4. Расчет ригеля

Следует запроектировать разрезной ригель, произвести расчёт по первой группе предельных состояний и выполнить арматурный чертёж с построением эпюры материалов.

0. 4.1.Расчётная схема и поперечное сечение

Расчётная схема ригеля представляет собой балку на двух опорах, загруженную равномерно распределённой нагрузкой g_n.

Принимаем размеры ригеля равными:

h =0,6 м.

в = 0,25 м.

К расчету ригеля: l_k - конструктивная длина ригеля; - расчетный пролет; - высота поперечного сечения колонны

0. =6000-400/2-250+50-20=5580 (мм).

2. 4.2. Сбор нагрузок

Расчётная постоянная нагрузка на 1 м. длины ригеля с учётом коэффициента надёжности по назначению:

(4.1)

где q – постоянная нагрузка на 1 м² перекрытия,

l₂ – шаг колонн в продольном направлении (пролёт плиты),

G_p – нагрузка от веса ригеля (сечение h x в, плотность железобетона

ρ = 25 кН/м³ ),

γ_f – коэффициент надёжности γ_f = 1,1 (по нагрузке),

γ_n – коэффициент надёжности γ_n = 0,95 (по назначению).

(4.2)

_{где ρ- плотность железобетона,  = 25 кН/м}³_.

Временная нагрузка

Полная погонная нагрузка, действующая на ригель

0. 4.3. Определение расчётных усилий

1. Для построения криволинейной эпюры ригель следует разделить на пять равных частей 0,2 l_о , в которых определить величину изгибающего момента от полной нагрузки g_п, и кроме того, определить изгибающий момент в середине пролета.

Рис. 5 Расчётная схема ригеля

1. Максимальный изгибающий момент:

(4.3)

2. моменты на расстоянии 0,2 l_o от эпюры:

(4.4)

3. моменты на расстоянии 0,4 l₀ от опоры:

(4.5)

4. поперечные силы равны:

(4.6)

0. 4.4. Расчёт прочности нормальных сечений

Расчётным является сечение в середине ригеля, где действует максимальный изгибающий момент М_0,5.

Назначают полезную высоту сечения:

(4.7)

где а – расстояние от нижней грани до центра тяжести рабочей продольной

арматуры, а = 5 (см);

Вычисляют значение коэффициента α_m :

(4.8)

Определяем значения ξ = 1 и η= 0,5.

Проверяем условие: ξ ≤ ξ_R

где ξ_R = 0,4.

1≤0,4, условие не выполняется.

Определяем предельный момент, воспринимаемый элементом с одиночной арматурой:

М_R=α_r*в*h_о²*R_b , где α_r= ξ_R(1-0,5 ξ_R)=0,4(1-0,5*0,4)=0,32

М_R=0,32*25*55²*11,5*100=278,3 кН*м

Определяем необходимую площадь сжатой арматуры:

А_s^'=М_0,5- α_r*в*h_о²*R_b /R_sc(h_o-a')=451,59-0,32*25*55²*11,5*100/510(55-5)*100=6,79см².

По сортаменту назначаем: при числе стержней 3, А_s^'=7,63 см², диаметр 18 мм.

Определяем площадь растянутой арматуры:

А_s= ξ_R*в*h_o* R_b/R_s+ А_s^'* R_sc/ R_s=0,4*25*55*11,5/510+7,63 *510/510=20,031см².

По сортаменту назначаем: при 6 стержней, А_s=22,81 см² и диаметр 22 мм.