Расчет стыка колонны

Стык колонны выполняют ванной сваркой выпусков продольной армату-ры, расположенной в специальных подрезках, при следующем их замоноличивании.

Размеры сечения подрезок назначаются в зависимости от диаметра продольной рабочей арматуры и из условия размещения медных форм. Т. о., принимаем размер сечения подрезок .

Предварительно в зоне стыка устанавливаем сетки косвенного армирования с шагом . Арматуру сеток принимаем Æ 5 S500. Размер ячейки принимаем . Защитный слой крайних стержней сетки с учетом того, что на значительной длине они находятся за бетоном замоноличивания, принят . При таком защитном слое расчетная длина длинных стрежней составит , коротких .

Конструкцией стыка также предусмотрена установка трех сеток выше и ниже зоны замоноличивания. Между звеньями колонн расположена армоцементная центрирующая прокладка размером , устанавливаемая на распределительную площадку размером 170х170мм. В шве между торцами звеньев установлен хомут из арматуры Æ 8 S400.

Продольные стрежни выступают в виде выпусков, свариваемых в медных съемных формах. После сварки стык замоноличивают под давлением.

Стык колонны рассчитывается для 2-х стадий работы:

1) до замоноличивания стыка – на нагрузку, действующую на данном этапе возведения здания, при определении усилий такие стыки условно принимаются шарнирными;

2) после замоноличивания – на нагрузку, действующую на данном этапе возведения и эксплуатации здания, при определении усилий такие стыки принимаются условно жесткими.

Рис. 2.11 Стык колонны.

Расчет прочности стыка на этапе возведения здания (до его замоноличивания)

Расчет незамоноличенного стыка колонны производится на местное сжатие бетона колонны цетрирующей прокладкой из условия [2, п.7.4.1.3] с учетом продольной арматуры колонны в соответствии с [7, 3.111]:

,

где N_Sd – равнодействующая расчетных усилий от действия полных нагрузок в зоне стыка. В зоне стыка колонн на данном этапе возведения по результатам статического расчета принимаем:

A_с0 – площадь бетона смятия, принимаемая равной площади распределительной площадки:

A_с0=170× 170=28900мм²;

f_yd – расчетное сопротивление продольной арматуры колонны;

j – коэффициент продольного изгиба для выпусков, определяемый в соответствии с [6, табл.72]. При и R_y=365 МПа находим j=0, 401;

– площадь сечения выпусков арматуры;

α _и – коэффициент, зависящий от распределения напряжений по площади смятия, определенный согласно указаниям [2, п.7.4.1.2];

,

где s_{u, min}, s_{u, max} – соответственно минимальные и максимальные напряжения сжатия. Т.к. нагрузка на распределительный лист приложена центрально, то принимаем ; f_{cud, ef f} – приведенное расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле:

,

но не более , где f_cud – расчетное сопротивление бетона смятию, определенное согласно [2, п.7.4.1.1] при расчетных сопротивлениях бетона сжатию f_cd и растяжению f_ctd, определенных при коэффициенте безопасности по бетону g_c =1, 8 согласно [5]:

,

где w _u – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, который следует определять по формуле:

,

где k _u – коэффициент эффективности бокового обжатия при смятии, принимаемый:

для тяжелого бетона .

Принимаем .

k_f – принимается по [2, табл. 7.6]. Для данного расчета принимаем k_f=1, 0.

w_{u, max} – предельное значение коэффициента повышения прочности бетона при смятии, принимаемое по [2, табл. 7.6] и равное w_{u, max}=3, 0 для элементов с косвенным армированием;

A_c1 – площадь распределения [2, рис.7.18], симметричная относительно центра площади смятия. Поскольку 380 мм < 3× 200=600 мм, то принимаем A_c1=A_eff,,

где A_eff – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, и расположенного в пределах площади распределения A_c1:

.

Тогда ,

.

где f_{yd, xy} – расчетное сопротивление арматуры сеток;

– коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки при переходных ситуациях;

r_xy – коэффициент армирования, равный

,

n_x, A_sx, l_x – соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (считая в осях крайних стержней) в одном направлении;

n_y, A_sy, l_y – то же, в другом направлении;

s_n – расстояние между сетками;

j₀ – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле:

,

здесь ,

где f_{yd, xy}, f_cd – в Н/мм².

j_s – коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия; для схем k), l), n) принимается j_s = 1, 0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что поперечные сетки установлены на площади не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующих схемах; при схемах[2, рис. 7.18] а), b), c), d), e), f), g), h), i), j) коэффициент j_s определяется по формуле

,

Вычисляем :

.

Принимаем .

Следовательно проверяем условие прочности стыка до его замоноличивания: – условие выполнено.

Расчет прочности стыка на этапе эксплуатации здания.

Определяем расчетное сопротивление бетона колонны и замоноличивания с учетом сеток косвенного армирования:

Отсюда значение

,

где - коэффициент условий работы бетона колонны.

Для бетона замоноличивания в подрезках значение с учетом коэф-фициента условий работы при отсутстви поперечного армирования в подрезке равно:

;

.

Проверим прочность стыка на стадии эксплуатации:

Условие выполняется, что означает — прочность стыка колонны в стадии эксплуатации обеспечена.