Расчет железобетонного ригеля



Исходные данные для проектирования. Требуется выполнить расчет и конструирование сборного железобетонного ригеля перекрытия. Конструктивные размеры ригеля 5360*400*450(h) мм. Для изготовления ригеля предусмотрен бетон класса В25, изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении. Рабочая арматура выполнена из стержневой арматуры класса А500. Поперечное армирование - арматура В500.Геометрические размеры ригеля показаны на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Геометрические размеры ригеля.

Расчетный пролет, нагрузки и усилия.

Расчетный пролет ригеля  принимают равным расстоянию между осями его опор (рис.4.2).

При опирании на консоли колонн

=5700-2*300/2-2*20-2*130/2=5230мм

 - размер сечения колонны,

величина опирания ригеля на консоль колонны).

 

 

 

На основании табл. 2.2, полное значение расчетной нагрузки от перекрытия на ригель составляет q = 10501.5 H/м2.

Смотрим п. 8.2.4 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Согласно данного пункта при расчете балок, ригелей, плит, стен, колонн и фундаментов, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, нормативные значения нагрузок, указанные в табл. В.2 (см. приложение В), следует снижать в зависимости от грузовой площади А,  с которой передаются нагрузки на рассчитываемый элемент, умножением на коэффициенты  или , равные:

а) для помещений, указанных в поз. 1, 2, 12а (при А > = 9  )

,

а) для помещений, указанных в поз. 4, 11, 12б (при А > = 36  )

Так как грузовая площадь А=34,2  А=36 , коэффициент не применяется.

Полная расчетная погонная нагрузка на ригель при ширине грузовой площади I = 6,0 м (пролет здания в направлении плит перекрытия):

10501.5*6=63009H/м=63,0кН/м 


Усилия от расчетной нагрузки:

 =255,86кНм

 = 179.55кН

Расчетное сечение (рис. 4.4). Расчетное сечение ригеля назначается из следующих условий:

 = 200 мм, его высота  = 200 мм; ширина нижнего ребра b = 400 мм; высота ригеля h = 450 мм.

Рабочая высота сечения  = = 450 — 40 = 410мм, где  =  — d/2- расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до наиболее растянутой грани элемента (т.к. диаметр арматуры неизвестен, принимаем  в пределах 35.. .45 мм).

Характеристики прочности бетона и арматуры. Расчетные характеристики бетона определяются по табл. 6.8 [3]. Бетон класса В25. Расчетное значение прочности бетона  =14.5 МПа,  = 1,05 МПа. Коэффициент условия работы бетона  = 0,9 (при продолжительном действии нагрузки), тогда  = 0,9 *14,5 = 13,05 МПа, Rbt = 0,9*1,05 = 1,04 МПа.

Расчетные характеристики арматуры определяются по табл. 6.14 и 6.15 [3]. Рабочая продольная арматура ригеля класса А5ОО. Расчетное значение прочности арматуры Rs = 435МПа, Rsw = 300 МПа. Поперечная арматура В5ОО. Расчетное сопротивление поперечной арматуры Rsw = 300,0 МПа.

Расчет прочности железобетонного ригеля по нормальному сечению к продольной оси. Определяем положение границы сжатой зоны бетона (по формуле 8.10 СП 63.13339.2012):


т.е. момент от внешней нагрузки превышает внутренний момент, воспринимаемый верхним ребром ригеля. Следовательно, граница сжатой зоны ригеля проходит ниже верхнего ребра (рис. 4.5).


Определяем площадь сечения растянутой арматуры

 

 


       Определяем коэффициент

 

0.291

При этом должно выполняться условие  = 0,291 < = 0,372 (см. табл. 3.2, [4]). По табл. Б.1 (см. приложение Б) принимаем

 

 


Поперечное армирование ригеля выполнено из двух вертикальных каркасов К-1 (рис.4.6). Минимальный диаметр вертикальных поперечных стержней (хостов) устанавливает из условия сварки с продольной рабочей арматурой по приложению 9 [6]. Диаметр рабочей продольной арматуры, входящей в состав вертикальных каркасов, 32 мм. Следовательно, минимальный диаметр поперечных стержней 10 мм. Принимаем 210 (2 каркаса) арматуры класса В500 (  = 300,0 МПа, Asw = 1,57 см2).

