Подбор продольной арматуры и расчет несущей способности ригеля. Расчет колонны и ее элементов

Нагрузка от собственного веса ригеля:

g = 25bh;

где 25 – плотность ж.б.

  кПа.

3.2.  Нагрузки и расчетная схема.

Нагрузки, действующие на ригель сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Нагрузки на ригель

Нагрузки	Нагрузки, кПа
	нормативные		расчетные
Постоянные 1 Пол 2 Плита перекрытия 3 Ригель(35*15см) ае долен 3 Ригель (Ь = 20 см; h = 60 см)	3,0 18,0 5,25	1,2 1,1 1,1	3,6 19,8 5,78
Итого: Временные 3 Стационарное оборудование 4 Вес людей и материалов	26,25 15 39	1.2 1,2	29,18 18,0 46,8
Итого: Суммарные 5 Полные 6 В т. ч. длительные (п. 1-4)	54 80,25 41,25		64,8 93,98 47,18

      3.3 Подбор продольной арматуры и расчет несущей способности   ригеля

Арматура  подбирается для всех пролетов и опор по максимальным пролетным и опорным изгибающим моменты с учетом их перераспределения и симметрии конструкции. Опорная арматура в связи с выравниванием моментов может быть одинаковой для всех опор. Пример подбора арматуры и расчета несущей способности ригеля при всех стержней и двух оборванных стержней приведены в таблице 3. 

Таблица 3 - Подбор арматуры в ригеле и расчет его несущей способности

Проверяемое условие выполняется

4 Вариант перекрытия в монолитном железобетоне

4.1 Схема балочной клетки

Рассматриваем ребристое перекрытие, состоящее из плиты, второстепенной и главной балок. Сетка колонн остается той же. При единичном значении ширины плиты получим формулы:

где q – расчетная нагрузка на плиту без учета ее собственного веса,

Пролет главной балки разделим на три части и вычтем из полученного результата ширину второстепенной балки, равную 20 см, получим l=1,467 Примем полную толщину плиты h=5,5см.

4.2 Расчет плиты

Плиты, в зависимости от отношения длинной и короткой сторон контура, могут рассчитываться как балочные или как опертые по контуру, в монолитных перекрытиях с второстепенными и главными балками плиты – балочные. Они работают на изгиб в направлении меньшей стороны, при этом изгибающим моментом в направлении большей стороны по его малости пренебрегают. Для расчета балочной плиты вырезают полосу шириной 1м. Нагрузки, действующие на 1м длины этой полосы, представлены в таблице6

Таблица 6  - Нагрузки на плиту перекрытия

Нагрузки	Нагрузки, кПа
	нормативные	r	расчетные
Постоянные 1 Пол 2 Плита перекрытия g=p*0,2=10,8*0,2=2,16	0,5 2,16 прин.1,38	1,2 1,1	0,5 2,38 прин.1,52
Итого: Временные 3 Стационарное оборудование 4 Вес людей и материалов	2,66 прин.1,88 2,5 6,5	1,2 1,2	2,88 прин.2,07 3 7,8
Итого: Суммарные 5 Полные 6 В т. ч. длительные (п. 1-3)	9 11,0 4,5		10,8 13,68 5,88

Изгибающие моменты определяются с учетом перераспределения усилий по формулам:

В крайних пролетах и на первых промежуточных опорах:

в средних пролетах и на средних опорах:

Таблица 7 - Подбор арматуры в плите перекрытия и расчет ее несущей способности

Исходные данные: h = 550 мм,b⁼ 1000мм, класс бетона С20/25, = 13,3 МПа, арматура класса S400  =365 Н/мм².

Формулы и обозначения	Крайний пролет	Опора и средний пролет
М,кН-м	2,68	1,85
d, мм	400	400
	0,127	0,087
	0,136	0,091
, см2	2,01	1,34
Сечение: состав площадь, см2	5Ø8 2,52	4Ø7 1,92
,см2	2,52	1,54
c,м	0,015	0,015
d,м	0,040	0,040
	0,171	0,104
	0,156	0,099
	3,32	2,11

Марка сетки 1:

;

Марка сетки 2:

4.3 Расчет второстепенной балки

Размеры сечения балки определяются из условия, чтобы относительная высота сжатой зоны по опорному сечению была не больше 0,3.

L= 5.8м.

