Проектирование многоэтажного здания (стр. 3 из 4)

Стык рассчитывается между первыми и вторыми этажами. Колонны стыкуются сваркой стальных торцевых листов, между которыми при монтаже вставляют центрирующую прокладку толщиной 5мм. Расчетные усилия в стыке принимаем по нагрузке второго этажа N_СТ=N₂=2852 кН из расчета местного сжатия стык должен удовлетворять условие :

N ≤ R_ПР×F_СМ

R_ПР – приведенная призменная площадь бетона;

F_СМ – площадь смятия или площадь контакта

Для колонны второго этажа колонна имеет наклонную 4 диаметром 20мм, бетон В30 т.к продольные арматуры обрываются в зоне стыка то требуется усиление концов колон сварными поперечными сетками. Проектируем сетку из стали АIII.Сварку торцевых листов производим электродами марки Э-42,

R_СВАРКИ =210мПа

Назначаем размеры центрирующей прокладки

С₁ = C ₂ = b_K = 350 = 117мм

3 3

Принимаем прокладку 117×117×5мм.

Размеры торцевых листов:

b=h=b–20=330мм

Усилие в стыке передается через сварные швы по периметру торцевых листов и центрирующую прокладку. Толщина опорной пластины δ=14мм.

N_CТ = N_Ш + Nп

Определим усилие, которые могут воспринимать сварные швы

N_Ш = N_СТ × F_Ш

F_K

F_Ш – площадь по контакту сварного шва;

F_K – площадь контакта;

F_K= F_Ш + F_П

F= 2 × 2.5 × δ × (h₁+в₁–5δ)=2 × 2.5 × 1.4 × (35 + 35–5 × 1.4) = 504 см²

F_П = (C₁+3δ) × (C₂+3δ ) = (11.7+3×1.4) × (11.7+3 × 1.4) = 252.81см²

F_K = 504+252.81= 756.81см²

N_Ш = (2850×504) / 756.81 = 1897 кН

N_П = N_CТ –N_Ш = 2850–1897 = 953 кН

Находим требуемую толщину сварочного шва, по контуру торцевых листов

ℓ_Ш = 4 × (b₁–1) = 4 × (35–1) = 136см

h^треб_ш = N_Ш = 1897000 = 0.66см

ℓ_Ш × R^СВ 136 × 210 × (100)

Принимаем толщину сварного шва 7мм.. Определим шаг и сечение сварных сеток в торце колонны под центральной прокладкой. По конструктивным соображениям у торцов колонны устраивают не менее 4-х сеток по длине не менее 10d (d ― диаметр рабочих продольных стрежней), при этом шаг сеток должен быть не менее 60мм и не более 1/3 размера меньшей стороны сечения и не более 150см.

Размер ячейки сетки рекомендуется принимать в пределах от 45–150 и не болей 1/4 меньшей стороны сечения элемента.

Из стержней Ø 6мм, класс А-III, ячейки сетки 50×50, шаг сетки 60мм. Тогда для квадратной сетки будут формулы:

1) Коэффициент насыщения сетками:

M^C_K = 2×f_a = 2×0.283 = 0.023

а×S 4×6

f_a— площадь 1-ого арматурного стержня

а — количество сеток

2) Коэффициент

α_C= M^C_K× R_a = 0.23×360 = 5.7

R_b× m _b 17.0×0.85

Коэффициент эффективности армирования

К = 5 + α_С = 5 + 5.7 = 1.12

1 + 1.5α_С 1 + 8.55

N_СТ ≤ R_ПР×F_CМ

R_ПР=R_b×m_b×γ_b+k×M^C_K×R_a×γ_K

γb= ³√ F_К = ³√ 1225 = 1.26

F_СМ 756.81

γ_К= 4.5 – 3.5 × F_CM = 4.5 – 3.5 × 756.81 = 1.55

F_Я 900

R_ПР=17.0× 0.85 ×1.26 + 1.12 × 0.023 × 360 ×1.55 = 2617 мПа

2850 ≤ 2617× 756.81 кН

2850 кН ≤ 1980571 кН

2.5Расчет консоли колонны.

Опирание ригеля происходит на железобетонную колонну, она считается короткой если ее вылет равен не более 0.9 рабочий высоты сечения консоли на грани с колонной. Действующая на консоль опорная реакция ригеля воспринимается бетонным сечением консоли и определяется по расчету.

Q= q×ℓ = 22.396 ×4 × 6 = 268.75 кH

2 2

Определим линейный вылет консоли:

ℓ_КН = Q = 223960 = 9.6 см

b_P× R_b× m_b 16 × 17.0 × (100) × 0.85

С учетом величины зазора между торцом ригеля и граней колонны равняется 5см,

ℓ_К=ℓ_КН + 5= 9.6+ 5=14.6 ― должно быть кратным 5 Þ ℓ_КН=15см

ℓ_КН=15см (округлили)

Высоту сечения консоли находим по сечению проходящему по грани колонны из условия:

Q ≤ 1.25 × К₃ × K₄ × R_bt × b_k × h²₀

а

а ― приведенная длина консоли

h₀ ≤ Q

2.5 × R_bt× b_К × γ_b— максимальная высота колонны

h₀ ≤ Q

2.5 × R_bt× b_К × γ_b— максимальная высота колонны

h₀ ≥√ Q× a минимальная высота

1.25×K₃×K₄×R_bt×b_K×γ_b

а=b_K Q = 15 223960 = 22.14 см

2×b_K×R_b×m_b 2 × 35×17.0× (100)×0.85

h_{0 MAX} ≤ 223960 = 24 см

2.5 ×1.2 × (100)×5 × 0.85

h_{0 MIN} =√ 223960×22.14 = 18 см

1.25×1.2×1×1.2(100)×3.5×0.85

Принимаем высоту h = 25см ― высота консоли. Определяем высоту уступа свободного конца консоли, если нижняя грань наклонена под углом 45°

h₁=h–ℓ_К×tgα = 25– 15× 1=10см

h₁ > ⅓ h

10 > 8.3 условие выполняется

2.6 Расчет армирования консоли.

Определяем расчетный изгибающий момент:

М=1.25 × Q × (b_K– Q )= 1.25×Q× a= 1.25 × 223960 × 22.14 = 61.98 к

2 × b × Rb × m _b

Определим коэффициент A_O :

А₀ = М = 6198093 = 0.12

R_b× m_b × b_K × h²₀ 17.0 × 0.85 × 35 ×32² ×100

h₀ = h – 3 = 35 – 3 = 32 см

ξ = 0.94

η = 0.113

Определяем сечение необходимой продольной арматуры :

F = M = 6198093 = 2.55 см²

η × h₀ × R_S 0.113×32 × 360 × 100