5. Нагрузка на ригель поперечной рамы

• Ригель воспринимает нагрузку, действующую на грузовой площади шириной, равной расстоянию между поперечными разбивочными осями l = 7,8 м, а также нагрузку от собственного веса.

• Расчётная линейная нагрузка на ригель от его собственного веса:

q_r = b_r h_r _b _f = 0,250,75251,1 = 5,156 кН/м,

где

b_r, h_r – размеры поперечного сечения ригеля (п. 1.5);

γ_b = 25 кН/м³ – объёмный вес конструкций из тяжелого бетона (соответственно плотность, или объёмная масса  = 2500 кг/м³);

γ_f = 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке (табл. 2.1).

• Продольная расчетная линейная нагрузка на ригель (Р₀ – из табл. 2.2):

q

Поменять на _n = 1

= (P₀ l + q_r)_n = (5,8917,8 + 5,156) 1 = 51,11 кН/м.

6. Внутренние усилия в ригеле

Значения ординат огибающей эпюры моментов в ригеле обычно не превышают следующих величин:

в крайнем пролёте:	,
на левой средней опоре:	M21 = M23 = 0,085 qL2 = 0,08551,11 (7,8)2 = 264,31 кНм,
в среднем пролёте:	M22 = 0,055 qL2 = 0,05551,11 (7,8)2 = 171,02 кНм,
на правой средней опоре:	M32 = 0,065 qL2 = 0,06551,11 (7,8)2 = 194,34 кНм.

Значения поперечных сил на опорах определяются методами строительной механики (рис. 2.2,в):

Q_A = Q_q + Q_M, Q_B = Q_q – Q_M,

где:

Q_q – поперечная сила от действия равномерно распределённой нагрузки:

;

Q_M – поперечное усилие от действия опорных изгибающих моментов:

.

• В крайнем пролёте:

, ,

Q₁₂ = 202,52 + (- 33,35) = 169,17 кН, Q₂₁ = 202,52 – (- 33,35) = 235,87 кН.

• В среднем пролёте:

, ,

Q₂₃ = 199,33 + 8,97 = 208,31 кН, Q₃₂= 199,31 – 8,97 = 190,36 кН.

• Расчетный изгибающий момент на средней опоре определяется в сечении ригеля по грани колонны:

,

где h_k – ширина колонны: h_k = 450 мм (п. 1.4).

7. Продольные усилия в колонне 1-го этажа

• Колонны здания работают в составе поперечной рамы каркаса, поэтому в них возникают продольные силы и изгибающие моменты. Мы ограничимся только определением продольных усилий.

• Наибольшая продольная сила в колонне возникает на уровне пола 1-го этажа (сечение «к» на рис. 2.2, а).

• Колонна воспринимает со всех этажей нагрузку, действующую на её грузовой площади размером Ll, а также нагрузку от собственного веса.

• Нагрузка от собственного веса колонны

  • Нормативная нагрузка: ,

где n_э = 5 – число этажей; H = 4,2 м – высота этажа; h_k – ширина колонны.

• Расчётная нагрузка: G_k = G_k,n_f = 106,311,1 = 116,94 кН.

• Продольная сила в колонне на уровне пола 1-го этажа (Р_0,n и Р₀ – из табл. 2.2):

• От нормативной нагрузки:

N_k,n = G_k,n + Ll[P_0,n(n_э – 1) + P_1,n] =

= 106,31 + 7,87,8[5,07(5 – 1) + 5,30] = 1663 кН.

• От расчётной нагрузки:

N_k = _n(G_k + Ll[P₀ (n_э – 1) + P₁]) =

= 1(116,94 + 7,87,8[5,891(5 – 1) + 6,513]) = 1947 кН.

Поменять на _n = 1

3. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия

Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон

• Применяем тяжелый бетон класса В40 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

• Расчётное сопротивление сжатию R_b = 22,0 МПа (табл. 13 СНиП [2]).

• Бетон находится под воздействием длительной нагрузки, поэтому в расчетах умножаем его расчётное сопротивление на коэффициент условий работы γ_b2 = 0,9 (табл. 15 СНиП [2]).

Арматура

• Продольная рабочая арматура панели – предварительно напрягаемая, класса А1000 (А-VI) – по заданию.

Сопротивление растяжению:

• нормативное R_sn = 980 МПа (табл. 19* СНиП [2]),

• расчётное R_s = 815 МПа (табл. 22* СНиП [2]).

• Полка панели армируется сеткой из проволочной арматуры класса В500 (Вр-I).

Расчётное сопротивление растяжению R_s = 410 МПа (табл. 23* СНиП [2]).

Предварительное напряжение арматуры

Предварительно напряженная арматура – это арматура, получающая начальные (предварительные) напряжения в процессе изготовления конструкций до приложения внешних нагрузок в стадии эксплуатации.

1. Методы натяжения арматуры

Существуют два метода натяжения арматуры: натяжение на упоры и натяжение на бетон. Натяжение на бетон применяется, как правило, только в монолитных конструкциях.

• Используем метод натяжения арматуры на упоры, так как он наиболее целесообразен в условиях заводского изготовления железобетонных конструкций.

Арматура до бетонирования натягивается и затем фиксируется в натянутом состоянии на жестком стенде или форме. После укладки в форму бетона и набора им необходимой передаточной прочности арматура освобождается от натяжных приспособлений. Арматура, стремясь сократиться, обжимает бетон, а сама остаётся растянутой.