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:
qr = br hr gb gf = 0,3×0,9×25×1,1= 7,425 кН/м,
где
br, hr – размеры поперечного сечения ригеля (п. 1.5);
γb = 25 кН/м3 – объёмный вес конструкций из тяжелого бетона;
γf = 1,1 – коэффициент надёжности по нагрузке (табл. 2.1).
· Продольная расчетная линейная нагрузка на ригель:
q = (P0l + qr)×gn = (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):
QA = Qq + QM, QB = Qq – QM,
где:
Qq – поперечная сила от действия равномерно распределённой нагрузки:
;
QM – 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 hк – ширина колонны: hк = 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
nэ = 5 – число этажей (табл. 1.1); H = 4,2 м – высота этажа; hk – ширина колонны.
4 Расчётная нагрузка:
Gk = Gk,n×gf = 106,31×1,1 = 116,94 кН.
· Продольная сила в колонне на уровне пола 1-го этажа:
4 От нормативной нагрузки:
Nk,n = Gk,n + L×l×[P0,n×(nэ – 1) + P1,n] =
= 106,31 + 9×9×[7,07×(5 – 1) + 5,30] = 2826,3 кН.
4 От расчётной нагрузки:
Nk = gn×(Gk + L×l×[P0 ×(nэ – 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 Rb = 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 γb2 = 0,9 (табл. 15 СНиП [2]).
Арматура
4 Продольная рабочая арматура панели – предварительно напрягаемая, класса А-VI (А1000) – по заданию.
Сопротивление растяжению:
· нормативное Rsn = 980 МПа (табл. 19* СНиП [2]),
· расчётное Rs = 815 МПа (табл. 22* СНиП [2]).
4 Полка панели армируется сеткой из проволочной арматуры класса Вр-I (В500).
Расчётное сопротивление растяжению Rs = 410 МПа (табл. 23* СНиП [2]).