5.3.3 Расчет продольного армирования колонны первого этажа.

Величина случайного эксцентриситета

Принимаем величину случайного эксцентриситета e_a=20 мм

Расчетная длина колонны .

здесь:

гибкость колонны

При и, по таблице получаем

Необходимое сечение продольной арматуры

Принимаем 632 S400 A_stot= 48.25 см²

В качестве поперечной арматуры для армирования колонны прини­маем стержни 8мм из стали класса S240 с шагом 45 см, что меньше 15 = 153.2 = 48см.

5.4 Расчет консоли колонны.

Консоль колонны воспринимает поперечную силу ригеля от одного междуэтажного перекрытия. Наибольшая поперечная сила действует на опоре B слева и равна .

5.4.1 Конструирование консоли.

Минимально допустимая длина площадки опирания ригеля на колонну из условия прочности на смятие:

см

Расстояние от торца сборного ригеля до грани колонны d = 6 см, тогда вылет консоли равен: l = l_sup + d = 13.6 + 6 = 19.6 см<b_р=30см.

Требуемая рабочая высота консоли у грани колонны может быть опре­делена из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе:

Полную высоту консоли у ее основания принимаем hd+c45 см.

Тогда: d_ут = h - c = 45- 2.5= 42.5 см.

Нижняя грань консоли у ее основания наклонена под углом 45⁰, поэтому высота свободного конца консоли:

³ 1/3 × h

;

h = 3 × =3× 15= 45 см;

5.4.2 Армирование консоли.

Ригель опирается на консоль на длине площадки, равной 225 мм.

Расчетный изгибающий момент силы V_sd относительно грани колонны:

M = V_sd × a, где – расстояние от силы до грани примыка­ния консоли к колонне.

M = 460.6 ×15.8 = 7277 кН × см.

Требуемую площадь сечения продольной арматуры подбираем по из­гибающему моменту M, увеличенному на 25%:

Принимаем: 2Æ18 S400 (A_s = 5.09 см²). Эти стержни привариваются к закладным деталям консоли.

Так как h=45см > 2.5 × a = 2.5 × 17.25 = 43.125см, то консоль армируется отогнутыми и поперечными стержнями.

Площадь сечения отогнутой арматуры можно определить по:

A_st,inc = 0.0015× b_с × d_ут = 0.0015× 40 × 41.5 = 2.49см².

Отогнутую арматуру устанавливаем в двух наклонных сечениях по два стержня в каждом сечении, то есть 4Æ12 S400 (A_s = 4.52 см²).

Поперечные стержни принимаем по двум граням консоли из стали класса S240 Æ8 мм (A_sw=1.01 см²). Шаг поперечных стержней должен быть не более 15 см и не более h/4 = 45/4 = 11.25 см. Принимаем в пределах консоли шаг поперечных стержней S = 10 см.

Рис 15 . Армирование консоли колонны.

5.5. Расчет стыка колонн.

Стык такого типа должен рассчитываться для 2-х стадий:

-до замоноличива­ния как шарнирный на монтажные (постоянные) нагрузки

-после замоноличи­вания как жесткий с косвенным армированием на эксплутационные (полные) нагрузки.

Рассмотрим устройство стыка на третьем этаже, где действует продольная сила:

-от полных нагрузок

кН,

-от постоянных нагрузок

кН

Для осуществления этого стыка в торцах стыкуемых звеньев колонн в местах расположения продольных стержней устраивают подрезки.

При расчете стыка до замоноличивания усилие от нагрузки воспринима­ется бетоном выступа колонны, усиленным сетчатым армированием () и ар­матурными выпусками, сваренными ванной сваркой (). Поэтому условие прочности стыка имеет вид:

где A_c0 – площадь смятия, принимаемая равной площади центрирующей про­кладки или площади листа;

j₁ – коэффициент продольного изгиба выпусков арматуры;

A_s.tot – площадь сечения всех выпусков арматуры;

f_cud,eff – приведенная призменная прочность бетона.

Размеры сечения подрезки прини­маем (b₁ х h₁) = 1111 см.

Тогда площадь части сечения, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:

Центрирующую прокладку и распределительные листы в торцах колонн назначаем толщиной 2 см, а размеры в плане: 12´12 см, что не более 1/4 ширины колонны, распределительных листов - 25 ´ 25 см.

За площадь смятия A_c0, принимаем площадь распределительного листа, поскольку его толщина 20мм превышает 1/3 расстояния от края листа до цен­трирующей прокладки

(см), то есть A_c0 = 25 × 25= 625 см².

Принимаем A_c1 = A_eff = 1895.3 см².

Коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии:

Сварные сетки конструируем из проволоки Æ5S400 cf_yd=365МПаиA_sx =A_sy = 0.196см². Размеры ячеек сетки должны быть не менее 50мм, не более 1/4b_с = 500/4 = =125мми не более 100мм. Шаг сеток следует принимать не менее 60мм, не более 150мми не более 1/3 стороны сечения. В каж­дом направлении сетки число длинных стержней - 6, коротких - 4.

Расчет­ная длина длинных стержней 45 см, коротких – 25 см.

Коэффициент косвенного армирования:

ρ_xy.

Коэффициент эффективности косвенного армирования:

j_о = =

где y =

Значение f_cud,eff определяем по формуле:

где φ_s= =

Тогда

Для вычисления усилия N_Rd2 определяем радиус инерции арматурного стержня диаметром 28 мм:

i = d/4 = 28/4 = 0.7 см;

-расчетная длина выпусков арматуры, равная длине выпусков арматуры: l₀ = l = 30 см;

-гибкость выпусков арматуры: l₀/i = 30/0.7 = 37.5;

Коэффициент продольного изгиба арматуры: j₁ = 0.89;

Усилие, воспринимаемое выпусками арматуры:

Предельная продольная сила, воспринимаемая незамоноличенным сты­ком:

=2438 +400 =2838кН > 2503.4 кН.

Таким образом, прочность колонны в стыке до замоноличивания больше усилий, вызванных нагрузкой даже в стадии эксплуатации. Проверку прочности стыка в стадии эксплуатации можно не производить, так как добавится еще прочность замоноличенного бетона.

Рис. 16. Стыка колонн между собой.