Черт. 37. Расчетная схема и нагрузки на сборный подколонник
Таблица 13
| Вариант нагрузки | Расчетные нагрузки | ||
| постоянные | |||
| g + g1, кН/м (тс/м) | G1, кН (тс) | G2, кН (тс) | |
| 180 (18,2) | 290 (29,7) | 150 (15,7) | |
| 180 (18,2) | 290 (29,7) | 150 (15,7) |
Продолжение табл. 13
| Вариант нагрузки | Расчетные нагрузки | |||
| временные длительные | ||||
| р, кН/м (тс/м) | Р1, кН (тс) | Р2, кН (тс) | Р3, кН (тс) | |
| 710 (72) | 1590 (162) | 4480 (456,5) | 6900 (703,5) | |
| 710 (72) | 1590 (162) | 3020 (308) | -1350 (-138) |
Обозначения, принятые в таблице:
g - постоянная равномерно распределенная нагрузка от перекрытия подвала;
g1 - собственный вес оголовка;
р - временная нагрузка от перекрытия;
G1, Р1 - постоянная и временная нагрузки от перекрытия;
G2 - собственный вес стойки подколонника;
P2, P3 - усилия от ветвей стальной колонны.
Силы P2 и Р3 действуют одновременно.
Класс бетона по прочности на сжатие В25; Rb = 14,5 МПа (148 кгс/м2); Pbt = 1,05 MПа (10,7 кгс/см2).
Eb = 27× 103 МПа (275 • 103 кгс/см2), gb2 = 1,1.
Коэффициент надежности по назначению gn принимаем равным 1.
В результате статического расчета на ЭВМ получены усилия в стойках и промежуточном ригеле подколонника. Подбор сечения арматуры в стойках подколонника осуществлен с помощью ЭВМ.
Расчет оголовка подколонника произведен для свободно опертого элемента. Схема нагрузки, расчетная схема и эпюра перерезывающих сил приведены на черт. 38.
Черт. 38. Схема нагрузки на оголовок подколонника, эпюры М и N
Опорная реакция
А = 890 • 3 + 4480 + 6900 - 8077 = 5973 кН (609 тс);
В = 890 • 1,5 + (6900 • 2,15 + 4480 • 0,15)/2,3= 8077 кН (823 тс).
Максимальный изгибающий момент в оголовке определяем на расстоянии
х=(8077-6900)/890=1,32 м; Мх=8077(1,32-0,35)-6900(1,32-0,5)-890•0,5•1,322=1401 кН×м (142,8 тc×м).
Расчет оголовка подколонника на действие поперечной силы по грани стойки Q = 2470 кН (252 тc) и изгибающего момента в пролете М = 1,4 МН×м (143 тс×м).
Ширина оголовка 1500 мм, высота принята равной 1200 мм из учета заделки анкерных болтов диаметром 72-1100 мм.
Принимаем поперечную арматуру 6Æ12А-I, шаг 300 мм
Asw = 6,79 см2 , Еs = 210 000 МПа (2,1 • 106 кгс/см2),
Rsw = 175 МПа (1800 кгс/см2).
Проверяем прочность оголовка по сжатому бетону между наклонными трещинами из условия (72) СНиП 2.03.01-84.
Q£ 0,3 jw1 jb1 Rb b h0 ; a = Еs/Eb = 210 000/27 • 103 = 7,78;
mw = Asw/bsw = 6,79/150 • 30 = 0,0015.
По формулам (73), (74) СНиП 2.03.01-84 вычисляем:
jw1 = 1 + 5amw = 1 + 5 • 7,78 • 0,0015 = 1,058;
jb1 = 1 - b Rb = 1- 0,001 • 14,5 = 0,855.
Тогда 0,3 jw1 jb1 Rb b h0 = 0,3 • 1,058 • 0,855 • 14,5 • 1,5 • 1,16 = 6,85 MH (698 тc) > Q = 2,47 MH (252 тc).
Условие выполнено.
Проверяем условие (75) СНиП 2.03.01-84, обеспечивающее прочность элемента по наклонным сечениям, проходящим по наклонной трещине, на действие поперечной силы
Q £ Qb + Qsw + Qs,inc.
По формулам (80), (81) СНиП 2.03.01-84вычисляем
qsw = 
0,396 МН×м (40,4 тс×м);
с0 = 
3,27 м > 2h0 = 2 × 1,16 = 2,32 м.
Принимаем с=2,32 м, тогда Qb+Qsw+Qs,in =2•1,05•1,5•1,162/2,32+0,396•2,32=2,75 MH (280 тc) >Q=2,47 MH (252 тc).
Прочность обеспечена.
Продольную арматуру оголовка определяем по изгибающему моменту М = 1,4 MH (143 тc).
Принимаем 6Æ32А-III Аs = 48,26 см2, Rs = 365 МПа (3750 кгс/см2).
Пользуясь формулой (29) СНиП 2.03.01-84, при Аs¢= определяем х=Rs As / Rb b=365•48,26/14,5•150= 8,1 см, получаем x = x/h0 = 8,1/1,16 = 0,07.
По формуле (26) СНиП 2.03.01-84: w = a - 0,008 Rb = 0,85 - 0,008 • 14,5 = 0,734;
по формуле (25) СНиП 2.03.01-84:
xR = 
0,563 > x = 0,07.
При x < xR прочность сечения проверяем по формуле (28) СНиП 2.03.01-84 при Аs¢ = 0
Rb bx (h0 - 0,5х) = 14,5 • 1,5 • 0,081 (1,16 - 0,5 • 0,081) = 1,97 MH×м (201 тс×м) > М =1,4 МН×м (143 тс×м).
Прочность сечения обеспечена.
Расчет на местное сжатие в месте опирания ригеля перекрытия на подколонник.
Расчетная нагрузка от ригеля
N = P1 +G1 = 1590 +290 = 1,88 MH (191,6 тc).
Необходимость косвенного армирования при сжатии проверяем из условия (101) СНиП 2.03.01-84:
N £ y Rb,loc Aloc1 ; Aloc1 = 50 • 20 = 1000 cм2 (b ригеля - 50 см);y = 0,75;
a = 13,5 Rbt/Rb = 13,5 × 1,05/14,5 = 0,977; Aloc2 = 80 • 20 = 1600 см2;
yb = 
= 1,17.
По формуле (102) СНиП 2.03.01-84
Rb,loc = a jb Rb= 0,977 • 1,17 • 14,5 = 16,6 МПа (169 кгс/см2);
y Rb,loc Aloc1 = 0,75 • 16,6 • 1000 • 10-4 = 1,25 MH (127 тc) < N = 1,88 MH (191,6 тc).
Условие (101) СНиП 2.03.01-84 не выполнено.
В месте опирания ригеля на подколoнник ставим 4 сетки косвенного армирования Æ6А-I с ячейкой размером 100´100 мм и шагом 100 мм.
Прочность на местное сжатие подколонника с косвенным армированием проверяем из условия (103) СНиП 2.03.01-84: N £ Rb,red Aloc1.
По формулам (49) - (51) СНиП 2.03.01-84:
0,0063;
;
3,47.
По формуле (104) СНиП 2.03.01-84 при jb = 1,17 < 3,5:
Rb,red = Rb jb + j mxy Rs,xy js = 14,5 × 1,17 + 3,47 × 0,0579 × 225 × 1 = 21,8 МПа (220 кгс/см2);
Rb,red Aloc1 = 21,8 × 0,1 = 2,18 МН (220 тс) > N = 1,88 МН (192 тс).
Прочность сечения обеспечена.