Нагрузка на ригель поперечной рамы

· Ригель воспринимает нагрузку, действующую на грузовой площади шириной, равной расстоянию между поперечными разбивочными осями l = 9 м, а также нагрузку от собственного веса.

· Расчётная линейная нагрузка на ригель от его собственного веса:

q_r = b_r h_r g_b g_f = 0,3×0,9×25×1,1= 7,425 кН/м,

где

b_r, h_r – размеры поперечного сечения ригеля (п. 1.5);

γ_b = 25 кН/м³ – объёмный вес конструкций из тяжелого бетона;

γ_f = 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке (табл. 2.1).

· Продольная расчетная линейная нагрузка на ригель:

q = (P₀l + q_r)×g_n = (8,291×9 + 7,425)×0,95 = 77,941 кН/м.

Внутренние усилия в ригеле

По данным методических указаний [8], значения ординат огибающей эпюры моментов в ригеле обычно не превышают следующих величин:

4 в крайнем пролёте:	,
4 на левой средней опоре:	M21 = M23 = 0,085 qL2 = 0,085×77,941 ×(9)2 = 536,62 кН×м,
4 в среднем пролёте:	M22 = 0,055 qL2 = 0,055×77,941 ×(9)2 = 347,22 кН×м,
4 на правой средней опоре:	M32 = 0,065 qL2 = 0,065×77,941 ×(9)2 = 410,35 кН×м.

Значения поперечных сил на опорах определяются методами строительной механики (рис. 2.2,в):

Q_A = Q_q + Q_M, Q_B = Q_q – Q_M,

где:

Q_q – поперечная сила от действия равномерно распределённой нагрузки:

;

Q_M – поперечное усилие от действия опорных изгибающих моментов:

.

4 В крайнем пролёте:

, ,

Q₁₂ = + (- 58,81) = 296,79 кН, Q₂₁ = – (- 58,81) = 414,41 кН.

4 В среднем пролёте:

, ,

Q₂₃ = + = 364,76 кН, Q₃₂= – = 336,7 кН.

· Расчетный изгибающий момент на средней опоре определяется в сечении ригеля по грани колонны; величину этого момента можно вычислить по формуле:

,

где h_к – ширина колонны: h_к = 450 мм (п. 1.4).

Продольные усилия в колонне 1-го этажа

· Колонны здания работают в составе поперечной рамы каркаса, поэтому в них возникают продольные силы и изгибающие моменты. Последние обычно невелики, поэтому мы ограничимся только определением продольных усилий. Наибольшая продольная сила в колонне возникает на уровне пола 1-го этажа (сечение «к» на рис. 2.2, а).

· Колонна воспринимает со всех этажей нагрузку, действующую на её грузовой площади размером L´l, а также нагрузку от собственного веса.

· Нагрузка от собственного веса колонны

4 Нормативная нагрузка:

,

где

n_э = 5 – число этажей (табл. 1.1); H = 4,2 м – высота этажа; h_k – ширина колонны.

4 Расчётная нагрузка:

G_k = G_k,n×g_f = 106,31×1,1 = 116,94 кН.

· Продольная сила в колонне на уровне пола 1-го этажа:

4 От нормативной нагрузки:

N_k,n = G_k,n + L×l×[P_0,n×(n_э – 1) + P_1,n] =

= 106,31 + 9×9×[7,07×(5 – 1) + 5,30] = 2826,3 кН.

4 От расчётной нагрузки:

N_k = g_n×(G_k + L×l×[P₀ ×(n_э – 1) + P₁]) =

= 0,95×(116,94 + 9×9×[8,291×(5 – 1) + 6,513]) = 3164,2 кН.

3. Расчёт и конструирование предварительно напряженной панели перекрытия

Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон

4 Применяем тяжелый бетон класса В40 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

4 Расчётное сопротивление сжатию R_b = 22,0 МПа (табл. 13 СНиП [2]).

4 Бетон находится под воздействием длительной нагрузки, поэтому в расчетах умножаем его расчётное сопротивление на коэффициент условий работы γ_b2 = 0,9 (табл. 15 СНиП [2]).

Арматура

4 Продольная рабочая арматура панели – предварительно напрягаемая, класса А-VI (А1000) – по заданию.

Сопротивление растяжению:

· нормативное R_sn = 980 МПа (табл. 19* СНиП [2]),

· расчётное R_s = 815 МПа (табл. 22* СНиП [2]).

4 Полка панели армируется сеткой из проволочной арматуры класса Вр-I (В500).

Расчётное сопротивление растяжению R_s = 410 МПа (табл. 23* СНиП [2]).