Расчет и конструирование однопролетного ригеля.

Для опирания пустотных панелей принимается сечение ригеля высотой h_b=60 см. Ригели могут выполняться обычными или предварительно напряженными. Высота сечения обычного ригеля h_b= l_b.

Исходные данные

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м²перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонны, h_b= 60 см.

Расчетный пролет:

, где

 - пролет ригеля в осях;

- размер колонны;

20 мм – зазор между колонной и торцом ригеля;

130 мм – размер площадки опирания.

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 5,5 м. (рис. 1)

Постоянная нагрузка (g) (табл. 1):

- от перекрытия с учетом коэффициента надежности по ответственности здания :

- от веса ригеля:

где 2500 кг/м³– плотность железобетона. С учетом коэффициента надежности по нагрузке

 и по ответственности здания ,

Итого постоянная нагрузка погонная, т.е. с грузовой полосы, равной шагу рам:

Временная нагрузка (V) с учетом коэффициента надежности по ответственности здания и коэффициента сочетания (см. табл.1).

- для помещений указанных с поз. 1, 2, 12 [1]

A– грузовая площадь ригеля; А = 5,5×6,4 = 35,2м²

На коэффициент сочетания умножается нагрузка без учета перегородок:

Полная погонная нагрузка:

Определение усилий в ригеле

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом .

Вычисляем значение максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

Характеристики прочности бетона и арматуры:

- Бетон тяжелыйB30:расчетное сопротивление при сжатии ; при растяжении (приложение 4); (приложение 5), ;

- Арматура:

- продольнаярабочая класса А500С диаметром 10-40мм: расчетное сопротивление

- поперечнаярабочая класса А400 диаметром 6-8мм: ;

Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии

Изгибающего момента

Определяем высоту сжатой зоны , где

 – рабочая высота сечения ригеля;

 – относительная высота сжатой зоны, определяемая в зависимости от

Граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения ригеля, следовательно, расчет ведем как для прямоугольного сечения.

Расчет по прочности нормальных сечений производится в зависимости от соотношения относительной высоты сжатой зоны бетона и граничной относительной высоты ξ_R, при которой предельное состояние элемента наступает по сжатой зоне бетона одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

Значение ξ_R определяется по формуле:

где относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных R_s;

относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных R_b, принимаемая равной 0,0035:

значение ξ_R можно определить по Приложению 11. Т.к.ξ=0,304 <ξ_R=0,493,

площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

По найденной площади сечения растянутой арматуры по сортаменту (Приложение 12) подбираем 4Ø20 А500С

Определим процент армирования поперечного сечения ригеля: