Железобетонные конструкции каркаса многоэтажного промышленного здания (стр. 9 из 14)

· 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.

5. Расчёт и конструирование колонны

5.1. 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	16	20
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.

5.2. Конструирование поперечной арматуры колонны

· Поперечная арматура в колоннах устанавливается в целях:

1. Образования пространственных каркасов.

2. Предотвращения выпучивания продольных стержней.

3. Сдерживания поперечных деформаций бетона.

· Диаметр поперечной арматуры d назначается из условия свариваемости с продольными арматурными стержнями колонны диаметром D:

d ³ 0,25D = 0,25×36 = 9 мм. Принимаем поперечную арматуру Æ10 A-III.

· Шаг поперечных арматурных стержней не должен превышать

s £ 20D = 20×36 = 720 мм; s £ 500 мм. Принимаем s = 500 мм (кратно 50 мм).

· Для усиления концевых участков у торцов колонн дополнительно устанавливаем сетки косвенного армирования из арматуры Æ8 A-I, размер ячеек 50´50 мм. Назначаем 5 сеток с шагом 75 мм.

· Толщина защитного слоя бетона а_b для продольной рабочей арматуры колонны (см. рис. 5.1) должна составлять (п. 5.5 СНиП [2]):

4 не менее диаметра стержня: а_b ≥ D = 36 мм,

4 не менее 20 мм: а_b ≥ 20 мм.

Требуемое расстояние от наружной грани колонны до центра тяжести продольной арматуры: а ³ а_b + 0,5D = 36 + 0,5·36 = 54 мм. Принимаем a = 55 мм, тогда

фактическая толщина защитного слоя: а_b = а – 0,5D = 55 – 0,5·36 = 37 мм > 36 мм.

· Толщина защитного слоя бетона а_bw для поперечной арматуры колонны должна составлять (п. 5.5 СНиП [2]):

4 не менее диаметра стержня: а_bw ≥ d = 10 мм,

4 не менее 15 мм: а_bw ≥ 15 мм.

Фактическая толщина защитного слоя: а_bw = а_b – d = 37 – 10 = 27 мм > 15 мм.

Таким образом, требования по величине защитного слоя выполнены.