5.4. Статический расчет ригеля

В курсовом проекте с целью уменьшения объема расчетов статистический расчет ригеля в упругой стадии и с учетом перераспределения усилий рекомендуется выполнять на ЭВМ по программе "RIGELGB".

Для каждой из рассмотренных комбинаций загружения строится эпюра из­гибающих моментов и поперечных сил, при этом их целесообразно строить на одной оси (рисунок 4).

Таблица 10 – Перерезывающие силы в характерных сечениях ригеля (кН).

Таблица 11 – Изгибающие моменты в характерных сечениях ригеля (кН·м).

Рис. 14. Результаты статического расчета неразрезного ригеля

Рис. 15. Перераспределение усилий в неразрезном ригеле

5.5. Уточнение высоты сечения ригеля

Высоту сечения ригеля уточняют по опорному моменту, сечение колонны предварительно принимаем 40  40 см, определяем величины изгибающих моментов на грани опоры при комбина­циях загружения п.+1, п.+2, п.+3, п.+4 соответственно:

Больший изгибающий по грани опоры M_гр.=248,98 кН∙м является расчет­ным.

При расчете ригеля с учетом перераспределения усилий должно соблю­даться условие  = x/h₀  0,35. Величине  = 0,35 соответствует _m = 0,242 (таблице 3.3 прил. 3 [4]). По выражению находим:

Предполагая расположение арматуры в два ряда по высоте сечения ригеля, принимаем расстояние от его растянутой грани до центра тяжести арма­туры у этой грани равным с = 60 мм.

Тогда полная высота сечения будет равна: .

Высота ригеля при принимается кратно 50 мм. Принимаем окончательно высоту ригеля . Рабочая высота сечения ригеля .

Проверяем соответствие размеров сечения ригеля ; . Принимаем окончательно ширину ригеля .

Так как уточненная высота сечения незначительно отличается от первона­чально принятой, перерасчет нагрузки от массы ригеля не производим.

5.6. Определение площади сечения продольной арматуры.

Сечение продольной арматуры ригеля подбирают на прочность по мо­менту в четырех нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах, на первой промежуточной опоре и на средней опоре.

В пролете 1 (нижняя арматура): ; ; ; .

растянутая арматура достигает предельных деформаций.

где: – значение _m при граничном значении относительной высоты сжатой зоны бетона.

По конструктивным требованиям минимальная площадь сечения арматуры составляет .

Принимаем 232 + 232 S400 ().

В пролете 2 (нижняя арматура):;;;.

Принимаем 425 S400 ().

_{В пролете 1} (верхняя арматура): Т.к. в первом пролете нет отрицательного изгибающего момента, принимаем конструктивное однорядное армирование в верхней зоне. Принимаем

Принимаем 216 S400 ().

В пролете 2 (верхняя арматура):

Принимаем однорядное расположение арматуры в верхней зоне. Рабочая высота сечения ригеля при составит: , .

.

Принимаем 225 S400 ().

На опоре В (верхняя арматура): . Учитывая конструктивное решение опорного узла типового ригеля, принимаем , , .

.

Назначаем 236 .

5.7. Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе

Расчет поперечной арматуры по V ведут для трех наклонных сечений: у крайней опоры и у первой промежуточной опоры слева и справа. Целесообраз­нее расчет начинать для сечений у первой промежуточной опоры слева, где действует наибольшая поперечная сила.

Первая промежуточная опора слева: . Площадь продольного армирования в расчетном сечении . Диаметр поперечных стержней в сварных каркасах должен удовлетворять требованиям по сварке (табл. 4-2 приложение 4[4]). При продольной арматуре 36 мм принимаем . Поперечная арматура ригеля входит в состав двух каркасов, поэтому:

Проверяем, выполняется ли условие:

,

Где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

Но не менее

<2 принимаем k=1,649

- при отсутствии осевого усилия.

Поскольку , то необходима постановка поперечной арматуры по расчету.

Расчет поперечной арматуры производим на основе стержневой модели (по методу ферменной аналогии).

Назначаем критическое сечение на расстоянии от грани опоры, что меньше и больше . Расчетная поперечная сила в критическом сечении на расстоянии от грани опоры составляет:

В критическом сечении должно выполняться следующее условие:

где - касательные напряжения в критическом сечении

- расстояние между верхней и нижней продольными арматурами в сечении, равное

;

Касательные напряжения в данном сечении:

.

Определяем максимально возможное значение из условия применимости метода:

где

Условие не выполняется. Приняв ориентировочно , определяем

Полученное значение отношения должно удовлетворять условию:

При использовании расчетный шаг поперечных стержней должен быть не более .

Таким образом, окончательно в приопорной зоне длиной ¼ пролета можно принимать шаг поперечных стержней , что удовлетворяет конструктивным требованиям и .

Крайняя опора: . Площадь продольного армирования в расчетном сечении . Диаметр поперечных стержней в сварных каркасах должен удовлетворять требованиям по сварке (табл. 4-2 приложение 4[4]). При продольной арматуре 16мм принимаем . Поперечная арматура ригеля входит в состав двух каркасов, поэтому:

Проверяем, выполняется ли условие:

,

Где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

Но не менее

<2 принимаем k=1,649

- при отсутствии осевого усилия.

Поскольку , то необходима постановка поперечной арматуры по расчету.

Расчет поперечной арматуры производим на основе стержневой модели (по методу ферменной аналогии).

Назначаем критическое сечение на расстоянии от грани опоры, что меньше и больше . Расчетная поперечная сила в критическом сечении на расстоянии от грани опоры составляет:

В критическом сечении должно выполняться следующее условие:

где - касательные напряжения в критическом сечении

- расстояние между верхней и нижней продольными арматурами в сечении, равное

;

Касательные напряжения в данном сечении:

.

Определяем максимально возможное значение из условия применимости метода:

где

Принимаем .

Условие не выполняется. Приняв ориентировочно , определяем

Полученное значение отношения должно удовлетворять условию:

При использовании расчетный шаг поперечных стержней должен быть не более .

Таким образом, окончательно в приопорной зоне длиной ¼ пролета можно принимать шаг поперечных стержней , что удовлетворяет конструктивным требованиям и .

Первая промежуточная опора справа: . Площадь продольного армирования в расчетном сечении . Диаметр поперечных стержней в сварных каркасах должен удовлетворять требованиям по сварке (табл. 4-2 приложение 4[4]). При продольной арматуре 36 мм принимаем . Поперечная арматура ригеля входит в состав двух каркасов, поэтому:

Проверяем, выполняется ли условие:

,

Где - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

Но не менее

<2 принимаем k=1,649

- при отсутствии осевого усилия.

Поскольку , то необходима постановка поперечной арматуры по расчету.

Расчет поперечной арматуры производим на основе стержневой модели (по методу ферменной аналогии).

Назначаем критическое сечение на расстоянии от грани опоры, что меньше и больше . Расчетная поперечная сила в критическом сечении на расстоянии от грани опоры составляет:

В критическом сечении должно выполняться следующее условие:

где - касательные напряжения в критическом сечении

- расстояние между верхней и нижней продольными арматурами в сечении, равное

;

Касательные напряжения в данном сечении:

.

Определяем максимально возможное значение из условия применимости метода:

где

Условие не выполняется. Приняв ориентировочно , определяем

Полученное значение отношения должно удовлетворять условию:

При использовании расчетный шаг поперечных стержней должен быть не более .

Таким образом, окончательно в приопорной зоне длиной ¼ пролета можно принимать шаг поперечных стержней , что удовлетворяет конструктивным требованиям и .

В средних частях пролетов шаг поперечных стержней должен назначаться не более и не более 50 см.

Принимаем .