Материал: Novye_kartinki

1. Выбор материалов для колонны

• Колонны изготавливаются из бетона класса B20:

Rb = 11,5 МПа, Rbt = 0,95 МПа,Eb = 27500 МПа

• Продольная рабочая арматура класса А400

Rs= 350 МПа, Rsc = 350 МПа

• Поперечная – Вр500 (Rsw= 435 МПа).

6. Подбор сечения продольной арматуры колонны

Сечение колонны принимаем квадратное (рис.15)

Рис.15. Схема поперечного сечения колонны

Площадь колонны определяется по формуле:

- минимальный коэффициент армирования,

по табл.7.1[4] ()

Соответственно, сечение колонны принимаем квадратное со стороной:

Принимаю .

Рис.16. Сечение колонны

Определятся площадь требуемой продольной арматуры в поперечном сечении ствола колонны:

По сортаменту арматуры конструктивно принимается 4Ø22 А400 ( = 15,204  см2).

Исходя из фактической площади принятой арматуры, вычисляется новое значение коэффициента , которое должно удовлетворять следующему условию:

Для сварки каркаса устанавливается поперечная арматура класса Вр500. При диаметре стержней продольной арматуры 22 мм, поперечные стержни из условия технической сварки принимаются d_w = 6 мм (= 28, 27 мм2).

Шаг принимается:

Принимается шаг .

2. Расчёт и конструирование консоли колонны

Рис. 17. Схема к расчету консоли колонны

1. Статический расчёт

Консоль рассчитывается на действие поперечной силы Q, передаваемой от сборного ригеля:

Для определения необходимо собрать нагрузку на 1 погонный метр ригеля, определить расчетный пролет ригеля

2. Конструктивный расчёт

Определяются размеры консоли:

- высота консоли по грани колонны принимается равной:

- высота консоли у свободного края принимается равной:

Консоль выполняется из того же материала что и ствол колонны, т. е. бетона В20, продольной арматуры – А400, поперечной Вр500.

- длина площадки передачи нагрузки ригеля на консоль.

По конструктивным соображением должно быть , поэтому принимаю .

Проверка:

Проверка на короткую консоль сошлась.

Вычисляется величина изгибающего момента в опорном сечении консоли (по грани консоли):

Рассчитываем площадь поперечного сечения продольной арматуры ребер:

, МПа

Принимаем по сортаменту арматуры 2Ø10 А400 ( = 1,570 см²).

Поперечная арматура консоли конструируется исходя из условий:

Следовательно, арматура конструируется в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли.

В этом случае шаг поперечной арматуры определяется из условий:

мм

Принимается поперечная арматура класса Вр500. При диаметре стержней продольной арматуры 10 мм, поперечные стержни из условия технической сварки принимаются d_w = 3 мм (= 9, 45 мм2).

3. Расчет по наклонной сжатой полосе

Проверяем прочность бетона консоли у грани по наклонной сжатой полосе между силой Q и опорой. Для этого вычисляется – коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры:

, где

– площадь сечения хомутов в одной плоскости; – шаг хомутов.

- угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали:

Проверяется условие:

Условие соблюдается, значит класс бетона и сечение консоли подобрано правильно.

4. Конструирование стыка колонны с колонной

Жесткий стык колонн выполняется путем ванной сварки, выпусков продольной арматуры, расположенной в специальных подрезах с последующим замоноличиванием этих подрезок. Между торцами стыкуемых колонн предусмотрена центральная подкладка в виде стальной пластины, закрепленной в бетоне. Размеры подкладки принимаются равными 100 * 100 мм в плане. Толщина подкладки – 25 мм.

Рис. 18. Схема стыка колонны с колонной

5. Расчет стыка ригеля с колонной

   1. Расчётная схема ригеля и стыка

Для обеспечения неразрезности ригеля и пространственной жесткости здания стык ригеля с колонной выполняется жестким и рассчитывается на восприятие изгибающего момента.

Число пролётов равно 3, следовательно, расчётная схема – трехпролётная балка с равными пролётами (l₁=l₂=6 м), загруженная равномерно распределённой нагрузкой.

Рис.19. Расчётная схема ригеля

Рис. 20.. Схема к расчету стыка ригеля с колонной

2. Расчетные усилия.

Для изготовления ригеля используем бетон марки В20, арматура стыковых стержней А400.

Поперечную силу, действующую со стороны пролёта, берём из расчёта консоли Q= кН.

Изгибающий момент по оси опоры:

- от постоянной нагрузки

- от временной нагрузки

Отсюда

Расчётным на опоре является сечение ригеля по грани колонны. В этом сечении изгибающий (граневой) момент

1. Конструктивный расчет

Рабочую высоту ригеля определяем из условия

Отсюда

- относительная высота сжатой зоны при условии пластической работы ригеля

+

Но принимаю

Расчётное растягивающее усилие в стыке:

z – плечо пары сил, равное расстоянию от центра тяжести верхней и нижней стальных закладных деталей ригеля.

но величина должна быть кратна 50, поэтому принимаем плечо равным

550 мм;

– толщина нижней закладной детали, принятая равной 10 мм.

Армирование стыка:

По сортаменту принимаю 2Ø25 А400 (

2. Расчет сварных соединений

Необходимая длина фланговых сварных швов L_w для прикрепления стыковых стержней принимается не менее 5 диаметров и определяется по формулам, для электродов Э46А:

Выбираем наибольшее, тогда

Принимается

Вычисляется длина сварных швов, прикрепляющих нижние закладные детали ригеля к закладным деталям консолей колонн:

Здесь F – сила трения металла по металлу,

(f = 0,15 – коэффициент трения стали о сталь).

Толщина сварного шва

Для одного шва:

что меньше площадки опирания ригеля на консоль (

Рассчитаем площадь сечения стальных пластинок консоли и закладных деталей по низу ригеля:

Здесь - расчётное сопротивление стали закладных пластинок на растяжение.

Отсюда то есть ранее принятая =10 мм удовлетворяет данному условию прочности.