3.4 Расчет прочности ригеля по нормальным сечениям

Уточняем высоту ригеля по моменту у грани колонны при b = 0,2 м:

, примем h₀ = 39см.

Принимаем h = h₀+a = 39+6 = 45 см.

Проверяем условие   _r

Для этого вычисляем:

 = 0,85-0,008+R_b_b2 = 0,85-0,008*11,5*0,9 = 0,77

и граничное значение _r:

Условие  = 0,51 <_r = 0,63 соблюдается

Вычисляем площадь сечения продольной арматуры в первом пролете:

принимаем 222A-III и 216 A-III; A_s =7,6+4,02=11,62 см².

Во втором пролете:

принимаем 414A-III; A_s = 6,16 см².

Верхняя арматура во втором пролете, М = -20,4 кНм

h₀ = h-a = 45-4 = 41 см

принимаем конструктивно 210A-III; A_s = 1,57 см², как продолжение надопорных стержней.

Подбор арматуры в сечении по грани опоры (колонны):

принимаем 218 A-III и 220 A-III; A_s = 5,09+6,28 = 11,37 см².

3.5 Расчет прочности по наклонным сечениям на поперечные силы

На крайне опоре Q_A = 119,9 кН. Так как в каркасе ригеля имеются продольные стержни диаметром 22 мм, то минимальный диаметр поперечных стержней при односторонней сварке должен быть не менее d_w = 8 мм.

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения "c" на продольную ось:

B_b = _b2*R_bt*_b2*b*h₀² = 2*0,9*0,9*100*20*41² = 54,5*10⁵ Н/см

В расчетном наклонном сечении:

Q_b = Q_sw = Q/2, отсюда

,

Что больше 2h₀=2*41=82, принимаем

с=2h₀=82см.

Вычисляем Q_sw = Q/2 = 119,9/2 = 59,950 кН;

q_sw = Q_sw/c =59950/82 = 731 Н/см.

Принимаем поперечные стержни арматуры класса Вр-I диаметром 10 мм, A_sw = 0,785 см², R_sw = 225 МПа.

Число каркасов в сечении – два, при этом A_sw = 2*0,785 = 1,57 см².

Шаг поперечных стержней:

По конструктивным условиям при h > 450 мм:

принимаем на приопорных участках длиной 1/4l=120см, S=120мм, а в средней части пролета ригеля допускается , назначаем S=300мм.

На первой промежуточной опоре слева Q_b1 =172900Н.

В_в=49,28*10⁵ Н/см

с= В_в/(0,5Q_b1)=49,28*10⁵/(0,5*172900)=57 см

Q_sw=Q/2=172,9/2=86,45 кН

q_sw= Q_sw/c=86450/57=1516,67 Н/см

S=R_sw*A_sw/ q_sw=225*1.57*100/1516,67=23,3 см

Принимаем S=20см

Q_b2 =154500Н

В_в=54,5*10⁵ Н/см

с= В_в/(0,5Q_b2)= 54,5*10⁵ /(0,5*154500)=70,55 см

Q_sw=Q/2=154,5/2= 77,1кН

q_sw= Q_sw/c=77100/70,55=1093 Н/см

S=R_sw*A_sw/ q_sw=225*1.57*100/1093=32,3 см

принимаем S = 30 см. На опоре справа принимаем S=30см.

3.6 Расчет стыка ригеля с колонной

Ригель опирается на консоли колонн (рисунок 2). Расстояние между центрами тяжести закладных деталей ригеля на опоре:

z = 45-4 = 41 см.

Рис. 2 Схема соединения ригеля с колонной

Усилие растяжения в стыке:

Площадь сечения верхних стыковых стержней:

принимаем 220 A-III; A_s =6,28 см², которые пропускают через заделанные в колонны трубки диаметром 40 мм.

Требуемая длина сварных швов при k_f = ¼*d = ¼*20 = 5 мм, R_uf = 180 МПа

на один стержень при двусторонней приварке двух стержней приходится:

l_w = 37,3/(2*2) = 9,33 см, а с учетом непровара по площади принимаем l_w = 15 см, что больше l_{w min} = 5d = 5*2 = 10 см

Длина стыковочных стержней:

l = h_c+2l_w+2, где

 = 15 мм – зазор между торцом ригеля и колонной.

l = 30+2*15+2*1,5 = 63 см.

Расчет стыковой пластинки ригеля из стали марки В Ст.3кп2:

площадь пластинки

толщина пластинки

принимаем t = 5 мм.

Аналогичную пластинку принимаем на консоли колонны.

Длина швов прикрепления ригеля к спорной пластинке консоли при k_f = 10мм

, где

Т = Q*f – сила трения;

f = 0,15 – коэффициент трения стали о сталь;

Q – максимальная поперечная сила по сочетанию схем загружения.

Длина шва с каждой стороны ригеля с учетом непровара:

l_w1 = l_w/2+1 = 20/2+1 = 11 см