Расчет и конструирование однопролетного ригеля.

Исходные данные.

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панелей перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, см.

 

Расчетный пролет:

- пролет ригеля в осях

b – размер колонны

20 – зазор между колонной и торцом ригеля

130 – размер площадки опирания

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае средний шаг рам 5,25 м.

Постоянная (g):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности

- шаг рам

- от веса ригеля:

где 2500 кг/м³ -плотность железобетона. С учетом коэффициента надежности по нагрузке и по ответственности здания :

Итого нагрузка погонная, т.е. с грузовой полосы, равной шагу рам:

Временная нагрузка (v) с учетом коэффициента надежности по ответственности здания и коэффициента сочетания:

А₁ = 9 м² для помещений

А =5,25×6,6= 36,3 м² - грузовая площадь ригеля.

Перегородки, δ=120 мм (приведенная нагрузка длительная) расчетная =0,65 кН/м

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:

Полная погонная нагрузка:

 

 

Расчетный пролет ригеля.

Расчетное сечение ригеля.

 

 

Определение усилий в ригеле.

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом l₀. Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

 

Характеристики прочности бетона и арматуры:

- бетон тяжелый класса В30, расчетное сопротивление при сжатии , при растяжении ; коэффициент условия работы ;

- арматура продольная рабочая класса A500 диаметром 10-40 мм, расчетное сопротивление и поперечная рабочая класса А400 диаметром 6-8 мм, .

Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента.

;

;

b= 20 см-ширина сечения ригеля

Определяем высоту сжатой зоны

- рабочая высота сечения ригеля

- относительная высота сжатой зоны, определяемая в зависимости от

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения.

Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты , при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

Значение определяется по формуле:

где -относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных R_s;

, R_s=435 МПа, МПа;

- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных R_b, принимаемая равной 0,0035;

Если , то следует увеличить сечение ригеля или повысить класс бетона, или запроектировать в сжатой зоне сжатую рабочую арматуру с площадью .

 

Увеличим сечение ригеля:

Постоянная (g):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности

- от веса ригеля:

где 2500 кг/м³ -плотность железобетона. С учетом коэффициента надежности по нагрузке и по ответственности здания :

Итого нагрузка погонная, т.е. с грузовой полосы, равной шагу рам:

Временная нагрузка (v) с учетом коэффициента надежности по ответственности здания и коэффициента сочетания:

А₁ = 9 м² для помещений

А =5,25×6,6= 36,3 м² - грузовая площадь ригеля.

Расчетная нагрузка длительная от перегородки толщиной δ=120 мм =0,65 кН/м

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:

Полная погонная нагрузка:

Определение усилий в ригеле.

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом l₀. Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

Характеристики прочности бетона и арматуры:

- бетон тяжелый класса В30, расчетное сопротивление при сжатии , при растяжении ; коэффициент условия работы ;

- арматура продольная рабочая класса A500 диаметром 10-40 мм, расчетное сопротивление и поперечная рабочая класса А400 диаметром 6-8 мм, .

Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии

Изгибающего момента.

- рабочая высота сечения ригеля;

;

;

Определяем высоту сжатой зоны

- рабочая высота сечения ригеля

- относительная высота сжатой зоны, определяемая в зависимости от

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения.

Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты , при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

 

Значение определяется по формуле:

где -относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных R_s;

, R_s=435 МПа, МПа;

- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных R_b, принимаемая равной 0,0035;

Если , то площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту подбираем 2Ø18A500C,

2Ø20A500C A_s=5,09+6,28=11,37 см².