1.4.5. Проектирование консолей колонны.

Консоли колонн устраиваются, как правило, для опирания различных примы кающих конструкций (ригелей, подкрановых балок и т.д.). Конструктивно консо­ли могут быть односторонние и двусторонние. Двусторонние консоли располага­ют в одной плоскости. В перпендикулярной плоскости консоли делают в виде стальных столиков, прикрепленных к закладным деталям колонн.

Общая прочность консоли обеспечивается прочностью растянутой арматуры и прочностью наклонной сжатой полосы бетона консоли. Если арматуры достаточ­но и она имеет надежную анкеровку, то разрушение консоли происходит в ре­зультате раздробления бетона сжатой наклонной полосы. При вылете менее или равном 150 мм консоль принимается прямоугольной формы, а более 150 мм, тра­пециевидной с вутом под углом 45°.

Ширину консолей принимают равной ширине колонн, а высоту консоли и её арматуру принимают по расчёту. Широкое распространение имеют короткие тра­пециевидные консоли с ориентировочными параметрами: длиной l≥ 200 мм и отношением l/h₀ ≤0,9, с высотой сечения h опорной части консоли не более 0,8 высоты, опирающихся на неё ригелей, а высоту сечения у свободного края не ме­нее 150 мм или h/ 3. Поперечное армирование коротких консолей, согласно /7/, рекомендуется выполнять в зависимости от отношения h/с. рис. 21.

При h/c ≤ 2,5 консоль армируется наклонными стержнями по всей высоте сече­ния. При h/c >2,5 отогнутые стержни допускается не ставить.

Рабочая высота определяется в опорном сечении консоли по грани колонны. Армирование консолей горизонтальными хомутами с регулярным шагом по вы­соте является наиболее эффективным и распространенным в практике. Использо­вание отдельных отгибов или наклонных стержней менее распространено вслед­ствие того, что они практически не увеличивают несущую способность консоли. Конструктивно шаг хомутов в консоли принимается не более 150 мм и не более h/4 , диаметр отогнутых стержней не более 25 мм и не более 1/15 длины отгиба.

Короткие консоли рассчитывается на действие поперечных сил Q и изгибаю­щих моментов М; при этом проверяется прочность наклонной сжатой полосы между грузом и опорой, а. также прочность нормальных сечений консоли.

При ограниченной высоте консоли допускается применение жёсткой армату­ры. При проектировании консолей с жесткой арматурой необходимо принимать продольные стержни диаметром не менее 16 мм, опорные и вертикальные пла­стины толщиной не менее 10 мм/7,/.

Жесткие консоли применяются при ограниченных размерах консоли и значи­тельных нагрузках. Конструктивно решение консоли может быть выполнено в виде спаренных двутавровых балочек составного сечения, поясами которых могут быть арматурные стержни,

а стенки выполнены из листовой стали. Такая консоль рассчитывается как металлическая балка, заделанная в теле колонны и работаю­щая на изгиб. При этом расчетом необходимо проверить площади сечения поясов и стенок. Поскольку стенки такой балки не заводятся в тело колонны, а обычно обрываются у грани, то изгибающий момент будет восприниматься только про­дольными стержнями - полками балки.

Момент, воспринимаемый такой балкой, определяется по формуле

М_сеч=A_s^·R_s· Z_a,

где Za- плечо внутренней пары, равное расстоянию между осями стержней поя­сов балки; R_s и As - соответственно расчетное сопротивление и площадь стержней поясов.

Внешний изгибающий момент, при шарнирном опирании ригеля на кон­соль, может быть определен по формуле:

M = l,25·Q·c,

где

Q - расчетная поперечная сила;

с- расстояние от точки приложения силы Q до грани колонны.

Требуемая площадь поясов вычисляется по формуле

A_s = l,25·Q·c/R_s·Z_a

Толщина стенки ориентировочно определяется по формуле

t_ст = l,25·Q/R_s h,

где Rs-расчетное сопротивление стали срезу. Для стали С 235 при толщине листа до 20мм Rs = 230 МПа, см. приложение табл. 12; Z_a-плечо внутренней пары сил, Z_a~ 0,9h; h - высота балки; для предварительных расчетов может быть принята 0,7 от высоты консоли.