Этап 3. Расчёт монолитного железобетонного ригеля по предельным состояниям первой группы

3.1 Расчёт ригеля на прочность по сечениям, нормальным к продольной оси

На этом этапе необходимо выполнить подбор продольной рабочей арматуры монолитного железобетонного ригеля крайнего пролёта второго этажа. Все необходимые усилия для расчёта были получены на этапе 2.

Определим площадь сечения продольной арматуры в пролётном сечении ригеля. Расчёт производим в предположении, что сжатая арматура по расчёту не требуется.

1. Согласно результатам компоновки сборно-монолитного перекрытия (см. этап 1), геометрические размеры поперечного сечения ригеля составляют: , , , (см. рис. 3.1). Толщину защитного слоя бетона назначаем с учётом требований п. 5.7 [3], величину принимаем равной .

2. Характеристики бетона и арматуры: бетон тяжёлый, класс бетона монолитных конструкций по бланку задания (см. этап 1) В25, по табл. 2.2 [3] определяем расчётное сопротивление бетона по прочности на сжатие: . С учётом коэффициента , принимаемого по п. 2.8 [3], .

Продольная рабочая арматура по заданию – класса А300, расчётное значение сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы определяем по табл. 2.6 [3]: .

Расчётный изгибающий момент в пролётном сечении крайнего пролёта: .

По табл. 3.2 [3] находим: , .

3. Определяем рабочую высоту сечения бетона: .

4. Проверяем условие :

– следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке ригеля. Согласно п. 3.25 [3], площадь сечения растянутой арматуры определяем как для прямоугольного сечения шириной .

5. Вычисляем :

.

– сжатая арматура не требуется.

6. Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:

.

7. Требуемая площадь растянутой арматуры:

.

По сортаменту принимаем (4  25 и 2  10 – четыре стержня диаметром и два стержня диаметром ).

Определяем, на сколько процентов площадь поперечного сечения фактически установленных стержней больше требуемой по расчёту:

.

8. Толщина защитного слоя составляет . Расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет .

Продольную сжатую арматуру принимаем конструктивно 6 стержней диаметром класса А240.

Определим площадь сечения продольной арматуры в опорном сечении ригеля.

На опоре растянутая зона располагается в верхней части поперечного сечения ригеля, следовательно, рабочая арматура будет расположена в этой зоне. С целью обеспечения удобства армирования опорного узла было произведено выравнивание изгибающих моментов в опорных сечениях ригеля. Согласно п. 8 расчётов по этапу 2, расчётным изгибающим моментом ригеля в опорном сечении по грани средней колонны является момент, полученный по комбинации схем загружения “1+2” (см. табл. 3).

При подборе продольной арматуры растянутые свесы полки ригеля в расчётах не учитываем. Однако, учитывая тот факт, что сборные плиты перекрытия имеют арматурные выпуски, которые замоноличиваются в ригель, можно сделать вывод о том, что бетон сжатой зоны ригеля и бетон плиты перекрытия работают совместно. В связи с этим поперечное сечение ригеля на опоре будем рассматривать как тавровое с полками в сжатой зоне.

Расчёт выполняем согласно п. 3.24 [3].

1. Геометрические размеры поперечного сечения ригеля на опоре составляют: , , , (см. рис. 10). Толщину защитного слоя бетона назначаем с учётом требований п. 5.7 [3], величину принимаем равной .

Р ис. 10. (размеры условные).

2. Характеристики бетона и арматуры (см. подбор продольной арматуры в пролётном сечении ригеля): .

Продольная рабочая арматура по заданию – класса А300, .

Расчётный изгибающий момент в опорном сечении ригеля (см. результаты расчетов по этапу 2): .

По табл. 3.2 [3] находим: ; .

3. Определяем рабочую высоту сечения бетона: .

4. Проверяем условие:

– следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке расчётного поперечного сечения ригеля. Согласно п. 3.25 [3], площадь сечения растянутой арматуры определяем как для прямоугольного сечения шириной .

5. Вычисляем :

.

– сжатая арматура не требуется.

6. Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:

.

7. Требуемая площадь растянутой арматуры:

.

По сортаменту принимаем (4  25 и 2  10 – четыре стержня диаметром и два стержня диаметром ).

Определяем, на сколько процентов площадь поперечного сечения фактически установленных стержней больше требуемой по расчёту:

.

8. Толщина защитного слоя составляет . Расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет .