5.5. Расчет армирования консоли

Определяем изгибающий момент по формуле:

Определим коэффициент α_m:

Требуемая площадь сечения продольной арматуры:

принимаем 2Ø25 A300, A_s = 9,82 см²

Назначаем поперечное армирование согласно [4], при h = 60см>2,5а = 2,515= =37,5 см консоль армируем наклонными хомутами по всей высоте.

Минимальная площадь сечения арматуры:

A_s,inc = 0,002b_ch_0c = 0,0024055 = 4,4 см²

принимаем 2Ø18 A300, A_s = 5,09 см².

Диаметр отгибов должен удовлетворять условию:

d₀ ≤ (1/15)l_inc = (1/15)201,41 = 1,88 см

и меньше d₀ = 25 мм; принято d₀ = 1,4 см – условие соблюдается

Хомуты принимаем двухветвевыми из стали Вр500 Ø6 мм, A_sw = 0,283 см².

Шаг хомутов консоли назначаем не более 150 мм и не более (1/4)h = 60/4 = 15 см принимаем шаг 150 мм.

Рисунок 12 – Конструкция и армирование консоли средней колонны

5.6 Расчет стыка колонн

Колонны стыкуем сваркой торцевых стальных листов, между которыми при монтаже вставляем центрирующую прокладку толщиной 5 мм.

Расчетное усилие в стыке принимаем по нагрузке второго этажа:

N_l =3089,080,95= 2935 кН

Из расчета на местное сжатие стык должен удовлетворять условию: N ≤ R_b,redA_loc1

Для колонны второго этажа имеем продольную арматуру 6Ø25 A300, бетон класса В30.Так как продольная арматура обрывается в зоне стыка, то требуется усиление концов колонн сварными поперечными сетками. Проектируем сетки из стали класса A300, Ø6. R_s = 270МПа. R_sс= 270 МПа.

Назначаем размеры центрирующей прокладки в плане: c₁ = c₂ > b/3 = 600/3 = 200 мм, принимаем прокладку размером 200 х 200 х 5 мм.

Рисунок 13 – Конструкция и армирование стыка колонн

1 – выпуски продольной арматуры; 2 – ванная сварка выпусков;

3 – распределительный лист; 4 – центрирующая прокладка;

5 – сетки косвенного армирования

Размеры торцевых листов в плане:

h₁ = 400-20 = 380 мм

b₁ = 600-20 = 580 мм, толщина t = 15 мм = 1,5 см.

Усилие в стыке определяем по формуле:

N_i ≤ N_w+N_n, где

N_w – усилие воспринимаемое швами, кН.

, где

A_c = A_w+A_n – общая площадь контакта,

A_w – площадь контакта по периметру сварного шва торцевых листов,

A_w = 2 2,5t(h₁+b₁-5t) = 22,51,5(38+58-51,5) = 619,5 см²

A_n – площадь контакта под центрирующей прокладкой

A_n = (c₂+3t) (c₁+3t) = (20+31,5)² = 600 см²

Общая площадь контакта:

A_c = A_w+A_n = 619,5+600 = 1219,5 см²

Определяем усилие, приходящееся на центрирующую прокладку:

N_n = N_i-N_w = 2935-1491 =1444 кН

Требуемая толщина сварного шва по контуру торцевых листов:

, где

R_wy = R_y = 215 МПа по таблице 51* СНиП II-23-81*для сжатых стыковых швов, выполняемых электродами марки Э-42; принимаем толщину сварного шва 5 мм.

По конструктивным соображениям у торцов колонны устанавливаем 4 шт. сеток. Назначаем предварительно сетки из стержней Ø5 мм A300, A_s = 0,283 см², размер стороны ячейки a = 5 см, число стержней в сетке n_x=11, n_y=7, шаг сеток S = 6 см.

Для квадратной сетки: коэффициент насыщения поперечными сетками:

где А_ef – площадь бетона выступа колонны внутри контура сеток при размерах подрезок 100х100 мм; R_s,xy = R_s = 270 МПа.

A_ef = b₁h₁ – 4A_soc=360·560-4·6400=176000 мм²,

где b₁ = 600 - 2·20 = 560 мм; h₁ = 400 - 2·20 = 360 мм, A_soc = (100-20)· (100-20)=6400 мм².

Коэффициент эффективности косвенного армирования:

Прочность стыка на смятие:

N_i ≤ R_b,redA_loc1, где

R_b,red – приведенная призменная прочность бетона.

R_b,_red=R_bγ_b2φ_b+φμ_xyR_s,xyφ_s=170,91,2+2,110,02282702,07=45,25 МПа

условие удовлетворяется

N_i = 2935000 Н < R_b,redA_loc1 = 45,2510⁶0,12195 = 5518238 кН

условие соблюдается, прочность торца колонны достаточна.

Для монтажа колонны в пределах тела консоли предусмотрено отверстие d=50мм. При транспортировании и монтаже расчетная схема и характер работы колонны меняется по сравнению со стадией эксплуатации: при монтаже ее схема представляет одноконсольную балку, при транспортировании – двухконсольную. Проверка прочности и трещиностойкости колонны для стадий работы выполняется как для изгибаемого элемента на нагрузку собственного веса с учетом коэффициента динамичности.