Розрахунок ригелів
Для ригелів із жорсткими вузлами розраховуються опорні перерізи, а також перерізи з максимальним прогоновим моментом.
При розрахунку кожного опорного перерізу враховуються моменти від постійних та вітрових навантажень, а також момент від тимчасових навантажень при невигідному їх розташуванні на ригелях рами. Цей момент визначається шляхом підсумовування моментів одного знака від завантажень окремих ригелів рами. Як правило, цей знак повинен збігатися зі знаком моменту, що розтягує верхню опорну арматуру. На повний опорний момент при необхідності може вводитись понижувальний коефіцієнт перерозподілу, який приймається згідно з п. 3.4. Оскільки цей коефіцієнт
Підбору розтягнутої арматури слід перевірити допустимість прийнятого коефіцієнта перерозподілу.
Стиснута арматура в опорних перерізах зазвичай приймається з конструктивних міркувань, але при цьому рекомендується, щоб значення Ъ, не перевищувало. зрізу зварних швів Rwf, тобто. RSCAS = 2Rwf (lw -10)-0,7kf, де lw - довжина зварного шва (мм), kf-катет кутового шва (мм), Rwf-в МПа. Розрахунковий опір бетону Rb слід приймати по бетону замонолічування.
У деяких випадках при значних моментах від вітрового навантаження та порівняно невеликих моментах від постійних навантажень нижню опорну арматуру слід перевірити на дію моменту, що розтягує цю арматуру. Цей момент визначається підсумовуванням опорних моментів від завантаження тимчасовим навантаженням окремих ригелів зі знаком, що збігається зі знаком моменту, що розтягує нижню арматуру, плюс момент від вітрового навантаження відповідного напрямку та мінусмомент від постійних навантажень. Такий момент може визначати значення нижньої опорної арматури найчастіше крайніх колонах нижніх поверхів.
При розрахунку прогонового перерізу враховуються завантаження тимчасовим навантаженням окремих ригелів, що викликають в середині прольоту ригелю, що розглядається, моменти, що розтягують нижню арматуру, а також завантаження всіх ригелів постійним навантаженням. Моменти від вітрового навантаження найчастіше враховувати недоцільно, оскільки вони в прогонових перерізах, як правило, дуже малі, але при цьому моменти від тимчасових навантажень слід враховувати зі знижуючими коефіцієнтами поєднань.
Максимальний момент у прольоті від усіх прийнятих завантажень при рівномірно розподіленому навантаженні на ригелі q визначається за формулою Мпр,max=ql 2 /8 – (Mоп.л+Моп.п)/2 + (Моп.л-Моп.п ) 2 /2ql 2 де Мооп.л Мооп.п - лівий та правий опорні моменти від прийнятих завантажень; якщо якийсь із цих моментів розтягує нижню грань, його слід використовувати зі знаком «мінус»; I - проліт ригеля у світлі. Цей момент слід множити на коефіцієнт перерозподілу. У разі обліку значного перерозподілу опорних моментів прогоновий переріз слід також розраховувати в припущенні утворення пластичних шарнірів в обох опорних перерізах.
Оскільки верхню опорну арматуру явно недоцільно розміщувати по всій довжині ригеля, окремі стрижні її обривають у прольоті, але так щоб була забезпечена міцність по моменту похилих перерізів, що починаються від кінця обірваного стрижня. При цьому, якщо припустити, що в межах проекції невигідного похилого перерізу відсутні зовнішні навантаження, то для вир хвилювання умови міцності достатньо завести за точку теоретичного обриву стрижень на довжину
де Q - поперечна силаперерізі, що проходить через точку теоретичного обриву; qsw = Rsw Asw/Sw – характеристика інтенсивності хомутів.
За точку теоретичного обриву приймається нормальний переріз, у якому зовнішній момент стає рівним граничному моменту без урахування арматури, що обривається Mult (рис. нижче). При розрахунку ригеля на дію рівномірно розподіленого навантаження q відстань від опорного перерізу до точки теоретичного обриву дорівнює
Обрив розтягнутих стрижнів на опорі та в прольоті
1 – точки теоретичного обриву; 2 - огюральна епюра моментів
Якщо прийняти, що в межах проекції невигідного похилого перерізу, рівного Q/qsw , в районі точки теоретичного обриву, напевно, діє зовнішнє рівномірно розподілене навантаження q, то довжину w можна дещо скоротити, визначивши її за формулою w = (Q/q)*(1 -√qsw/(qsw+q)
Але оскільки рівномірно розподілене навантаження зазвичай визначається як еквівалентне фактичному навантаженню, яке, як правило, не є суцільним рівномірним навантаженням, у всіх підручниках та посібниках рекомендується в деякий запас визначати значення w за формулою вище. Крім того, враховуючи, що точка теоретичного обриву при обліку фактичного навантаження може дещо відійти від опори, до зазначеного значення w додають довжину 5 діаметрів обірваного стрижня.
