Проектирование ригеля. Вычисление изгибающих моментов в расчетных сечениях ригеля

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ.

4.1. Расчетная схема и нагрузки.

Поперечная многоэтажная рама имеет регулярную расчетную схему с равными пролетами ригелей и равными длинами стоек (высотами этажей), а также с одинаковой нагрузкой по ярусам. Сечения ригелей и стоек по этажам приняты постоянными. Нулевая точка моментов в колоннах расположена в середине высоты этажа. Это позволяет расчленить многоэтажную раму по нулевым моментным точкам на ряд одноэтажных рам с шарнирами по концам стоек. В курсовом проекте рассчитываем ригель среднего яруса. Расчет выполняем с помощью таблиц (табл. П17 приложения) по которым определяются опорные моменты в ригелях по формуле

где α и β расчетные коэффициенты для постоянной и временной нагрузок, зависящие от коэффициента k равного отношению погонных жесткостей ригеля и стойки

здесь В_р и В_к – жесткости поперечных сечений ригеля и колонны соответственно, l_к и l_p – длины колоны и ригеля соответственно.

Нагрузка на ригель от ребристых плит при опирании на ригель не менее чем в четырех точках, считается равномерно распределенной. Для получения максимальных моментов в расчетных сечениях ригеля его загружают раздельно постоянной и временной нагрузкой по схеме, представленной в табл. П17 приложения. Ширина грузовой полосы для расчета погонной нагрузки на ригель равна шагу поперечных рам 6,0 м.

Расчетная погонная нагрузка  на  ригель:

- постоянная нагрузка от собственного веса ригеля с учетом коэффициента надежности по нагрузке  и перекрытия и коэффициента по ответственности здания  Предварительно задаемся размерами сечения ригеля  мм. Нагрузки от перекрытия принимаем из раздела 2

          - временная нагрузка с учетом коэффициента уровня ответственности здания  

- полная нагрузка

.

4.2. Вычисление изгибающих моментов в расчетных

сечениях ригеля

Жесткости колонны и ригеля  при размерах сечения колонны 400×400 мм

м⁴

м⁴

При одинаковом классе бетона по прочности на сжатие коэффициент k равен

Опорные моменты вычисляют по табл. П17 приложения. Табличные коэффициенты α и β зависят от схем загружения ригеля и коэффициента k – отношения погонных жесткостей ригеля и колонны.

Расчетные пролеты ригеля равны расстоянию от оси колонны до оси колонны. Расчетный пролет крайнего ригеля при нулевой привязке крайних колонн

 м

Расчетный пролет среднего ригеля равен 6,0 м.

Результаты вычисления изгибающих моментов представлены в табл. 3.

Таблица 3

Опорные моменты ригеля при различных схемах загружения

Продолжение табл. 3

Схема №1 загружается постоянной нагрузкой, а схемы №2, 3, 4 - временной.

Пролетные моменты и поперечные силы в ригелях

Для определения поперечных сил и изгибающих моментов в пролете из расчетной рамы вырезаем ригель и загружаем его соответствующей расчетному загружению погонной нагрузкой q или q_g и сосредоточенными опорными моментами (рис. 4.1).

В общем случае поперечные силы в опорных сечениях ригеля определяются по формулам

Максимальный изгибающий момент в пролете ригеля находится на расстоянии  от левой опоры и определяется по формуле

Если опорные моменты в ригеле равны , то максимальное значение пролетного момента находится посередине и может быть определено по формуле

Схема загружения 1+2

- усилия в первом пролете (погонная нагрузка q):  

поперечные силы:

кН;

кН.

изгибающий момент в пролете

кН м.

- усилия во втором пролете (погонная нагрузка q_g):

поперечные силы

кН;

изгибающий момент в пролете

Схема загружения 1+3

- усилия в первом пролете (погонная нагрузка q_g):