6.2. Расчет колонны подвального этажа.

Усилия будут равны:

Сечение колонны , бетон класса В-20 с расчетным сопротивлением бетона осевому сжатию R_b=11,5 МПа, арматура из стали класса A-III, R_sc=365 МПа, .

Предварительно вычисляем отношение .

Гибкость колонны , следовательно, необходимо учитывать прогиб колонны.

Эксцентриситет , а так же не менее .

Принимаем большее значение .

Расчетная длина колонны ,

следовательно, расчет продольной арматуры выполняем по формуле:

Задаемся процентом армирования и вычисляем

.

При и по таблице 2.15 (3) определяем коэффициент .

Полагая, что определяем коэффициент .

Определяем коэффициент :

.

.

Определяем требуемую площадь сечения продольной арматуры:

.

- коэффициент условия работы при h>20 (см).

Для симметричного армирования принимаем 428 с A_s=24.63 см².

Фактическая несущая способность сечения 400400 мм.

- несущая способность сечений достаточна +30%.

Поперечная арматура принята 8 мм класса A-III с шагом 350 мм < 20d=2036=720 мм < h_c=40 (см).

Армирование колонны подвального этажа показано в графической части проекта.

6.3 Расчет стыка колонны.

Рассчитываем стык колонн между подвальным и первым этажом.

Колонны стыкуют сваркой торцевых стальных листов, между которыми при монтаже вставляют центрирующую прокладку толщиной 5 мм. Расчетное усилие в стыке принимаем по нагрузке первого этажа .

Из расчета на местное сжатие стык должен удовлетворять условию:

.

Для колонны первого этажа принимаем продольную арматуру 428 с A_s=24.63 см².класса A-III, бетон класса В-20. Так как продольная арматура обрывается в зоне стыка, то требуется усиление концов колонн сварными поперечными сетками. Проектируем сетку из арматуры класса A-III 8 мм, R_s=365 МПа, сварку торцевых листов выполняем электродами марки Э-42, R_uf=180 МПа.

Назначаем размеры центрирующей прокладки в плане.

Принимаем прокладку размером 1401405 мм.

Размеры торцевых листов в плане ,

толщина 14 мм.

Усилие в стыке передается через сварные швы по периметру торцевых листов и центрирующую прокладку. .

Определяем усилие , которое могут воспринять сварные швы:

, - общая площадь контакта.

- площадь контакта по периметру сварного шва торцевых листов.

Площадь контакта под центрирующей прокладкой.

Общая площадь контакта

.

Определяем усилия приходящиеся на центрирующую прокладку:

Вычисляем требуемую толщину сварного шва по контуру торцевых листов: , где, - как для сжатых стыков швов, выполняемых электродами марки Э-42 в конструкциях из стали марки Вст3кп.

- длинна шва, 1 (см) – учет на не провар шва по концам с каждой стороны.

.

Окончательно принимаем катет сварного шва равным 5 мм, что соответствует толщине центрирующей пластины.

Определяем шаг и сечение сварных сеток в торце колонны под центрирующей прокладкой. По конструктивным соображениям у торцов колонны устанавливаем 5 сеток S=80 мм. При этом шаг сеток должен быть не менее 60 мм; 80 мм>60 мм и не более размера меньшей стороны сечения. и не более 150 мм. Сетки устанавливаются на длине 35 см, что меньше 10d=103.6=36 см, где d – диаметр продольных рабочих стержней.

Принимаем размеры ячейки сетки 50 мм, что менее сечения колонны. Принимаем предварительно сетки из стержней 8 мм А-III, A_s=0.503 см², размер стороны ячейки а=5 см, число стержней в сетке n=7 шт., шаг сеток S=8 см.

Определяем коэффициент насыщенности поперечными сетками:

.

Вычисляем коэффициент эффективности косвенного армирования .

, где

Прочность стыка при расчете на смятие должно удовлетворять условию: , где, R_b,red- приведенная призменная прочность бетона.

, - площадь сечения колонны.

.

- условие соблюдается.

, - площадь бетона, заключенного внутри контура поперечных сеток, считая по осям крайних стержней.

.

.

Определяем прочность стыка на смятие: - условие соблюдается, прочность торца колонны достаточна.