Розрахунок і конструювання ригеля

Розрахункова схема поперечної рами каркаса являє собою багатопрогонову багатоповерхову раму з жорсткими вузлами. Для цього курсового проекту можна користуватися допусками, які спрощують розрахункову схему: ригелі багатоповерхових рам при звичайних величинах прогонів і навантаженнях, а також при погонній жорсткості ригеля втричі більші сумарної прогонної жорсткості стояків, що примкнули до вузла. Вони можуть бути розглянуті як нерозрізні балки на шарнірних опорах (рисунок 3.5). При повному каркасі крайні ригелі приймаються пружно защемленими у стояках зовнішнього ряду.

Для визначення зусиль у перерізах ригеля необхідно виконати збір навантажень. У даному курсовому проекті ширина будівлі складає 2 прогони по 6 м і рами розташовуються в короткому напрямку. Крок колон рекомендується брати 6 м. Зовнішні стіни виконані з цегли.

Виходячи з цього, розрахункову схему слід уподібнити двопрогоновій балці з шарнірним опиранням на кінцях завантаженої рівномірно розподіленим тривалим і тимчасовим навантаженням, значення якого визначається множенням відповідного навантаження 1 м² на крок між ригелями, а саме 6 м.

Збір навантаження доцільно проводити в табличній формв. Чисельний приклад збору навантажень приведений в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Збір навантажень на ригель

Вид навантаження	Нормативне навантаження, Н/м	Коефіцієнт надійності по навантаженням	Розрахункове навантаження, Н/м
І. Постійне: маса плити і підлоги маса ригеля	4550 · 6 3800 · 1	1,1 1,1
Разом			q = 34210
ІІ. Тимчасове корисне короткочасне тривалодіюче	3625 · 6   3625 · 6	1,2   1,2
Разом			v = 52200
ІІІ. Всього			q + v = 86410
У тому числі довгочасне і постійне

Значення тимчасового корисного навантаження подано у завданні. Розподіл його на короткочасне і тривало діюче допускається брати по 50%.

Розміри ригеля попередньо задаються в межах:

а) висота h = (1/10...1/15)· l = 60...40 см;

б) ширина ребра b = (0,3...0,4)· h= 18...24 см;

в) ширина полиці (якщо ригель тавровий) b_f = (2...2,5)· b = 36...50 см.

Навантаження на ригель при ребристому покритті є зосередженим. Однак, якщо кількість ребер в прогоні більше чотирьох, зосереджене навантаження прирівнюють до рівномірно розподіленого. Визначення зусиль у нерозрізних багатопрогонових балках доцільно проводити з урахуванням пластичних деформацій, які призводять до перерозподілу і вирівнювання згинаючих моментів. Розрахунок згинаючих моментів виконується в табличній формі для кожної комбінації зусиль і йде пошук найбільш невигідних, за якими в подальшому будують огинаючі епюри моментів. У таблиці 3.2 подано приклад визначення опорних і прогонових моментів та їх комбінації для даних, наведених у таблиці 3.1.

Таблиця 3.2

Схема	М1	М2	Опорний момент
	0,07q · l2 = = 84772,38	0,07q · l2 = = 84772,38	-0,125q · l2 = = 151379,25
	0,096v · l2 = = 116259,26	- 0,025v · l2 = = -30275,85	-0,063v · l2 = = -76295,14
	- 30275,85	116259,26	-76295,14
	201031,64	54496,53	-227674,39
	54496,53	201031,64	-227674,39
Найменш вигідна	201031,64	201031,64	-227674,39

Після визначення ординат згинаючих моментів проводять їх вирівнювання в прогоні та на опорі з метою уніфікації конструкцій збірних елементів, їх стиків і армувань. З цією метою до епюри опорних моментів додають з протилежним знаком надопорні ординати трикутних епюр (рисунок 3.5). обов’язкова умова – опорний момент після перерозподілу зусиль повинен складати не менше 70% його значення, визначеного за пружною стадією. На рисунку 3.5 подано приклад вимірювання моментів для І + ІІ таблиці 3.2. Для комбінації І + ІІ вирівнювання епюри буде дзеркальним І + ІІ.

Рисунок 3.5

Значення ординати Х визначається з умови

227676 – Х = 201031 + 0,5 Х,

звідки Х = 17761.

При цьому значення М_оп = 227674 – 17761 = 209913;

М_пр1 = 2010314 + 0,5 · 17761 = 20912;

М_пр2 = 54496 + 0,5 · 17761 = 53376.

Накладаючи вирівняні епюри моментів від комбінацій І + ІІ, одержуємо огинаючу епюру вирівняних моментів.

Для трипрогонової рами приклад її статичного розрахунку з урахуванням перерозподілу зусиль подано в (15, с. 661-664). За отриманими опорними моментами і зовнішніми навантаженнями визначаємо опорні реакції в ригелі, значення яких береться при розрахунку на дію поперечної сили.