4.3 Расчет консоли колонны

Проектирование консоли состоит в выборе размеров ее бетонного сечения и проверке их расчетом, выборе типа и количества хомутов и подборе растянутой арматуры.

1.Полная высота консоли h_c = (0,7…0,8)·800 = 560…640 мм. Принимаем полную высоту консоли в опорном сечении по грани колонны h_c = 600 мм, тогда рабочая высота h_0с = h_c – a_s = 600  50 = 550 мм.

2.Принимаем длину консоли l_c = 300 мм, тогда при угле наклона нижней грани  = 45^ высота свободного края консоли h₁ = h_c – l_c·tg45^ = 600  3001 = 300 мм > h_c /3 = 600/3 = 200 мм.

3. Усилия, действующие в сечении ригеля по краю консоли:

= 583 – 190,69(6,425 – 0,525)  -542 кН;

= - 576 +642·5,9 -190,69·5,9²/2 = -107,2 кН·м,

где = 0,5·0,45 + 0,3 = 0,525 м; здесь h = 0,45 м – размер сечения колонны.

Так как узел жесткий, то при M_c / Q_c = 107,2/542 = 0,2 м ˂ 0,3 м и l_{sup, f} / l_c = 250/300 = 0,83 > 2/3 принимаем l_sup = l_c = 300 мм (здесь l_{sup, f} = 250 мм – фактическая длина опирания ригеля на консоль).

4. При вылете l_c = 300 мм < 0,9h_0с = 0,9·550 = 495 мм консоль называется короткой. Поперечное армирование таких консолей рекомендуется выполнять в виде горизонтальных хомутов с шагом S_w  h_c / 4 и не более 150 мм. Принимаем горизонтальные хомуты 8 А500 по два стержня в сечении (A_sw = 101 мм²) с шагом 150 мм в пределах тела консоли. Тогда коэффициент армирования хомутами

=

5. Проверяем условие прочности консоли по наклонной сжатой полосе на действие поперечной силы

,

в котором правая часть принимается не более 3,5R_btbh_0с и не менее

2,5R_btbh_0с.

В условии :

=

Граничные значения правой части условия:

3,5R_btbh_0с = 3,5·1,3·450·550 = 1126 кН;

2,5R_btbh_0с = 2,5·1,3·450·550  804 кН > Q_c = 542 кН,

следовательно, условие прочности заведомо выполняется.

6. Требуемая площадь сечения продольной арматуры консоли, входящей в жесткий узел рамы, определяется по формуле

,

где .

Усилие ограничивается значениями:

и

В формулах :

, - соответственно изгибающий момент и поперечная

сила в нормальном сечении по краю консоли;

R_s – расчетное сопротивление растяжению продольной

арматуры консоли;

- рабочая высота ригеля на опоре;

- соответственно расчетное сопротивление и площадь

сечения верхней арматуры ригеля;

- соответственно высота и длина углового шва прива-

ривания закладных деталей ригеля и консоли;

= 180 МПа (при электродах Э42) – расчетное сопротив-

ление угловых швов срезу по металлу шва;

0,3 – коэффициент трения стали по стали.

Вычисляем усилие и его граничные значения:

= кН;

= 1,4·6·280·180 +0,3·542·10³ = 586 кН

(где = 6 мм; = 2(150 – 10) = 280 мм – длина сварных швов с учетом непровара 10 мм; здесь 150 мм – длина закладной детали консоли);

= 435·1609 = 700 кН (где значения и приняты из расчета ригеля).

Из трех значений принимаем наименьшее, т.е. = 246,4 кН. Тогда требуемое количество продольной арматуры консоли:

=

т.е. по расчету продольная арматура в консоли не требуется.

Принимаем конструктивно 216 А500 ( = 402 мм²).