Определение расстояния от точки теоретического обрыва до торца обрываемого стержня.

Чтобы обеспечить прочность нормального сечения, проходящего через точку теоретического обрыва (сечение в котором изгибающий момент равен несущей способности), необходимо продлить стержень за это сечение на длину l_an. l_an определяем как наибольшее из трех условий:

 

 

 

Определение расстояния от точки теоретического обрыва до торца обрываемого стержня.

Номер	Q, кН	, см	lan=41d, см
про-лета	позиции
		99,35
		129,03
		70,43
		19,87

Исходные данные

Длина здания – 24,8 м, ширина – 32 м. Стены кирпичные I группы кладки толщиной t=51 см. Сетка колонн l₁ x l₂ = 6,2 x 6,4 м. Количество этажей n = 4. Высота этажа Н_эт = 3,6 м. Нормативная временная нагрузка V_n, равная 23 кН/м². Снеговой район строительства - V. Класс бетона В30. Бетон тяжелый. В качестве арматуры применяем стержневую арматурную сталь класса А-III (A-400). Коэффициент надежности по ответственности здания γ_n=1. Здание промышленное, отапливаемое.

 

Компоновка балочного панельного сборного

Перекрытия

Расстояние между поперечными стенами меньше 54 м, поэтому здание имеет жесткую конструктивную схему. Иными словами, междуэтажные перекрытия и покрытие являются жесткими (несмещаемыми) в горизонтальном направлении опорами для наружной стены. Следовательно, железобетонные рамы (ригели совместно с колоннами) практически не участвуют в восприятии горизонтальной (ветровой) нагрузки. В этом случае не имеет значения, в каком направлении расположены ригели. Принимаем поперечное расположение ригелей.

 

Предварительные размеры поперечного сечения элементов. Расчетные сопротивления материалов.

Размеры сечения элементов определяют по расчету. Однако в начале проектирования дли определения нагрузки от собственного веса элементов и значений расчетных пролетов необходимо предварительно задаться как размерами поперечно­го сечения элементов, так и глубиной опирания их на стену.

Рекомендуемая высота сечения ригеля h=(1/10...1/14)*l₁, ширина сечения b=(0,3...0,4)*h. Задаемся h =0,7 м.

Ширина сечения находится в границах: от 0,3h = 0,21 м до 0,4h = 0,28 м. Задаемся b = 0,25 м.

Высоту сечения ригеля рекомендуется принять кратной 50 мм при и кратной 100 мм при , а ширину сечения назначать с округлением до размеров 150, 180, 200, 220, 250 мм и далее кратно 50 мм.

Глубину опирания ригеля на стену принимаем 0,3 м и на консоли колонн принимаем 0,06 м.

Поперечное сечение колонны принимаем квадратным с размером стороны 0,3 м.

Для определения расчетных сопротивлений бетона R_b и R_bt необходимо установить численное значение коэффициента условий работы бетона. Коэффициент γ_b2 следует принять равным 0,9. При этом значении коэффициента γ_b2 классу бетона В30 соответствует R_b= 1550 Н/см², R_bt= 110 H/см².

Арматуре класса АIII диаметром 10…40 мм соответствуют: R_s= R_sc =365 MПа = 36500 Н/см² и R_sw = 290 МПа = 29000 Н/см².

 

Расчет неразрезного ригеля

 

Общие сведения

Неразрезной ригель образуется из однопролетных ригелей Р1 и Р2. Ригель Р1 опирается одним концом на стену, другим - на консоль (при этом его закладная деталь приваривается к закладном детали консоли). Выпуски верхней рабочей арматуры из ригелей и выпуски из колонн соединяют вставками-коротышами с помощью ванной сварки. Во избежание перегрева бетона длину выпусков принимаем не менее 100 мм. Применение вставок-коротышей улучшает соосность соединяемых стержней.

По завершении монтажа каждый из ригелей, находясь под действием собственного веса и монтажной нагрузки, работает как однопролетная балка со свободно опертыми концами. После окончания сварочных работ и тем более после укладки бетона омоноличивания в зазоры между торцами ригелей и гранями колонн набор, состоящий из однопролетных ригелей, работает как неразрезная балка

 

Статический расчет

Ригель является элементом рамы, однако при свободном опирании концов ригеля на наружные стены и равных пролетах он рассчитывается как неразрезная балка. Таким образом, рассматриваемый ригель представляет собой четырехпролетную неразрезную балку.

Определяем численные значения расчетных пролетов. Значение расчетного пролета в крайних пролетах равно 6,2 – 0,5 - 0,2 + 0,15 = 5,65, а в средних 6,2-1 = 5,2м.

 

Вычисление нагрузки на 1 пог.м ригеля

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициенты	Шаг ригелей, м	Расчетная нагрузка на 1 пог.м ригеля, кН/м
γf	γn
Постоянная Соб. вес бетонного пола t=30мм Соб. вес плит с ребрами вниз Соб. вес ригеля h=0,7м; b=0,25м; ρ=25 кН/м3 Временная Полная	0,554   1,309   –     Vn= 23 –	1,3   1,1   –     1,2 –	1,0   1,0   –     1,0 –	6,4   6,4   –     6,4 –	4,32   8,64 b∙h∙1∙ρ∙γf∙γn= 0,7*0,25*1*25*1,1*1== 4,8125 Итого: g1=17,8 Vl= 176,64 ql= 194,44

 

Теперь вычисляем положительные и отрицательные изгибающие моменты (кН∙м), и максимальные поперечные силы (кН) по формулам:

 

α = 0,4 – на опоре А.

α = 0,6 – на опоре В слева.

α = 0,5 – на опоре В справа, на опоре С слева и справа.

 

Положительные изгибающие моменты (кН∙м) в точках 1;2;3;4;6;7;8;9:

 

М₁= 0,065∙194,44∙(5,65)²=403,456 кН∙м

М₂= 0,090∙194,44∙(5,65)²=558,63 кН∙м

М_I,max=0,091∙194,44∙(5,65)²=564,84 кН∙м

М₃= 0,075∙194,44∙(5,65)²=465,53 кН∙м

М₄= 0,020∙194,44∙(5,65)²=124,14 кН∙м

М₆= М₉ = 0,018∙194,44∙(5,2)²=94,64 кН∙м

М₇= М₈ =0,058∙194,44∙(5,2)²=304,9 кН∙м

М_IImax=0,0625∙194,44∙(5,2)²=328,6 кН∙м

 

Отрицательные изгибающие моменты (кН∙м) в точках 5;6;7;8;9;10:

 

М₅= - 0,0715∙194,44∙(5,65)²= - 443,8 кН∙м

М₆= - 0,040∙194,44∙(5,2)²= - 210,3 кН∙м

М₇=- 0,024∙194,44∙(5,2)²= - 126,184 кН∙м

М₈= - 0,021∙194,44∙(5,2)²= - 110,41 кН∙м

М₉= - 0,034∙194,44∙(5,2)²= - 178,76 кН∙м

М₁₀= - 0,0625∙194,44∙(5,2)²= - 328,6 кН∙м

М₁₁= - 0,033∙194,44∙(5,2)²= - 173,5 кН∙м

М₁₂=-0,018∙194,44∙(5,2)²=-94,64кН∙м

Максимальные поперечные силы, кН

 

Q_А^пр = 0,4∙194,44∙5,65= 439,43 кН

Q^л_в = 0,6∙194,44∙5,65 = 659,15 кН

Q^пр_в = Q^л_с = 0,5∙194,44∙5,2 = 505,544 кН