Конструирование колонны

Продольные стержни в поперечном сечении колонны размещают как можно ближе к поверхности элемента с соблюдением минимальной толщины защитного слоя, которая по требованиям норм должна быть не менее диаметра стержней арматуры и не менее 20 мм.

Колонны сечением 40×40см можно армировать четырьмя продольными стержнями, что соответствует наибольшему допустимому расстоянию между стержнями рабочей арматуры. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм следует предусматривать промежуточные стержни по периметру сечения колонны.

Поперечные стержни (хомуты) в колонне ставят без расчёта, но с соблюдением требований норм. Расстояние между ними должно быть при сварных каркасах не более 20Ø_s, при вязаных –15Ø_s, но не более 500 мм. Расстояние между хомутами округляют до размеров, кратных 50 мм. Диаметр хомутов Ø_sw сварных каркасов должен назначаться из условий сварки. Диаметр хомутов Ø_sw вязаных каркасов должен быть не менее 5 мм и не менее 0,25 Ø_s.

Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью поперечных стержней, привариваемых к угловым продольным стержням плоских каркасов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

4.4 Расчёт консоли колонны

Для опирания ригелей балочных перекрытий в колоннах предусматривают короткие консоли, скошенные под углом =45˚. Ширина консоли назначается равной ширине колонны, а вылет - исходя из удобства размещения закладных деталей для крепления ригеля и необходимой длины сварных швов.

Вылет консоли должен быть не менее 1/3 высоты опорного сечения и не более 0,9 рабочей высоты консоли d. Минимально допустимая длина площади опирания ригеля из условия прочности бетона на смятие:

Рисунок 9 – Расчётная схема для короткой консоли

где - поперечная сила ригеля на опоре; - ширина поперечного сечения ригеля.

Если расстояние от торца сборного ригеля до грани колонны , тогда требуемый вылет консоли:

Если принять , то требуемая рабочая высота консоли у грани колонны из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе может быть определена по формуле:

Где - ширина консоли.

Тогда полная высота консоли у её основания

, где с – расстояние от верха консоли до центра тяжести продольной арматуры А_s.

Нижняя грань консоли у её основания наклонена под углом 45˚, поэтому высоту свободного конца консоли определяем по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Сечение продольной арматуры As консоли подбирают по увеличенному на 25% изгибающему моменту в опорном сечении:

Определяем:

затем

Стержни располагают у двух боковых граней консоли и приваривают к закладным деталям консоли (2Æ14 =1,57 см²).

Концы продольной арматуры растянутой зоны односторонней консоли заводят за грань колонны и доводят до противоположной грани колонны.

Поперечные стержни устанавливают у двух боковых граней консоли с шагом не более hc /4 и не более 150 мм.

Площадь сечения отогнутой арматуры определяют по эффективному коэффициенту поперечного армирования

Отогнутую арматуру устанавливают у двух боковых граней консоли ( 2Æ16

=6,28 см²).

Если hc <2,5а, то консоли рекомендуется армировать наклонными хомутами, которые так же, как и горизонтальные, ставят с шагом не более hc /4 и не более 150 мм.

Расчет стыка колонн

При выполнении стыка с ванной сваркой в торцах стыкуемых колонн в местах расположения продольных стержней устраивают подрезки. Продольные стержни выступают в виде выпусков, свариваемых в специальных съёмных формах. Расчёт стыка производится для двух стадий готовности здания: возведения и эксплуатации.

В стадии возведения незамоноличенный стык считается шарнирным и рассчитывается на монтажные нагрузки. В стадии эксплуатации он считается как жестким с косвенным армированием и рассчитывается на полные нагрузки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Рисунок 10- Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматуры

При расчёте стыка до замоноличивания усилие от нагрузки воспринимается бетоном выпуска колонны, усиленным сетчатым армированием (NRd,1) и арматурными выпусками, соединёнными ванной сваркой (NRd,2):

,

Размеры сечения подрезки можно принять равным ¼ размера стороны поперечного сечения колонны:

b1=1 bc/4=1 0,4/4=0,1 м;

h1=1 hc/4=1 0,4/4=0,1 м;

Расстояние от грани сечения колонны до оси сеток косвенного армирования с1=20 мм, а в пределах подрезки с2=10 мм.

Тогда площадь части сечения колонны, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:

A_eff=(b_c- 2с₁)( h_c- 2с₁) – 4(b₁- с₂)( h₁- с₂)

Обычно размеры центрирующей прокладки и толщину распределительных листов назначают такими, чтобы толщина листа была больше 1/3 расстояния от края листа до центрирующей прокладки. Тогда за площадь A_co принимается площадь распределительного листа: A_co= b_ch_c – 4b₁h₁=0,4 0,4-4 0,1 0,1=0,12 м²=1200 см²;

Площадь распределения A_c1 принимаем равной площади Aeff. Расчётное сопротивление бетона смятию:

где, , где

и для тяжелого бетона.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Приведённое расчётное сопротивление смятию:

где, , где ,

где, число стержней, площадь поперечного сечения, длина стержня сетки в одном направлении;

то же в другом направлении;

расстояние между сетками;

расчётное сопротивление арматуры сеток;

Aeff=(0,4- 2·0,02)( 0,4- 2·0,02) – 4(0,1- 0,01)( 0,1- 0,01)= 972 см²;

коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия.

При вычислении усилия определяем гибкость выпусков арматуры:

где,

расчётная длина выпусков арматуры, равная длине выпусков;

радиус инерции арматурного стержня =d/4=28/4=7.

По гибкости и классу арматуры определяем коэффициент продольного изгиба арматуры.

Проверка выполняется, следовательно, расчёты выполнены верно.