5.4. Статический расчет ригеля и перераспределение усилий

Определение изгибающих моментов и поперечных сил ригеля произво­дится с учетом перераспределения усилий в стадии предельного состояния конструкции. Первоначально необходимо рассчитать ригель как упругую систему на действие постоянных нагрузок и отдельных схем не­выгодного расположения временных нагрузок. В этом случае наибольшее значение М и Q определяются по формулам:

,

где: a, b, g, d – табличные коэффициенты 4 (прил. 10[3]).

В курсовом проекте с целью уменьшения объема расчетов статистиче­ский расчет ригеля с учетом перераспределения усилий рекомендуется выпол­нять на ЭВМ по программе

"RIGELGB" (см. распечатку по программе).

Для каждой комбинаций загружения строится эпюра из­гибающих моментов и поперечных сил, при этом их целесообразно строить на одной оси.

Произведём перераспределениемоментов, сравнив полученные данные с результатами расчета на ЭВМ.

Перераспределение усилий можно производить отдельно для каждой ветви огибающей эпюры M_sd. Величина снижения опорных и пролетных моментов не ограничивается, но в целях уменьшения -ширины раскрытия трещин в плас­тических шарнирах рекомендуется, чтобы ординаты выравненной эпюры M_Sd во всех расчетных сечениях составляли не менее 70% их вычисленных по упругой схеме значений.

В данном случае на промежу­точных опорах (опора «В» и опора «С») имеется большой отрицательный момент (M_Sd=498,9 кНм). Имеет смысл предусмотреть здесь возникновение пластических шарниров, что позволит уменьшить опорные моменты. Это, в свою очередь, приведет к увеличению пролетных моментов ветви n+3 на ординату треугольной эпюры, равную кНм в первом пролете и кНм в среднем пролете. После сложения ординат эпюр моментов в первом пролете изгибающий момент составит 392,7 кН-м, что не превышает ординату ветви n +1, равную 420 кНм, во втором - 271,4 кНм, что не превышает значения ветви n +2, равного 273,5 кНм.

Таким образом, уменьшение опорных моментов вследствие работы сечения с пластическими шарнирами позволит облегчит стык ригелей, снизить их металлоемкость, уменьшить количество сварки. В ряде случаев возможно перераспределение моментов и других ветвей огибающей эпюры с целью уменьшения пролетных моментов и достигается это путем прибавления нескольких добавочных эпюр методом попыток.

После получения огибающих эпюр изгибающего момента и поперечных сил с учетом перераспределения усилий производится расчет и конструирование ригеля.

Рис. 13 Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил

5.5. Уточнение высоты сечения ригеля.

Высоту сечения ригеля уточняют по опорному моменту, сечение предварительно принимаем колонны 4040см, определяем величины изгибающих моментов на грани опоры при комбина­циях загружения1+2, 1+3, 1+4, 1+5,соответственно:

кН м;

кН м;

кН м;

кН м;

кН м;

Больший изгибающий момент по грани опоры кН мявляется расчет­ным.

При расчете ригеля с учетом перераспределения усилий должно соблю­даться условие  = x/d0.3. Величине  = 0.35 соответствует _m = 0.242. По выражению находим:

см.

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 = 75 мм.

Тогда полная высота сечения будет равна: h = d+c= 65.42 + 7.5= 72.92мм.

Принимаем окончательно высоту ригеля h_ут. 800 мм. Рабочая высота сечения ригеля d₀₁= h_утc 800-75 725 мм. Ширина ригеля . Принимаем окончательно ширину ригеля b= 250 мм.

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