Расчетный пролет ригеля между осями колонн 
, а в крайних пролетах:
где 
привязка оси стены от внутренней грани, м
глубина заделки ригеля в стену, м
3.1 Материалы ригеля и их расчетные характеристики
Бетон тяжелый класса: В15, 
коэффициент условий работы бетона 
Арматура:
- продольная рабочая A300(А-II) 
; 
;
- поперечная В500(A-I) 
; 
3.2 Статический расчет ригеля
Предварительно определяем размеры сечения ригеля:
- высота hp=600 мм
- ширина bp=250 мм
Нагрузка от массы ригеля: 
Нагрузку на ригель собираем с грузовой полосы шириной, равной номинальной длине плиты перекрытия.
Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины ригеля.
Постоянная от перекрытия с учётом коэффициента надёжности по назначению здания 
:
от массы ригеля с учётом коэффициента надёжности 
и 
:
Итого: 
Временная нагрузка с учётом коэффициента надёжности по назначению здания :
Полная расчетная нагрузка:
Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил находим в предположении упругой работы неразрезной трех пролетной балки. Схемы загружения и значения M и Q в пролетах и на опорах приведены в табл.2.
Т а б л и ц а 2 - Определение расчетных изгибающих моментов и поперечных сил
| № сх | Схема загружения | Изгибающие моменты, кН∙м | Поперечные силы, кН | ||||||
| М1 | М2 | М3 | МВ | МС | QА | QВ1 | QВ2 | ||
| 0,08× ×35,34× ×7,052 = 140,52 | 0,025× ×35,34× ×6,92 = 72,06 | 140,52 | -0,1× ×35,34× ×6,92 = -168,25 | -168,25 | 0,4×35,34× ×7,05=99,66 | -0,6×35,34× ×7,05= -149,49 | 0,5×35,34× ×6,9=121,92 | |
 
| 0,101× ×45,6× ×7,052 = 226,64 | -0,05× ×45,6× ×6,92= -108,55 | 226,64 | -0,05× ×45,6× ×6,92= -108,55 | -108,55 | 0,45×45,6× ×7,05=144,67 | 0,55×45,6× ×7,05= = 176,81 | ||
| -0,025× ×45,6× ×7,052 = -56,66 | 0,075× ×45,6× ×6,92 = 162,83 | -56,66 | -0,05× ×45,6× ×6,92= -108,55 | -108,55 | -0,05×45,6× ×7,05= -16,07 | -0,05×45,6× ×7,05= -16,07 | 0,5×45,6× ×6,9=157,32 | |
| -0,117× ×45,6× ×6,92= -254,01 | -0,033× ×45,6× ×6,92= -71,64 | -0,383×45,6 ×7,05=123,13 | -0,617×45,6× ×7,05= = -198,35 | 0,583×45,6× ×6,9=183,44 | ||||
| 1+2 | 367,16 | 367,16 | -276,8 | 244,33 | |||||
| 1+3 | 234,89 | ||||||||
| 1+4 | -422,26 | -347,84 | 305,36 |
Рисунок 5 - К статическому расчету трехпролетного ригеля
а – эпюра моментов при различных комбинациях схем загружения;
б – выравнивающая эпюра моментов для комбинации схем 1+4;
в – выравнивающая эпюра моментов для комбинации схем 1+2 и 1+3;
г – выровненная эпюра моментов.
По данным табл.2 строим эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для различных комбинаций нагрузок. При этом значения M и Q от постоянной нагрузки – схема I – входят в каждую комбинацию. Далее производим перерасчет усилий.
Максимальный момент на опоре уменьшаем на 30%:
Исходя из принятого опорного момента, отдельно для каждой комбинации осуществляем перераспределение моментов между опорными и промежуточными сечениями добавлением треугольных эпюр моментов.
Опорный момент ригеля по грани колонны на опоре «В» со стороны второго пролета при высоте сечения колонны 
3.3 Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси
В соответствии с п.3.14 [2] (пособие по проектированию к СП 52-101-2003) изгибаемые элементы рекомендуется проектировать так, чтобы обеспечивать выполнение условия x ≤ xR. Невыполнение этого условия допускается лишь в случаях, когда площадь сечения растянутой арматуры определена из расчета по II ГПС или принята по конструктивным требованиям.
Подбор арматуры:
1) в первом пролете
, принимаем h=900 мм, т. к. h>600
ho=900-60=840 мм
принимаем 2 стержня диаметром 28 и 2 стержня диаметром 20 с As=1860 мм2
2) во втором пролете
принимаем 4 стержня диаметром 20 с As=1256 мм2
3) на опорах Mb2 (на грани колоны)
,
принимаем 2 стержня диаметром 22 и 2 стержня диаметром 20 с As=1388мм2
3.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси
I. Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами производится по формуле:
244,33<535,5 кН
II. Предполагаем,что в расчетном наклонном сечении Qb=Qsw=Q/2
1) Рассмотрим крайнюю опору А → Q=244,33
Диаметр поперечных стержней установим из условия сварки с продольной арматурой диаметром 28 мм и принимаем dsw=10 мм с Asw=78,9 мм2. Т.к. число каркасов равно двум, то Asw=78,9·2=158 мм2.
