4.1.2. Расчет колонны подвального этажа
Усилия
с учетом коэффициентов надежности по
назначению здания
будут равны:
Сечение
колонны
,
бетон класса В-30 с расчетным сопротивлением
бетона осевому сжатию Rb=17
МПа, арматура из стали класса A-III,
Rsc=365
МПа,
.
Предварительно
вычисляем отношение
.
Это
отношение равно
.
Гибкость
колонны
,
следовательно, необходимо учитывать
прогиб колонны.
Эксцентриситет
,
а так же не менее
.
Принимаем
большее значение
.
Расчетная
длина колонны
,
следовательно, расчет продольной арматуры выполняем по формуле:
Задаемся
процентом армирования
и вычисляем
.
При
и
по таблице 2.15 (3) определяем коэффициент
.
Полагая,
что
определяем коэффициент
.
Определяем
коэффициент
:
.
.
Определяем требуемую площадь сечения продольной арматуры:
.
-
коэффициент условия работы при h>20
(см).
Полученное значение показывает, что сечение колонны завышено и нет необходимости в установке арматуры, однако из конструктивных соображений в качестве рабочей арматуры колонны принимаем:
412 с As=4,52 см2.
Фактическая несущая способность сечения 400400 мм.
несущая
способность достаточная.
Поперечная арматура в соответствии с данными таблицы 2 приложения II (3) принята 6 мм класса A-III с шагом 300 мм < 20d=2012=240 мм < hc=40 (см).
Армирование колонны подвального этажа показано в графической части проекта.
4.1.3. Расчет стыка колонн
Рассчитываем стык колонн между подвальным и первым этажом.
Колонны
стыкуют сваркой торцевых стальных
листов, между которыми при монтаже
вставляют центрирующую прокладку
толщиной 5 (мм). Расчетное усилие в стыке
принимаем по нагрузке первого этажа
.
Из расчета на местное сжатие стык должен удовлетворять условию:
.
Для колонны первого этажа принимаем продольную арматуру
420 (мм) A-III, бетон класса В-30. Так как продольная арматура обрывается в зоне стыка, то требуется усиление концов колонн сварными поперечными сетками. Проектируем сетку из арматуры класса A-III 6 (мм), Rs=355 МПа, сварку торцевых листов выполняем электродами марки Э-42, Ruf=180 МПа.
Назначаем размеры центрирующей прокладки в плане.
Принимаем прокладку размером 1401405 (мм).
Размеры
торцевых листов в плане
,
толщина 80 (мм).
Усилие
в стыке
передается через сварные швы по периметру
торцевых листов и центрирующую прокладку.
.
Определяем
усилие
,
которое могут воспринять сварные швы:
,
- общая площадь контакта.
-
площадь контакта по периметру сварного
шва торцевых листов.
Площадь
контакта
под центрирующей прокладкой.
Общая
площадь контакта
,
.
Определяем усилия приходящиеся на центрирующую прокладку:
Вычисляем
требуемую толщину сварного шва по
контуру торцевых листов:
,
где, Rwy=Ry=215МПа.-
как для сжатых стыков швов, дополняемых
электродами марки Э-42 в конструкциях
из стали марки Вст3кп.
-
длинна шва, 1 (см) –
учет на не провар шва по концам с каждой
стороны.
.
Окончательно принимаем катет сварного шва равным 5 (мм), что соответствует толщине центрирующей пластины.
Определяем
шаг и сечение сварных сеток в торце
колонны под центрирующей прокладкой.
По конструктивным соображениям у торцов
колонны устанавливаем 5 сеток S=80
(мм). При этом шаг сеток должен быть не
менее 60 (мм); 80 (мм)>60 (мм) и не более
размера меньшей стороны сечения.
и не более 150 (мм). Сетки устанавливаются
на длине 32 (см), что меньше 10d=101,2=12
(см), где d –
диаметр продольных рабочих стержней.
Принимаем
размеры ячейки сетки 50 (мм), что менее
сечения колонны. Принимаем предварительно
сетки из стержней 5
(мм) Вр-1 , As=
0,96 (см2),
размер стороны ячейки а=5 (см), число
стержней в сетке n=8
шт, шаг сеток S=8
(см).
Определяем коэффициент насыщенности поперечными сетками:
.
Вычисляем коэффициент эффективности косвенного армирования .
,
где
Прочность
стыка при расчете на смятие должно
удовлетворять условию:
,
где, Rb,red-
приведенная призменная прочность
бетона.
,
- площадь сечения колонны.
.
-
условие соблюдается.
,
- площадь бетона, заключенного внутри
контура поперечных сеток, считая по
осям крайних стержней.
.
.
Определяем
прочность стыка на смятие:
- условие соблюдается, прочность торца
колонны достаточна.