Каждый конструктивный элемент в расчетной схеме имеет собственные характеристики и схему нагружения. Колонны, стены, фундаменты испытывают сжимающее усилие, в то время как балки растягивающее.
Ригель
В каркасной системе опорную балку принято называть ригелем Само это слово имеет немецкое происхождение и переводится как поперечная балка. Ригель — это горизонтально расположенный элемент, который является частью несущей системы, он соединяет стойки и опоры, обеспечивая геометрическую неизменяемость и устойчивость конструкции. Так как плоскость расположения и характер работы балки и ригеля схожи, их часто путают, для внесения ясности в этот вопрос перечислим их основные отличия:
- ригель располагается только горизонтально, в то время как балка может быть наклонной;
- балка — это несущий элемент, который работает на изгиб, а ригель связывает отдельные элементы рамы;
- сечение главных и второстепенных балок рассчитывается, а ригель может быть назначен конструктивно.
И ригель, и балка могут быть выполнены из любого материала – металла, древесины или железобетона. В железобетонных ригелях обычно применяется высокая марка бетона, обеспечивающая надежность и прочность. Ригели могут быть частью системы перекрытия, лестничной клетки, оконного проема, стропильной системы. Ригели используют при строительстве мостов, линий электропередач.
Зачастую наиболее целесообразно использовать готовые сборные железобетонные ригели, которые поставляются в широкой номенклатуре. Различают двухполочные ригели (предназначенные для опирания круглопустотных плит на две полки с каждой стороны), однополочные ригели (для опирания на одну полку), ригели для установки в лестничных пролетах, ригели для ребристых плит перекрытия, ригели без полок, консольные ригели для балконных плит.
Основные параметры ригеля — это длина и сечение, максимальная длина сборных железобетонных ригелей составляет 11,2 м. Такая длина подходит для установки между опорными колоннами в производственных зданиях, где применяется шаг 12 м.
Сфера применения ригелей достаточно широка и при этом специфична, в отличие от балок, которые являются несущим элементом каркаса, ригели передают нагрузку на опоры, поддерживают элементы сборных конструкций, соединяют вертикальные конструкции.
Монтируют ригели, так же, как и балки, с помощью грузоподъемных устройств и строп.
Второстепенная балка – это поперечная балка, которая поддерживается главными балками.
Расчет и конструирование железобетонного ригеля
Рассмотрим основные этапы расчета, который выполняется для монолитного железобетонного ригеля:
- в первую очередь собирают исходные данные (пролет ригеля и плит, размер нагрузки, класс бетона, класс арматуры) и выполняют компоновку. На компоновочной схеме плана показывают все элементы каркаса, а именно колонны, ригели, монолитные участки, питы перекрытий, несущие стены;
- определяют размеры ригеля исходя из конструктивных требований, ширина свесов должна составлять не менее одной шестой от длины пролета, высота свеса соответствует конструкции чистого пола;
- выполняют сбор нагрузок, для это оценивают постоянные и временные нагрузки. К постоянным следует отнести собственный вес конструкции, а также ту нагрузку, которая приходится от полит и пола. Определить расчетную нагрузку необходимо умножением нормативной на коэффициент надежности;
- на третьем этапе приступают к статическому расчету ригеля, эту задачу обычно выполняют в программных комплексах, типа ЛИРА, где легко создать расчетную модель и определить искомые нормативные и расчетные величины;
- на основании полученных значений оценивают выбранные сечения, определяют наиболее нагруженные элементы для подбора арматуры Полученные усилия используют для расчетов по 1 и 2 группе предельных состояний и конструирования ригеля.
Рисунок 1. Пример конструирования ригеля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В программе ПК ЛИРА реализована возможность оценки как отдельных воздействий, так и их сочетаний, что позволяет определить наиболее неблагоприятный вариант воздействия и увидеть, как деформируется ригель при каждом виде воздействия на него.
Составление примерной конструктивной схемы здания еще на самых первых вариантах эскизов позволяет избежать многих шибок в дальнейшем и учесть расположение всех элементов.
