7.2. Междуэтажный стык колонн

При компоновке была принята поэтажная разрезку колонн на сборные элементы с устройством стыка на высоте 0,7…0,9 м от уровня верха плиты перекрытия (из условия производства монтажных работ).

При стыковании усилия от одного элемента к другому могут передаваться через стыковые рабочие стержни, закладные детали, бетонные или растворные швы, либо непосредственно через бетонные поверхности стыкуемых колонн.

В курсовом проекте проектируем жесткий стык сборных колонн на ванной сварке выпусков продольной рабочей арматуры с центрирующими прокладками.

Ванная сварка стыковых стержней располагается в специальных нишах-подрезках, форма и размеры которых определяются диаметром и числом соединяемых стержней. Во всех случаях рекомендуется суммарную высоту подрезок принимать не менее 30 см и не менее 8 d, где d – диаметр выпусков. Минимальная глубина подрезок определяется необходимостью установки инвентарных сварочных форм и условием размещения датчиков ультразвукового контроля качества сварных швов.

Размеры подрезок и их форма определяется количеством и диаметром рабочих стержней колонны. При четырех рабочих стержнях устраивают угловые подрезки (рис. 14, а), а при большем количестве – двухсторонние (рис. 14, б), или четырехсторонние подрезки.

Центрирующие прокладки выполняются в виде стальной пластины, заанкеренной в бетоне или приваренной на монтаже к распределительному листу. Размеры металлической центрирующей прокладки не должны превышать 1/3 соответствующего размера сечения колонны.

Концевые участки колонн, а также прилегающие элементы, как правило, имеют косвенное армирование, увеличивающее прочность отдельных элементов и стыка в целом. Косвенное армирование может применяться в виде сварных сеток или спиралей.

Концевые участки колонн, погружаемые в стакан фундамента, косвенным армированием не усиливаются, так как аналогичную роль выполняют армированные стенки стакана.

Рис. 14. Стыки колонн

а. с четырьмя стержнями; б. с восемью стержнями

1 – центрирующая прокладка; 2 – распределительный лист; 3 – сетки косвенного армирования; 4 – бетон замоноличивания; 5 – ванная сварка

Правила косвенного армирования:

• сетки косвенного армирования устанавливаются в количестве не менее четырех на длине не менее 10 d для арматуры периодического профиля и не менее 20 d, если продольная арматура гладкая;

• шаг сеток косвенного армирования следует принимать не менее 60 мм и не более 150 мм, причем шаг не должен превышать 1/3 меньшей стороны элемента;

• размеры ячеек в свету в сетках косвенного армирования должны назначаться не менее 45 мм, но не более 1/4 меньшей стороны элемента и не более 100 мм;

• в качестве арматуры для косвенного армирования рекомендуется применять арматурную проволоку Вр500 (Вр-I), а также стержневую арматуру классов А240 (А-I) А300 (А-II) А400 (А-III);

• первая сварная сетка располагается на расстоянии 15-20 мм о нагруженной поверхности элемента;

• площади сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлении не должны отличаться более чем в 1,5 раза;

• при необходимости сварными сетками армируется и бетон замоноличивания в зоне подрезок, где устанавливается один-два замкнутых хомута, огибающих арматурные выпуски.

Расчет жесткого стыка колонн проводят для двух стадий работы стыка:

1. стадия: до замоноличивания стыка – на нагрузки, действующие на данном этапе возведения здания. При определении усилий такие стыки условно считаются шарнирными.

2. стадия: после замоноличивания стыка – на полные эксплуатационные нагрузки. При определении усилий такие стыки считаются жесткими и рассчитываются с учетом косвенного армирования.

В курсовом проекте выполняем только расчет для 2-й стадии. Расчет производится в соответствии с [15, п. 3.4] или [17, п. 6.2.43].

, (21)

где – расчетное усилие в стыке, кН, принимается по нагрузке второго этажа;

– приведенная призменная прочность бетона, кН/см² при расчете на местное сжатие, определяемая по формуле

, (22)

здесь – расчетное сопротивление арматуры сеток;

, (23)

здесь – соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (считая в осях крайних стержней) в одном направлении;

– то же, в другом направлении;

– площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;

– расстояние между сетками;

– коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле

, (24)

здесь , (25)

где – в МПа.

В формуле (22)

(26)

– коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия, определяется по формуле

, (27)

– площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие .

Если условие (21) не выполняется, необходимо увеличить число сеток косвенного армирования или размеры центрирующей прокладки.