4.2.9. Проектирование стыка неразрезного ригеля на колонне

Стык неразрезного ригеля воспринимает значительный изгибающий момент M_B^грани и поперечную силу .

На практике применяют разнообразные конструктивные решения стыка сборного ригеля [2, рис. 11.16]. В курсовом проекте рекомендуется принимать стык ригелей на консоли колонны с применением ванной сварки выпусков арматуры ригелей или дуговой сварки стыковых стержней к верхним закладным деталям М-1 ригелей.

В «Указаниях» представлен стык с применением дуговой сварки (рис. 4.9).

По конструктивному признаку различают два типа такого стыка: обетонированный и необетонированный. При этом в обоих типах применяют бетон для замоноличивания элементов стыка. Однако в обетонированном стыке опорный момент M_B^грани вос­принимается растянутыми стыковыми стержнями (растягивающее усилие на рис. 4.9-А)

Рис. 4.8. К построению эпюры материалов для ригеля:

1  объемлющая эпюра моментов; 2  эпюра материалов;

М_в^грани  момент, который действует по грани колонны;

а, в  точки теоретического обрыва стержней;

W₁  W₆  перепуск стержней за место теоретического обрыва.

и бетоном замоноличивания (сжимающее усилие N_b). Поэтому для этого стыка нужно принимать бетон класса не ниже В22.5 и не ниже класса бетона самого ригеля (желательно на одну степень выше). Расчет такого стыка выполняется аналогично сечению железобетонного элемента прямоугольного профиля на действие отрицательного момента.

В необетонированном стыке (рис. 4.9-Б) опорный момент M_B ^грани воспринимается растянутыми стыковыми стержнями, которые привариваются к металлическим пластинам по концам ригелей, и нижними фланговыми сварными швами с параметрами , которые воспринимают усилие сдвига от действия момента M_B^грани. Бетон замоноличивания здесь не учитывается в расчетах и выполняет лишь функцию защиты элементов стыка от коррозии.

В курсовом проекте может быть принят любой из приведенных типов стыка и выполнен соответствующий ему расчет.

В «Указаниях» приведен расчет лишь необетонированного стыка (табл. 4.2).

Примечание. Если студент изберет обетонированный тип стыка, то его расчет может быть найден в учебной литературе.

Таблица 4.2

Расчет необетонированного стыка ригелей на колонне

№ п/п	Алгоритм	Пояснения, справки
1	2	3
1	Определение расчетного растягивающего усилия, которое воспринимают стыковые стержни: .	Здесь Z – плечо внутренней пары сил в стыке (рис. 4.6-б). За счет того, что диаметр стыковых стержней на этом этапе расчета еще неизвестен, значение Z здесь может быть определено приближенно как: , где – высота ригеля на опоре (рис. 4.6), которая подсчитывается как расстояние от нижней грани ригеля до верха пластины закладной детали М-1 на опоре (при этом толщина последней предварительно может принятая 1012мм).
2	Требуемая площадь поперечного сечения стыковых стержней определяется из условия прочности центрально растянутых элементов: По сортаменту арматуры по значению принять 23 стержня 1232мм.	- расчетное сопротивление стали, принятой для стыковых стержней. Принимать класс стали не ниже класса продольной арматуры ригеля, или на ступень выше, то есть класс A-III или A-IV.

Продолжение таблицы 4.2

1	2	3
3	Расчет суммарной длины верхних сварных швов, которые прикрепляют стыковые стержни к закладной детали М-1 ригеля:	Здесь Asфакт- площадь принятых в п.2 стыковых стержней; Rwf = 2105 КПа – расчетное сопро­тивление сварных швов; t2 – катет сварного шва, который должен быть предварительно принят из условия где – диаметр стыкового стержня; 1,3 – коэффициент надежности.
4	Расчет требуемой длины сварного шва, который накладывается с обеих сторон каждого стыкового стержня: + 0.01 (м).	n – количество стыковых стержней, принятых в п. 2; 0.01 м – добавка на «непровар» в начале и в конце шва.
5	Определение требуемой площади поперечного сечения верхней закладной детали М-1 ригеля из условия равно­прочности ее со стыковыми стержнями:	Ry = 2.25105 кН/м2 – расчетное сопротивление стали Ст-3, из которой изготовлена закладная деталь.
6	По значению назначить размеры сечения пластины детали М-1 как для центрально растянутого элемента:	Принимать пл  10мм. Примечания (см. рис. 4.9). 1. Размер а1 пластины назначить исходя из размера «m» в каркасе ригеля, который был принят при расчете продольной арматуры на опоре с учетом «просвета» между стержнями. 2. Размер а2 следует принять из условия, чтобы закладная деталь М-1 входила в опалубку с необходимыми зазорами (по 57 мм с каждой стороны).
7	Определение расчетной длины l1 нижних сварных швов, которые прикрепляют ригель к закладной детали М-3 на консоли колонны: где:	Здесь f - коэффициент трения (при трении металла по металлу принимать ); минимальная поперечная сила на опоре В ригеля (см. статический расчет ригеля); Rwf и конструктивные требования к длине l1 и катету швов t1 те же, что в п. 3 алгоритма.
8	Конец расчета.



1

1



2





2

Рис. 4.9. К расчету стыка ригелей на колонне:

А - обетонированного; Б - необетонированного; М-1 ÷ М-3 - закладные детали ригеля и колонны; 1 – отверстия в колонне, образованные трубчатыми закладными деталями; 2 – стыковые стержни ригелей; 3 – верхняя рабочая арматура ригеля, к которой приварена закладная деталь М-1;

t, l – соответственно, катет и длина монтажных сварных швов которые обозначены как ххх;

m  расстояние между осями верхних рабочих стержней ригеля в опорном сечении по результатам конструирования с учетом «просветов» между ними:

m=0.5(d₁+d₂)+c; c  d_max ; c  30 мм; d_max  больший из диаметров верхней арматуры ригеля;

а₁, а₂,   размеры пластины закладной детали М-1.