M=q*l²/11=(g+p)* l²/11=13,68*5,8*5,8 /11=41,8кНм.

;

Назначаем размеры сечения 45 на 17 с целью обеспечения несущей способности второстепенной балки при подборе продольной и поперечной арматуры.

h=40+5=45 см

g=25b*h=25*17*45=1.91кН

где M – изгибающий момент, без учета нагрузки от собственного веса балки. Расчетные пролеты второстепенных балок измеряются в свету между главными балками.

Таблица 8  - Нагрузки на второстепенную балку

Нагрузки	Нагрузки, кПа
	нормативные	r	расчетные
Постоянные 1 Пол 2 Плита перекрытия 3 Второстепенная балка	1,0 4,32 1,91	1,2 1,1 1,1	1,2 4,76 2,10
Итого: Временные 3 Стационарное оборудование 4 Вес людей и материалов	7,23 5,0 13,0	1,2 1,2	7,16 6,0 15,6
Итого: Суммарные 5 Полные 6 В т. ч. длительные	18,0 25,23 12,23		21,6 28,76 13,16

Изгибающие моменты определяются  по формулам:

в первом пролете:

на первой промежуточной опоре:

В средних пролетах и на средних опорах:

Поперечные силы составят:

Для крайней опоры:

Q= -0,4ql=0,4*28,76*5,8=66,72кН;

На первой промежуточной опоре:

Q= -0,6ql=0,6*28,76*5,8=100,78кН;

На остальных опорах:

Q= -0,5ql=0,5*28,76*5,8=83,40кН;

M изг. для отрицательных моментов:

М=(g+p)*l*l*

Где   - коэффициент для определения ординат отрицательных моментов.

Определим отношоние нагрузок временной и постоянной:

p/g=21,6/7,16=3,0

M5=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,0715)=69,11кН*м

M6=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,035)=33,86кН*м

M7=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,016)=15,48кН*м

M8=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,014)=13,54кН*м

M9=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,029)=28,05кН*м

M10=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,0625)=60,48кН*м

M11=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,028)=27 ,09кН*м

M12=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,01)=9,67кН*м

M13=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,010)=9,67кН*м

M14=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,028)=27,09кН*м

M15=(g+p)*l*l* =(7,16+21,6)*5,8*5,8*(-0,0625)=60,47кН*м

Расчёт таврового сечения

d=h-c=45-3=42 см

b=0,17 м

b’f≤L/6=5.8/6=0.96=0.9

Mrd=α*f_сd*b’_f*h’_f*(d-0.5*h’_f)= 0.348*13.3*1000000*0.9*0.065*(0.42-0.5*0.065)=104,92кН≥87,95кН

Таблица 9 – Подбор арматуры во второстепенной балке и расчёт ее несущей способности

Исходные данные: h = 450 мм,b⁼ 170мм, класс бетона С20/25, = 13,3 МПа, арматура класса S400  =365 Н/мм².

Формулы и обозначения		Пролет1			Пролет2	Опора В
		+			+	-
М.кН-м		87,95			60,47	69,11
d, мм		420			420	420
		0,049			0,034	0,204
		0,11			0,09	0,29
		0,961			0,969	0,879
		0,11<0,61			0,09<0,61	0,29<61
, см2		5,96			4,07	5,12
Сечение: состав площадь, см2		4Ø14 6,15			4 Ø 12 4,52	4Ø14 6,15
Расчет несущей способности при необорванных стержнях
,см2		6,15		4,52		6,15
,см2		--		--		--
		3,5		3,5		3,5
d=h – с		41,5		41,5		41,5
		--		--		--
		0,053		0,039		0,319
		0,052<0,368		0,044< 0,368		0,270< 0,368
кН.м	92,87		77,10			78,85
Расчет несущей способности при двух оборванных стержнях
см2	3,08		2,26			3,08
с, см	3,5		3,5			3,5
d = h - с,см	41,5		41,5			41,5
	0,027		0,020			0,160
	0,029< 0,368		0,022 <  0,368			0,153<  0,368
	50,82		38,55			44,7

Для всех пролетов и опор длинна анкеровки равна:

                 

Таблица 10 – Подбор поперечной арматуры  во второстепенной балке и расчёт ее несущей способности

Исходные данные : h = 450 мм,b⁼ 170 мм,d=420 мм, класс бетона