Расчет стыка ригеля с колонной
Узлысоединенияригелеймеждусобойисколоннойдолжны обеспечиватьвосприятиеопорныхмоментовипоперечныхсилригеля.Этодостигаетсясоединениемопорнойарматурысоседнихригелей и устройством в колоннах опорных консолей.
Рисунок 3.5 – Узел соединения ригеля с колонной:
Стыковые стержни привариваются к горизонтальной закладной детали
Сечениеиразмерызакладнойдетали(пластинкиилиуголка)принимаютсяконструктивно.Дляпроверкиможноиспользоватьформулу, определяющую минимальноепоперечноесечениезакладнойдетали:
где N – усилие, которое способно воспринимать опорные стержни, т.е.
- общее сечение опрорных стержней ( 
);
- расчетное сопротивление стали закладной детали.
Сварныешвы,соединяющиезакладныедеталисопорнойарматурой,истыковыестержнисзакладнымидеталямирассчитываютсяна усилие N. Длина сварных швов определяется по формуле
где 
- катет сварного шва; 
– характеристики сварного соединения по СНиП II–23–81* [4].
Принимаем 
Сжимающиеусилиявобетонированномстыкевоспринимаются бетоном,заполняющимполостьмеждуторцомригеляиграньюколонны.ВнеобетонированныхстыкахусилиеNпередаетсячерез сварныешвы,прикрепляющиенижнююзакладнуюдетальригеляк стальной пластине консоли. Суммарная длина сварных швов
где 
- сила трения от вертикального давления на опоре ( 
Принимаем 
РАСЧЕТ КОЛОННЫ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Расчетно-конструктивная схема
Колонныпервого,априналичииподвала–подвальногоэтажа рассматриваютсякакстойкисжесткимзащемлениемвфундаментеи шарнирно-неподвижнымзакреплениемвуровнемеждуэтажногоперекрытия.Расчетнаядлинадлятакойсхемызакрепленияпринимаетсяотобрезафундаментадоосиригеляскоэффициентом0,7.Колонныостальныхэтажейрассчитываютсякакстойкисшарнирно-неподвижнымопираниемвуровняхперекрытийсрасчетнойдлиной 
, где Н – высота этажа.
Стыкиколоннустраиваютсявкаждомэтажеиличерезэтаж.Ригелиопираютсянаконсоликолонн.Стыкригелясколоннойпредусматриваетсяжестким.Ввидутого,чтожесткостьригелявышежесткостиколонн,влияниеизгибающихмоментовнанесущуюспособностьколонннезначительно.
Конструирование колонны
Подсчетнагрузок,действующихнаколоннуотпокрытияиперекрытия,приведенвтаблицах4.1и4.2соответственно.Зданиечетырехэтажноесподвалом,высотаэтажа6,0м,высотаподвала2,8м;нормативнаяполезнаянагрузка5,0кН/ 
,втомчиследлительнодействующие 2,0кН/м, грузовая площадь 30 .
Таблица 4.1–Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия
| Вид нагрузки | Величина нагрузки | ||
| нормативная |  | расчетная | |
| Постоянные | |||
| 1 Слой гравия на битумной мастике | 0,16∙30 = 4,8 | 1,35 | 6,48 |
| 2 Гидроизоляционный ковер | 0,1∙30 = 3,0 | 1,35 | 4,05 |
3 Цементно-песчаная стяжка  | 20∙0,02∙30 = 12 | 1,35 | 16,2 |
4 Утеплитель  | 4∙0,15∙30 = 18 | 1,35 | 24,3 |
| 5 Пароизоляция | 0,03∙30 = 1,08 | 1,35 | 1,46 |
| 6 Плита покрытия | 3,0∙30 = 90 | 1,35 | 121,5 |
| 7 Ригель (b = 20 см, h = 50 см) | 2,5∙5 = 12,5 | 1,35 | 16,9 |
| Итого |  |  | |
| Временные | |||
| 8 Полная снеговая |  | 1,5 |  |
| 9 В том числе длительная |   | 1,5 |  |
Таблица 4.2–Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия
| Вид нагрузки | Величина нагрузки | ||
| нормативная | | расчетная | |
| Постоянные | |||
| 1 Пол | 3,5∙30 = 105 | 1,35 | 141,8 |
| 2 Плита | 3,0∙30 = 90 | 1,35 | 121,5 |
| 3 Ригель | 2,5∙5 = 12,5 | 1,35 | 16,9 |
| Итого |  |  280,2 | |
| Временные | |||
| 8 Стационарное оборудование |  | 1,5 |  |
| 9 Вес людей и материалов | 5∙30 = 150 | 1,5 | |
| Итого |  |  |
Нагрузкаотсобственноговесаколоннывпределахэтажаприпредварительнопринятыхразмерахеесечения0,3×0,3миобъемномвесежелезобетона25кН/м составит: нормативная 
; расчетная 13,5∙1,15 =15,5 кН; в подвале – соответственно 6,3 и 7,25кН.
