Диаметр поперечных стержней устанавливаем по условию сварки с продольной арматурой диаметра 25 мм и по приложению 9 [1] принимаем 8 мм. Площадь Аs=0.503 см2,класс Bp-1, Rsw=255 МПа.
γb2=0.9 – коэф. условий работы
Количество каркасов – 2 площадь Asw=0.503·2=1,01 см2
Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям:
S=h/3=60/3=20 см – принимаем на приопорных участках длиной L/4
S=3/4×h=45 см – шаг стержней в средней части ригеля
Погонное усилие в поперечных стержнях:
1. qsw= Rsw× Аsw/S=255×1,01×(100)/20=1290 Н/см
Qb,min=φb3×Rbt×b×k×h0=0.6×1×1.05×30×54×(100)= 102060 Н
Условия:1) qsw> Qb,min/(2×h0)=102060·/2·54=945 Н/см 
1290 Н/см> 945 Н/см – условие выполняется
Mb=φb2×Rbt×b×h02=2×1.0×1.05×30×542×(100)=18370800 Н×см
2) Smax>20 см
Smax=φb4×Rbt×b×h02/Q=1.5×1.05×30×542×(100)/159248.5=87см
87>20 – условие выполнено
3) q1<0.56×qsw=1290×0.56=722.4 Н/см
q1=g+V/2=41.36+48/2=653.6Н/см
653.6<722.4– условие выполнено
2. Вычисляем поперечную силу Qb, воспринимаемую бетоном сжатой зоны над наклонным сечением:
С= 
см
C≤(φb2/φb3)ho=(2/0.6)·54=180 см
168<180 – условие выполняется
Qb=Мb/С, но Qb≥Qb,min
Qb=183708/168=109350 Н
Qb=109350 Н > Qb,min=102060 Н – условие выполнено.
3. Определяем длину проекции наклонного сечения:
С0= 
см
Ограничения:
1) С0<С; 119<168 – условие выполнено
2) С0<2×h0=119≤108 - условие не выполнено
3) С0>h0=119>54 – условие выполнено
принимаем С0=108
4. Поперечная сила в верху наклонного сечения:
Q=Qmax-q1×C=159248,5-653,6×168=149443,7 Н
5. Находим поперечную силу воспринимаемую хомутами в наклонном сечении:
Qsw=qsw×C0=1290×108=139320 Н
6. Проверяем условие прочности:
Q < Qb+Qsw
49443,7 Н< 109350+139320=248670 Н– условие прочности выполнено с большим запасом.
7. Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами:
|
|
μw=Asw/(b×S)=1,01 /(30×20)=0.002
α=Es/Eb=200000/27000=7.4
8. φw1=1+5×α×μw=1+5×7.4×0.002=1.08
φb1=1-β×Rb=1-0,01×1,05=0,99; β=0,01 для тяж. Бетона.
Условие прочности:
Qmax<0.3×φw1×φb1×Rb×b×h0=0.3×1.08×0.99×14,5×30×54(100)=753465,24Н
159248,5 Н<753465,24 Н– условие прочности выполнено.
Конструирование арматуры ригеля.
Ригель армируется двумя сварными каркасами, часть продольных стержней обрывается в соответствие с изменением огибающей эпюры моментов.
Назначение: для определения мест обрыва стержней, для проверки прочности всех сечений ригеля.
Рис. 10
AS1+AS2=AS; AS=11,37 см2
μ=As/(b×h0)
μ1=11,37 /(30×54)=0.007
h02=h-a; h02=60-3=57 см
AS= AS2=6,28 см2
μ2=6,28 /(30×57)=0.004
Определяем момент воспринимаемый сечением с фактической арматурой
1. ξi=μiRs/Rb
ξ1=0.007×365/11.5=0.22
ζ1=0,89
ξ2=0.004×365/11.5=0.13
ζ2=0,935
2. Мфак=Rs×As×ζ×h0
М1-1=365×11.37×54×0.89=199451.403 Н×cм
М2-2=365×6.28×57×0.935=122162.799 Н×cм
Обрываемые стержни заводятся за место теоретического обрыва на длину анкировки:
ω=Qтто/2qsw+5d>20d
ω=104850/2×1290+5·18=50 см >36 –условие удовлетворяется
Принимаем длину анкировки 50 см
Проектирование колонны среднего ряда.
Рис. 11
Материалы колонны:
бетон:
класс – В20;
расчетное сопротивление осевому сжатию Rb=11.5 МПа;
расчетное сопротивление осевому растяжению Rbt=0.9 МПа;
модуль упругости бетона Eb=24×103 МПа;
арматура:
класса АIII
расчетное сопротивление растяжению арматуры Rs=365 МПа;
модуль упругости стали арматуры Es=200×103 МПа;