2.2. Расчет ригеля перекрытия Сбор нагрузок на ригель

В данном разделе студент должен осуществить сбор нагрузок на ригель перекрытия. Для этого необходимо определить ширину грузовой площади, относящейся к данному ригелю ( рис. 3).

Рис. 3 Схема грузовой площади ригеля

Осуществить подсчет равномерно распределенной расчетной и нормативной нагрузок. Нормативная нагрузка на ригель определяется по формуле:

g_Н = γ_n∙ ∙ (кН/м),

где γ_n – коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным 0,95;

– нормативная нагрузка от веса 1 м² перекрытия, кН/м².

Нормативная нагрузка от веса перекрытия определяется по формуле:

р_Н = q_Н + G (кН/м²),

где q_Н – нормативная нагрузка на перекрытие (см. табл. 1), кН/м²;

G – вес 1 м² плиты перекрытия, кН/м².

Расчетная нагрузка на ригель перекрытия определяется по формуле:

g_Р = γ_n∙р_Р∙ (кН/м),

где – расчетная нагрузка от веса 1 м² перекрытия, кН/м².

Расчетная нагрузка от веса перекрытия складывается из расчетной нагрузки на перекрытие q_Р и веса 1 м² плиты перекрытия:

р_Р = q_Р + γ_f·G (кН/м²),

где q_Р – расчетная нагрузка на перекрытие (см. табл. 1), кН/м²;

G – вес 1 м² плиты перекрытия, кН/м²;

γ_f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый для железобетонных конструкций равным 1,2.

Расчет ригеля перекрытия по 1-й группе предельных состояний

Максимальный изгибающий момент в шарнирно-опертой балке от равномерно распределенной нагрузки возникает в середине пролета:

М_max = (кН∙м),

где g_Р – расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель, кН/м;

l – пролет ригеля, м.

Требуемый момент сопротивления определяется по формуле:

W_ТР = (см³),

где R_y – расчетное сопротивление стали, принимаемое равным 240 МПа;

γ_С – коэффициент условий работы балки, принимаемый равным 0,9.

По сортаменту подбирается сечение прокатного двутавра по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления больше или равным требуемому (приложение 5).

Характеристики сечения:

W_X – момент сопротивления, см³;

I_X – момент инерции сечения, см⁴;

q – погонный вес, кг/м.

Расчет ригеля перекрытия по 2-й группе предельных состояний

Прогиб ригеля и его сравнение с допустимым значением [f] = осуществляется по формуле:

f = ,

где g_Н – нормативная равномерно-распределенная нагрузка на ригель кН/м;

Е – модуль упругости стали, принимаемый равным 210∙10⁹ Па;

I – момент инерции сечения.

В случае, если прогиб ригеля превышает допустимое значение, необходимо увеличить сечение ригеля и провести проверку прогиба вновь.

2.3. Расчет и конструирование ленточного фундамента Определение глубины заложения фундамента

При определении глубины заложения фундамента в соответствии со СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» учитывают следующие основные факторы: влияние климата (глубину сезонного промерзания грунтов), инженерно-геологические и гидрологические особенности, конструктивные особенности.

Расчетную сезонную глубину промерзания грунтов определяют по формуле:

d_f = k_nd_fn (м),

где k_n – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для отапливаемых сооружений согласно табл. 1 СНиП 2.02.01-83;

d_fn – нормативная глубина промерзания, определяется по карте нормативного промерзания грунтов (приложение 6).

Глубина заложения фундамента, исходя из расчетной глубины промерзания, принимается равной d₁ ≥ d_f.

Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) d₂, исходя из геологических и гидрогеологических условий площадки следует принимать по табл. 3, считая от пола до подвала или технического подполья.

Конструктивная глубина заложения фундамента d₃ определяется по формуле:

d₃ = d_b + h_cf + h_s (м),

где d_b – глубина пола подвала (согласно заданию), м;

h_cf – толщина пола в подвале, принимается равной 0,1 м;

h_s – толщина слоя грунта от низа пола подвала до подошвы фундамента, принимается равной 0,3-06 м.

Таблица 3

Грунты под подошвой фундамента	Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод dw, м, при
	dw £ df + 2	dw > df + 2
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности	Не зависит от df	Не зависит от df
Пески мелкие и пылеватые	Не менее df	Не зависит от df
Супеси с показателем текучести IL < 0	Не менее df	Не зависит от df
Супеси с показателем текучести IL ³ 0	Не менее df	Не зависит от df
Cуглинки, глины, а также крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта IL ³ 0,25	Не менее df
Cуглинки, глины, а также крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем при показателе текучести грунта IL < 0,25	Не менее df	Не менее 0,5 df

Примечания. В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания d_f , соответствующие грунты, указанные в настоящей таблице, должны залегать до глубины не, менее нормативной глубины промерзания d_fn.

При окончательном назначении глубины заложения фундамента d ее принимают равной наибольшему из значений d₁, d₂, d₃.

Рис. 4 Схема к определению глубины заложения фундамента