3 Проектирование неразрезного ригеля

Определяем расчет изгибающих моментов в пролете и на опорах.

расчетный момент от внешней нагрузки в крайних пролетах,

расчетный момент от внешней нагрузки на средних пролетах,

момент в среднем пролете,

q- полная нагрузка на ригель от перекрытия.

Вычисляем расчётную нагрузку на 1м длины ригеля. Нагрузка на ригеле от ребристых плит считается равномерно распределённой. Ширина грузовой полосы на ригель равна шагу колонн в продольном направлении здания 6м.

Постоянная нагрузка на ригель будет равна:

- от перекрытия 4,4·6,0·0,95=25,08кН/м;

- от веса ригеля (сечение 0,25x0,60м) 0,25·0,6·25·1,1·1=3,92кН/м;

ИТОГ: g=25,8+3,92=29,72кН/м

Временная нагрузка υ=6,0·0,95·9,6=54,72кН/м

Полная нагрузка q=83,72кН/м.

В результате диалога с ЭВМ получил уточнённые размеры ригеля и ординаты огибающих эпюр в талончике: h=700мм, b=250мм.

3.1 Характеристики бетона и арматуры для ригеля

Бетон тяжёлый, класса В35, γ_b2 = 0,9 (для влажности 60%), R_b = 19,5МПа, R_bt = 1,3МПа. Продольная рабочая арматура класса А-III, R_s=365 МПа. По приложению IV для элемента из бетона класса В35 с арматурой класса А-III при γ_b2 = 0,9 находим α_R = 0,405 и ξ_R=0,564.

3.2 Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси

Подбор продольной арматуры производим согласно п.3.18[3].

Сечение в пролете h=800мм

Вычисляем , следовательно, сжатая арматура не требуется. По приложению IV при α_m =0,201 находим =0.887, тогда требуемую площадь растянутой арматуры определим по формуле

.

Принимаем 4Ø28 А-III (A_s=2463мм²).

Для оптимального проектирования у опоры ригеля принимаем армированиие из 2 х стержней.

Принимаем 2Ø28 А-III (A_s=1232мм²).

Составляем эпюру материалов для 1 ого пролета. Определяем несущую способность ригеля с 4Ø28 А-III (A_s=2463мм²).

Следовательно сжатой арматуры не требуется.

Составляем эпюру материалов для крайнего пролета. Определяем несущую способность ригеля с 2Ø28 А-III (A_s=1232мм²).

Устанавливаем конструктивно в сжатой зоне 2Ø12.

Определяем несущую способность материала с 2Ø12 А-III (A_s=226 мм²).

Определяем момент :

Определяем необходимую арматуру на опоре для создания неразрезности.

=0,918

Принимаем 2Ø36 А-III (A_s=2036 мм²).

Определим требуемую интенсивность поперечных стержней из арматуры класса А(300) (R_sw=225МПа, E_s=210000МПа) согласно п.3.33,б [3], принимая в опорном сечении h₀=740мм.

По формуле (52) [3] при φ_f=0 и φ_b2=2 получим

M_b=φ_b2R_btbh₀²=2·1,3·250·740² = 355,94·10⁶Нмм = 355,9кНм.

Находим Q_b1= Так как Q_b1/0,6 = 213/0,6 = 575,9кН > Q_max=421,95кН, то требуемую интенсивность поперечных стержней определим по формуле:

.

Так как , то принимаем q_sw=51,83кН/м.

Проверяем условие (57) [3]: Q_b,min=φ_b3R_btbh₀=0,6·1,3·250·740 = 144,3·10³кН; так как q_sw=51,83,кН/м< Q_b,min/(2h₀) = 144/(2·0,740) = 97,297кН/м, то корректируем значение q_sw по формуле:

Согласно п.5.27[2], шаг s₁ у опоры должен быть не более h/3=800/3=266,6мм и 500мм, а в пролёте – 3/4h = 3/4·800=600мм и 500мм. Максимально допустимый шаг у опоры по п.3.32[2] будет равен

s_max.

Принимаем шаг поперечных стержней у опоры s₁=250мм, а в пролёте – s₂=500мм, отсюда A_sw=q_sws₁/R_sw=(77,34·250)/225=85,93мм²; принимаем в поперечном сечении два поперечных стержня диаметром 10мм с учётом диаметра продольной арматуры (A_sw=157мм²).

Вычисляем необходимую длину анкеровки обрываемых стержней для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающих моментов в соответствии с п. 3.46[3].

Для нижней арматуры по эпюре Q графическим способом находим поперечную силу в точке теоретического обрыва стержней диаметром 28мм Q=303кН, тогда требуемая длина анкеровки будет равна W₁=Q/(2q_sw)+5d=303·10³/(2·77.34)+5·28=142мм=14.2см.