Расчёт ригеля. Определение условий, возникающих в ригеле от расчётной нагрузки. Расчёт ригеля по предельным состояниям первой группы. Определение мест обрывов стержней рабочей продольной арматуры

3 Расчёт ригеля

3.1 Определение условий, возникающих в ригеле от расчётной нагрузки

Расчётная схема ригеля и поперечное сечение ригеля показаны на рисунке 13.

Рисунок 13 Расчётная схема и поперечное сечение ригеля (q-расчётная полная нагрузка на ригель, kH/м)

Расчётная длина ригеля определяется по как ,

              где    -пролёт балки (рисунок 3 и 4), =6000мм

                           - размер поперечного размера колонны (рисунок 3 и 4) =20мм.

Тогда мм.

Для построения эпюры моментов ригель делится на пять равных частей через 0.2 l₀ =0,2·5880=1176мм и определяется момент в середине пролёта и а точках 1-4 М, по формулам:

                                                          ;                   (43)

                                                             ;                   (44)

                                                             ;                   (45)

              где       q-расчётная полная нагрузка на ригель, кH/м;

                           -коэффициент надёжности, принимаем =0,95.

Полная нагрузка определяется по наибольшему неблагоприятному нагружению ригеля, из показанных на рисунках 1 и 2. В качестве наиболее неблагоприятного можно рассматривать вариант, показанный на рисунке 1, когда на ригель опираются 10 плит ( по пять с каждой стороны ригеля), длиной 6м и шириной 1,6м, 1,4м и три 1,0м. Принимая, что на ригель приходится нагрузка от половины каждой плиты, получаем, что на ригель приходится нагрузка от перекрытия площадью 6·6=36м² . Согласно таблицы 2 полная расчётная нагрузка на 1м² перекрытия составляет 22,38 кH/м. Тогда но ригель длиной 6 м приходится нагрузка 36·22,38=805,68 кH, а величина q=805,68/6=134,28 кH/м.

При  q=134,28 кH/м, мм, =0,95, согласно формулам (43-45)

                                                                                                                                                                                                                                   кH·м;

                                                              кH·м;

                                                              кH·м.

В эпюре поперечных сил значения  и  определяется по формуле

                                                             .                   (46)

                                                             кH.

Схема армирования ригеля показана на рисунке 14.

Рисунок 14-Схема армирования ригеля:1-рабочая продольная арматура, устанавливаемая по расчёту на действие изгибающего момента от расчётных нагрузок; 2-поперечная арматура (хомут), устанавливаемая по расчёту на действие поперечной силы ;3- монтажная продольная арматура, устанавливаемая по расчёту на действие изгибающего момента, возникающего при подъёме ригеля и монтаже; 4-соединительные стержни.

3.2 Расчёт ригеля по предельным состояниям первой группы

3.2.1 Расчёт продольной рабочей арматуры

Продольная расчётная арматура устанавливается по расчёту ригеля, имеющего прямоугольное сечение,  на действие изгибающего момента от расчётной нагрузки. Расчёт ведётся по наибольшему моменту, рассчитанному по формуле (43), кH·м. Для расчёта принимается класс бетона В25 с МПа, МПа, МПа,  МПа и арматура класса А׀׀׀ с МПа,  МПа.

Рабочая высота сечения определяется по формуле

                                                       м                   (47)

                                                             м

                                                             м

, что меньше .

Следовательно, достаточно арматуры в рассматриваемой зоне. Требуемая площадь рабочей арматуры равна

                                                                                (48)

=4225мм² .

По сортаменту стержневой арматуры принимаем 6 32 с  мм² .

Размер а, мм, с учётом защитного слоя бетона 32 мм и рабочей арматуры, размещённой в 2 ряда по 2 стержня 32 составит

а=32+32+0,5·32=80мм.

мм.

;

;

>kHм.

Несущая способность обеспечена.

В местах предполагаемого обрыва продольной арматуры несущая способность 232  с   мм² составляет

;

;

kHм.

3.2.2 Расчёт поперечной арматуры

Прочность наклонных сечений ригеля на действие поперечной силы обеспечивается установкой поперечной арматуры. (рисунок 14, позиция 2).

Расчёт ведётся для приопорной и пролётной части плиты. В крайней части плиты длиной мм расчёт ведётся на действие небольшой поперечной силы Q=376,5кH, рассчитанной  по формуле (46), а в пролётной части – по поперечной силе на границе   приопорного и пролётного участков, согласно рисунку 12 равной

                                                             кH.

Несущая способность бетона на действие поперечной силы ,кH составляет

кH.

Что меньше Q=376,5кH и Q=188,2кH.

Следовательно, в приопорной и пролётной части ригеля поперечная арматура устанавливается по расчёту.

В приопорной части

кH.

м.

По требованиям СНиП 2.03.01-84.

кH/м.

К расчёту принимается кH/м, как наибольшее.

Шаг стержня поперечной арматуры в приопорной зоне составляет .

Из технологических требований сварки диаметр стержней поперечной арматуры при диаметре продольной арматуры 32 мм, составляет

мм.

Принимаем мм.

Для 210 м² .

При  МПа, м² , кH/м

                                                             м.

м.

Для приопорной части при высоте ригеля h=700мм, что больше 450мм, шаг хомутов конструктивно принимается

мм;

мм, принимаем S =230 мм.

Окончательно в приопорной зоне из трёх полученных значений принимаем наименьшее S=220 мм.

                                                              кH/м.

м.

Тогда несущая способность приопорной части плиты составляет

кH, что больше Q=376,5кH.

В приопорной зоне при S =230 мм несущая способность обеспечена.

В пролётной части при Q=188,2кH.

кH.

м.

Принимаем м.

По требованиям СНиП 2.03.01-84.

 кH/м.

кH/м.

К расчёту принимается кH/м, как наибольшее.