2.1.2. Уточнение размеров элементов рамы.

Для уточнения предварительно принятых размеров сечения ригеля вычисляется требуемая высота на основании упрощенного расчета. Опорный момент приближенно принимаем равным:

М = (0,6…0,7)·М₀,

Где М₀ = Р^пер·L²/8 – изгибающий момент в ригеле, вычисленный как для однопролетной балки.

М₀ = 132,61·5,6²/8 = 519,83 кН·м,

М = 0,7·519,83= 363,8818 кН·м.

Рабочая высота ригеля:

= ,

где 0,3·(1-0,5·0,3) = 0,255;

– для бетона класса В25;

h_р = h₀ + a_s = 55,89 + 7 =62,89 см (a_s = 40…70 мм)

Принимаем ригель высотой 700 мм из бетона класса В25.

Определяем размеры сечения колонн.

Размеры сечения колонны нижнего этажа принимаются без учета изгибающих моментов по формуле:

,

где N – продольная сила, действующая на колонну.

Нагрузка на колонну нижнего этажа состоит из нагрузки от покрытия и междуэтажных перекрытий и вычисляется по формуле (без учета собственной массы):

N_ср = 36,2347·5,6 + 132,61·5,6·(5-1) = 3173,38 кН;

N_кр = 3173,38/2 = 1586,69кН;

Требуемая площадь сечения средней колонны нижнего этажа

А = 1,1 (3173,38·10³)/0,9·17,0·100 =2281,515 см² (для класса В30);

Задаемся стандартной шириной колонны .

Требуемая высота сечения колонны

h_сol = 2281,515 /40 = 57,04 см

Принимаем сечение колонн среднего ряда 400х600 мм из бетона В30.

Вычислим класс бетона крайних колонн:

, что соответствует бетону класса В25.

Расчетные пролеты ригелей принимаются равными расстоянию между осями колонн:

– в крайних пролетах ℓ₀₁ = 5,6 – 0,4/2 = 5,4 м;

– в средних пролетах ℓ₀₂ = 5,6 м.

2.1.3. Определение жестокостей элементов рамы

Длина стоек, вводимых в расчет, принимается равной высоте этажа

H _эт = 3,0 м.

Расчетная длина ригелей:

l₀ = (5,4 + 5,6)/2 = 5,5 м.

Вычисляется расстояние от центра тяжести сечения до нижней грани сечения ригеля:

y = S/A_p=0,08/0,246=0,325

где A_p= 0,246 м² – площадь поперечного сечения ригеля;

S=0,08– статический момент относительно нижней грани сечения.

S = .

Далее определяются жесткости ригеля и стоек, а также их соотношения:

Момент инерции сечения ригеля относительно центра тяжести равен:

м⁴,

Е_b = 30∙10³ МПа = 30∙10⁶ кН/м² – модуль упругости бетона класса В25.

Погонная жесткость ригеля:

кН/м;

Момент инерции сечения средней стойки:

м⁴;

Е_b = 32,5∙10³ МПа = 32,5∙10⁶ кН/м² – модуль упругости бетона класса В30.

Погонная жесткость средних стоек:

i_3,S = i^'_3,S = 32,5·10⁶·0,0072/3,0 = 78000 кН/м;

(78000 + 1,5·78000)/ 38977,27 = 5;

Момент инерции сечения крайней стойки:

м⁴;

Е_b = 30,0∙10³ МПа = 30,0∙10⁶ кН/м² – модуль упругости бетона класса В35.

Погонная жесткость крайних стоек:

i_4,S = i^'_4,S = 30,0·10⁶·0,00213/3,0= 21333 кН/м;

(21333 + 1,5·21333)/ 38977,27 = 1,368.

2.3. Определение усилий в элементах рамы

Исходные данные для расчёта по программе « РАМА 2»

ℓ01	ℓ02
5,4	5,6	40,77	91,84	1,368	5

Итог расчета

╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Исходные данные ║

╠═══════════╦═══════════╦═══════════╦═══════════╦═══════════╦═══════════╣

║ L01 ║ L02 ║ PGper ║ PVper ║ K1 ║ K2 ║

║ [м] ║ [м] ║ [кН/м] ║ [кН/м] ║ ║ ║

╠═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╬═══════════╣

║ 5.4000║ 5.6000║ 40.7700║ 91.8400║ 5.0000║ 1.3680║

╚═══════════╩═══════════╩═══════════╩═══════════╩═══════════╩═══════════╝

╔═════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Изгибающие моменты в ригеле [кН/м] ║

╠═════╦═══════╦═══════╦═══════╦═══════╦═══════╦═══════╦═══════╦═══════╣

║ ║ M A ║ M1 ║ M2 ║ M3 ║ M BL ║ M BP ║ M4 ║ M5 ║

╠═════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╣

║ 1+2 ║-285.56║ 74.76║ 193.40║ 70.35║-294.37║-171.44║ -51.57║ -11.62║

╠═════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╣

║ 1+3 ║ -63.85║ 16.18║ 21.90║ -46.68║-189.57║-322.36║ 67.51║ 197.47║

╠═════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╬═══════╣

║ 1+4 ║-222.94║ 95.38║ 172.02║ 6.98║-399.74║-396.96║ -7.08║ 122.88║

╚═════╩═══════╩═══════╩═══════╩═══════╩═══════╩═══════╩═══════╩═══════╝

╔═══════════════════════════════════════════════════════╗

║ Поперечные силы в ригеле [кН] ║

╠═════════════╦═════════════╦═════════════╦═════════════╣

║ Q A ║ Q BL ║ Q BP ║ Q CL ║

╠═════════════╬═════════════╬═════════════╬═════════════╣

║ 356.4162║ -359.6778║ 114.1560║ -114.1560║

╠═════════════╬═════════════╬═════════════╬═════════════╣

║ 86.7968║ -133.3612║ 371.3080║ -371.3080║

╠═════════════╬═════════════╬═════════════╬═════════════╣

║ 325.3060║ -325.3060║ 371.3080║ -371.3080║

╚═════════════╩═════════════╩═════════════╩═════════════╝

╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Изгибающие моменты в колоннах [кН/м] ║

╠═════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╦══════════╣

║ ║ M AB ║ M AH ║ M A0 ║ M BB ║ M BH ║ M B0 ║

╠═════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╣

║ 1+2 ║ 114.2252║ -171.3378║ 85.6689║ -49.1735║ 73.7603║ -36.8802║

╠═════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╣

║ 1+3 ║ 25.5384║ -38.3076║ 19.1538║ 53.1160║ -79.6741║ 39.8370║

╠═════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╬══════════╣

║ 1+4 ║ 89.1768║ -133.7652║ 66.8826║ -1.1152║ 1.6728║ -0.8364║

╚═════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╩══════════╝

Способ выравнивания - Луговой

╔══════════════════════════════════════════════════╗

║ Выравненные изгибающие моменты в ригеле [кН/м] ║

╠═════╦════════╦════════╦════════╦════════╦════════╣

║ ║ M A ║ M2 ║ M BL ║ M BP ║ M5 ║

╠═════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║ 1+2 ║ -285.56║ 193.40║ -294.37║ -171.44║ -11.62║

╠═════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║ 1+3 ║ -63.85║ 21.90║ -189.57║ -322.36║ 197.47║

╠═════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║ 1+4 ║ -222.94║ 210.71║ -322.36║ -322.36║ 160.17║

╚═════╩════════╩════════╩════════╩════════╩════════╝