1. Исходные данные

Длина здания – 32м; ширина – 24 м. Стены кирпичные l группы кладки, толщиной t=51см. Сетка колонн l₁xl₂=5,6x6,4 м. Количество этажей n=4. Высота этажа Н_эт=4,8 м. Снеговой район III. Нормативная временная нагрузка V_n, равная 20 кН/м², по своему характеру является статической. Длительно действующая часть временной нагрузки составляет 12 кН/м². Класс бетона В20. Бетон тяжелый. В качестве арматуры применить стержневую арматурную сталь класса А-III.

Коэффициент надёжности по назначению γ_n =1. Здание промышленное отапливаемое: влажность воздуха окружающей среды и внутреннего воздуха помещений – менее 75%.

2. Компоновка балочного панельного сборного перекрытия

Расстояние между поперечными стенами меньше 54м, поэтому здание имеет жесткую конструктивную схему. Иными словами, междуэтажные перекрытия и покрытие являются жесткими (несмещаемыми) в горизонтальном направлении опорами для наружной стены. Следовательно, железобетонные рамы (ригели совместно с колоннами) практически не участвуют в восприятии горизонтальной (ветровой) нагрузки. В этом случае не имеет значения, в каком направлении расположены ригели, но мы принимаем поперечное расположение ригелей.

3. Предварительные размеры поперечного сечения элементов

Рекомендуемая высота сечения ригеля:

Ширина сечения находится в пределах:

Задаемся h=0,5 м. Ширина сечения находится в границах: от 0,3h=0.15 м до 0,4h=0.2 м. Задаемся b=0,18м.

Поперечное сечение колонны принимаем квадратным с размером стороны 0,3 м.

Коэффициент γ_b2, учитывающий влияние длительности действия нагрузки, принимаем равным 0,9. При этом значении коэффициента γ_b2 классу бетона В20 соответствует R_b=10,5 МПа=1050Н/см², R_bt=0,8 МПа=80 Н/см².

Арматуре класса А-III диаметром 10-40мм соответствуют:

R_s=R_sc=365 МПа=36500 Н/см² и R_sw=290 МПа=29000 Н/см².

4. Расчет неразрезного ригеля

4.1. Общие сведения о ригеле

Неразрезной ригель образуется из однопролетных ригелей Р1 и Р2. Ригель Р1 опирается одним концом на стену, другим – на консоль (при этом его закладная деталь приваривается к закладной детали консоли). Выпуски верхней рабочей арматуры из ригелей и выпуски из колонн соединяют вставками-коротышами (поз. 17 и 18) с помощью ванной сварки. Во избежание перегрева бетона длину выпусков принимают не менее 100 мм. Применение вставок-коротышей улучшает соосность соединяемых стержней.

По завершении монтажа каждый из ригелей, находясь под действием собственного веса и монтажной нагрузки, работает как однопролетная балка со свободно опертыми концами. После окончания сварочных работ и тем более после укладки бетона омоноличивания в зазоры между торцами ригелей и гранями колонн набор, состоящий из однопролетных ригелей, работает как неразрезанная балка.

4.2. Статический расчет

Ригель является элементом рамы, однако при свободном опирании концов ригеля на наружные стены и равных пролетах его рассчитывают как неразрезную балку. С этих позиций рассматриваемый ригель представляет собой четырехпролетную неразрезную балку. Грузовая площадь, нагрузка с которой передается на 1 пог.м ригеля, равна 1м * l₂. подсчет нагрузок ведем в табличной форме.

Значение расчетного пролета l в крайних пролетах равно

5,6-1/2-0,2+0,5,05 м, в средних 5,6-1=4,6 м.

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициенты		Шаг ригелей, м	Расчетная нагрузка на 1 пог.м. ригеля, кН/м
		γf	φn
1	2	3	4	5	6
Постоянная
Собственный вес конструкции пола t=30мм	0,8	1,3	1,0	6,4	6,66
Собственный вес плиты перекрытия	1,309	1,1	1,0	6,4	9,22
Собственный вес ригеля h=0.5м; b=0.18м; ρ=25кН/м3	-	-	-	-	b*h*1*ρ*γf* γn= =0.5*0.18*1*25*1.1*1= 2,48
Итого:					g/=18,36
Временная	20	1,2	1	6,4	V/=153,6
Полная	-	-	-	-	q/=g/+ V/=171,96

Положительные изгибающие моменты, кН * м

М₁=0,065*171,96*(5,05)²= 285,05

М₂=0,090*171,96*(5,05)²=394,7

М_lmax=0,091*171,96*(5,05)²=399,1

М₃=0,075*171,96*(5,05)²=328,9

М₄=0,020*171,96*(5,05)²= 87,7

М₆=М₉=0,018*171,96*3,5²=65,5

М₇=М₈=0,058*171,96*3,5²=211,04

М_llmax=0,0625*171,96*3,5²=227,4

Отрицательные изгибающие моменты, кН * м

М₅=-0,0715*171,96*(5,05)²= -313,6

М₆=-0,040* 171,96*3,5²=-145,5

М₇=-0,024*171,96*3,5²=-87,3

М₈=-0,021*171,96*3,5²=-76,4

М₉=-0,034*171,96*3,5²=-123,7

М₁₀=-0,0625*171,96 *3,5²=-227,4

Максимальные поперечные силы, кН

Q_А=0,4*171,96*5,05=347,4

Q_В^л=0,6*171,96*5,05= 521,04

Q_В^пр=Q_С=0,5*171,96*5,05= 395,5