1.4.6. Расчет жесткой консоли колонны.

Для шарнирного стыка с жесткой консолью определить параметры консоли при следующих данных. Расчетная поперечная сила Q = 607,6 кН, зазор между ригелем и колонной 20мм, длина площадка опирания 130 мм. Пояса балки изго­товлены из арматуры класса A240, стенки из листовой стали С 235, лист толщи­ной до 20 мм, R_s = 230 МПа, толщина опорных пластин 15мм. Высота консоли по грани колонны 150 мм.

Приняв предварительно высоту металлической балки 0,7 от высоты консо­ли, вычислим плечо внутренней пары z_a

Высота балки h = 0,7 · 15 = 10,5 см.

Плечо пары сил z_a=0,9h =10,5*0,9 = 9,45см.

Необходимая площадь поясов:

A_s=l,25·Q·c/R_s·z_a=1,25·607,6·0,085/355·10³·0,0945=19,24см²,

где

с = 13/2+2 = 8,5см = 0,085 м.

Принимаем 2 Ø 36 А400 с As = 20,36см².

Определяем толщину стенки балки консоли, учитывая, что балка имеет в сече­нии две стенки

t_CT= 1,25*Q /Rs*h =1,25·607,6/2·230·10³·0,105=0,0157 м = 16,0 мм.

Принимаем пластину толщиной 16 мм.

1.4.7. Проектирование стыков колонн.

При стыковании железобетонных колонн количество стыков должно быть ми­нимальным в связи со значительными трудозатратами при их устройстве. С этой целью колонны могут изготавливаться на два или на три этажа. Желательно стыки располагать в наименее напряжённых сечениях (вблизи нулевых точек изгибаю­щих моментов), так как сечение по стыку обычно менее прочно и жёстко но сравнению с основным сечением колонны. Членение колонн должно осуществляться таким образом, чтобы до бетонирования сохранялась геометрическая неизменяе­мость, как отдельных элементов, так и конструкции в целом. Обычно для удобст­ва производства работ стык располагают на высоте 0,7 - 0,9 м от уровня пола пе­рекрытия.

При соединении колонн, усилия от одного элемента к другому могут пере­даваться через стыковые рабочие стержни, закладные детали, бетонные или рас­творные швы, а также непосредственно через бетонные поверхности стыкуемых колонн. В зонах стыков возникает, как правило, местное сжатие под центрирую­щими прокладками, бетонными выступами и т.д.

Стыки колонн можно разделить по конструктивному решению на жесткие и шарнирные. Жесткие стыки передают нормальные и поперечные силы, изгибаю­щие моменты и применяются для обеспечения геометрической неизменяемости и жёсткости системы. Шарнирные стыки передают только нормальные силы. Ши­рокое распространение в практике строительства имеет экономичный жёсткий стык с ванной сваркой выпусков продольной арматуры, расположенный в специ­альных подрезках с последующим их замоноличиванием (рис. 1.9). Такие стыки могут иметь центрирующие прокладки в виде стальной пластины, заанкеренной в бетоне или приваренной на монтаже к распределительному листу или контактные бетонные выступы. Размеры металлической центрирующей прокладки не долж­ны превышать 1/3 соответствующего размера сечения колонны. Конструктивные требования к бетонным выступам изложены ниже. Ванная сварка стыковых стержней располагается в специальных нишах- подрезках, форма которых и раз­меры определяются диаметром и числом соединяемых стержней. Во всех случаях рекомендуется суммарную высоту подрезок принимать не менее 30 см и не менее 8d где d диаметр выпусков арматуры. Минимальная глубина подрезок определя­ется необходимостью установки инвентарных сварочных форм и условием раз­мещения датчиков ультразвукового контроля качества сварных швов. После свар­ки в стыке устанавливаются дополнительные сетки или хомуты, а бетон замоно­личивания принимается того же класса, что и бетон колонны. Такой стык имеет прочность равную прочности колонны в стадии эксплуатации и минимальный расход металла, по сравнению с другими стыками.

Передача усилий может происходить помимо арматурных стержней через специальные разделительные прокладки или центрирующий бетонный выступ. Размеры выступа принимают не более 0,33 размера сечения колонны, а толщину не более 25 мм. Количество сеток косвенного армирования, устанавливаемых в зоне стыка, определяется коэффициентом косвенного армирования, который при­нимается не менее 1,25% .

Расчёт производят для двух стадий работы стыка

• до замоноличивания; стык рассчитывается как шарнирный;

• после замоноличивания; стык рассчитывается как жёсткий с косвенным армированием.

В рамках курсового проектирования, учитывая равнопрочность стыка на ванной сварке с основным сечением колонны, допускается выполнять только гра­фическое решение стыка без выполнения соответствующих расчетов. В случае необходимости такой расчет может быть выполнен по рекомендации консультан­та и в соответствие с рекомендациями.