Конструирование неразрезного ригеля

Поперечное сечение ригеля может быть прямоугольным, тавровым с полками вверху, тавровым с полками внизу. При опирании панелей перекрытия на нижние полки ригеля таврового сечения строительная высота пере­крытия уменьшается.

Стыки ригелей размещают обычно непосредственно у боковой грани колонны. Действующий в стыках риге­лей опорный момент вызывает растяжение верхней час­ти и сжатие нижней. В стыковых сопря­жениях ригель может опираться на выпущенную из колонны железобетонную консоль или же на съемный стальной столик, устанавливаемый на время монтажа. Растягивающее усилие в верхней части ригеля во всех стыках воспринимается соединительными стержнями, привариваемыми на монтаже к стальным закладным деталям или к выпускам арматуры ригеля.

Соединительные растянутые стержни можно заводить на монтаже в специальные каналы, оставляемые в ко­лонне при ее изготовлении, или они мо­гут быть забетонированы в колонне при ее изготовлении и иметь выпуски на длину 120 мм, необходимую для прикрепления монтажными сварными швами к выпускам арматуры ригеля В стыках со значи­тельными опорными моментами и числом соединяемых стержней более двух точность монтажного соединения повышают применением вставного стержня, соединяе­мого с выпусками колонны и ригеля сваркой в инвен­тарной медной форме.

Сжимающее усилие в нижней части ригеля может передаваться через монтажные сварные швы между стальными закладными деталями и закладными дета­лями консоли или же через обетонировку полости стыка.

Стыки с консолями воспринимают значительные мо­менты и поперечные силы и применяются при больших временных нагрузках на перекрытиях, главным образом для промышленных зданий. Скрытые стыки на консолях (с подрезкой торца ри­геля) усложняют конструирование, так как требуют усиления арматуры входящего угла дополнительными каркасами и закладными деталями, повышающими рас­ход стали и трудоемкость изготовления; кроме того, при таком стыке снижается несущая способность и жесткость ригеля на опоре.

В бесконсольных стыках, как по­казали исследования, поперечная сила воспринимается бетоном замоноличивания полости и бетонными шпон­ками, образующимися в призматических углублениях на боковой поверхности колонны и в торце сборного ригеля. В этом решении стыка целесообразно сваривать выпу­ски нижней арматуры ригеля и уголков опорного сто­лика колонны.

Площадь сечения соединительных растянутых стержней

где z — плечо пары сил в cnыке, равное расстоянию между центрами тяжести сечений верхних и нижних закладных деталей или сварных швов.

В стыках с обетонировкой (замоноличиванием по­лости между торцом ригеля и гранью колонны) пло­щадь сечения соединительных стержней может прини­маться по опорной арматуре ригеля из условия равнопрочности:

где f_{yd ,оп} — расчетное сопротивление арматуры на опоре.

При сварке стыкового стержня с закладной пласти­ной ригеля усилие, воспринимаемое одним фланговым швом:

N _ш =0,85∙ h _ш ∙ l _ш ∙ R _св

Отсюда суммарная длина сварных швов соединитель­ных стержней

 

Коэффициент 1,3 к усилию N вводят для обеспече­ния надежной работы сварных швов при расчете ригеля по выравненным моментам. Наименьшая длина сварно­го шва соединительного стержня l _ш ≥4…5 d

Размеры опорной консоли(рис.1)определяют в зависимости от опорного давления ригеля Q; при этом считается, что ригель оперт на расположенную у свободного края консоли площадку длиной

Где b _риг — ширина ригеля.

Наименьший вылет консоли с учетом зазора s меж­ду торцом ригеля и гранью колонны l_K = d + s. Обычно принимают l _к =200...300 мм. При этом расстояние от грани колонны до силы Q

У коротких консолей (l _к ≤0,9 h ₀) угол у сжатой грани с горизонталью не должен превышать 45°. Высота кон­соли в сечении у грани колонны h = (0,7...0,8) h _риг, у сво­бодного края h_k ≥ h /2

Высоту сечения короткой консоли вопорном сече­нии проверяют по условию

, но не более 2,5 R_p ∙ b ∙ h _о

Площадь сечения продольной арматуры консоли подбирают по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%:

где M=Q∙a                                                         

 

 

Короткие консоли высотой сечения h >2_,5 l_k армируют горизонтальными хомутами и отогнутыми стерж­нями. Шаг хомутов должен быть не более 150 мм и не более h /4, диаметр отогнутых стержней — не более 25 мм и не более 1/15 длины отгиба.

Суммарное сечение отгибов, пересекающих верхнюю половину отрезка (рис.1) не менее 0,002 bh ₀ и не менее

Рис. 2. Армирование ригеля и эпюра арматуры

где а — угол наклона отогнутых стержней к горизонтали; обыч­но принимают α=45°; Q _б определяют по значению c = a + h ₀ /3.

В стыках с обетонированием и приваренной к за­кладным деталям консоли нижней арматурой ригеля опорное давление ригеля на консоль Q от нагрузки, приложенной после замоноличивания, можно умень­шать на 25% •

В необетонированных стыках сжимающая сила N передается через сварные швы; длина шва прикрепления нижних закладных деталей ригеля к стальной пластине консоли

где T = Qf — сила трения; f ≈ 0,15 — коэффициент трения стали о сталь.

Ригель армируют обычно двумя плоскими сварными каркасами (рис.2). При значительных нагрузках возможен третий каркас в средней части пролета. Пло­щадь растянутых стержней каркасов и их число уста­навливают при подборе сечений по изгибающим момен­там в расчетных сечениях на опоре и в пролете. По мере удаления от этих сечений ординаты огибающей эпюры М уменьшают и, следовательно, может быть уменьшена и площадь сечения арматуры.

В целях экономии арматурной стали часть продоль­ных стержней обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов. Сечение ригеля, в кото­ром отдельный растянутый стержень по расчету уже не нужен, называют местом его теоретического обрыва. Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки w.

Для проверки экономичности армирования ригеля и прочности всех его сечений строят эпюру арматуры (эпюру материалов). Ординаты эпюры арматуры вы­числяют как момент внутренних сил в рассматривае­мом сечении ригеля

где A_st — площадь растянутой арматуры в рассматриваемом се­чении; z_б — плечо внутренней пары.

Эпюра арматуры против мест теоретического обры­ва стержней имеет ступенчатое очертание с вертикаль­ными уступами. Там, где эпюра арматуры значительно отходит от эпюры М, избыточный запас прочности пре­вышен (избыток растянутой арматуры); в местах, где ступенчатая линия эпюры арматуры пересекает эпюру М, прочность сечения недостаточна.