Расчет и конструирование ригеля перекрытия

Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры

Бетон.

• 4 Используем тяжелый бетон класса В15 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.
• 4 Расчетные сопротивления бетона (табл. 13 СНиП [2]):
  • · сжатию R_b = 8,5 МПа,
  • · растяжению R_bt = 0,8 МПа.
• 4 Коэффициент условий работы, учитывающий длительность действия нагрузки г_b2 = 0,9 (табл. 15 СНиП [2]).
• 4 Начальный модуль упругости бетона Е_b = 24 000 МПа (табл. 18 СНиП [2]).

Арматура.

4 Продольная рабочая арматура — ненапрягаемая, класса А-IV (А600), диаметр 10…32 мм.

Расчётное сопротивление растяжению R_s = 510 МПа (табл. 22* СНиП [2]).

Модуль упругости арматуры E_s = 190 000 МПа (табл. 29* СНиП [2]).

4 Поперечная рабочая арматура — также класса А-IV (А600).

Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры (табл. 22* СНиП [2]):

R_sw = 405 МПа (6…8 мм), R_sw = 410 МПа (10…40 мм).

Если диаметр поперечных стержней меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение R_sw = 255 МПа (примеч. к табл. 22* СНиП [2]).

Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

• · Расчетное поперечное сечение ригеля — прямоугольное (рис. 6.1). Размеры сечения установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса (п. 1.5):
  • 4 высота h = 750 мм,
  • 4 ширина b = 250 мм.
• · Арматура располагается в растянутой зоне сечения, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов в ригеле: в пролёте — внизу, на опоре — вверху. Арматуру располагаем в два ряда, чтобы иметь возможность не ставить (обрывать) часть стержней там, где они не требуются по расчёту.
• · Порядок подбора продольной рабочей арматуры в ригеле такой же, как и в панели перекрытия. Результаты подбора арматуры приведены в табл 6.1.
• · Рабочая высота сечения: h₀ = h — a,

где а — расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры; принимается в пределах а = 4…10 см (задаётся по своему усмотрению, при этом чем больше изгибающий момент в сечении, тем больше должно быть это расстояние).

Рис. 6.1 Расчётное поперечное сечение ригеля: а — в пролёте, б — на средних опорах

• · Условный параметр А₀:
• · Относительная высота сжатой зоны:
• · Относительное плечо внутренней пары сил: з = 1- 0,5о
• · Требуемая площадь сечения арматуры:
• · Подбираем по сортаменту необходимый диаметр стержня, учитывая, что число стержней в сечении — 4.
• · Арматура подбирается для трех сечений ригеля:
  • 1 — сечение в крайнем пролете (М₁₁);
  • 2 — сечение в левой средней опоре (М₂₁ = М₂₃);
  • 3 — сечение в среднем пролете (М₂₂).
• · На средней опоре используется расчётный изгибающий момент в сечении ригеля по грани колонны (п. 2.4.3).
• · Граничная относительная высота сжатой зоны:

.

где щ = - 0,008 R_b2 = 0,85 — 0,008 8,5 0,9 = 0,7888;

у_sR = R_s = 365 МПа (для ненапрягаемой арматуры).

• · Толщина защитного слоя бетона а_b для продольной рабочей арматуры должна составлять (п. 5.5 СНиП [2]):
  • 4 не менее диаметра стержня: а_b? d,
  • 4 не менее 20 мм в балках высотой h? 250 мм: а_b? 20 мм.
• · Расстояние в свету между стержнями продольной рабочей арматуры а_s должно составлять (п. 5.5 СНиП [2]):
• 4 не менее наибольшего диаметра стержня: а_s? d,
• 4 не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней: а_s? 25 (30) мм.
• · Расстояния по высоте между осями арматурных стержней (рис. 6.1) должны назначаться с учётом этих требований, а также кратными 5 мм:

а₁ а_b + 0,5d, кратно 5 мм;

а₂ а_s + d, кратно 5 мм.

· Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит:

а = а₁ + 0,5а₂.

4 Если оно сильно отличается от принятого ранее, особенно в большую сторону, то прочность может быть не обеспечена и расчёт необходимо провести заново. Если это расстояние отличается не сильно и площадь арматуры взята с запасом, расчёт можно не повторять. Окончательно это выяснится в табл. 6.2.

Подбор продольной рабочей арматуры ригеля Таблица 6.1.