Пополученнымданнымвычисляемнагрузкинаколонныкаждого этажа(таблица4.3).Вкачестведоминирующейвременнойнагрузки принимаемнагрузкунаперекрытие.Тогдарасчетнаяпродольнаясила определяется по второму основному сочетанию:
Здесь 
- коэффициент сочетания для снеговой нагрузки.
Т а б л и ц а 4.3–Расчетные нагрузки на колонны
| Этаж | Полная расчетная нагрузка,  | В том числе длительно действующая,  |
Расчетные нагрузки при  | ||
| 3-й |  |  |
| 2-й |   |  |
| 1-й |   |  |
| Подвал |   |  |
Расчетные нагрузки при  | ||
| Подвал |   |
Расчет колонны
Колонныпрямоугольногопоперечногосечения,нагруженные продольнойсжимающейсилой,приложеннойсослучайнымэксцентриситетом 
, и при гибкости 
и симметричном армировании разрешается рассчитывать по условию
(4.1)
1 Расчет колонны подвала.
, 
. Принимаем бетон класса 
, 
, арматура S500, 
, 
, тогда
Принимаем 
, тогда 
Случайный эксцентриситет 
Условная расчетная длина колонны 
Условная гибкость колонны 
Относительная величина случайного эксцентриситета:
По 
и 
, интерполируя, определяем 
Принимаем 
мм, 
Процент армирования 
2 Расчет колонны 1-го этажа.
, 
. Принимаем бетон класса 
, 
, арматура S500, , 
, тогда
Принимаем , тогда
Случайный эксцентриситет
Условная расчетная длина колонны 
Условная гибкость колонны 
Относительная величина случайного эксцентриситета:
По и , интерполируя, определяем 
Принимаем 
мм, 
Процент армирования 
3 Расчет колонны 2-го этажа.
, 
. Принимаем бетон класса 
,
, арматура S400, 
, , тогда
Принимаем 
, тогда 
Случайный эксцентриситет
Условная расчетная длина колонны 
Условная гибкость колонны 
Относительная величина случайного эксцентриситета:
По и , интерполируя, определяем 
Принимаем мм, 
Процент армирования 
4 Расчет колонны 3-го этажа.
, . Принимаем бетон класса ,
, арматура S400, , , тогда
Принимаем , тогда
Случайный эксцентриситет
Условная расчетная длина колонны 
Условная гибкость колонны 
Относительная величина случайного эксцентриситета:
По и , интерполируя, определяем 
Принимаем 
мм, 
Процент армирования 
Расчет консоли колонны
Дляопиранияригелейбалочныхперекрытийвколоннахпредусматриваюткороткиеконсоли,скошенныеподуглом=45(рисунок4.1).Ширинаконсоли 
назначаетсяравнойширинеколонны,а вылет 
–исходяизудобстваразмещениязакладныхдеталейдля крепления ригеля и необходимой длины сварныхшвов.
Рисунок 4.1 – Расчетная схема для короткой консоли
Минимальнодопустимаядлинаплощадиопиранияригеляизусловия прочности бетона насмятие:
Требуемый вылет консоли:
Если принять 
, то требуемая высота консоли у грани колонны из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе:
Тогда полная высота консоли у ее основания 
Высота свободного конца консоли:
Изгибающий момент в опорном сечении:
Площадь продольной арматуры:
Поперечныестержниустанавливаютудвухбоковыхгранейконсоли с шагом не более 
и не более 150 мм.
Площадьсеченияотогнутойарматурыопределяютпоэффективномукоэффициентупоперечногоармирования 
а) б)
Рисунок 4.2 – Армирование консолей колонн
Расчет стыка колонн
Рисунок 4.3 – Стык колонн с ванной сваркой выпусков арматуры
Размеры сечения подрезки можно принять равными 
размера стороны поперечного сечения колонны:
Площадь части сечения колонны, ограниченная осями крайних стержней сетки косвенного армирования:
Площадь распределительного листа:
Расчетное сопротивление бетона смятию:
где
Принимаем 
.
Приведенное расчетное сопротивление смятию:
,
Здесь 
- коэффициент эффективности косвенного армирования,
где 
- коэффициент армирования,
Принимаем 
, 
, количество стержней n = 9.
- коэффициент, учитывающий влияние арматуры сеток,
Принимаем радиус инерции арматурного стержня 
. Длина выпусков арматуры 
, тогда гибкость выпусков арматуры:
По гибкости и классу арматуры определяем 
Условие выполняется.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