Расчет стыка ригеля с колонной

Узлысоединенияригелеймеждусобойисколоннойдолжны обеспечиватьвосприятиеопорныхмоментовипоперечныхсилригеля.Этодостигаетсясоединениемопорнойарматурысоседнихригелей и устройством в колоннах опорных консолей.

Рисунок 3.5 – Узел соединения ригеля с колонной:

Стыковые стержни привариваются к горизонтальной закладной детали

 

Сечениеиразмерызакладнойдетали(пластинкиилиуголка)принимаютсяконструктивно.Дляпроверкиможноиспользоватьформулу, определяющую минимальноепоперечноесечениезакладнойдетали:

где N – усилие, которое способно воспринимать опорные стержни, т.е.

- общее сечение опрорных стержней ();

- расчетное сопротивление стали закладной детали.

Сварныешвы,соединяющиезакладныедеталисопорнойарматурой,истыковыестержнисзакладнымидеталямирассчитываютсяна усилие N. Длина сварных швов определяется по формуле

где - катет сварного шва; – характеристики сварного соединения по СНиП II–23–81* [4].

Принимаем

Сжимающиеусилиявобетонированномстыкевоспринимаются бетоном,заполняющимполостьмеждуторцомригеляиграньюколонны.Внеобетонированныхстыкахусилие N передаетсячерез сварныешвы,прикрепляющиенижнююзакладнуюдетальригеляк стальной пластине консоли. Суммарная длина сварных швов

 

где - сила трения от вертикального давления на опоре (

Принимаем

 

 

РАСЧЕТ КОЛОННЫ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ

 

Расчетно-конструктивная схема

Колонныпервого,априналичииподвала–подвальногоэтажа рассматриваютсякакстойкисжесткимзащемлениемвфундаментеи шарнирно-неподвижнымзакреплениемвуровнемеждуэтажногоперекрытия.Расчетнаядлинадлятакойсхемызакрепленияпринимаетсяотобрезафундаментадоосиригеляскоэффициентом0,7.Колонныостальныхэтажейрассчитываютсякакстойкисшарнирно-неподвижнымопираниемвуровняхперекрытийсрасчетнойдлиной , где Н – высота этажа.

Стыкиколоннустраиваютсявкаждомэтажеиличерезэтаж.Ригелиопираютсянаконсоликолонн.Стыкригелясколоннойпредусматриваетсяжестким.Ввидутого,чтожесткостьригелявышежесткостиколонн,влияниеизгибающихмоментовнанесущуюспособностьколонннезначительно.

 

Конструирование колонны

Подсчетнагрузок,действующихнаколоннуотпокрытияиперекрытия,приведенвтаблицах4.1и4.2соответственно.Зданиечетырехэтажноесподвалом,высотаэтажа6,0м,высотаподвала2,8м;нормативнаяполезнаянагрузка5,0кН/ ,втомчиследлительнодействующие 2,0кН/м, грузовая площадь 30 .

Таблица 4.1– Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия

Вид нагрузки	Величина нагрузки
нормативная		расчетная
Постоянные
1 Слой гравия на битумной мастике	0,16∙30 = 4,8	1,35	6,48
2 Гидроизоляционный ковер	0,1∙30 = 3,0	1,35	4,05
3 Цементно-песчаная стяжка	20∙0,02∙30 = 12	1,35	16,2
4 Утеплитель	4∙0,15∙30 = 18	1,35	24,3
5 Пароизоляция	0,03∙30 = 1,08	1,35	1,46
6 Плита покрытия	3,0∙30 = 90	1,35	121,5
7 Ригель (b = 20 см, h = 50 см)	2,5∙5 = 12,5	1,35	16,9
Итого
Временные
8 Полная снеговая		1,5
9 В том числе длительная		1,5

Таблица 4.2– Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия

Вид нагрузки	Величина нагрузки
нормативная		расчетная
Постоянные
1 Пол	3,5∙30 = 105	1,35	141,8
2 Плита	3,0∙30 = 90	1,35	121,5
3 Ригель	2,5∙5 = 12,5	1,35	16,9
Итого			280,2
Временные
8 Стационарное оборудование		1,5
9 Вес людей и материалов	5∙30 = 150	1,5
Итого

Нагрузкаотсобственноговесаколоннывпределахэтажаприпредварительнопринятыхразмерахеесечения0,3×0,3миобъемномвесежелезобетона25кН/м составит: нормативная ; расчетная 13,5∙1,15 =15,5 кН; в подвале – соответственно 6,3 и 7,25кН.

