Определение несущей способности нормальных сечений ригеля

Армирование	Аs, см2	h0, см	х, см	zb, см	Мs, кН×см	М, кН×см
4Æ36	40,72	65,75	45,56	42,97	63 868	60 799
2Æ36	20,36	69,5	22,78	58,11	43 185	-
4Æ28	24,63	67,5	27,56	53,72	48 296	43 400
2Æ28	12,32	70,5	13,78	63,61	28 603	-
4Æ25	19,63	68,5	21,96	57,52	41 212	34 098
2Æ25	9,82		10,99	65,51	23 480	-

В последней графе таблицы приведены расчётные значения изгибающих моментов от внешней нагрузки. Для обеспечения прочности нормального сечения необходимо соблюдение условия: М_s ³ М.

4 Для дальнейшего продолжения расчёта необходимо уже начертить схему поперечного армирования ригеля и эпюры внутренних усилий.

· Найденные значения несущей способности нормального сечения откладываем на эпюре изгибающих моментов от внешних нагрузок. Точки, в которых отложенные ординаты, соответствующие уменьшенному количеству арматуры, пересекаются с эпюрой моментов от внешних нагрузок, являются местами теоретического обрыва продольных стержней. Измеряем координаты этих точек от опор l, соответствующие им значения поперечных сил Q и шага поперечной арматуры S; заносим эти данные в таблицу 4.3. Наносим штриховку в зонах запаса прочности, в результате получаем так называемую эпюру материалов.

Б. Определение длины заделки арматурных стержней.

· Длина стержня w, на которую он должен быть заведён за место своего теоретического обрыва, определяется из условия обеспечения прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента:

, где

D – диаметр продольного стержня; Q – расчётное поперечное усилие в месте теоретического обрыва стержня; q_sw – интенсивность поперечного армирования (частично она определена в п. 4.3.3):

,

· Кроме того, из условия обеспечения надежной анкеровки расстояние w принимается не менее 20 диаметров продольного стержня: w ³ 20D; тогда w_max = max {w; 20×D}.

· Определение длины заделки w продольных арматурных стержней производится в табл. 4.3. Принятая в качестве окончательной длины заделки w_max (кратная 50 мм, с округлением в большую сторону) указывается на эпюре материалов. Фактически обрываемый стержень необходимо завести за ближайший продольный стержень на величину не менее диаметра обрываемого стержня D.

Таблица 4.3

Определение длины заделки арматурных стержней

#	l, мм (графич.)	Q, кH (графич.)	S, см	qsw, кH/см	D, см	w, cм	20×D, см	wmax, см
	1 200			3,573	3,6	46,0
	2 800			3,573	3,6	46,0
				3,573	2,8	72,7
				3,573	2,8	64,4
	2 600			3,573	2,5	32,1

Конструктивное армирование ригеля, опорный узел

· В соответствии с п. 5.21. СНиП [2] в изгибаемых элементах при высоте сечения h > 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм. Устанавливаем посередине высоты сечения арматурные стержни Æ10А-I. Плоские сварные каркасы К-1 (2 шт.) объединяем в пространственный каркас с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1,0...1,5 м.

· Стык ригеля и колонны. В верхней части стыка выпуски арматуры из колонны и ригеля соединяются вставкой арматуры на ванной сварке, затем полость стыка замоноличивается. Вставка арматуры повышает точность монтажного соединения в случае нарушения соосности выпусков арматуры. В нижней части стыка монтажными сварными швами соединяются закладные детали колонны и ригеля. Температурный зазор между торцом ригеля и гранью колонны может составлять 60…100 мм.

Расчёт и конструирование колонны

Подбор продольной арматуры

· В колоннах средних рядов здания изгибающие моменты М незначительны, поэтому можно принять, что колонна воспринимает только продольные усилия N и работает в условиях внецентренного сжатия со случайным эксцентриситетом.

4 При действии значительных изгибающих моментов М колонна является внецентренно сжатой с расчётным эксцентриситетом e = M/N.

· Подбор продольной арматуры достаточно провести для наиболее нагруженной колонны 1-го этажа, а в колонных остальных этажей принять его таким же. Расчётное продольное усилие в колонне 1-го этажа: N_k = 3 514 кН (п. 2.4.4).

· Расчётная длина колонны принимается равной высоте этажа: l₀ = Н_э = 4,2 м.

· Классы бетона и арматуры для колонны принимаются такими же, как и у ригеля перекрытия (п. 4.1). Коэффициент длительности действия нагрузки g_b2 = 0,9.

· Продольное армирование колонны назначается из условия прочности, которое имеет вид:

N_k £ j (R_b g_b2 A + R_sc A_s,tot),

где j – коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба; принимается по справочной таблице в зависимости от отношения расчётной длины колонны к её ширине: l₀/h_k = 4,2/0,45 = 9,33; тогда коэффициент j = 0,9.

l0/hk	6…12
j	0,9	0,8	0,7

А – площадь поперечного (бетонного) сечения колонны: A = (b_k)² = 45² = 2025 см².

R_sc – расчётное сопротивление продольной арматуры сжатию; для арматуры класса A-III (А400) R_sc = 365 МПа.

A_s,tot – суммарная площадь продольной арматуры колонны, которую необходимо определить в результате расчёта.

· Требуемая площадь сечения продольной арматуры A_s,tot назначается из двух равноправных условий:

4 из условия прочности:

.

4 из условия обеспечения минимального коэффициента армирования

m _min = 0,002 (0,2%): A_s,tot ³ 2A×m _min = 2×2025×0,002 = 8,1 см².

· Принимаем по сортаменту A_s,tot = 40,72 см² (4Æ36 A-III).

· Устанавливаем 4 арматурных стержня по углам колонны (рис. 5.1).

4 Допускается применять для армирования колонны 6 стержней, однако в данном случае этот вариант является менее выгодным.