МПа, арматура А 400, Rs= 355 МПа. Расчетное сечение в середине пролета рассматривается как прямоугольное с размерами b = 30 см, h = 60 см. Предварительно примем рабочую высоту сечения ho = 51 см (а=9 см).

Определяется относительная высота сжатой зоны сечения

По таблице 3 приложения определяем при арматуре А400, ξ_r= 0,531;α_R= 0,39.

α_R= 0,39 > α_m= 0,35, следовательно по расчету сжатой арматуры не требуется и сечение можно рассчитывать как прямоугольное с одиночной арматурой.

Площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

,

где:

Принимаем 6Ø36 и 1Ø20 А400 с A_s = 64,21 см².

На опоре. Исходные данные. Расчетный опорный момент в подрезке М_ОП=55кНм, бетон В60 R_b= 33 МПа, арматура А400, R_s = 365 МПа. Расчетное сечение - прямоугольное с размерами b = 30 см, h = 45 см. Предварительно назначенная рабочая высота се­чения ho = 40 см.

Площадь сечения растянутой арматуры:

,

где:

Принимаем 2Ø16 А400 с A_s = 4,02 см².

• Расчет прочности наклонных сечений ригеля.

Прочность наклонных сечений ригеля должна проверяться на действие: поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами, попереч­ной силы по наклонной полосе, изгибающего момента по наклонной трещине. Расчет должен проводится для наиболее опасных расчетных сечений: в зоне дей­ствия максимальной поперечной силы в подрезке и в месте изменения сечения.