Расчёт ригеля РДП 4.57-40АТ-У с заданными характеристиками

2. Расчетно-конструктивный раздел

Рассматриваем ригель РДП 4.57-40АТ-У со следующими характеристиками:

L=5660см

В=565 см

М_бет.=300

m =2,6т

1)  Компоновка перекрытия:
Находим нагрузку на 1 м.
длины ригеля:

Площадь поперечного
 сечения:

S=520*220+22,5*220+
300*230+5*230=1895000

S=0,52*0,22+0,022*0,22+
0,3*0,23+0,005*0,23=0,189 м²

 

Собственный вес 1 м. длины ригеля:

q = S*l*g = 03189*2500=472.5 кг*с = 4,7 кН.
2) Конструкция кровли.

1.  Кровельный ковер:
 2 слоя Техноэласта ЭКП и ЭПП
(t = 8 мм, t = 17 мм)

2.  Цементно–песчаная стяжка
(t = 30 мм); разуклонка из
керамзитобетона  (t = 50 мм)

3.  2 слоя минераловатных плит, t = 220 мм, t = 240 мм

4.  Пароизоляция Биполь r = 900 кг/м³, t = 220 мм

5.  Ж/б плита покрытия r = 2500 кг/м³, t = 220 мм

         3) Расчетная схема и расчетное сечение ригеля.

 

b = 300 мм

h = 450 мм

a = 50 мм

h₀ = h – a =400 мм

l_к = L – (R×2+P×2) = 6 – (0.15×2+0.02×2) = 5.66

l₀ = l_к – c = 5.66-0.13 = 5.53

c – опирание ригеля на колонну

l₀ – расчетный пролет

4)  Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Наименование нагрузок	Подсчет	Норма тивная кПа	Коэффициент надежности по нагрузке, gf'	Рас- чет- ная, кПа
Постоянные нагрузки (q)
Кровельный ковер: 2 слоя Техноэласта ЭКП и ЭПП (t = 8 мм, t = 17 мм)	0,28 * 1,2	0,28	1,2	0,336
1 Цементно–песчаная стяжка  (t = 30 мм);	0,54 * 1,3	0,54	1,3	0,702
3 разуклонка из керамзитобетона  (t = 50 мм)	0,9 * 1,3	0,9	1,3	1,17
4. 2 слоя минераловатных плит, t = 220 мм,t = 240 мм	0,184 * 1,2	0,184	1,2	0,2208
5 Пароизоляция Биполь r = 900 кг/м3, t = 220 мм	0,018 * 1,2	0,018	1,2	0,0216
6 Ж/б плита покрытия r = 2500 кг/м3, t = 220 мм	3,1 * 1,1	3,1	1,1	3,41
Итого постоянная:		5,022	–	5,86
Временные нагрузки
Снеговая нагрузка III снеговой район, г. Брест				1,8
Всего				7,66

q_св – нагрузка от собственного веса ригеля

g_n = 0.95 - коэффициент надежности по ответственности

5) Статический расчет ригеля

Усилия от расчетных нагрузок

 

6)  Назначение класса бетона и арматуры.

Ригель без предварительного напряжения

Класс бетона В 30

Арматура класса АIII

g_в2 = 0,9 – коэффициент условия работы

R_b = 15,5 МПа

R_bt = 1,1 МПа

Рабочая арматура класса АIII

R_s = 365 МПа; R_sw = 290 МПа

Поперечная арматура и конструктивная класса АIII, R_s = 355 МПа; R_sw = 285 МПа

7) Расчет по первой группе расчетных состояний

7.1 Расчет ригеля (по высоте 450 мм) по нормальному сечению

A₀ < A_0R

A_0R = 0.413

0.264<0.422 – условие выполняется, сжатая арматура не требуется

h = 0,845

x = 0,31

x_R = 0.582

x = 0,31 < x_R = 0.582 – условие выполняется

X = x × h₀ = 0.31×0.4 = 0.124

 X – высота сжатой зоны бетона

Принимаем 3 Æ28 с А_S = 18,47 см²

Проверка сечения

М £ R_S * A_S (h₀ - 0.5x)

197.06 £ 365000 * 0,00185 * (0,4-0,5 * 0,124)

197.06 £ 228,23 – условие выполняется.

 

 

7.2 Расчет по наклонному сечению

I Условия: 1) Q = 2.5×R_bt×b×h₀

                      2)

1. c =c_max = 2.5*h₀ = 2.5*0.4=1м

-условие выполнено

Q=96,12 £ 2.5* R_bt*b*h₀=2.5*1100*0.3*0.4=330 - условие выполнено

2. - условие не выполняется.

