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.

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.

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.

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.