6.ПРОЕКТИРОВАНИЕ РИГЕЛЕЙ

Для уменьшения конструктивной высоты перекрытия и расхода материала, а также для повышения жесткости каркаса здания ригели рекомендуется проектировать неразрезными прямоугольного сечения или таврового полками вверху или внизу.

Чтобы сборные ригели были неразрезными , надо закладные и накладные детали сопрягаемых элементов сварить и затем омонолитить стыки. Для ригелей следует применять:

- бетон класса В15… В25 (в некоторых случаях В30… В40);

-сталь классов А- II, А- III для продольной рабочей арматуры;

-сталь классов А- I, А- II, А- III, Вр- 1, В- 1 для поперечной и монтажной арматуры.

6.1. Статический расчет

При расчете неразрезные сборные ригели рассматривают (с определенной степенью допущения) как многопролетные неразрезные балки с шарнирным опиранием на наружные стены.

Расчетный размер средних пролетов Lо ригелей принимают равным расстоянию между осями колонн L , а расчетный пролет Lо крайних ригелей – расстоянию от оси опоры его на стене до оси колонны по формуле

Lо = L -0,2+0,3/2, где L – расстояние между разбивочными осями ; 0,3м – величина заделки ригеля в стену; 0,2м – привязка внутренней грани наружной стены к разбивочной оси.

Статически неопределимые железобетонные балки с целью экономии арматурной стали рассматривают с учетом перераспределения усилий.

Ординаты эпюр изгибающих моментов и поперечных сил в неразрезных балках при упругой работе материала определяют по формулам:

-для равномерно распределенной нагрузки М=(α·q+β·v) ·L 2 , Q=(g·q+d·v) ·L ;

-для сосредоточенных нагрузок М=(a·G+b·V) ·L , Q =g·G+d·V,

где a,b,g,d-табличные коэффициенты, определяемые по [10] или [13]. Нагрузку на ригель от пустотных панелей следует принимать равномерно

распределенной, а от ребристых сосредоточенной. В этом случае собственный вес ригеля приводиться также к сосредоточенным силам.

Если число сосредоточенных сил в пролете более четырех, то их можно приводить к эквивалентной равномерно распределенной нагрузке.

В промышленных зданиях на ригели таврового сечения с полками внизу укладываются ребристые панели с торцевыми ребрами высотой равной высоте продольного ребра. Поэтому нагрузка от плит принимается равномерно распределенной.

26

При четырех и более пролетах ригель рассматривают как трехпролетный (все средние пролеты , начиная со второго ,проектируются по среднему пролету трехпролетного ригеля).

Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях ригеля определяют отдельно от действия постоянной и различных комбинаций временной нагрузки. Вычисление ординат эпюр изгибающих моментов и поперечных сил производят в табличной форме (см.п.6.4.3).

По вычисленным ординатам в сечениях на опорах и в середине пролетов необходимо построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для различных сочетаний постоянной и временной нагрузок (см.п.6.4.3).

Эпюры изгибающих моментов строят по пяти точкам (рис.4). Мо – максимальный изгибающий момент в пролете балки с шарнирным опиранием по концам.

Вкрайних пролетах максимальный изгибающий момент в пролете будет

всечении, расположенном на расстоянии а=0,425L от свободной опоры.

С учетом пластических деформаций необходимо произвести перераспределение изгибающих моментов ,полученных из расчета упругой схемы ,отдельно для каждого случая суммарного воздействия на балку расчетных временной и постоянной нагрузки. Для перераспределения изгибающих моментов прибавляют треугольные эпюры с произвольными по величине к знаку надопорными ординатами. Ординаты выровненной эпюры моментов в расчетных сечениях во избежание чрезмерного раскрытия трещин в первых пластических шарнирах не должны отличаться более чем на 30% по сравнению с расчетом на упругость.

0,25 L

0,25 L

0,25 L

0,25 L

Рис.4. Эпюра изгибающих моментов ригеля

Построенные для различных загружений участка эпюры моментов с наибольшими ординатами образуют огибающую эпюру моментов.

27

Принятые при компоновке перекрытия размеры поперечного сечения ригеля уточняют из условия: x= 0,35 (ограничивается армирование сечений

ригеля, в которых намечено образование пластических шарниров) по формуле: h0 =g*гр/-в h h PJ.

Изгибающий момент на грани колонн вычисляют по формуле:

Мгр =М-Q(h/2),

где h-высота сечения колонны в направлении пролета ригеля; Q - поперечная сила на опоре (слева или справа от нее), принимается большее ее значение.

Сечение продольной рабочей арматуры ригеля подбирают по изгибающим моментам в четырех нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах, у первой промежуточной опоры и на средней опоре.

Рассчитывают поперечную арматуру в трех наклонных сечениях: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней опоры.

6.2. Последовательность построения эпюры арматуры

1.Определить несущую способность в расчетных сечениях ригеля в соответствии с изменением количества арматуры Мсеч=As·Rs·ζ·h0 .

2.На изгибающей эпюре моментов отложить в масштабе параллельные прямые, ординаты которых соответствуют несущей способности ригеля.

Пересечения параллельных прямых с ветвями эпюры огибающих моментов определяют места теоретического обрыва стержней.

3.Вычислить перерезывающие силы в сечениях ригелей, соответствующие точкам теоретического обрыва стержней (см. пример расчета).

4.Определить длину заделки обрываемых стержней за сечения, в которых они не требуются по расчету, W=Q/2qsw+5d >20d.

6.3.Указания по конструированию ригелей

Ригели армируют двумя сварными каркасами. При больших нагрузках допускается постановка трех каркасов. Третий каркас устанавливают в средней части пролета, не доводя его до опор.

Растягивающие усилия в верхней части ригеля во всех стыках восприни- маются стальной пластиной или соединительными стержнями, которые можно проектировать либо замоноличенными в колонне с выступами на длину 120 мм, либо устанавливаемыми при монтаже в отверстия колонн.

В стыках с обетонировкой площадь сечения соединенных стержней следует принимать по опорной арматуре из условия равнопрочности:

As=Ason·Rson/Rs ,где Аson ,Rson — площадь и расчетное сопротивление арматуры на опоре.

28