7 Расчёт и конструирование ригеля

7.1 Расчет нагрузки, действующей на ригель

Нагрузка на 1 п.м. ригеля

(7.1)

где - собственный вес ригеля;

,

где– плотность железобетона;

- коэффициент надежности по нагрузке.

Определим расчетный пролет ригеля (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 – К определению расчетного пролета ригеля.

(7.2)

7.2 Определение усилий, возникающих в сечениях ригеля от действия внешней нагрузки

Ригель рассматриваем как свободно опёртую балку с максимальным моментом в середине пролёта, опорами для которой служат колонны, а крайними – стены. При расчёте делаем два сечения: по длине ригеля в зоне максимального момента и на опоре в зоне подрезки.

Значение максимального изгибающего момента в сечении ригеля вычислим по формуле:

(7.3)

Значение поперечных сил на промежуточных опорах:

(7.4)

Рисунок 7.2 – Расчётная схема ригеля.

7.3 Расчет прочности нормальных сечений ригеля

Проверку достаточности принятых размеров ригеля выполняем по значению изгибающего момента в пролете. Рабочая высота сечения

⌀ширина ригеля

Значение коэффициента определяем по формуле:

- расчётное сопротивление бетона сжатию;

–нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;

- частный коэффициент безопасности для бетона;

Значение коэффициента :

,

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле:

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле 1.21:

где w – характеристика сжатой зоны бетона, определяемая

где - коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона 0,85;

- напряжения в арматуре, Н/мм², принимаемые для арматуры S500 равными

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое 400 Н/мм²;

следовательно, растянутая арматура не достигла предельных деформаций.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры, по формуле:

Принимаем 3 Æ28 S500 с .

7.4 Расчёт прочности сечений наклонных к продольной оси ригеля

Расчёт по наклонному сечению производим с учётом действия поперечной силы V_Еd, максимальное значение которых определено на опоре. Учитывая эпюру поперечных сил, поперечную арматуру устанавливаем на ¼ длины плиты с двух сторон у торца. Расчет элементов конструкции с поперечной арматурой основывается на ферменной модели.

, (7.5)

где S - шаг поперечной арматуры на приопорных участках, S=150 мм

z - плечо внутренней пары сил,

 - угол между бетонным сжатым раскосом и осью балки, перпендикулярной к поперечному усилию, =45°, cot45°=1,

- расчётное сопротивление поперечной арматуры,

Поперечную арматуру назначаем из стержней S500. Принимаем 66

При подобранном количестве арматуры нужно проверить выполнение 2-х условий:

1)в сечении должно быть установлено минимальное количество арматуры

, (7.6)

где _cw - коэффициент, учитывающий уровень напряжения в сжатом поясе, _cw=1, т.к. арматура без предварительного напряжения,

₁ - коэффициент понижения прочности бетона, учитывающий влияние наклонных трещин;

, (7.7)

, условие выполняется.

2) (7.8)

, (7.9)

, условие выполняется.

Все условия выполняются, следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.