Расчет и конструирование сборного ригеля

Ригель рассматриваем как свободно опертая неразрезную балку с максимальным моментом в середине пролета. При расчете ригеля делаем два сечения: по длине ригеля в зоне максимального момента и на опоре в зоне подрезки.

 

Определение нагрузок и расчетных пролетов

Нагрузка на 1 п.м. ригеля

                           (7,1)

где  - собственный вес ригеля;

 ,

где  – плотность железобетона;

 - коэффициент надежности по нагрузке.

Определим расчетный пролет ригеля:

l_eff=l₀-300-2∙а-2∙с=6000-300-2∙20-2∙55=5550мм.

 

Определение усилий, возникающих в сечениях ригеля отдействия 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:

                                                            (7,2)

Значение поперечных сил на промежуточных опорах:

                                                                (7,3)    

 

Рисунок 7,2 – Расчётная схема ригеля.

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 1.31:

где  - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, неблагоприятного способа её приложения;

- расчётное сопротивление бетона сжатию;

 – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;

 - частный коэффициент безопасности для бетона;

Значение коэффициента :

,

Увеличиваем марку бетона до С25/30

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 500 Н/мм²;

 следовательно, растянутая арматура не достигла предельных деформаций.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры, по формуле 1.23:

Принимаем 3Æ26S500с .

Расчет прочности наклонных сечений ригеля

В зависимости от диаметра продольной арматуры назначаем диаметр поперечной арматуры:1/4·26=6,5мм. Значит, примем диаметр поперечной арматуры равным 8мм из стали класса S240. Шаг поперечной арматуры S=150≤h/3=450/3=150мм.

 

Находим линейное усилие, которое могут воспринять хомуты:

V_sw=f_ywd∙A_sw/S;                                       (7.4)

    V_sw=174∙100,6/150=116,70 Н/мм.

где f_ywd- расчетное сопротивление поперечной арматуры;

S– шаг хомутов;

A_sw- площадь сечения хомутов в одной плоскости.

 

Вычисляем поперечную силу V_Rd, которую могут воспринять хомуты и бетон:

,                 (7.5)

где η_c2=2; η_N=0; η_f=0.

кН.

Так как V_Rd=197,98кН> V_sd=153,42кН, то условие выполняется, следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

Расчет подрезки ригеля

 

В связи с уменьшением высоты опорной части ригеля, требуется проверить прочность опорной части ригеля по наклонному ослабленному сечению на действие поперечной силы, задавшись диаметром арматуры, классом и шагом поперечных стержней подрезки. Назначаем хомуты из арматуры класса S500 диаметром 10мм. Шаг хомутов принимаем S =50мм. Принимаем 2 Æ8S500 с

 

Рисунок 2.7-к расчету подрезки ригеля

 

Находим линейное усилие, которое могут воспринять поперечные стержни:

Вычисляем поперечную силу , которую могут воспринять бетон и поперечная арматура:

  

   где - рабочая высота опорной части ригеля

 

 

  Следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

  Определим длину участка за подрезом, на которой должен быть сохранён шаг

  мм                                           (7,6)