7. Проектирование и расчёт неразрезного ригеля

7.1. Расчётная схема и расчётные пролёты ригеля

Проектируем неразрезной трехпролётный ригель.

где: l₁ – номинальный пролёт ригеля. l₁ = 5600 мм.

а – привязка оси до внутренней грани стены. а = 200 мм.

с – длина операния ригеля на стену здания. с = 210 мм.

7.2. Расчёт нагрузки на ригель

Полная расчетная нагрузка

Временная нагрузка

Постоянная нагрузка

7.3. Расчёт внутренних усилий

Статический расчёт ригеля выполнен в программе RIGEL-3, разработанный кафедрой ЖБК. При этом рассмотрены 5 схем загружения неразрезной балки: постоянная нагрузка g расположена во всех пролётах и все возможные схемы расположения временной нагрузки p по длине неразрезной балки.

Статический расчёт ригеля выполнен с учётом перераспределения усилий за счёт развития в железобетоне пластических деформаций с образованием шарнира пластичности.

Результаты расчёта приведены далее.

7.4. Назначение материалов для ригеля

1. Принимаем тяжёлый бетон класса В30:

R_b = 17 МПа; R_bt = 0,9 МПа.

Для дальнейших расчётов принимаем:

R_b·γ_b2 = 17·0,9 = 15,3МПа = 10,35·10³ кПа;

R_bt·γ_b2 = 1,2·0,9 = 0,81 МПа = 1,08·10³ кПа;

где: γ_b2 – коэффициент, учитывающий условия работы бетона. γ_b2 = 0,9.

2. Принимаем класс арматурной стали:

а) продольной – А-III: R_s = 365 МПа;

б) поперечной – А-I: R_sw = 175 МПа;

7.5. Проверка достаточности принятых размеров ригеля

1. Определим граничный момент оп формуле:

1+4

1+3

1+5

1+2

Принимаем

2. Проверка высоты по отрицательным моментам.

м

3. Проверка высоты по положительным моментам.

Принимаем ξ = 0,45 → B₀ = 0,349

м

4. Принятые размеры сечения ригеля

Принимаем h=600 мм

5. Рабочая высота ригеля для дальнейших расчетов

7.6. Расчёт рабочей продольной арматуры ригеля

1. Сечение в 1-ом пролете при МI=351,95 кНм.

Проверка условия

, где

- характеристики сжатой зоны бетона

- напряжение в арматуре

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны

Условие выполняется

Принимаем (4Ǿ28) A-III с ASфакт=24,63 см2

Проверяем процент армирования

Сечение в средних пролетах при МII=241,3кНм.

Принимаем 4Ǿ22 A-III с ASфакт=15,2см2

Проверяем процент армирования

Сечение на 1-й промежуточной опоре при М=311,9кНм.

Принимаем 4Ǿ25 A-III с ASфакт=19,63см2

Сечение М’II=81,1 кН.

Принимаем конструктивно 2Ǿ25 AIII с ASфакт=9,82 см2

7.7. Расчёт поперечной арматуры неразрезного ригеля

1. Рассчитываем граничную поперечную силу, которая воспринимается бетоном сечения балки без учета поперечной арматуры

, где необходимо выполнения условия

2. 

Принимаем

3. где с принимаем равным с=1,4м

Для силы Q_B^лев=395,88 кН

4. Определяем необходимую интенсивность поперечного армирования.

5. Проверяем условие

Условие выполняется

6. Рассчитываем величину проекции наклонной трещины

Для дальнейших расчетов принимаем

Принимаем С₀=0,458м

7. Уточняем интенсивность поперечного армирования

8. Рассчитываем шаг поперечных стержней

; Принимаем арматуру с A_SW=4.02 см² 2Ǿ16 A-I

9. Определяем максимальный шаг поперечных стержней из условия прочности

10. Назначаем шаг поперечных стержней

Принимаем шаг арматуры S=100 мм

В середине пролета принимаем шаг S₂=250 мм

Для силы Q_B^ПР=427,97 кН

1. Определяем необходимую интенсивность поперечного армирования.

2. Проверяем условие

Условие выполняется

3. Рассчитываем величину проекции наклонной трещины

Для дальнейших расчетов принимаем

Принимаем С₀=0.508м

4. Уточняем интенсивность поперечного армирования

5. Рассчитываем шаг поперечных стержней

; Принимаем арматуру с A_SW=4,02 см² 2Ǿ16A-I

6. Определяем максимальный шаг поперечных стержней из условия прочности

7. Назначаем шаг поперечных стержней

Принимаем шаг арматуры S=100 мм

В середине пролета принимаем шаг S₂=250 мм

Для силы Q_B^А=302,2 кН

1. Определяем необходимую интенсивность поперечного армирования.

2. Проверяем условие

Условие выполняется

3. Рассчитываем величину проекции наклонной трещины

Для дальнейших расчетов принимаем

Принимаем С₀=0.687м

4. Уточняем интенсивность поперечного армирования

5. Рассчитываем шаг поперечных стержней

; Принимаем арматуру с A_SW=4.02см² 2Ǿ16 A-I

6. Определяем максимальный шаг поперечных стержней из условия прочности

7. Назначаем шаг поперечных стержней

Принимаем шаг арматуры S=100мм

В середине пролета принимаем шаг S₂=250 мм

7.8. Построение эпюры материалов для неразрезного ригеля

а- защитный слой бетона принимаемый 25 мм

4Ǿ28 A-III

2Ǿ28 A-III

4Ǿ22 A-III

2Ǿ22 A-III

4Ǿ25 A-III

2Ǿ25A-III

Находим точки обрыва стержней

где ,S – шаг поперечной арматуры в данном сечении

Стержень 2 Ǿ28 A-III:

Стержень2Ǿ25 A III:

Стержень2Ǿ22 A III:

7.9. Проектирование стыка неразрезного ригеля на колонне

Принимаем не обетонированный стык ригеля с колонной.

1. Определяем расчетное усилие, которое будут воспринимать стыковые стержни.

–плечо внутренней пары сил, которые действуют в стыке.

2. Определяем требуемую площадь стыковых стержней.

Принимаем 2Ǿ25 A-III с

3. Определяем расчетную длину верхних сварных швов для сваривания стыковых стержней с закладными деталями в ригеле

Принимаем t₁=8мм

Принимаем

4. Определяем необходимую площадь поперечного сечения верхней закладной деталиМ-1

4. По величине А назначить размеры сечения пластины детали М-1

Принимаем δ=6мм.

5. Определение расчетной длины нижних сварных швов, которые прикрепляют ригель к колонне

- коэффициент трения при трении металла по металлу