3.6. Конструирование каркасов ригеля (построение эпюры материалов)

Ригель армируется двумя (или тремя) вертикальными сварными каркасами. В целях снижения металлоемкости часть нижней продольной арматуры ригеля обрывается в пролете. Для определения места обрыва, а также определения места соединения верхней продольной арматуры и , требуется построить эпюру материалов. Обрываемые стержни заводятся за место теоретического обрыва на длину анкеровки .

Эпюра материалов строится следующим образом:

1. Прежде всего определяются изгибающие моменты , воспринимаемые в расчетных сечениях по фактически принятой арматуре. Расчет ведется по следующим формулам:

,3 , , . (3.32)

2. Далее графически устанавливаются места теоретического обрыва стержней. Поскольку в курсовом проекте принят графический метод, необходима особая точность в построении огибающей эпюры моментов. Данная эпюра строится с помощью лекала минимум по 5 точкам. При этом из курса сопротивления материалов известно, что за основу построения любой подобной эпюры моментов можно взять элементарную эпюру для балки, шарнирно-опертой на двух опорах под действием равномерно-распределенной поперечной нагрузки:

Рис. 3.3. Построение эпюры моментов по 5 точкам

3. После этого определяется длина анкеровки обрываемых арматурных стержней:

, (3.33)

, (3.34)

где Q_i - поперечная сила, определяемая в месте теоретического обрыва; d_i - диаметр обрываемого стержня; S - шаг поперечной арматуры в месте теоретического обрыва.

Эпюра материалов имеет следующий вид:

Рис. 3.4. Пример выполнения эпюры материалов.

В курсовом проекте эпюра материалов выполняется на миллиметровой бумаге строго в масштабе и прилагается к пояснительной записке.

3.7. Расчет стыка ригеля с колонной

Ригель опирается на консоль колонны. Расстояние между центами тяжести закладных деталей ригеля и стыковых стержней на опоре

, (3.35)

, (3.36)

где a – расстояние от нижней грани ригеля до арматуры , d – диаметр стержней .

Рис. 3.5. Стык ригеля с колонной.

Усилие растяжения в стыке определяется по формуле

, (3.37)

а площадь сечения верхних стыковых стержней

. (3.38)

Количество стыковых стержней принимается равным количеству стержней верхней рабочей арматуры, то есть количеству каркасов n.

Размеры опорных пластинок рассчитываются по формулам

, (3.39)

, (3.40)

где - площадь поперечного сечения опорной пластины; - расчетное сопротивление металла пластины; - толщина пластины (не менее 10мм); b - ширина ригеля.

Длина сварных швов, прикрепляющих опорную пластину ригеля к закладной детали консоли колонны, при высоте шва назначается расчетом:

, (3.41) , (3.42)

где Q - поперечная сила на опоре ригеля; Т – сила трения; - расчетное сопротивление углового сварного шва.

Длина шва с каждой стороны ригеля уточняется с учетом непровара по 1см на каждый шов

. (3.43)

4. Расчет центрально нагруженной колонны

В зданиях с жесткой конструктивной схемой или со связевым каркасом горизонтальные нагрузки воспринимаются несущими стенами или диафрагмами жесткости. Поэтому колонны в таких зданиях рассчитываются только на действие вертикальных нагрузок. При наличии регулярной сетки разбивочных осей колонну можно условно считать загруженной центрально.

Центрально загруженные колонны следует проектировать квадратного сечения с постоянными размерами по всей высоте здания. Насыщение поперечного сечения колонны продольной арматурой ограничивается минимальным коэффициентом армирования и максимальным .

В местах опирания ригелей перекрытий и покрытий на колонну в ней предусматриваются консоли.

Колонны по высоте здания разбиваются на монтажные элементы высотой на один или два этажа. Для нижнего яруса колонн обычно монтажные элементы принимают высотой на один этаж. Стыки монтажных элементов располагают на высоте 600÷1200 мм от уровня перекрытии. Зона стыков монтажных элементов усиливается косвенным армированием в виде сеток.

Колонны снабжаются закладными деталями и стыковочными стержнями для соединения с ригелями. В колоннах устраиваются отверстия для строповки.

Материалом для колонн служит тяжелый бетон класса В15÷В30. В качестве продольной арматуры рекомендуются стержни Ø12÷40мм класса А-II или А-III, поперечное армирование осуществляется арматурой класса А-I. Проволочная арматура может использоваться для косвенного армирования.