Ригельді есептеу және құралымдау
Ригель есебiнде алдымен оның биiктiгiн , енiн деп қабылдайды. Ригель енi болса, онда дәнекерленген бір қаңқа, ал болса, онда екi не одан да көп қаңқа қойылады. Ригель биiктiгi болса, қаңқа ұзындығы бойынша қамыттар көлденең күш әсерiне есепсiз қойылады. Биiктiгi болатын арқалықтарда қамыттар элемент ұзындығының бөлiгiне ғана қойылады, биiктiгi арқалықтарда қамыттарды қоймауға рұқсат етiледi.
Жұмыстық бойлық арматура ретiнде диаметрi , ал көлденең арматура ретiнде дәнекерлеу шарты бойынша стерженьдер қолданылады.
Толық қаңқалы арқалықты жинамалы аралық жабын ригелі рамалық конструкция элементі болып табылады.
Толық емес қаңқалы(арқалықтың қабырғаға еркін сүйену жағдайында), аралықтарының 20% артық емес айырмашылықтары болатын ғимараттарда және азғана уақытша жүктеме жағдайында, ұстынның тірек қимасының бұрылуына қарсылығын ескермеуге және арқалықты бөлінбейтін деп қарастыруға болады.Арқалықтың көлденең қимасы – тікбұрышты және үсті немесе асты сөрелі тавр (4.1 сурет). арқалықтарды, әдетте, кернеуленбеген болып, ал алдын ала кернеуленген етіп дайындайды.Арқалықтың бетон класы B15…B30. Арқалықтарды екі-үш жазық дәнекерленген қаңқалармен арматуралайды.
Темірбетон арқалықтарды шектік тепе-теңдік әдісімен есептейді [12]. Бұл есептеудің мәні мынада: қауіпті қимада жүктеменің белгілі бір мәнінде жұмсақ болатты арматурадағы кернеу аққыштық шекке жеткенде созылымдылық топса деп аталатын үлкен аумақтық жергілікті деформациялар пайда болады. Осы қиманың ішкі иілгіш моменті тұрақты және –ке тең. Статикалық анықталатын конструкцияларда, мысалы еркін тірелген арқалықта (9.3,a – сурет), созымдылық топса пайда болған жағдайда, арқалық бөліктерінің өзара бұрылысы пайда болады, жарықтар ашылады,майысу үлкейеді, арқалық қирауға ұшырайды. Статикалық анықталмайтын конструкциялар бұл жағдайда өзгеше жұмыс жасайды. Бір аралықты, біркелкі күшімен жүктелген, тіректері мен аралығы бірдей арматураланған, соңы бекітілген арқалықты қарастырайық. Осы серпімділік есеп бойынша, бірінші екі созылымдылық шарнирлері бір уақытта арқалық тіректерінде пайда болады (9.3,б – сурет). Осы жағдайды тудырған жүктемені мын шарттан анықтауға болады:
Бірақ, бұл жүктеме қиратушы жүктеме болып саналмайды, өйткені аралық қиманың беріктігі толықтай пайдаланылмағандығы және арқалықтың еркін тірелген, тіректерде тұрақты моментті конструкция ретінде қосымша жүктеме қабылдауға мүмкіншілігі бар. Толықтай жүк көтергіш қабілетін жоғалту жағдайы, арқалықтың ортасындағы арматурадағы кернеу аққыштық жағдайға жеткен кезде орындалады. Конструкцияны шектік тепе-теңдік күйге әкелетін қосымша жүктеме мына шарттан анықталады, яғни . Осылайша, шектік тепе-теңдік әдісі серпімділік есептеу шартына қарағанда, конструкцияның едәуір жүк көтергіш қабілеттілігін ашуға мүмкіндік береді. Осы жағдайда, қатынасы, жүктеме сипатына, арматуралау әдісіне, конструкция түріне және т.б. байланысты. Барлық жүктелу кезеңдерінде, материалдар кедергісінен белгілі байланыс: аралық саны мен тиесілі тірек бөліктерінің моменттерінің қосынды мәні еркін тірелген арқалық моменті мәніне тең:
(9.2).
Тірек және аралық моменттердің ара қатынасы тіректегі және аралықтағы қабылданған арматура санына байланысты өзгеруі мүмкін. Осыған байланысты,арматура санын қабылдай отырып, созылымдылық топсаларының пайда болу орнын жоспарлауға болады.
