3. Проектирование сборного неразрезного ригеля.

3.1.Расчетная схема, нагрузки, усилия

Принято шарнирное опирание ригелей. Максимальный изгибающий момент определяется по формуле

M = q ℓ_o²α = ( g_bm , v_bm) ℓ_o² α.

q – равномерно- распределенная нагрузка на 1 пог. м ригеля равна сумме g_bm – постоянной и v_bm – временной;

α-табличный коэффициент, зависящий от схемы загружения и от коэффициента k- соотношения погонных жесткостей ригеля и стоек, примыкающих к узлу;

ℓ_o = 6 см (см. рис.5) – расчетный пролет ригеля.H=480 см

Cечение колонн принимаем 40х40 см.

К= 0.04 ℓ_o (0.11 ℓ_o )³H/[ ℓ_o *(0.4)⁴]=0,04*6*(0,11*6)³*4,8/[6*0.4⁴]=2

Расчетные нагрузки на 1 м длины ригеля g_bm и v_bm определяются следующим образом.

Постоянная от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания γ_n =0,95:

g₁ = 0,95*g*B =0,95*6,91*5.8 = 38.1 kH /м,

где g - постоянная нагрузка на 1 м² перекрытия, принимается по табл.1 раздела 2

В- ширина грузовой полосы на ригель, равна шагу поперечных рам;

Собственный вес ригеля

g ₂ = 0,95*0,005*ℓ_o²*2500*1,1/(100) = 0,95*0,005*5,8 *25*1,1 = 4,4 kH/м;

Всего g_bm = g₁+ g₂= 38,1 + 4,4 =42,5 кН/м.

Временная нагрузка

V_bm = 0,95*v*B = 0,95*11,4*5,8 = 62,8 кН/м.

Здесь v - временная нагрузка на 1 м² перекрытия, принимается по табл.1.

Полная нагрузка g_bm + v_bm = 42,5 +62,8 = 105,3кН/м.

Таблица 2

№ п/п	Схема загру-жения	gbm или Vbm	Коэффициенты α					Изгибающие моменты, кНм
			α21	α23	α 32	αкр.пр	αср.пр	М21		М23		М32		Мкр.пр		Мср.пр
1		1530	-0,112	-0,080	-0,080	0,075	0,045	-171,4		-122,4		-122,4		114,75		68,85
2		2261	-0,087	-0,025	-0,025	0,086	-0,025	-196,7		-56,5		-56,5		194,4		-56,5
3		2261	-0,025	-0,067	-0,067	-0,0106	0,058	-56,5		-151,5		-151,5		-23,97		131,1
4		2261	-0,119	-0,105	-0,056 (-0,136)*	0,072	0,029	-269,1		-237,4		-126,6 (-307,5)*		162,8		65,57
Невыгодные загружения:									1+4 -440,5		1+4 -359,8		1+3 (1+4)* -273,9 (-430)*		1+2 309,15		1+3 199,95

* В скобках указаны значения коэффициента α и моментов при зеркальном загружении рамы по комбинации 1+4

Таблица 3

№ загружения	Значения α для пролетных моментов
	Мкр.прол	Мср.прол
1	0,123 – 0,425*0,112 = 0,075	0,125 – 0,080 = 0,045
2	0,123 – 0,425*0,087 = 0,086	-0,036
3	– 0,425*0,025 = - 0,0106	0,125 – 0,067 = 0,058
4	0,123 – 0,425*0,119 = 0,072	0,125 – (0,136+0,056)/2 = 0,029

Далее, допуская образование пластического шарнира на опоре, производим перераспределение моментов. Оно в данном случае заключается в уменьшении примерно на 30% опорных моментов ригеля М₂₁ и М₂₃ по комбинации загружений 1+4 и одновременном уравнивании значений моментов слева и справа от опоры 2.

Принимаем величину выравненного опорного момента М₂₁ равной его значению при комбинации загружений 1+2, т.е. -171,4– 196,7= -368,1кНм.

Уменьшение М₂₁ при невыгодном загружении (1+4) составит

(440,5 – 368,1)*100%/440,5= 16,4% < 30%.

С учетом выравненных значений опорных моментов определяем расчетные значения поперечных сил и моментов по граням колонн.

Поперечные силы Q = ± Q_бал ± ∆М/l_o

Q_бал – балочные поперечные силы

∆М – разность опорных моментов (по модулю).

Q₂₁ = - (42,5+62,8)*6/2 – 368,1/6 = -377,25кН

Q₁₂ = (42,5+62,8)*6/2 – 368,1/6 = 315,9-61,35=254,55кН

Q₂₃ = (42,5+62,8)*6/2 + (359,8– 273,9)/6 = 330,22 кН

Максимальное значение составляет Q₂₁.

Опорный момент в узле 2 слева:

M_гр.лев = М₂₁ – Q₂₁*h_col/2 = 368,1– 377,25*0,4/2 = 292,65кНм

Опорный момент в узле справа:

М_гр.пр. = М₂₃ – Q₂₃*h_col/2 = 359,8– 330,22*0,4/2 = 293,76кНм

Расчетным будет момент большего значения, т.е. 293,76кНм