3 . Расчет разрезного ригеля среднего пролета

Принимаем сборный ригель прямоугольного сечения с размерами 300  700 мм (см. Приложение 5). Расчетная схема разрезного ригеля – однопролетная балка с шарнирным опиранием концов. Расчетный пролет ригеля составляет

l₀ = 7105 - 2  0,5  400 - 2  60 - 2  100 = 6385 мм.

Определим нагрузки (погонные) на ригель в табличном виде

Таблица 2

Нормативные (кН/м)	Расчетные (кН/м)
Постоянные:
от веса пола и панелей
От веса ригеля 25  0,3  0,7 = 5,25	5,25  1,1 = 5,775
Итого постоянная: gn = 22,19	g = 24,64
Временная (по заданию): vn = 9  5,74 = 51,66	v = 51,66  1,2 = 61,99
Полная нагрузка на ригель: qn = 73,85	qn = 86,63

Изгибающий момент от расчетных нагрузок

Поперечная сила от расчетных нагрузок

Расчет ригеля по нормальным сечениям. Выбираем для изготовления ригеля бетон класса В20. Основные характеристики бетона: R_b = 0,9  11,5 = 10,35 МПа; R_bt = 0,9  0,9 = 0,81 МПа.

Продольная арматура ригеля класса A500 c R_s = 435 МПа. Рабочую арматуру располагаем в нижней зоне в трех плоских каркасах.

Поперечную арматуру (хомуты) принимаем из арматуры класса А400 с R_sw = 285 МПа.

Расчетная высота ригеля составляет:

h₀ = h - а = 700 - 55 = 645 мм.

Производим расчет прочности ригеля по нормальному сечению

По таблице Приложения 2 определяем  = 0,438.

 = 0,438 < _R = 0,493.

Тогда площадь рабочей продольной арматуры

По сортаменту арматуры (см. Приложение 3) принимаем нижнюю продольную рабочую арматуру 325 + 220 с площадью поперечного сечения As = 14,73 + 6,28 = 21,01 см² (см. Приложение 5). В верхней зоне ригеля принимаем продольную арматуру 314 А400.

Расчет ригеля по наклонным сечениям. Принимаем в каркасах ригеля поперечную арматуру 38 класса А400. Площадь арматуры A_sw = 3  50,3  151 мм².

Максимально допустимый шаг поперечных стержней у опор

1)

2) при h = 700 мм, s = h / 3 = 700 / 3  233 мм < 300 мм.

Принимаем окончательно минимальное значение шага поперечных стержней s = 200 мм.

Проверка прочности:

Длину проекции наклонной трещины c₀ принимаем равной c и не более 2h₀ = 2  0,645 = 1,29 м; с = с₀ = 1290 мм.

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном

Поперечное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой

Q_sw = q_sw c₀ = 215,2  1290 = 277608 Н.

Q_b + Q_sw = 156735 + 277608 = 434343 Н = 434,3 кН > Q = 276,57 кН.

Прочность наклонных сечений по поперечной силе обеспечена.

4 . Расчет колонны первого этажа

Производим расчет наиболее нагруженной колонны среднего ряда на уровне первого этажа.

Принимаем расчетную схему колонны в виде условно центрально нагруженной стойки. Ее расчетная длина с шарнирным опиранием на одном конце и с податливой заделкой на другом конце составит

l₀ = 0,9 l = 0,9  (4,1 + 0,7 - h_n - 0,5 h_p) =

0,9  (4,1 + 0,7 - 0,4 - 0,5  0,7) = 3,67 м.

Принимаем предварительно колонну сечением 40  40 см, а = а' = 4 см из бетона класса B25 с _b2 = 0,9; R_b = 0,9  14,5 = 13,05 МПа; R_bt = 0,9  1,05 = 0,95 МПа; Е_b = 27  10³ МПа.

Рабочая продольная арматура колонн класса A400 с R_s = R_sc = 355 МПа; Е_s = 20  10⁴ МПа.

Расчетная нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента

G_c = b_с h_c (h_эт n_эт + 0,7) γ_f =

25  0,4  0,4  (4,1  3 + 0,7)  1,1 = 57,2 кН.

N = (g + ) l_ср n_эт + G_c =

(18,86 + 5,78 + 61,99)  7,105  3 + 57,2 = 1903,7 кН.

Необходимая площадь рабочей продольной арматуры в колонне

где φ  коэффициент продольного изгиба, принимаемый в зависимости от гибкости элемента λ = l₀ / h_c = 3670 / 400  9,18 (принимаем φ = 0,906, см. Приложение 4).

По конструктивным требованиям A_s = 0,01  40  40 = 16,0 см².

Принимаем 4  25 А400 c A_s = 19,63 см² (см. Приложение 3).

Поперечные стержни принимаем диаметром 8 мм класса А400 с шагом не более s_w ≤ 20  25 = 500 мм. Принимаем шаг 400 мм (см. Приложение 5).

Расчет консоли колонны. Принимаем ширину консоли равной ширине колонны b = 400 мм. Бетон консоли колонны класса B25. Арматура консоли класса A400 и A240.

Нагрузкой на консоли колонн считаем опорные реакции ригеля (принимаем ее наибольшее значение Q = 276,57 кН).

Необходимую длину площадки опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечения прочности ригеля на местное сжатие при классе бетона ригеля В20 (основные характеристики бетона: R_b = 0,9  11,5 = 10,35 МПа; R_bt = 0,9  0,9 = 0,81 МПа).

При ширине ригеля b_p = 30 см

L = l_sup,f + 60 = 89,1 + 60 = 149,1 мм.

Принимаем вынос консоли L = 200 мм.

Фактическая длина площадки опирания ригеля на консоли

l_sup,f = 200 - 60 = 140 мм.

Напряжение местного сжатия (смятия) в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля

Прочность бетона ригеля и консоли колонны на местное сжатие (смятие) обеспечена.

Назначаем расчетную высоту консоли из условия обеспечения прочности по наклонному сечению

Q  3,5 R_bt b h₀;

Полная высота консоли

h = h₀ + a = 244 + 35 = 279 мм.

Принимаем высоту консоли h = 400 мм.

Высота у свободного края

h_кр = h - L tg 45° = 400 - 200  1 = 200 мм > h / 3 = 400 / 3  133 мм;

h₀ = 400 - 35 = 365 мм.

Изгибающий момент у грани колонны:

M = Q с = 276,57  10³  153 = 42315  10³ Нмм = 42,32 кНм,

где

Площадь сечения продольной рабочей арматуры консоли

Принимаем продольную рабочую арматуру консоли 216 A400 с A _s = 4,02 см².

При высоте консоли h = 400 мм  2,5с = 2,5  153 = 383 мм консоль армируем отогнутыми стержнями и горизонтальными хомутами. Принимаем отогнутые стержни 214 A400 с A _s = 3,08 см². Хомуты принимаем двухветвевыми из арматуры класса А240 диаметром 6 мм. Шаг хомутов – не более 150 мм и не более 0,25h = 0,25400 = 100 мм. Принимаем шаг хомутов 100 мм (см. Приложение 5).