Пополученнымданнымвычисляемнагрузкинаколонныкаждого этажа(таблица4.3).Вкачестведоминирующейвременнойнагрузки принимаемнагрузкунаперекрытие.Тогдарасчетнаяпродольнаясила определяется по второму основному сочетанию:

Здесь - коэффициент сочетания для снеговой нагрузки.

Т а б л и ц а 4.3– Расчетные нагрузки на колонны

Этаж	Полная расчетная нагрузка,	В том числе длительно действующая,
	Расчетные нагрузки при
3-й
2-й
1-й
Подвал
	Расчетные нагрузки при
Подвал

Расчет колонны

 

Колонныпрямоугольногопоперечногосечения,нагруженные продольнойсжимающейсилой,приложеннойсослучайнымэксцентриситетом , и при гибкости и симметричном армировании разрешается рассчитывать по условию

(4.1)

1 Расчет колонны подвала.

, . Принимаем бетон класса , , арматура S500, , , тогда

 

Принимаем , тогда

Случайный эксцентриситет

Условная расчетная длина колонны

Условная гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем

Принимаем мм,

Процент армирования

2 Расчет колонны 1-го этажа.

, . Принимаем бетон класса ,

, арматура S500, , , тогда

Принимаем , тогда

Случайный эксцентриситет

Условная расчетная длина колонны

Условная гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем

Принимаем мм,

Процент армирования

3 Расчет колонны 2-го этажа.

, . Принимаем бетон класса ,

, арматура S400, , , тогда

 

Принимаем , тогда

Случайный эксцентриситет

Условная расчетная длина колонны

Условная гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем

Принимаем мм,

Процент армирования

4 Расчет колонны 3-го этажа.

, . Принимаем бетон класса ,

, арматура S400, , , тогда

 

Принимаем , тогда

Случайный эксцентриситет

Условная расчетная длина колонны

Условная гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем

Принимаем мм,

Процент армирования

Расчет консоли колонны

Дляопиранияригелейбалочныхперекрытийвколоннахпредусматриваюткороткиеконсоли,скошенныеподуглом=45(рисунок4.1).Ширинаконсоли назначаетсяравнойширинеколонны,а вылет –исходяизудобстваразмещениязакладныхдеталейдля крепления ригеля и необходимой длины сварныхшвов.

Рисунок 4.1 – Расчетная схема для короткой консоли

 

Минимальнодопустимаядлинаплощадиопиранияригеляизусловия прочности бетона насмятие:

Требуемый вылет консоли:

Если принять , то требуемая высота консоли у грани колонны из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе:

Тогда полная высота консоли у ее основания

Высота свободного конца консоли:

Изгибающий момент в опорном сечении:

Площадь продольной арматуры:

Поперечныестержниустанавливаютудвухбоковыхгранейконсоли с шагом не более и не более 150 мм.

Площадьсеченияотогнутойарматурыопределяютпоэффективномукоэффициентупоперечногоармирования

 

а) б)

 

Рисунок 4.2 – Армирование консолей колонн

Расчет стыка колонн

 

 

Рисунок 4.3 – Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматуры

 

Размеры сечения подрезки можно принять равными размера стороны поперечного сечения колонны:

Площадь части сечения колонны, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:

Площадь распределительного листа:

Расчетное сопротивление бетона смятию:

где

Принимаем .

Приведенное расчетное сопротивление смятию:

,

Здесь - коэффициент эффективности косвенного армирования,

где

- коэффициент армирования,

Принимаем , , количество стержней n = 9.

- коэффициент, учитывающий влияние арматуры сеток,

Принимаем радиус инерции арматурного стержня . Длина выпусков арматуры , тогда гибкость выпусков арматуры:

По гибкости и классу арматуры определяем

Условие выполняется.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