Расчёт и конструирование ригеля

Расчётная схема сборного разрезного ригеля - свободно опёртая балка с равномерно распределённой нагрузкой (рис. 2.1).

Расчётное сечение ригеля - прямоугольное с размерами bЧh = 0,3Ч0,9 м. Выбираем схему опирания ригеля на колонны (см. рис. 2.2). Расчётный пролёт: l0 = l - hк - b2 - ly•2. l0 = 8470 мм = 8.47 м.

Расчётная схема ригеля

Рис. 2.1 - Расчётная схема ригеля

Схема опирания ригеля на колонны

Рис. 2.2 - Схема опирания ригеля на колонны

Сбор нагрузок

Нагрузку рассчитываем на 1 п. м. ригеля по раннее подсчитанным нагрузкам на 1 м2 перекрытия умножением на ширину грузовой площади (см. рис. 2.3) с учётом собственной массы. Собственная масса ригеля на 1 п. м.: qриг = 0,9•0,3•25•1,1•0,95 = 7.053 кН/м.

Схема для определения грузовой площади ригеля

Рис. 2.3 - Схема для определения грузовой площади ригеля

Определение усилий

Расчётные изгибающие моменты от полной расчётной нагрузки:

кН•м;

Максимальная расчётная поперечная сила:

кН.

Расчётные данные для подбора сечений

Выбираем класс бетона в зависимости от величины полезной нагрузки на перекрытие В 20. В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры принимаем стержни класса А-III, монтажную арматуру из стержней класса А-I.

Бетон

Класса В30, D 2500кг/м3, RB=17 МПа, RBt= 1,2 МПа, RB,ser= 22 МПа,

RBt,ser=1.8 МПа, ЕВ= 29*103 МПа.

Арматура

А III Rs=365 МПа, Rs,ser=390 МПа, Es=20*104 МПа, Rsw=290 МПа

А I Rs=225 МПа, Rs,ser=235 МПа, Es=21*104 МПа,

Расчёт прочности нормальных сечений

Ригель должен быть запроектирован таким образом, чтобы прочность нормальных сечений обеспечивалась одиночной рабочей растянутой арматурой. При этом должно выполняться условие .

Подбираем площадь арматуры:

- вычисляем значение А0:

;

;



;

уsR = Rs + 400 - уsp = 365 + 400 - 0 = 765 МПа;

уsc,u = 500 МПа (при гb2 < 1).

Характеристика сжатой зоны щ = 0,85 - 0,008?Rb = 0,85 - 0,008•17 = = 0,714.

Проверяем условие

0,18 ? 0,524, условие выполняется.

АR = оR(1 - 0,5оR) = 0,53(1 - 0,5•0,53) = 0,39

Проверяем условие

0,167 ? 0,39, условие выполняется.

Так как условие выполняется, то сжатая арматура по расчёту не требуется.

Определяем площадь сечения растянутой арматуры:

см2.

Определяем число стержней и их диаметр по сортаменту: 4Ш28 А-III; Аs= 24,63 см2.

Проверяем условие:

,

м;

кН•м;



; условие выполняется.

Расчёт прочности наклонных сечений

В соответствии с п. 5.26 - 5.28 [1] и из условия сварки принимаем: диаметр поперечной арматуры dsw = 10 мм; по сортаменту её площадь asw = 0,785 см2; А-I. Количество поперечных стержней в сечении элемента n = 2; шаг поперечных стержней в приопорной части элемента предварительно принимаем Sw = 150 мм.

Вычисляем коэффициенты цщ1 и цb1 по формулам:

;

;

;


;

где в = 0,01; .

Проверяем работу бетона на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами:

; ;

- прочность сечения достаточное

Коэффициент цf учитывающий влияние сжатых полок и коэффициент цn учитывающий влияние продольных сил от предварительного обжатия в данном случае равны нулю.

При этом ; .

Проверяем работу бетона на действие поперечной силы по наклонной трещине:

;

; поперечная арматура принимается по расчёту.

Вычисляем параметр В:

кН•м.

Определяем усилие в хомутах на единицу длины элемента:

;

принимаем кН.

Шаг поперечной арматуры в приопорной части элемента:

; ;


. Принимаем .

Длина проекции опасного сечения определяется по формулам:

м; м.

Длину проекции опасной наклонной трещины сsw принимаем меньшей из значений с, с0 и 2h0, но не менее h0: сsw = с = 1,73 м.

Выполняем проверку прочности наклонного сечения:

;

; 314 ? 628,1 кН, прочность обеспечена.

Согласно п. 5.27 [1] на остальной части пролёта шаг хомутов принимается:

принимаем S = 0,5 м = 500 мм

Определение места обрыва продольных стержней

В целях экономии металла, часть продольных стержней (не более 50 % расчётной площади) обрывается в пролёте там, где она не требуется согласно расчёту прочности элемента по нормальным сечениям.

На эпюру моментов от внешних опорных нагрузок наносятся ординаты опорного момента (Моп), воспринимаемого нормальным сечением железобетонного элемента с количеством арматуры, доводимым до опоры без обрыва:

.

Точки пересечения ординаты Моп с эпюрой расчётных моментов определяют места теоретического обрыва I-I (рис. 2.4).

Уточняем площадь сечения продольной арматуры, доводимой до опоры без обрыва : см2, => 2Ш28 А-III + 2Ш28 А-III = 12,32 + 12,32 = 24,63 см2; см2.

Высота сжатой зоны элемента в расчёте на :

м.

Момент, воспринимаемый сечением с арматурой :

кН•м.

Место теоретического обрыва определяем из условия:

,

где у1 и у2 - места теоретического обрыва продольной арматуры;

; у1 = 2,57 м; у2 = 6,86 м.

Определяем поперечную силу в месте теоретического обрыва из подобия треугольников в эпюре поперечных сил:

; кН.

Анкеровка обрываемых стержней

Обрываемые стержни должны быть заведены за место своего теоретического обрыва согласно эпюре изгибающих моментов на длину на которой в наклонных сечениях отсутствие обрываемых стержней компенсируется поперечной арматурой.

Определяем анкеровку обрываемой арматуры щ по большему из двух значений:

; ,

кН/м;

Q0 = 0, при отсутствии отгибов в зоне обрыва стержней; d - диаметр обрываемого стержня;

принимаем см.

Конструирование ригеля

Ригель армируется двумя плоскими сварными каркасами, объединёнными в пространственный каркас.

Плоские каркасы выполняются в соответствии с п. п. 5.5, 5.6, 5.9, 5.15, 5.16, 5.20, 5.21, 5.27 [1]. Продольную сжатую арматуру (монтажную) плоских сварных каркасов принимаем конструктивно из арматуры класса А-III, выбираем диаметр из условия сварки 10 мм.

При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:

Поделиться материалом