4.2 Расчёт и конструирование консоли колонны

4.2.1 Статический расчёт

Консоль рассчитывается на действие поперечной силы Q, передаваемой от сборного ригеля:

Для определения необходимо собрать нагрузку на 1 погонный метр ригеля, определить расчетный пролет ригеля

4.2.2 Конструктивный расчёт

Определяются размеры консоли:

- высота консоли по грани колонны принимается равной:

- высота консоли у свободного края принимается равной:

Консоль выполняется из того же материала что и ствол колонны, т. е. бетона В20, продольной арматуры – А400, поперечной Вр500.

- длина площадки передачи нагрузки ригеля на консоль.

Наименьший вылет консоли с учетом зазора между торцом ригеля и гранью колонны:

Вычисляется величина изгибающего момента в опорном сечении консоли (по грани консоли):

Рассчитываем площадь поперечного сечения продольной арматуры ребер:

, МПа

Принимаем по сортаменту арматуры 2Ø14 А400 ( = 3,08 см²).

Поперечная арматура консоли конструируется исходя из условий:

Следовательно, арматура конструируется в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли.

В этом случае шаг поперечной арматуры определяется из условий:

мм

Принимается поперечная арматура класса Вр500. При диаметре стержней продольной арматуры 16 мм, поперечные стержни из условия технической сварки принимаются d_w = 4 мм (= 12, 6 мм²).

Назначаем отгибы:

на 2 отгиба.

На 1 отгиб: . По сортаменту арматуры назначаем следующие отгибы: 2Ø16 А400.

Проверяем прочность бетона консоли у грани по наклонной сжатой полосе между силой Q и опорой.

Здесь:

5. Расчет стыка ригеля с колонной

5.1. Расчётная схема ригеля и стыка

Число пролётов равно 7, следовательно, расчётная схема – пятипролётная балка с равными пролётами (l₁=l₂=l₃=6 м), загруженная равномерно распределённой нагрузкой.

Рис.16 Расчётная схема ригеля

Рис. 17 Схема к расчету стыка ригеля с колонной

5.2. Расчётные усилия

Для изготовления ригеля используем бетон марки В20, арматура стыковых стержней А400.

Поперечную силу, действующую со стороны пролёта, берём из расчёта консоли Q= кН.

Изгибающий момент по оси опоры определяется из таблицы 2.1[8].

- от постоянной нагрузки

- от временной нагрузки

Отсюда

Расчётным на опоре является сечение ригеля по грани колонны. В этом сечении изгибающий (граневой) момент

5.2.1. Конструктивный расчёт

Рабочую высоту ригеля определяем из условия

Отсюда

=

- относительная высота сжатой зоны

+

Но! Принимаем

• Расчётное растягивающее усилие в стыке:

z – плечо пары сил, равное расстоянию от центра тяжести верхней и нижней стальных закладных деталей ригеля.

но, величина должна быть кратна 50, поэтому принимаем плечо равны

650 мм

– толщина нижней закладной детали ЗД-1, принятая равной 10 мм.

• Армирование стыка:

По сортаменту выбираем 2Ø32А400 (

5.2.2 Расчет сварных соединений

Необходимая длина фланговых сварных швов Lw для прикрепления стыковых стержней принимается не менее 4-5 диаметров и определяется по формулам, для электродов Э46А:

Выбираем наибольшее, тогда

Принимается

Вычисляется длина сварных швов, прикрепляющих нижние закладные детали ригеля к закладным деталям консолей колонн:

Здесь F – сила трения металла по металлу,

(f=0,15 – коэффициент трения стали о сталь).

Катет шва

Для одного шва:

Рассчитаем площадь сечения стальных пластинок консоли и закладных деталей по низу ригеля:

Здесь - расчётное сопротивление стали закладных пластинок на растяжение.

Отсюда то есть ранее принятая =10 мм удовлетворяет данному условию прочности.

29