5.5. Расчет армирования консоли
Определяем изгибающий момент по формуле:
Определим коэффициент αm:
Требуемая площадь сечения продольной арматуры:
принимаем 2Ø25 A300, As = 9,82 см2
Назначаем поперечное армирование согласно [], при h = 60см>2,5а = 2,5 15= =37,5 см консоль армируем наклонными хомутами по всей высоте.
Минимальная площадь сечения арматуры:
As,inc = 0,002bc h0c = 0,002 40 55 = 4,4 см2
принимаем 2Ø18 A300, As = 5,09 см2.
Диаметр отгибов должен удовлетворять условию:
d0 ≤ (1/15)linc = (1/15)20 1,41 = 1,88 см
и меньше d0 = 25 мм; принято d0 = 1,4 см – условие соблюдается
Хомуты принимаем двухветвевыми из стали Вр500 Ø6 мм, Asw = 0,283 см2.
Шаг хомутов консоли назначаем не более 150 мм и не более (1/4)h = 60/4 = 15 см принимаем шаг 150 мм.
Рисунок 12 – Конструкция и армирование консоли средней колонны
5.6 Расчет стыка колонн
Колонны стыкуем сваркой торцевых стальных листов, между которыми при монтаже вставляем центрирующую прокладку толщиной 5 мм.
Расчетное усилие в стыке принимаем по нагрузке второго этажа:
Nl =3089,08 0,95= 2935 кН
Из расчета на местное сжатие стык должен удовлетворять условию: N ≤ Rb,red Aloc1
Для колонны второго этажа имеем продольную арматуру 6Ø25 A300, бетон класса В30.Так как продольная арматура обрывается в зоне стыка, то требуется усиление концов колонн сварными поперечными сетками. Проектируем сетки из стали класса A300, Ø6. Rs = 270МПа. Rsс= 270 МПа.
Назначаем размеры центрирующей прокладки в плане: c1 = c2 > b/3 = 600/3 = 200 мм, принимаем прокладку размером 200 х 200 х 5 мм.
Рисунок 13 – Конструкция и армирование стыка колонн
Размеры торцевых листов в плане:
h1 = 400-20 = 380 мм
b1 = 600-20 = 580 мм, толщина t = 15 мм.
Усилие в стыке определяем по формуле:
Ni ≤ Nw+Nn, где
Nw – усилие воспринимаемое швами, кН.
,
где
Ac = Aw+An – общая площадь контакта,
Aw – площадь контакта по периметру сварного шва торцевых листов,
Aw = 2 2,5t(h1+b1-5t) = 2 2,5 1,4(38+58-5 1,5) = 619,5 см2
An – площадь контакта под центрирующей прокладкой
An = (c2+3t) (c1+3t) = (20+3 1,5)2 = 600 см2
Общая площадь контакта:
Ac = Aw+An = 619,5+600 = 1219,5 см2
Определяем усилие, приходящееся на центрирующую прокладку:
Nn = Ni-Nw = 2935-1491 =1444 кН
Требуемая толщина сварного шва по контуру торцевых листов:
,
где
Rwy = Ry = 215 МПа по таблице 51* СНиП II-23-81*для сжатых стыковых швов, выполняемых электродами марки Э-42; принимаем толщину сварного шва 5 мм.
По конструктивным соображениям у торцов колонны устанавливаем 4 шт. сеток. Назначаем предварительно сетки из стержней Ø5 мм A300, As = 0.283 см2, размер стороны ячейки a = 5 см, число стержней в сетке nx=11, ny=7, шаг сеток S = 6 см.
Для квадратной сетки: коэффициент насыщения поперечными сетками:
где Аef – площадь бетона внутри контура сеток
Aef = b1h1 – 4Asoc=360·560-4·6400=176000 мм2,
где b1 = 600 - 2·20 = 560 мм; h1 = 400 - 2·20 = 360 мм, Asoc = (100-20)· (100-20)=6400 мм2.
коэффициент эффективности косвенного армирования:
Прочность стыка на смятие:
Ni ≤ Rb,red Aloc1, где
Rb,red – приведенная призменная прочность бетона.
Rb,red=Rb γb2 φb+φ μxy Rs,xy φs=17 0,9 1,2+2,11 0,0228 270 2,07=45,25 МПа
условие удовлетворяется
Ni = 2935000 Н < Rb,red Aloc1 = 45,25 106 0,12195 = 5518238 кН
условие соблюдается, прочность торца колонны достаточна.
Для монтажа колонны в пределах тела консоли предусмотрено отверстие d=50мм. При транспортировании и монтаже расчетная схема и характер работы колонны меняется по сравнению со стадией эксплуатации: при монтаже ее схема представляет одноконсольную балку, при транспортировании – двухконсольную. Проверка прочности и трещиностойкости колонны для стадий работы выполняется как для изгибаемого элемента на нагрузку собственного веса с учетом коэффициента динамичности.