Ішкі күштерді қайта бөлу есебі арматуралауды стандарттау және жеңілдетуге мүмқіндік беріп ,серпімділік есебіне қарағанда 20% экономикалық үнемділікті береді. Бірақ, бұл жағдайды қолданғанда мына шарттар орындалуы тиіс: а)конструкцияда, қолдану шарттарына сәйкес жарықтың және топсалардың пайда болуы қарастырылады
б) ішкі күштерді толығымен бөлініп болмайынша бетонның сығылған бөлігінің морт қирауы мен арматураның үзілуі болмауы тиіс; в) конструкция басты созылу және басты сығылу кернеулердің әсерлерінен қирамауы тиіс; г) пластикалық шарнирдегі жарықтардың ашылуын шектеу мақсатында қайта бөлінген (кішірейген) момент шамасының серпімділік есебінде алынған сәйкес моменттен 30%-дан артық ауытқушылық болмау қажет; д) конструкцияның майысулары конструкцияның геометриясы өзгермейтіндей өте аз мөлшерде болуы қажет.
Шектік теңесу әдісі өзінің артықшылықтарына (қарапайымдылығы мен сенімділігі және т.с.с.) байланысты статикалық анықталмаған темірбетон конструкциялардың кең класында (рамалар, контуры бойынша тірелген тақталар, арқалықсыз аражабындар және т.с.с.) кең таралған.
Арқалықты есептеу келесі ретпен жүргізіледі. Бірінші, екі-бес аралықты кесілмейтін арқалық түрінде есептік сұлбасын тағайындайды. Есептік аралығын ұстын остерінің арақашықтығына тең етіп қабылдайды, ал шеткі аралықтарда – қабырғаның тірек реакциясының әсер ету сызығынан ұстын осіне дейінгі арақашықтық. Арқалыққа түсетін тұрақты және уақытша жүктемелер , , мұндағы – арқылықтың меншікті салмағынан түсетін жүктеме, ; ; , – панел бойына тең арқалықтың жүк жолағының ені; және – аражабынның аудан бірлігіне түсетін жүктемелер.
Серпімді кесілмейтін арқалық сияқты арқалықтың ұзындығы бойынша уақытша жүктемелердің қолайсыз орналасуларындағы тұрақты және уақытша жүктемелерден пайда болған моменттер мен көлденең күштер:
(9.3)
мұндағы анықтау үшін кесте коэффициенттері .
Уақытша жүктемелер бір аралық салып орналасқан жағдайда жүктелетін аралықтың моменттері максимал мәнге жетеді, ал көршілес екі аралық пен одан кейінгілерінде бір аралық салып орналасса абсолюттік өлшемі бойынша тіректегі момент максимал мәнге жетеді (9.3, в-сурет). Пайда болған эпюрлері бойынша көлемдік эпюрлер тұрғызылады және ішкі күштерді қайта тарату жүргізіледі. Әсіресе, тіректерде пластикалық шарнирлерді орналастыру жөнді, себебі ол жік конструкцияларын қарапайым етіп жасауға және арматураны үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда ішкі күштерді қайта тарату максимал мәнге жеткен тірек моменттері эпюрараына үшбұрышты эпюраларды қосуға әкеледі (9.3, г-сурет); сонымен бірге «қайта таратылған» тірек моментінің минимал мәні серпімділікке есептеуден алынған мәннің 70%-нан кем болмауы қажет.
Бетон мен арматура класын, арқалық қимасының енін ала отырып, ұстынның қырындағы моменті бойынша оның қимасының биіктігін табады:
(9.4)
мұндағы 1,8 – арқалық қимасы үнемді болатын мәніне сәйкес келетін коэффициент; тірек остері бойынша июші момент. Бұндай болса қима биіктігі Алынған өлшемдерді сәйкестендіру талаптарына сәйкес дөңгелектейді.
Содан соң аралықтар мен тіректердегі бойлық арматуралардың есептік қималарын таңдайды, көлбеу қималар есебін жүргізеді, материалдар эпюрасын тұрғызады және бойлық арматураны үнемдеу мақсатында оның нақты үзілетін орындарын анықтайды (§4.3 қара); екінші шектік күй және монтаждық жүктемелерге есептеу жүргізеді.