По конструктивным условиям шаг поперечных стержней у опоры не должен превышать 0,5 ho и 300 мм, а в пролете – 0,75 ho и 500 мм.
Шаг определяем по формуле:
Принимаем С=1680 мм, тогда:
На всех приопорных участках длиной 0,25 l принимаем шаг Sw=60 см, а в средней части – 0,75h=67,5 см.
2) На промежуточной опоре В Q=347,84 кН
Принимаем С=1521,4 мм, тогда:
На всех приопорных участках длиной 0,25 l принимаем шаг Sw=40 см, а в средней части – 0,75ho=45 см.
3.5 Построение эпюры арматуры
Эпюру арматуры строим в такой последовательности:
- определяем изгибающие моменты М, воспринимаемые в расчетных сечениях, по фактически принятой арматуре;
- устанавливаем графически или аналитически на огибающей эпюре моментов места теоретического обрыва стержней;
- определяем длину анкеровки обрываемых стержней 
, причем поперечная сила Q в месте теоретического обрыва стержня принимаем соответствующей изгибающему моменту в этом сечении; здесь d – диаметр обрываемого стержня.
- в пролете допускается обрывать не более 50% расчетной площади
сечения стержней, вычисленных по максимальному изгибающему моменту.
1) Рассмотрим сечение первого пролёта. Арматура 2Ø28А-II с 
и 2Ø20А-II с 
Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры:
,
Арматура 2Ø20 A300 c 
мм2 обрывается в пролете, а стержни 2Ø28 А300 c 
мм2 доводятся до опор.
Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой:
,
Графически определяем точки обрыва двух стержней 2Ø20 А300. В первом сечении поперечная сила 
, во втором 
. Интенсивность поперечного армирования в первом сечении при шаге хомутов 
равна:
Принимаем 
Во втором сечении при шаге хомутов S=480 мм:
Принимаем 
2). Сечение во втором пролете: принята арматура 4Ø20 А300 c 
.Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры:
Определяем момент, воспринимаемый сечением, для чего рассчитываем необходимые параметры:
,
Арматура 2Ø20 A300 c мм2 обрывается в пролете, а стержни 2Ø20 А300 c мм2 доводятся до опор.
Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой:
,
Графически определяем точки обрыва двух стержней 2Ø20 A300. Поперечная сила в пятом сечении 
. Интенсивность поперечного армирования в пятом сечении при шаге хомутов 
равна:
Принимаем 
Рисунок 7 - Построение эпюры арматуры
3) На первой промежуточной опоре слева принята арматура 2Ø22 А300 с As=760 мм2 и 2Ø20 А300 с As=628 мм2
,
Арматура 2Ø22 A300 с 
мм доводится до опор, а стержнем 2Ø20 с мм обрывается в пролете.
Определяем момент, воспринимаемый сечением с этой арматурой:
Графически определяем точки обрыва двух стержней 2Ø20 А300. В третьем сечении поперечная сила 
, в четвертом 
. Интенсивность поперечного армирования в третьем сечении при шаге хомутов 
равна:
Принимаем 
В четвертом сечении при шаге хомутов S=480 мм:
Принимаем 
3.6 Расчет стыка элементов ригеля
Рассматриваем вариант бетонированного стыка. В этом случае изгибающий момент на опоре воспринимается соединительными стержнями в верхней растянутой зоне и бетоном, заполняющим полость между торцом ригелей и колонной.
Принимаем бетон для замоноличивания класса В20, 
Стыковые стержни из арматуры класса A300; 
Изгибающий момент ригеля на грани колонны 
,
рабочая высота сечения 
Принимаем арматуру 2Ø32 А300 c 
Длину сварных швов для приварки стыковых стержней с закладными деталями ригеля определяем следующим образом:
где 
Коэффициент 1,3 вводим для обеспечения надежной работы сварных швов в случае перераспределения опорных моментов вследствие пластических деформаций.
При двух стыковых стержнях и двусторонних швах длина каждого шва (с учетом непровара) будет равна:
Конструктивное требование 
Принимаем 
Закладная деталь ригеля приваривается к верхним стержням каркаса при изготовлении арматурных каркасов. Сечение этой детали из условия прочности на растяжение:
Конструктивно принята закладная деталь в виде гнутого швеллера длиной 37 см из полосы толщиной 8 мм;
Длина стыковых стержней складывается из размера сечения колонны, двух зазоров по 5 см между колонной и торцами ригелей и двух длин сварного шва:
