IV. Расчет и конструирование ригеля Р-1

расчетная длина ригеля:

, где: заданный пролет ригеля в осях;

длина операния ригеля на уступ;

ширина сваи;

щель для забивания свай.

1- ригели; 2- подпорная стенка; - грузовая площадка для ригеля.

ширина грузовой площадки.

4.1 Расчетная нагрузка на ригель

где: расчетная нагрузка на ригель;

суммарная расчетная нагрузка, действующая на плиту перекрытия;

где: собственный вес ригеля;

плотность бетона;

коэффициент надежности по нагрузке;

предварительно задаемся 7

Требуемая по расчету рабочая высота сечения ригеля

Задаемся классов бетона В25:

Начальный модуль упругости:

Расчетные сопротивления:

Рабочая арматура А400:

Задаемся относительной величиной сжатой зоны бетона:

По приложению 10 находим

Следовательно,

Собственный вес ригеля не пересчитываем, так как в запас прочности получается больший вес.

Находим истинное значение коэффициента

По приложению 10 находим

Определение требуемой площади сечения рабочей арматуры

По сортаменту принимаем 4 шт диаметром 32 с

4.2 Расчет ригеля на действие поперечной силы по наклонному сечению.

Условие прочности расчета на поперечную силу

, где: поперечная сила воспринимаемая бетоном, которую определяют по двум эмпирическим формулам СНиПа:

1)

, где: коэффициент условия работы бетона

относительная высота сжатой зоны бетона ;

расчетное сопротивление бетона растяжению;

ширина сжатой границы ригеля;

рабочая высота плиты;

угол наибольшего откоса трещин, .

2)

, где: коэффициент условия работы; расчетное сопротивление бетона растяжению. Принимаем меньшее из значений:

Поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой:

Так как поперечная сила получилась отрицательной, следовательно, всю действующую поперечную силу воспринимает бетон, значит, поперечную арматура ставим конструктивно: .

4.3 Расчет ригеля по II предельному состоянию по деформациям

4.3.1. Расчет на трещинообразование

Определение максимального изгибающего момента, действующего от нормативных нагрузок

где: нормативная равномерная распределенная нагрузка на ригель.

Следует сравнить этот момент с моментом, при котором образуются трещины (момент трещинообразования).

, где: при расположении рабочей продольной арматуры в один ряд;

эмпирический коэффициент;

для бетона класса В25;

расстояние от нижней грани до рабочей арматуры;

высота растянутой зоны бетона;

высота сжатой зоны бетона;

момент сопротивления приведенного сечения ригеля, т.е. следует привести площадь сечения арматуры к сечению бетона.

Определение момента сопротивления приведенного сечения

положение центра тяжести

площадь приведенного сечения;

коэффициент приведения;

статический момент приведенного сечения;

момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси.

следовательно, трещины образуются.

4.3.2 Расчет на раскрытие трещин

Принимаем, что причальная площадка относиться к 3 категории зданий по трещиностойкости, то есть предельно допустимая ширина раскрытия трещин при продолжительном раскрытии , а при не продолжительном раскрытии .

Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:

а) При непродолжительном раскрытии трещин:

, где: коэффициент учитывающий продолжительность действия нагрузки;

коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры. относительная высота сжатой зоны бетона ;

коэффициент, учитывающий характер загруженности;

, где: коэффициент учитывающий неравномерность относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами;

, где: напряжение в растянутой продольной арматуре в момент образования трещин;

момент образования трещин;
момент сопротивления приведенного сечения;

, где: напряжение в продольной рабочей арматуре до образования трещин;

максимальный изгибающий момент от нормативных нагрузок;
момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси;

, где: расстояние между вершинами трещин;

площадь сечения растянутой зоны;

модуль упругости стали.

; условие выполняется.

а) При продолжительном раскрытии трещин:

коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки.

; условие выполняется.

Если условие не выполняется, то это значит, что плита не выдерживает нагрузку и нужно увеличить высоту сечения плиты.

4.3.3. Расчет ригеля на прогиб

Предельно допустимая величина прогиба:

Максимальная величина прогиба для шарнирно опертого изгибаемого элемента:

, где: при шарнирном оперании;

, где: максимальная кривизна;

максимальный изгибающий момент от нормативных нагрузок;
момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси;

, где: приведенный модуль упругости;

расчетное сопротивление бетона сжатию по второму предельному состоянию;

относительная деформация бетона при сжатии.

; условие выполняется.

4.4 Расчет арматуры в ригеле

Проектируем ригель с поперечным сечением таврового вида с полкой в низу, так как так удобнее расположить плиты перекрытия площадки.

1,2- продольная рабочая арматура (расчетная); 6-попереяная арматура; 3,4,5,7,8- монтажная арматура для объединения всей арматуры в каркасы К-1 и К-2.

Так как продольная рабочая арматура расположена по максимально изгибающему моменту, а на опорах моменты равны 0, то экономически не целесообразно принимать это сечение арматуры по всей длине ригеля. По этому обрываем 1 ряд арматуры (верхний) с обеих сторон. Необходимо определить положение точек обрыва. Для этого строится эпюра материалов.

1) Определяем изгибающий момент воспринимаемый поперечным сечением ригеля с одним рядом рабочей продольной арматуры (2 диаметра 32 мм).

, где ;

высота сжатой зоны бетона;

Откладываем полученный момент на эпюре моментов от внешней нагрузки, из полученной точки проводим горизонтальные линии до пересечения с эпюрой моментов от внешней нагрузки. И получаем точки теоретического обрыва арматуры.

2) Определяем изгибающий момент, воспринимаемый поперечным сечением ригеля с двумя рядами рабочей продольной арматуры (4 диаметра 32 мм).

, где ;

высота сжатой зоны бетона;

Откладываем полученный момент на эпюре моментов от внешней нагрузки.

А- теоретическая точка обрыва.

3) Так как точке теоретического обрыва арматуры обрывать опасно, следует завести обрываемую арматуры за эти точки на величину .

, где диаметр обрываемой арматуры;

поперечная сила, действующая в точке теоретического обрыва;

поперечная сила, воспринимаемая одним стрежнем поперечной арматуры;

Так как в ригеле принимаем поперечную арматуру конструктивно , то

,где для арматуры А240.

условие не выполняется, следовательно

Принимаем