Расчет и конструирование однопролетного ригеля

Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой h_b =60 см. Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными.

Исходные данные

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонны, h_b = 60 см. Расчетный пролет (рис. 6):

где  - 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 шаг рам 7,4 м. (рис. 1)

Постоянная нагрузка (табл. 1):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности здания :

- от веса ригеля:

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

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

Временная нагрузка (ʋ₁) с учетом коэффициента надежности по ответственности здания

и коэффициента сочетания (см. табл.1).

- для помещений указанных с поз. 1, 2, 12 [1];

А – грузовая площадь ригеля; А =  6,4×7,4 = 47,36 м²

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:

Полная погонная нагрузка:

.;

Рисунок 6 – Расчетный пролет ригеля

 

Рисунок 7 – Расчетное сечение ригеля

3.1 Определение усилий в ригеле

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

.

.

Характеристики прочности бетона и арматуры:

- Бетон тяжелый класса B20: ; ; ; ;

;  (табл. 5.2 [3], приложение 4), γ_{b 1} = 0,9 (табл. 5.1.10 [3]);

- Арматура:

- продольная напрягаемая класса А400 диаметром 10-40 мм:

- поперечная ненапрягаемая класса А400 диаметром 6-8мм:

;

 

Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии

Изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны

Так как , то увеличиваем ширину сечения ригеля b =25мм, класс бетона B30 и класс продольной арматуры А500.

Бетон B30: ; ; ; . Арматура продольная напрягаемая класса А500С:

Тогда

;

;

.

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения. Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты ξ_R, при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s Значение ξ_R определяется по формуле:

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

  относительная деформация сжатого бетона при напряжениях равных R_b, принимаемая равной 0,0035 (п. 6.2.7 [3]):

значение ξ_R можно определить по табл. 3.2 [5] или по Приложению 11. Т.к. ξ=0,398 < ξ_R=0,493,

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

Подбираем 2Ø25 А500С и 2Ø28 А500С

Определим процент армирования поперечного сечения ригеля:

.