3.2 Расчет неразрезного ригеля.

3.2.1 Выбор расчетной схемы и определение нагрузок.

Исходные данные:

1. Бетон тяжелый кл. В25

2. R_b=14,5 МПа – расчетное сопротивление при сжатии бетона

3. R_bt=1,05 МПа – расчетное сопротивление бетона при растяжении

4. _b2=0,9 - коэффициент условий работы бетона

5. Е_b=30000 МПа – модуль упругости бетона

6. Арматура продольная рабочая класс АII

7. R_s=280 МПа – расчетное сопротивление арматуры продольной

8. Е_s=210000 МПа – модуль упругости арматуры

Расчетные сечения ригеля

Ригель принимается многопролетным неразрезным.Количество пролетов ригеля -3

высота сечения: h=L , где L- пролет ригеля =6м=6000мм

h=х6=0,6м=600мм

ширина сечения: b=( 0,35÷0,4) h>200мм

принимаем b=0,4х0,6=240мм

Размеры крайних пролетов ,

где l - расстояние между разбивочными осями;

0,3 - величина заделки в стену, м.

l₀=6,0 + 0,15 = 6,15 м=6150мм

Размер среднего пролета l₀ = l = 6,0 м=6000мм

Сбор нагрузки на ригель.

Нагрузка	Нормативн. нагрузка кН/м2	Коэф-т надежн. по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная Вес плиты перекрытия включая конструкцию пола Вес ригеля Итого постоянная:	4,020х6,0=24,12		4,57х6,0=27,4
	b х h хρ хn= 0,24х0,6х25х0,95 =3,42	1,1	3,76
	27,54		31,16
Временная В том числе: длительная кратковременная	72		86,4
	10 х 6= 60	1,2	12 х 6= 72
	2 х 6= 12	1,2	2,4х 6= 14,4

Полная:

27,54+72=99,54

31,16+86,4= 117,56

_n –коэффициент надежности по назначению, _n =0,95.

3.2.2 Статический расчет ригеля

Опорные и продольные моменты вычисляем по ([1] приложение 11) для ригелей шарнирно -опертых на крайние опоры по формуле:

M = (α∙g ± β∙V)∙l_o².

где α, β - коэффициенты, зависящие от вида нагрузки, комбинации загружения и количества пролетов ригеля и коэффициента k - отношения погонных жесткостей ригеля и колонны.

Сечение колонны назначаем 40x40 см, длина колонны 540 см

Вычисление опорных моментов ригеля от постоянной нагрузки и различных схем загружения временной нагрузкой приведены в таблице ([1] приложение 11)

Пролетные моменты ригеля в крайнем «схема» загружения 1 + 2

М₁₂ = -261 кН м

М₂₁ = -319 кН м

Поперечные силы:

Q₁=117,56х6/2-(-261+319)/6=352,7-9,7=343кН

Q₂=117,56х6/2+(-261+319)/6=352,7+9,7=362,4кН

Максимальный пролетный момент:

+М₁₂

М=(343)²/(2х117,56)+(-261)=239 кНм

В среднем пролете схемы загружения 1+3 опорные моменты

М₂₃ = М₃₂ =-315 кН м.

Максимальный момент:

М=(g+V)l²/8-М₂₃

М=(117,56)х6²/8-315=214 кНм

Опорные моменты ригеля при различных схемах загружения.

Схемы загружения	Опорные моменты кН м
	М12	М21	М23	М32
	-0,055х х31,16х6²= =-62	-0,0925х х31,16х6²= =-104	-0,0865х х31,16х62=-97	-0,0865х х31,16х62=-97
	-0,064х86,4х х6²=-199	-0,069х х86,4х6²= =-215	-0,017х х86,4х62= =-53	-0,017х х86,4х62= =-53
	0,0078х х86,4х6²= =24	-0,023х х86,4х6²= =-71	-0,07х х86,4х62= =-218	-0,07х х86,4х62= =-218
	-0,054х х86,4х6²= =-168	-0,1х х86,4х6²= =-311	-0,097х х86,4х6²= =-302	-0,06х х86,4х62= =-187
Расчетные схемы для опорных моментов	1+2 -261	1+4 -415	1+4 -399	-399
Расчетные схемы для пролетных моментов	1+2 -261	1+2 -319	1+3 -315	-315

Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле.

Практический расчет заключается в уменьшении примерно на 30% опорных моментов ригеля М₂₁ и М₂₃ по схеме загружения 1+4 . При этом намечается образование пластических шарниров на опоре. К эпюре моментов схем загружения 1+4 добавляем выравнивающую эпюру моментов, так чтобы уровнять опорные моменты M₂₁ = М₂₃ и были обеспечены удобства армирования опорного узла.

Ординаты выравнивающей эпюры моментов:

кН м

кН м

кН м

кН м

Опорные моменты на эпюре выравненных моментов составляют:

М₁₂=(-62-168)-42=-272 кН м

М₂₁=-415+125=-290 кН м

М₂₃=-399+120=-279 кН м

М₃₂=-97-187-42=-326 кН м

Опорные моменты ригеля по грани средней колонны слева М_21,1.

Опорный момент ригеля по грани средней колонны определяем по максимуму (абсолютному) значению по схемам загружения.

а)Схема загружения 1+4 и выравненная эпюра моментов:

кН м

кН

Q₁ = 350 кН

б)Схема загружения 1+3

кН м

кН

в)Схема загружения 1+2

кНм

Опорные моменты ригеля по грани средней колонны справа М_23,1.

а) Схема загружения 1+4 и выравненная эпюра моментов:

кНм

кН

б) По схемам загружения 1+2

М_23,1< М₂₃=150кНм, следовательно, расчетный опорный момент ригеля по грани средней опоры М=219 кНм. Опорный момент ригеля по грани крайней колонны по схеме загружения 1+4 и выравненной эпюре моментов

кНм

Поперечные силы ригеля

Для расчета прочности по сечениям, наклонным к продольной оси, принимают значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов: упругого расчета и с учетом перераспределения моментов. На крайней опоре Q₁= 350 кН, на средней опоре слева по схеме загружения 1+4.

кН

Справа на средней опоре по схеме загружения 1+4

кН