Окремі стрижні нижньої арматури, що не напружується, отриманої з розрахунку на дію максимального прогонового моменту Мпр.тах, доцільно не доводити до опори. При цьому довжину закладу за точку теоретичного обриву w також можна визначати за формулою вище. При розрахунку ригеля на дію рівномірно розподіленого навантаження q відстань від
опорного перерізу до точки теоретичного обриву також визначається за формулою , де граничнийпрогоновий момент без урахування арматури, що обривається, Мult приймається зі знаком «мінус».
У всіх випадках відстань від місць обриву стрижнів до перерізу, де арматура використовується з повним розрахунковим опором, повинна бути не меншою за довжину анкерування арматури 1ап, що визначається за СП 52-101-2003 або посібником. При цьому, якщо арматура прийнята із запасом, значення 1а„ можна зменшити, помноживши його на відношення площі арматури, теоретично необхідної, до площі фактичної арматури.
Визначення місць обриву верхньої та нижньої арматури можна проводити при дії комбінації навантажень, прийнятої при розрахунку відповідно опорного та прогонового перерізів.
Крім розрахунку по міцності опорні та прогонові перерізи слід також перевіряти з розкриття тріщин. Моменти при цьому визначають від тих самих комбінацій навантажень, що і при розрахунку за міцністю з використанням коефіцієнтів перерозподілу, але при нормативних значеннях всіх навантажень.
Розрахунок з розкриття тріщин проводиться згідно з СП 52-101-2003 та посібником. При цьому якщо верхня грань ригеля покрита бетонною підготовкою або цементною стяжкою, то допустиму ширину тривалого і нетривалого розкриття верхніх тріщин можна збільшити на 0,1 мм.
Такий розрахунок часто буває визначальним, якщо при розрахунку за міцністю враховувався значний перерозподіл опорних моментів. Але оскільки при розрахунку розкриття тріщин враховується значно менший перерозподіл, моменти, прийняті при такому розрахунку, можуть перевищувати моменти, граничні за міцністю. У цьому випадку слід не допускати перевищення напруги у розтягнутій арматурі його нормативного опору Rm.
Ригелі в загальному випадку слід перевірити за деформаціями при комбінації нормативних навантажень, прийнятих прирозрахунку прогонового перерізу Як правило, такий розрахунок може бути визначальним лише за шарнірного закріплення одного або обох кінців ригеля.
Розрахунок похилих перерізів на дію поперечної сили провадиться при комбінації навантажень, прийнятої при розрахунку опорного перерізу.
Для збірних ригелів з полицями в нижній або середній за висотою зоні інтенсивність хомутів потрібна з розрахунку похилих перерізів,
повинна бути збільшена для сприйняття відривного навантаження від плит або балок, опертих на ці полиці.
Якщо це навантаження рівномірно розподілене (при плоских плитах перекриття), то додаткова інтенсивність хомутів визначається за формулою
До розрахунку на відрив ригелів із полицями
а - при спиранні плоских плит; б - при спиранні балок або ребер плит; в - при спиранні ребристих плит з торцевими ребрами
Якщо на полиці ригеля спираються балки шириною Ь„ то додаткова інтенсивність хомутів дорівнює
де F - сумарна опорна реакція балок, що спираються.
Якщо полиці ригеля спираються ребристі плити з торцевим ребром, то навантаження кожної пари суміжних ребер вважається розподіленої на довжині, рівної bпл/1,5, де Ьш - ширина плити, тобто.
Для ригелів монолітних перекриттів з другорядними балками, що примикають до ригелів, інтенсивність хомутів також слід збільшити на величину, що визначається за формулою. При цьому значення hs відраховується від центру тяжкості стиснутої зони опорного перерізу другорядних балок (мал. нижче).
До розрахунку на відрив монолітних ригелів
1 - центр тяжкості стиснутої зони перерізу елемента, що примикає