Проектирование ригеля

Ригели многопролетного балочного перекрытия представляют собой элементы рамной конструкции. При свободном опирании концов ригеля на стены и пролетах, отличающихся друг от друга не более чем на 20% ригель можно рассчитывать как неразрезную балку. При этом возможен учет пластических деформаций, приводящих к перераспределению и выравниванию изгибающих моментов между отдельными сечениями.

За расчетный пролет принимают расстояние между осями колонн. При опирании крайнего конца ригеля на стену расчетный пролет принимают равным расстоянию от оси опоры до оси колонны. За расчетную схему ригеля принимают пятипролетную балку. В целом расчет аналогичен расчету главной балки монолитных конструкций.

Рис. 15.13. Виды сечений ригеля

Ригель может иметь различную форму сечения – прямоугольную, тавровую с полками вверху, тавровую с полками внизу. При ригеле таврового сечения с полками внизу и опирании панелей перекрытия на эти полки строительная высота перекрытия уменьшается.

Сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в нижней зоне ригеля, определяют по максимальным положительным моментам, а сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в верхней зоне ригеля (над опорами), – по максимальным отрицательным (опорным) моментам у граней опор.

Ригели армируют одним сварным каркасом посередине при ширине ригеля , двумя каркасами – при . При значительных нагрузках возможен и третий каркас в средней части пролета. В опорных сечениях наличие третьего каркаса усложняет прикрепление закладной детали. В ригелях высотой h > 300 мм хомуты устанавливают по всей длине независимо от расчета; при высоте h = 150 … 300 мм хомуты, если они не требуются по расчету, ставят у концов элемента на длине не менее 1/4 его пролета; при высоте h <150 мм хомуты не ставят, если они не требуются по расчету.

Рис. 15.14. Армирование ригеля

1 – точки теоретического обрыва рабочих стержней 7 в пролете; 2 – то же рабочих стержней 3 на опоре; 3 – рабочие стержни на опоре; 4 – хомуты; 5 – стыковые закладные детали на опоре; 6 – арматура подрезки; 7 – рабочие стержни в пролете

По мере удаления от расчетных сечений ординаты огибающей эпюры М уменьшаются, поэтому в целях экономии арматуры целесообразно часть рабочей арматуры оборвать в соответствии с изменением ординат огибающей эпюры моментов.

Для рабочей продольной арматуры применяют стержни диаметром 12…30 мм, потому что стержни большого диаметра имеют большую зону анкеровки в бетоне и вызывают трудности при производстве работ. Для технологического удобства применяют не более двух разных диаметров рабочей арматуры.

Минимальный диаметр поперечной арматуры из условия свариваемости с продольной арматурой принимают равным 6…10 мм; в вязаных каркасах при диаметр поперечной арматуры принимают d = 6 мм, при – d 6 мм.

Стык ригеля с колонной проектируется с учетом характера и величины усилий, действующих в узле, и назначению здания.

Рис. 17.15. Схемы усилий в стыке ригелей

а – условная; б – расчетная; 1 – колонны; 2 – ригели

Различают 2 типа стыков: шарнирный и жесткий.

В практике широко распространен шарнирный стык благодаря простоте при изготовлении и монтаже по сравнению с жестким.

Рис. 15.16. Шарнирный стык ригелей

1 – стыковая полоска; 2 – закладные пластины поверху ригеля; 3 – закладные пластинки колонны; 4 – инвентарные монтажные уголки; 5 – шов замоноличивания; 6 – анкерные болты

Однако при шарнирном стыковании ригелей вследствие нерационального распределения изгибающих моментов по их длине расход бетона и арматуры в целом на здании получается максимальным.

В жилищном строительстве применяют бесконсольный жесткий стык ригелей (с использованием монтажного столика из швеллеров). Такой стык полностью воспринимает поперечные силы бетонными шпонками, образующимися при замоноличивании стыка. Основной недостаток таких стыков – тщательное замоноличивание. Монтажный столик из швеллеров снимают сразу после замоноличивания.

Рис. 17.17. Жесткий бесконсольный стык ригелей

а – общий вид; б – вид сбоку; 1 – выпуски нижней арматуры; 2 – бетон замоноличивания; 3 – выпуски верхней арматуры; 4 – выпуски из колонны стыковых стержней; 5 – нижняя закладная деталь колонны; 6 – сонтажный столик из швеллеров; 7 – шпоночные пазы

Жесткий стык ригелей, совмещенный со стыком колонны, упрощает и удешевляет монтаж, т.к. снижает количество монтажных узлов. Основной недостаток – высокая металлоемкость.

Рис. 15.18. Совмещенный стык ригелей и колонн

1 – стальная накладка; 2 – сварка; 3 – шов замоноличивания; 4 – монтажные уголки;

5 – закладные детали