Требуется установка поперечной арматуры

Из условия свариваемости:

В качестве поперечной арматуры принимаем

Шаг поперечной арматуры находим из условия:

Условие выполняется

Принимаем шаг по правилам конструирования 150 мм, устанавливаем 3 каркаса

A_sw=1.51 см²

S₂ принимаем более частое, т.е. 300 мм.

Q_{b min}=_b3*(1+_f)*R_bt*b*h_o=0,6*1*1100*0,3*0,4=79,2

_b3- прил.т.9. ;_f- не учитывается из-за отсутствия полок.

g_sw=

g_sw ; 286,9 99 условие выполняется.

S Smax =  S=0.15Smax=0.82мусловие выполняется.

Hb=_b2*(1+₃)* *b*=105.6  _b2=2-т.21

g₁=45.420.56 g_sw=0.56*286.9=160.66условие выполняется.

C= 

Cусловие не выполняется.Применяем правую часть,т.е.1,33м.

            79,39кН >Q_{b min}условие выполняется.

Q=Qmax- g₁ *C=142.54-46.42*1.33=80.81кН.

С_о=м

С_о=0,61,33       С_о=0,6м2h_oусловие выполняется.

Подобранная по конструктивным условиям поперечная арматура соответствует условиям прочности.

Проверяем условие прочности сжатой полосы между наклонными трещинами.

 Q0.3_w1**h_o*b*R_b=0.3*1.092*0.84*0.4*0.3*15500=511.9кН,где _w1 =1+5_w =  =1+5*6.15*0.003=1.921.3

   

для тяжелого, мелкозернистого и ячеистого бетона

Q=80.81<511.9кН условие выполняется, прочность обеспечивается.

7.3 Расчет по нормальному сечению (высота 300).

 

h₀₁ = 270 мм  h₀₁ = h₁ – a=270 мм

h₁ = 300 мм

a = 30 мм

B = 300 мм

    = 2 (табл.21)

H_b = *R_bt *b*h₀ = 2*1100*0,3*(0,27)=48,114 кН м

с =

Q = =47,17 кН < Q_{b min}  = *R_bt *b*h₀  =0,6*1100*0,3*0,27

Q_b = 47,17 кН < Q_{b min} =53,46 кН

      286,9 кН/м

С =                          =0,41м < 2h =0,54

С < C =1,02

С =0,41 > h =0,27 м

Тогда Q +    *C + R* A =47,17+286,9*0,41+28500*0,000151=169,1

169,1 > Q  =142,54 кН, т. е. даже без учета отгибов прочность подрезки по поперечной силе обеспечена.

Определяем арматуру в подрезке

М   = Q  * l=142,54*0,15=21,38 кН*м

А  =                                                       =0,063

А  = 0,413

А  < A        условие выполняется, сжатая арматура не требуется

 

             =0,58

             =0,71

             =0,582

А  =                                             0,00281 м =28,1 см

принимаем  6   25 А III  A   =29,45 см

Х =                                  23,11 мм < 2а = 2*30 = 60 мм.

7.4 Расчет консольных свесов полок ригеля

 

Принимаем сечение размерами b = 1 м.

h₀ = h – a = 200 мм

M_on = R₀ × l₀ = 20,59 × 0.074 = 1.52 кН/м

Т. к. A₀ = 0.0025 ==> x = 0.995

Принимаем арматуру Вр I R_s = 365 МПа

Находим процент армирования:

  ==> A_s = 1см² ==> 1 см² > 0.23 см² ==> m_min = 0.0005

Принимаем 4Æ6 класса А-III с  A_s = 1,13см²

7.5 Расчет на монтажно-транспортные нагрузки

1. Две монтажные петли расположены на расстоянии 600 мм от концов ригеля

Принимаем петлю Æ 18 мм А – 1 с несущей способностью 2500 кг

Марка стали Ст 3сп

Принимаем петлю h_c = 80 мм.

Принимаем длину запуска в бетон l_s = 25d = 25×18 = 450

R = 40 мм

V = 40 мм

a₁ = 3d = 18×3 = 54

тогда длина петли равна:

Условие прочности сечений на транспортные и монтажные нагрузки при принятом армировании ригеля выполняется.

2. Транспортировка g_d = 1,6

Опорные подкладки устанавливаются на расстоянии 600 мм от торцов ригеля

l₁=1/8l=5.66/8=0.7 м

Принимаем 0,6 м

l₂=5,66-0,*2=4,46

36,4-М_к=36,4-2,63=33,77кН*м

h = 0,995

A_s=0.000017<0.000021 - условие выполнено

Прочность на монтажно-кладочные нагрузки обеспечена.