4.3 Расчет по прочности на усилия, возникающие при подъеме и монтаже

Колонны имеют выступающие консоли. Их изготовляют, перевозят и поднимают плашмя, поэтому при расчете на монтажные усилия в растянутую зону бетона попадают только два стержня Ø36 с A_s=20,36 см². Рабочая высота сечения при работе на изгиб . Несущая способность сечения может быть определена как для балки с двойной симметричной арматурой

При подъеме и монтаже колонна работает на изгиб. Колонну поднимают за монтажные петли, установленные на расстоянии от торцов , тогда положительный и отрицательный моменты от собственного веса равны. Поскольку такому расположению мешают консоли, принимаем . При монтаже колонну стропуют за специальное монтажное отверстие, расположенное на расстоянии от ее верхнего конца.

Нагрузка от собственного веса колонны с учетом коэффициента динамичности k_д=1,4 (п. 1.13, [2]): . В соответствии с приведенными расчетными схемами усилия, возникающие при подъеме и монтаже, определяются следующим образом:

момент при подъеме:

пролетный момент

момент при монтаже:

пролетный момент с достаточной точностью можно определить по формуле

Наибольшие моменты, возникающие при подъеме и монтаже, - M_оп=5,33 кН*м и M_пр=19,91 кН*м – меньше момента, который воспринимает сечение М=218,48 кН*м, т.е. прочность колонны при перевозке, подъеме и монтаже обеспечена.

4.4 Конструирование колонны

В верхней части колонны по углам предусматриваем выемки для выпусков арматуры с последующей их сваркой с выпусками стержней вышестоящей колонны. После монтажа выемки заделывают бетоном класса не ниже В20. Длину колонны определяем с учетом заделки ее ниже отметки пола на 0,8 м и расположения стыка на 0,65 м выше перекрытия:

Продольные стержни, определенные расчетом, включаем в два плоских каркаса КР, которые с помощью поперечных стержней (хомутов) объединяем в пространственный каркас КП1.

Шаг поперечных стержней при принимается не более 500 мм и не более 20d_s. При расстояние между хомутами должно быть не более 10d_s и не более 300 мм. При этом конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать закрепление сжатых стержней от их бокового выпучивания в любом направлении.

В нашем случае принимаем s=500 мм. По условиям сварки (табл. 2 приложение 3 [1]) диаметр поперечных стержней d_sw≥0,25d_s, принимаем Ø8 А- III.

Защитный слой бетона до рабочей арматуры должен составлять не менее 20 мм и не менее d_s, в нашем случае – 20 мм. Окончательно расстояние от осей продольных стержней до наружных граней принято равным 40 мм – с учетом возможности надевания на КП1 сеток косвенного армирования С1.

Эти сетки, наряду с сетками С2, устанавливаем в верхней части колонн для предохранения бетона от разрушения при местном сжатии, т. е. смятии (в нижней части они не нужны, так как колонна заделана в стакане фундамента). Размеры ячеек сеток – от 45 до 100 мм, но не более ¼ меньшей стороны сечения (400/4=100 мм); шаг сеток – в пределах от 60 до 150 мм, но не более 1/3 меньшей стороны сечения (400/3=133,3 мм). От торца колонны на длине не менее 10d_s=10∙36=360 мм устанавливают не менее четырех таких сеток. При этом коэффициент объемного армирования должен быть μ_xy≥0,0125.

Назначаем шаг сеток s=90 мм, стержни Ø8 А-III с ячейкой 50х50 мм.

Коэффициент армирования:

где n_x, n_y – число стержней в сетке в обоих направлениях, шт;

A_sx, A_sy – площадь сечения стержней сетки, см²;

l_x, l_y – длина стержней сетки в обоих направлениях, см.

При конструировании колонны необходимо соблюдать также следующие требования.

Концы продольных рабочих стержней должны отстоять от торца элемента на расстоянии не менее:

- 15 мм – для монолитных колонн длиной до 6 м включительно при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно;

- 20 мм – для монолитных колонн длиной более 6 м при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно.

Торцы поперечных стержней сварных каркасов колонн должны иметь защитный слой не менее 5 мм.

Расстояние между осями стержней продольной арматуры колонн должно приниматься не более 400 мм. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм между ними необходимо устанавливать конструктивные стержни диаметром не менее 12 мм, с тем, чтобы расстояние между продольными стержнями были не более 400 мм.

Расстояние в свету между продольными стержнями следует назначать не менее 50 мм и не менее диаметра стержня d_s.

Предусматриваем две петли из стержней Ø14 A-I.

ЛИТЕРАТУРА

1.Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания (связевой вариант):Метод. указания [Электронный ресурс].

2.Габрусенко В.В. Сборные железобетонные конструкции многоэтажного каркасного здания: Метод. указания/ В.В.Габрусенко. Новосибирск-НИСИ, 1991.

3. СНиП 2.03.01 – 84*. Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. – 76 с.

4. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003. – 44 с.

5.ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.

КР.ЖБК.38-12-ПЗ