Розрахунок стику колон.

Колону стикуємо зваркою торцевих стальних листів, між якими при монтажі встановлюють центруючу прокладку товщиною 5 мм. Розрахункове зусилля приймаємо в стику по навантаженню другого поверху:

N_j=N₂= 971,14·0,95=922,6 кН.

З розрахунку на місцевий стиск має задовільнятися умова:

Для колони другого поверху маємо поздовжню арматуру 4 16 A-III, В25. Оскільки поздовжня арматура обривається в зоні стику, то потрібне посилення кінців колон зварними поперечними сітками. Проектуємо сітки зі сталі класу А-III, 6 мм, R_s = 365МПа. Зварювання торцевих листів виконуємо електродами Е-42, R_wf =180 МПа.

Розміри центруючої прокладки в плані:

с₁=с₂>b/3=300/3=100 мм.

Приймаємо прокладку розміром 100×100×5 мм.

Розміри торцевих листів в плані:

.

Зусилля в стику N_j передається через зварні шви по периметру торцевих листів і центруючу прокладку:

Визначаємо зусилля , яке можуть сприйняти зварні шви:

де – загальна площа контакту.

Площа контакту по периметру зварного шва торцевих листів:

Площа контакту під центруючою прокладкою:

Загальна площа контакту:

Визначаємо зусилля, що припадає на центруючу прокладку:

Потрібна товщина зварного шва по контуру торцевих листів:

де

Приймаємо товщину зварного шва 5 мм, що відповідає товщині центруючої пластини.

Визначаємо крок і переріз зварних сіток в торці колони під центруючою прокладкою. Вибираємо попередньо сітки зі стержнів 6А-III, А_s= 0,283 см², розмір сторони чарунки а = 4 см, число стержнів в сітці n= 7, крок сіток s= 6 см.

Коефіцієнт насичення поперечними сітками:

Коефіцієнт ψ;:

Коефіцієнт ефективності непрямого армування:

Перевіримо умову:

де - приведена призматична міцність бетону, що визначається за формулою:

де

 

A_loc,2 =0,3·0,3=0,09 см².

A_loc,1 = A_с = .

- площа бетону (ядра), закладеного всередині контуру поперечних сіток.

Умова задовольняється, міцність торця колони забезпечена.

Схема армування стику колон представлена на рис

4.4. Розрахунок консолі колони.

Максимальна розрахункова реакція від ригеля перекриття при γ_n=0,95.

Q = Q_B ^l · γ_n = 112,27·0,95= 106,65 кН.

Визначаємо мінімальний виліт консолі l_pm з умови зминання під кінцем ригеля:

З врахуванням зазору між торцем ригеля і гранню колони виліт консолі:

Конструктивно приймаємо - кратно 50 мм.

Висоту перерізу консолі знаходимо по перерізу, що проходить по грані колони. Робочу висоту перерізу визначаємо з умови:

Визначаємо відстань а від точки прикладання опорної реакції до грані колони:

Максимальна висота :

Повна висота перерізу консолі в основі прийнята h = 35 см,

Знаходимо висоту вільного кінця консолі, якщо нижня грань її нахилена під кутом γ = 45°:

Розрахунок армування консолі.

Коефіцієнт :

Необхідна площа перерізу поздовжньої арматури:

Приймаємо 2 14 А-III: .

Ці стержні приварюємо до закладних деталей консолі, на які встановлюємо і прикріплюємо на зварці ригель.

Поперечне армування консолі:

Мінімальна площа перерізу відігнутої арматури:

Приймаємо 2 12А-III: .

Діаметр відгинів повинен задовольняти умову:

Прийнято - умова виконується.

Хомути приймаємо двовіткові зі сталі класу А-I діаметром 6 мм, A_sw = 0,283 см².

Крок хомутів консолі вибираємо з умови норм – не більше 15 см і не більше h /4=35/4=8,75см

Приймаємо крок s_w = 10 см.

 

Рис. Конструкція консолі колони.

5. Розрахунок і конструювання центрально навантаженого фундаменту під колону.

5.1. Обчислення навантажень і зусиль.

Бетон класу В15: γ_b2 = 0,9, R_b = 8,5 МПа, R_bt = 0,75 МПа.

Арматура класу А-II: R_s = 280 МПа.

H₁ =1,5 м – глибина залягання фундаменту.

R₀ =0,36 МПа – розрахунковий опір ґрунту.

Розрахункове навантаження від колони першого поверху з врахуванням γ_n= 0,95: N₁ =1115 кН.

Визначаємо нормативне значення навантаження на фундамент:

- середній коефіцієнт надійності по навантаженню.

5.2. Визначення розмірів плитної частини фундаменту.

Необхідна площа фундаменту:

Розміри сторони квадратного фундаменту в плані:

Приймаємо розміри підошви фундаменту 2,0×2,0 м,

Визначаємо висоту фундаменту:

Де

Повна мінімальна висота фундаменту:

Висота фундаменту з умови зароблення колони в залежності від розмірів перерізу:

Із конструктивних міркувань, враховуючи необхідність надійної анкетування поздовжніх стержнів арматури при жорсткому встановлені колони у фундамент, висоту фундаменту рекомендується також приймати не менше:

=16 см – діаметр поздовжніх стержнів колони;

=50 см – зазор між торцем колони і дном стакану.

Приймаємо висоту фундаменту =0,8 м.

Мінімальна робоча висота першої сходинки:

Конструктивно приймаємо

Схема фундаменту та його армування представлена на рис.

Перевіряємо відповідність робочої висоти нижньої сходинки фундаменту:

Мінімальне поперечне зусилля , що сприймається бетоном:

Так як , то умова міцності виконується.