4.2 Статический расчет ригеля
Определяем изгибающий момент, возникающий в ригеле, как в однопролетной балке:
(кН·м);
Определяем поперечные силы, возникающие в ригеле:
Q=0,5*q*l0 = 0,5*169,26*4,87 = 412,15 (кН)
Рис. 4. Расчетная схема ригеля.
Определяем высоту сечения ригеля. Для этого сначала определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
При ξ=0,17 по таблице находим αm=0,155.
Далее определяем рабочую высоту сечения:
(м)
Тогда полная высота h = h0 + a = 0,529+ 0,06 = 0,588=58,8 (см).
Окончательно принимаем высоту ригеля h=60см. .
4.3 Расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси
Сечение ригеля тавровое с полкой в растянутой зоне (рис.5)
Рис.5 Сечение ригеля.
При расчете прочности сечения полка в растянутой зоне не учитывается, поэтому в качестве расчетного сечения принимают прямоугольное сечение с размерами bxh=40 х 60 см (рис.6)
Рис.6 Расчетное сечение ригеля.
Определяем рабочую высота сечения ригеля
h0=h-a=600-55=545 мм
Для обеспечения прочности ригеля по нормальному сечению необходимо рассчитать требуемую площадь рабочей продольной арматуры.
Сначала находим коэффициенты:
при αm=0,275 по таблице находим η=0,835.
Площадь сечения арматуры вычисляется по формуле:
(см2)
Принимаем 8ø22 А400С Afs=30.41 см2.
4.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси
Расчет производим на действие максимальной поперечной силы, действующей в сечении, Q = 412,15 кН.
Из условия свариваемости с d = 20 мм диаметр поперечных стержней принимаем dw =5 мм. (ø10-12 – dw=3 мм; ø14-16 – dw=4 мм; ø18-20 – dw=5 мм; ø25 – dw=6мм; ø28-32 – dw=8мм; ø36-40 – dw=10 мм)
Площадь одного стержня Asw1 = 0,196 см2, расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению Rsw = 260 МПа.
Согласно конструктивным требованиям шаг поперечных стержней:
-на приопорных участках
S1<=h/3=0,6/3=0,200 (м);
- в средней части пролета
S2<=0,75*h=0,75*0,6=0,450 (м).
Принимаем S1=0,15 м, S2=0,45 м.
В сечении ригеля расположено два поперечных стержня, поэтому
Asw = 2*0,196 = 0,392 см2.
Определяем коэффициент армирования
Усилие в поперечных стержнях:
кН/м.
Длина проекции опасной наклонной трещины
(м).
Проверяем условие:
с0 = 2,05 (см) <=2*h0 = 2*0,545=1,09 (м), принимаем меньшее с0 = 1,09 (м).
Проверяем условие:
(кН/м)
Условие не выполняется – необходимо увеличить диаметр поперечной арматуры.
Принимаем dw = 8 мм. Площадь одного стержня Asw1 = 0,503 см2
Asw = 2*0,503 = 1,006 см2.
Усилие в поперечных стержнях:
кН/м.
Проверяем условие:
(кН/м)
Условие выполняется – окончательно принимаем dw = 8 мм.
Определяем коэффициент армирования
Длина проекции опасной наклонной трещины
(м).
Проверяем условие:
с0 = 1,1 (см) <=2*h0 = 2*0,545=1,09 (м), принимаем меньшее с0 = 1,09 (м).
Вычисляем коэффициенты, необходимые для дальнейшего расчета:
α = Es/Eb = 200000/32500=6,15
φw1 = 1+5*α*μ = 1+5*6,15*0,0017 = 1,05 < 1,3
φb1 = 1 – 0,01*Rb*γb2 = 1 – 0,01*17*0,9 = 0,847
1 этап. Расчет прочности ригеля на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами.
Проверка достаточности размеров поперечного сечения, чтобы избежать разрушения бетона от действия сжимающих усилий. Проверяем условие:
условие выполняется – размеры поперечного сечения балки достаточны.
2 этап. Расчет прочности второстепенной балки на действие поперечной силы по наклонной трещине:
Поперечная сила, которая воспринимается бетоном сжатой зоны:
кН
при этом значение Qb берем таким, что превышает
кН
принимаем болшее Qb = 261,6 кН.