42. Бесконсольный стык ригеля и колонны.
Такие стыки рекомендуются преимущественно для многоэтажных промышленных зданий с временными нормативными нагрузками на перекрытия до 1000 кгс/м2. Кроме эстетических достоинств, бесконсольные стыки обеспечивают сокращение расхода стали и трудозатрат. Однако они требуют особо тщательной укладки на монтаже малых объемов омоноличивающего бетона.
Стыкование осуществляется ванной сваркой выпусков арматуры из колонны и торца ригеля с последующим обетонированием.
В верхней зоне ригеля для удобства монтажа устраивается горизонтальная подрезка, а для обеспечения более надежного восприятия создаются железобетонные шпонки. До обетонирования устанавливаются хомуты или поперечные стержни. Стык рассчитывается как изгибаемый железобетонный элемент. На монтаже ригели опираются на инвентарные подвесные столики, служащие при обетонировании стыка днищем опалубки.
В соответствии с действующими нормами, следует проверять как шпонки сборных ригеля и колонны, так и шпонки дополнительно укладываемого бетона омоноличивания, принимая расчетные сопротивления бетона шпонок Rv как отдельных мелких монолитных конструкций, т. е. умножая соответствующие значения расчетных сопротивлений бетона на коэффициент условий работы 0,9.
Ригели устанавливаются на плоский торец нижней колонны, и закладные детали ригелей привариваются к закладной детали торца нижней колонны. Между ригелями, снабженными на торцах боковыми скосами, устанавливается верхняя колонна, которая также снабжена соответствующими боковыми скосами.
Закладная деталь торца верхней колонны приваривается к закладной детали торца нижней колонны. Вертикальные выпуски рабочей арматуры верхней и нижней колонн, а также горизонтальные выпуски верхней опорной арматуры ригелей соединяются между собой ванной сваркой.
Приведенная конструкция стыков обеспечивает монтаж каркаса зданий на высоту до четырех этажей без немедленного замоноличивания узлов.
Незамоноличенный узел воспринимает изгибающие моменты и поперечные силы, передаваемые ригелями, а также усилия и моменты, передаваемые колоннами. Поперечная сила и изгибающий момент ригеля передается на узел через сварные швы и верхнюю арматуру ригеля, нормальные усилия и изгибающие моменты колонны через арматурные выпуски колонн и сварные швы.
43. Расчет прочности изгибаемых жбк по нормальным сечениям таврового сечения
К расчетной схеме сечения в виде тавра с полкой в сжатой зоне сводится расчет целого ряда конструкций: тавровые балки, двутавровые балки, элементы коробчатого профиля, пустотный настил, плиты типа 2Т, ребристые панели и ребристые плиты монолитных перекрытий. В них бетон максимально убирается из растянутой зоны, а полки в растянутой зоне предназначены только для лучшего размещения в них арматуры и придания жесткости конструкции.
Сечения различных конструкций приводятся к эквивалентному тавровому. При формировании расчетного сечения необходимо помнить, что широкие сжатые полки тавра неравномерно воспринимают напряжения сжатия. По мере удаления от стенки балки напряжения в полке уменьшаются, поэтому нормы ограничивают включаемую в расчет ширину полки. В отдельных балках ограничивается принимаемая в расчет ширина свесов. Если толщина полки h’f <0,05h , сжатая полка вообще не учитывается и сечение рассчитывается как прямоугольное шириной b, если 0,05h <h’f <0,1h, в расчет принимается ширина свесов равная 3h’f , а если h’f > 0,1h то 6h’f . В других случаях, принимаемая в расчет ширина свеса верхней полки в каждую сторону от ребра не должна быть более 1/6 пролета элемента и не более: а) при наличии поперечных ребер или при h’f > 0,1h - 1/2 расстояния в свету между ребрами; б) при отсутствии поперечных ребер или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами и при hIf < 0,1h - 6h’f .
При рассмотрении тавровых сечений будем считать, что имеет место только одиночное армирование и требуется провести либо поверочный расчет, либо решать задачу прямого проектирования по определению необходимой площади поперечного сечения растянутой арматуры. Проверка несущей способности таврового сечения производится в зависимости от положения границы сжатой зоны бетона.
Высота
тавровой балки риентровочно h=(7…9)
ширина b=(0,4...0,5)h
Если граница проходит в пределах полки
x≤h’f RsAs≤Rb b’f h’f M≤Rbb’fh’f(h0–0,5 h’f)
x определяется из
RsAs= Rbbx+Rb(b’f - b)h’f
Условие прочности
M≤Rbbx(h0–0,5x)+ Rb(b’f - b)h’f (h0–0,5h’f)
расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b=b’f и высотой h0.
Если граница сжатой зоны находится ниже полки
x>h’f RsAs>Rb b’f h’f M>Rbb’fh’f(h0–0,5 h’f)
x определяется из
RsAs=ξRbbh0+Rb(b’f - b)h’f
Условие прочности
M≤αmRbb h02+ Rb(b’f - b)h’f (h0–0,5h’f)
затем находят из
таблицы ξ
расчет можно выполнить по схеме двух сечений. Воспользуемся принципом независимости действия сил и представим вместо одной балки две. В первой балке сжаты только свесы полки, во второй сжатая зона бетона находится только в стенке балки. Найдем отдельно и в том и в другом случае необходимое армирование, а затем соединим эти две балки вместе. Тем самым мы получим искомый результат.
Проверка прочности выполняется из условия M <M1+M2 ,(4.2) где: M -момент внешних сил; M1 - момент, воспринимаемый стенкой балки; M2 - момент, воспринимаемый сжатыми свесами полки. Соответственно и площадь поперечного сечения арматуры сложится из двух составляющих As=As1+As2.
Изгибающий момент, воспринимаемый за счет сжатых свесов полки равен
M2=Rb(b’f-b)h’f (h0–h’f/2) ,(4.3) а площадь сечения арматуры As2 вычисляется из условия равновесия сил в проекции на горизонтальную ось As2=(Rb(b’f -b)h’f)/Rs. (4.4)
Если решается задача поверочного расчета, т.е. величина As известна, с ее помощью найдем значение арматуры As1=As-As2 и далее определим границу сжатого бетона в стенке балки по соотношению x=(Rs As1)/(Rbb). (4.5)
Зная границу сжатой зоны бетона в стенке, можно определить вторую составляющую момента внутренних сил - M1 из формулы M1=Rs As1(h0–0,5x). (4.6)