Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси

4.         Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси

На средней опоре поперечная сила Q=677,9 кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливают из условия сварки их с продольной арматурой диаметром d=32 мм и принимают равным d_sw=8 мм (прил 9. по Байкову) с площадью A_s=0.503 см². При классе А-III R_sw=285 МПа; поскольку d_sw/d=8/32=, вводят коэффициент условий работы  и тогда Число каркасов-2, при этом A_sw=2_*0.503=1.01 см²

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям s=h/3=60/3=20см. На всех приопорных участках длиной l/4 принят s=20см, в средней части пролета шаг s=3h/4=3_*60/4=45см.

Расчет ведут по формулам.

Вычисляют:

 

- условие удовлетворяется. Требование

s_max=

- удовлетворяется.

Расчет прочности по наклонным сечению. Вычисляют

.

Поскольку

значение «с» вычисляют по формуле

.

При этом

.

Поперечная сила в вершине наклонного сечения Длина проекции расчетного наклонного сечения

.

Вычисляют

 Условие прочности

- обеспечивает.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами.

Условие

- удовлетворяется.

5. Конструирование арматуры ригеля

Стык ригеля с колонной выполняют на ванной сварке выпусков верхних над опорных стержней и сварке закладных деталей ригеля и опорной консоли колонны в соответствии с (рис. 8,1).

Рис. 8,1. Конструкции стыков сборного ригеля с колонной.

1) арматурные выпуски из ригеля и колонны; 2) ванная сварка; 3) вставка арматуры; 4) стальные закладные.

Ригель армируют двумя сварными каркасами, часть продольных стержней каркасов обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре арматуры (материалов). Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки W.

Эпюру арматуры строят в такой последовательности:

1)         определяют изгибающие моменты М, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принято арматуре; 2) устанавливают графически на огибающей эпюре моментов по ординатам М места теоретического обрыва стержней; 3) определяют длину анкеровки обрываемых стержней , причем поперечную силу Q в месте теоретического обрыва стержня принимают соответствующей изгибающему моменту в этом сечении.

6. Расчет сборной железобетонной колонны

Здание на проектирование. Рассчитывать и конструировать колонну среднего ряда.

Высота этажа H=4,2 м. Сетка колонн м. Верх фундамента заглублен ниже отметки пола на 0,6 м. здание возводится в I климатическом районе по снеговому покрову. Конструктивно здание решено с несущими наружными стенами, горизонтальная (ветровая) нагрузка воспринимается поперечными стенами и стенами лестничных клеток. Членение колонн поэтажное. Стыки колонн располагаются на высоте 0,6 м от уровня верха панелей перекрытия. Ригель опираются на консоли колонн. Класс бетона по прочности на сжатие колонн не более В30, продольная арматура класса А-III. По назначению здание относится ко второму классу. Принимаем

Решение. Определение нагрузок и усилий. Грузовая площадь от перекрытий и покрытий при сетке колонн м равна . Подсчет нагрузок сведен в табл. 9,1. При этом высота и ширина сечения ригеля приняты: h=60см, b=40см. При этих размерах масса ригеля на 1 м длины составит: , а на 1 м² 

Таблица 9.1 Нормативные и расчетные нагрузки.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная  нагрузка, Н/м2
От перекрытия : Постоянная: -от рулонного ковра в три слоя -от цементного  выравнивающего слоя при t=20мм;   -от утеплителя-  пенобетонных плит при b=120 мм; -от пароизоляции в один слой -от сборных  многопуст. плит -от ригелей -от вентиляционных коробов и  трубопроводов	120 400 480 40 2500 1000 500	1,2 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1	150 520 580 50 2750 1100 550
итого	5040	-	5700
Временная (снег) : В том числе кратковременная длительная	500 350 150	1,4 1,4 1,4	700 490 210
Всего от покрытия	5540	-	6400
От перекрытия От ригеля	13180 1000	1,1	15584 1100
Всего от перекрытия	1480	-	16684

Сечение колонн предварительно принимаем . Расчетная длина колонн во втором-пятом этажах равна высоте этажа , а для первого этажа с учетом некоторого защемления колонны в фундаменте

Собственный расчетный вес колонн на один этаж:

во втором-пятом этажах

во первом этаже

Подсчет расчетной нагрузки на колонну сведен в табл. 9,2. Расчет нагрузки от покрытия и перекрытия выполнен умножением их значений по табл. 9,1 на грузовую площадь , с которой нагрузка передается на одну колонну

Таблица 9.2 Подсчет расчетной нагрузки на колону.

Этаж	Нагрузка от покрытия и перекрытия , кН		Собственный вес колонн,кН	Расчетная суммарная нагрузка, кН
	Длительная	Кратко-временная		Длительная	Кратковременная	полная
3	1424,5	341,7	34,2	1458,7	341,7	1800,4
2	2005,5	501,7	45,6	2051,1	501,7	2552,8
1	2586,5	661,7	58,5	2645	661,7	3310

В табл. 9.2 все нагрузки по этажам приведены нарастающим итогом последовательным суммированием сверху вниз. При этом снижения временной нагрузки, предусмотренного п. 3,9 СНиП 2,01,07-85 при расчете колонн в зданиях высотой более двух этажей, не делалось, так как для производственных зданий это можно выполнять по указанием соответствующих инструкций, ссылка на которые дается в задании на проектирование.

За расчетное сечение колонн по этажам приняты сечения в уровне стыков колонн, а для первого этажа – в уровне отметки верха фундамента. Схема загружения показана на рис. 9,1

Расчет колонны первого этажа.

Усилия с учетом будут

,

сечение колонны, бетон класса В35 ,

R_b=19,7 МПа,

арматура из стали класса А-III, R_s=360 МПа,

.

Предварительно вычисляем отношение Рис.9,1

Загружение колонн среднего ряда.

N_ld/N₁=2512/3144.5=0,8; гибкость колонны

,

следовательно, необходимо учитывать прогиб колонны; эксцентриситет , а также не менее  принимаем большее значение ; расчетная длина колонны, , значит расчет продольной арматуры можно выполнять по формуле.

Задаемся процентом армирования  (коэффициент ) и вычисляем

при N_ld/N₁=0,8 и  по табл. 2,15 коэффициенты и пологая , что , а коэффициент  по формулам ;

требуемая площадь сечения продольной арматуры по формуле

принимаем для симметричного армирования А-III с A_s=64,34см²; , что много ранее принятого .

Если назначить сечение  сохранив ранее принятые характеристики материалов то при пересчете будет иметь:

, ; ; при

принимаем для симметричного армирования А-III с A_s=36,95см²; , что близко ранее принятого .

Фактическая несущая способность сечения 350_*