2.3.4. Расчет жесткой консоли колонны

Для шарнирного стыка с жесткой консолью определить параметры консоли при следующих данных. Расчетная поперечная сила Q = 236,8 кН, зазор между ригелем и колонной 20мм, длина площадка опирания 130 мм. Пояса балки изготовлены из арматуры класса А400, стенки из листовой стали С235, лист толщиной до 20 мм, R_s = 230 МПа, толщина опорных пластин 15мм. Высота консоли по грани колонны 150 мм. Конструкция консоли показана на рис.17.

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= 1,25·Q·с/R_s·z_a =1,25·361,67·0,085/355·10³·0,0945=11,5·10^-4 м²=11,5 см²,

Где

с = 13/2+2 = 8,5см = 0,085 м.

Принимаем 2Ø28 А400 с As=12,32 см².

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

t_ст= 1,25·Q / R_s·h =1,25·361,67/2·230·10³·0,105=0,0094 м = 9,4 мм.

Принимаем пластину толщиной 12 мм.

2.3.5. 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 по сравнению с основным сечением колонны. 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.22). 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 расчет может быть выполнен в соответствие с рекомендациями /10/.