8 Расчет стыка колонн

Техническими правилами по экономному расходованию основных строи­тельных материалов рекомендуется выполнять колонны без стыков на несколько этажей.

Из условия производства работ стыки колонн назначают на расстоянии 1-1,2 м выше перекрытия. При выбранных конструкциях и условиях работы ко­лонны наиболее целесообразным является стык с ванной сваркой продольных стержней.

Для осуществления этого стыка в торцах стыкуемых звеньев колонн в мес­тах расположения продольных стержней устраивают подрезки. При четырех стержнях подрезки располагают по углам, как показано на рис. 2.10 Продольные стержни выступают в виде выпусков, свариваемых в медных съемных формах. После сварки стык замоноличивают бетоном того же класса или ниже на одну ступень класса бетона колонны.

Принят бетон класса С16/20 и выпуски арматуры длинной 30 мм и диамет­ром 20 мм из стали S500.

Стык такого типа должен рассчитываться для стадий: до замоноличивания как шарнирный на монтажные (постоянные) нагрузки и после замоноличивания как жесткий с косвенным армированием на эксплуатационные (полные) нагрузки.

Рассмотрим устройство стыка на первом этаже, где действует продольная сила: от полных нагрузок N_sd =996,847кН.

При расчете стыка до замоноличивания усилие от нагрузки воспринимается бетоном выступа колонны, усиленным сетчатым армированием (N_rd1) и ар­матурными выпусками, сваренными ванной сваркой (N_rd2). Поэтому условие прочности стыка имеет вид:

(8.1)

где 0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напря­жений под центрирующей прокладкой;

А_са - площадь смятия, принимаемая равной площади центрирующей про­кладки или, если она приваривается при монтаже к распределительному листу и толщина листа не менее 1/3 расстояния от края листа до центри­рующей прокладки, площади листа;

- коэффициент продольного изгиба выпусков арматуры;

A_totl - площадь сечения всех выпусков арматуры;

-приведенная призменная прочность бетона.

Размеры сечения подрезки из условия размещения медных форм принимаем b1*h1=6*6cм,a расстояние от грани сечения до оси сеток косвенного армирования в пределах подрезки с₂ = 10мм; за пределами подрезки с₁ =20 мм.

Тогда площадь части сечения, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:

(8.2)

Центрирующую прокладку и распределительные листы в торцах колонн на­значаем толщиной 2 см, а размеры в плане: центрирующей прокладки - 6х6см, что не превышает 1/4 ширины колонны, и распределительных листов 15х15 см.

За площадь сечения а_со принимаем площадь распределительного листа, по­скольку его толщина 20мм превышает расстояния от края листа до центри­рующей прокладки ,т.е. A_со = 15х 15 = 225 см².

Принимаем А_с1 = А_eff = 684см² .

К оэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии:

(8.3)

где :

kf- коэффициент принимается по табл. 7.6 [1], для элементов с косвенным

армированием kf = 1,0

Сварные сетки конструируем из проволоки Æ4 S500 с fyd=435 МПа и

А_sx = А_sy= 0,2см². Размеры ячеек сетки должны быть не менее 45 мм, не более

l/4xb_K и не более 100 мм. Шаг сеток следует принимать не менее 60 мм, не более 150 мм и не более 1/3 стороны сечения. Расчётная длина длинных стержней - 26,0 см, коротких - 16 см.

Коэффициент косвенного армирования:

(8.4)

Коэффициент эффективности косвенного армирования:

(8.5)

(8.6)

Здесь , т.к. расчёт ведётся в стадии монтажа (переходная расчётная ситуация).

Значение , определяемое по формуле 7.150 [1]

(8.7)

где (8.8)

Тогда

Для вычисления усилия N_rd2 определяем радиус инерции арматурного стержня диаметром d =22мм

Расчётная длина выпусков арматуры равна длине выпусков арматуры, т.е. lo=l= 30см.

Гибкость выпусков арматуры

Коэффициент продольного изгиба арматуры по табл. 6.16 [2] = 0,736 Усилие, воспринимаемое выпусками арматуры:

(8.9)

Предельная продольная сила, воспринимаемая незамоноличенным стыком:

n_{rd =} N_rd1+ N_rd2

N_rd1 = 935,38+ 486,8 = 1422,18 кН> N_sd = 1248,47 кН.

Таким образом, прочность колонны в стыке до замоноличивания намного больше усилий, вызванных нагрузкой даже в стадии эксплуатации. Проверку прочности стыка в стадии эксплуатации можно не производить, т.к. добавится еще прочность замоноличенного бетона.

Рисунок 16-к расчету стыка колонн.