Для усиления опорной зоны ригеля в районе подрезки устанавливаем два отгиба (наклонные стержни под углом 45 ) 2 25 А500 (  = 300,0 МПа, = 9,82 см2), рис. 4.8.

Проверяем условие

=

где  - рабочая высота сечения в районе подрезки, = h - = = 30,0 - 3,0 = 27,0 см  (h = 45,0 -15,0 = 30,0 см - высота сечения ригеля в районе подрезки).

Так как внешняя поперечная сила больше поперечной силы воспринимаемой бетоном, то требуется расчетное поперечное армирование ригеля. В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,5  и не более 300 мм, т.е. Sw = 0,5ho = 0,5*270 = 135 мм. Принимаю шаг поперечного армирования 130 мм, данная арматура устанавливается на приопорном участке на расстоянии от грани подрезки не менее высоты ригеля, т.е. 650 мм.

Расчет ригеля по наклонному сечению производят из условия (по формуле 8.56 СНиП 63.13339.2012):

,

где Q – поперечная сила в наклонном сечении;

-поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонно сечении,

- поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении,

- поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении,

 

 

 

Рис.4.8. Поперечное армирование ригеля в районе подрезки

Определяем момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны в вершине наклонной трещины

где  рабочая высота консоли ригеля.

Усилия в хомутах на единицу длины элемента, равно:

Проверяем условие:

Условие выполняется (если данное условие не выполняется, необходимо уменьшить шаг хомутов).

Так как

то при действии равномерно распределенной нагрузки невыгоднейшее значение величины проекции наклонного сечения равно

= =60,08.

и принимается не более   т.е. принимаем

Определяем усилие, воспринимаемое хомутами (по формуле 8.58 СП 63.13339.2012):

Усилие, воспринимаемое отогнутыми стержнями

Поперечную силу  воспринимаемую бетоном, определяем (по формуле 8.57 СП 63.13339.2012):

Значение находится в допустимых пределах, то есть не более

И не менее

Проверяем условие прочности наклонного сечения ригеля в подрезке

179.55кН

Прочность ригеля в районе подрезки на действие поперечной силы обеспечена.

Определяем поперечное армирование ригеля за районом его подрезки. Расчетное сечение указанной зоны показано на рис. 4.9.

СП 63.13330.2012 допускает производить расчет наклонных сечений, не рассматривая проекцию наклонного сечения при определении поперечной силы от внешней нагрузки, из условия (по формуле 8.60 СП 63.13339.2012): 

,

где  поперечная сила в нормальном сечении от внешней нагрузки

=179.55-63* 161.12кН

 

Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном (по формуле 8.61 СП 63.13339.2012):

Так как вливаем по конструктивному требованию. Шаг поперечного армирования принимаем не более 0.5  и не более 300мм, т.е. Принимаю шаг поперечного армирования 200мм, данная арматура устанавливается на приопорном участке на расстоянии от грани подрезки 650мм до

1/4   3х200=600мм            

На среднем участке ригеля поперечную арматуру устанавливается с шагом не более 0,75 и не более 500мм, т.е.

Конструирование ригеля.

Основное армирование ригеля выполнено из двух каркасов К-1, в состав которых входят 2 32 (арматура класса А500). Верхние продольные стержни выполняем из 2 20 А500. Поперечное армирование каркасов устанавливаем согласно расчету прочности ригеля по наклонным сечениям. Плоские каркасы объединяем в пространственный каркас ригеля с помощью монтажной горизонтальной арматуры 12 А240, установленную с шагом 500 мм. На нижние горизонтальные стержни пространственного каркаса привариваются 2 20 А500. Зона опирания плит перекрытия (полки ригеля) усиливаются конструктивной гнутой сеткой С-1, изготовленной из продольной арматуры 12 А240 и поперечных стержней 6 В500, установленных с шагом 400 мм. Схема армирования ригеля показана на рис. 4.10.

Рис.4.10. Схема армирования ригеля.


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1821; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!