4.3. Расчет поперечного армирования колонны

Поперечные стержни колонны назначают из конструктивных соображений. Их минимальный диаметр назначается из условия сварки с продольной арматурой согласно табл. 1.6. приложения 1. Шаг поперечных стержней S по длине колоны назначается:

, , , (4.18)

здесь d – наименьший диаметр продольной арматуры колонны.

4.4. Конструирование и расчет консоли колонны

В промышленных зданиях стыки ригелей с колоннами выполняют с устройством открытых консолей.

Рис.4.3. Расчетная схема консоли колонны.

Размеры коротких консолей ( ) определяют в зависимости от опорного давления, передаваемого ригелем Q. Минимальный вылет консоли определяют из условия смятия бетона под концом ригеля

, (4.19)

где ; - ширина опорной части ригеля; - зазор между торцом ригеля и гранью колонны.

Величина должна быть не менее длины сварного шва для прикрепления ригеля. Результат вычисления округляется с кратностью 50мм. При этом расстояние от грани колонны до оси приложения усилия Q составляет

. (4.20)

Рабочую высоту сечения консоли определяют из условия прочности по наклонной трещине

, (4.21)

где - для тяжелого бетона; - проекция наклонной трещины.

Правая часть неравенства (4.21) принимается не более

. (4.22)

Отсюда следует

; (4.23)

. (4.24)

Если окажется, что , то необходимо уменьшить длину опорной площадки путем уменьшения длины сварного шва и толщины закладной детали ригеля.

Полная высота консоли округляется с кратностью 50мм. Высота свободного конца консоли определяется в предположении, что угол наклона нижней грани составляет

. (4.25)

Площадь сечения рабочей арматуры консоли колонны определяется по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%:

; (4.26)

; (4.27)

; (4.28)

; (4.29)

; (4.30)

, (4.31)

где при ; .

Поперечную арматуру коротких консолей при принимают в виде наклонных хомутов по всей высоте (рисунок а), при - в виде отогнутых и горизонтальных стержней (рисунок б). Если же и , то допускается устанавливать только поперечные стержни. Шаг хомутов S принимается не более и не более 150мм, диаметр отгибов – не более не более 25 мм, где - длина отгибов. При этом минимальная площадь отогнутой арматуры должна составлять и стержни площадью должны пересекать верхнюю половину наклонной трещины длиной . Прочность наклонной сжатой полосы консоли должна быть проверена

, (4.32)

где ; ; ; ; .

Правая часть неравенства (4.32) принимается не более

. (4.33)

Рис. 4.4. Схема армирования консоли.

4.5. Расчет стыка монтажных элементов колонн

Стыки монтажных элементов колон промышленных зданий рекомендуется выполнять по жесткой схеме. Соединение монтажных элементов осуществляется путем ванной сварки выпусков продольной арматуры, устраиваемых с подрезками бетона и последующим замоноличиванием подрезок. Прочность бетона замоноличивания должна быть не менее прочности бетона тела колонны, что обеспечивает равнопрочность стыка в стадии эксплуатации.

На стадии монтажа необходимо рассчитать прочность сечения колонны, ослабленного подрезками. При расчете в стадии монтажа учитывают усилия в сечении стыка только от постоянной нагрузки .

Прочность сечения торца колонны, ослабленного подрезками, составляет

, (4.34)

где - суммарная площадь подрезок.

Расчетное сечение стыка ограничивается площадью ядра сечения , ограниченного контуром сеток косвенного армирования, необходимых для усиления ослабленного сечения. Сетки должны быть защищены с боку слоем бетона не менее 15мм. Сетки изготовляют из проволоки Вр-I.

Усилие в стыке передаётся через центрирующую прокладку толщиной до 20мм и размерами в плане не более . Размеры центрирующей прокладки определяют площадью смятия бетона

. (4.35)

Требуемая приведенная прочность бетона на смятии при использовании сеток косвенного армирования определяют из условия

. (4.36)

Для расчета фактической приведенной прочности задают коэффициент косвенного армирования , диаметр стержней сеток и определяют площадь сечения одного стержня . Фактическую ожидаемую прочность стыка определяют по формуле

, (4.37)

где ; - коэффициент эффективности косвенного армирования; ; - расчетное сопротивление арматуры сеток; (здесь и принимаются в МПа).

Если то необходимо увеличить или . В противном случае рассчитывается шаг сеток S по высоте стыка в соответствии с принятыми , , :

, (4.38)

где - количество и длина стержней сеток в одном направлении; - то же в перпендикулярном направлении ( , определяются после того, как сконструированы сетки).

При конструировании сеток должны соблюдаться следующие требования:

1. размеры ячеек сеток S₁ и S₂ должны быть не менее 45мм, не более 100мм и не более ;

2. шаг сеток S следует принимать не менее 60мм, не более 150мм и не более ;

3. количество сеток в одном монтажном элементе должно быть не менее 4.

Рис. 4.5. Конструкция стыка колонн