РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЫКОВ РИГЕЛЕЙ С КОЛОННАМИ И ОПОРНЫХ КОНСОЛЕЙ КОЛОНН

Действующий в стыке неразрезных ригелей опорный момент для расчета заменяется парой сил

, (34.1)

где плечо пары сил, равное расстоянию от центра тяжести верхней и нижней закладной детали и стержней, проходящих через колонну (рис. 34.1).

Эта пара сил вызывает растяжение по верху ригеля, сжатие – по низу. Площадь сечения стыковых стержней или верхней соединительной пластины, называемой «рыбкой», определяется по расчету на растягивающее усилие

, (34.2)

где для «рыбки», расчетное сопротивление прокатной стали по пределу текучести.

Площадь поперечного сечения нижней закладной детали определится по формуле

, (34.3) где толщина нижней закладной детали, принимаемая не менее 4 мм; ширина опорной части ригеля, то есть ширина закладной детали.

Если верхние стыковочные стержни привариваются не к выпускам верхней арматуры, а к закладной детали фланговыми швами, то длина этих швов принимается из условия прочности

, (34.4) где 1,3 – коэффициент условия работы шва с учетом пластических деформаций ригеля; высота шва, принимаемая не менее 0,25 от диаметра стыковых стержней и не менее 4 мм; расчетное сопротивление углового шва.

Длина сварных швов, прикрепляющих нижние закладные детали ригеля к закладным деталям колонны, определится из условия прочности

, (34.5) где сила трения стали по стали; поперечная сила на опоре ригеля; коэффициент трения стали по стали.

Размер опорной консоли (рис. 43.2) определяются в зависимости от опорного давления ригеля . При этом считается, что ригель оперт на расположенную у свободного края консоли площадку длиной

, (34.6)

где коэффициент, учитывающий неравномерное давление ригеля на опорную консоль ; расчетное сопротивление бетону местному сжатию для бетонов колонны класса В25 и выше, для бетонов класса ниже В25, при местной краевой нагрузке на консоль ; ширина опорной части ригеля.

Вылет консоли с учетом зазора между торцом ригеля и гранью колонны . Окончательно вылет открытой консоли назначают не менее 150 мм, а скрытых не более 150 мм. При этом расстояние от грани колонны по которой происходит защемление консоли до оси приложения составит . У открытых коротких консолей, для которых справедливо ограничение , угол наклона сжатой грани с горизонталью обычно не превышает 45⁰.

Высота консоли в сечении у грани колонны обычно принимается согласно условию мм, где высота опорной части ригеля. Тогда высота этой консоли у свободного края . Высоту сечения короткой открытой консоли в опорном сечении проверяют в дальнейшем из условия прочности наклонного сечения на главные напряжения двух знаков

; (34.7)

, (34.8)

где расчетный размер бетонной наклонной сжатой полосы, определяемый по формуле (рис. 34.2): ; коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры, ; ; ; шаг поперечных стержней; угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонту.

Высота скрытых консолей по прочности наклонного сечения не проверяется, так как обеспечивается прочностью стальных пластин на срез (рис. 34.2).

Площадь сечения верхней продольной растянутой арматуры консоли подбирают по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25% вследствие повышенной ответственности узла, исходя из условий:

; ; для открытых консолей; для скрытых консолей, где ; расстояние от центра тяжести верхних продольных стержней скрытой консоли до центра тяжести нижних стержней.

Толщина пластин скрытой консоли определяется из условия прочности на срез:

, (34.9)

где суммарная толщина пластин.

Поперечную арматуру коротких открытых консолей принимают при ее высоте в виде наклонных хомутов по всей высоте консоли (рис. 34.3), при в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли (рис. 34.3), а при и в виде горизонтальных хомутов без отогнутых стержней, которые в этом случае можно не устанавливать.

Шаг хомутов должен быть не более и не более 150 мм, диаметр отогнутых стержней – не более 1/15 их длины и не более 25 мм. При этом суммарная площадь сечения хомутов и наклонных стержней, пересекающих верхнюю половину линии длиной , соединяющей точки приложения силы и сопряжения нижней грани консоли с гранью колонны должна быть .

Концы продольной арматуры растянутой зоны односторонней консоли должны быть заведены за грань колонны на величину анкеровки , и в любом случае доведены до противоположной грани колонны (рис. 34.3). Кроме того, если колонна выполнена из бетона класса ниже В22,5 и расстояние от центра приложения , до края вертикального стержня консоли меньше 15d, а при наличии бетона В22,5 и выше – меньше 10d, то у свободного конца консоли необходимо предусмотреть анкеровку продольной арматуры путем приваривания к ней шайб или уголков (рис. 34.3).

Размеры бетонных шпонок бесконсольного стыка определяют из следующих условий из прочности (рис. 34.4):

(34.10) где глубина, высота и длина шпонки; вводимое в расчет число шпонок, в этом случае

34.2. КОМПОНОВКА МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЛОЧНОЙ НЕРАЗРЕЗНОЙ ПЛИТЫ

Главные балки перекрытия чаще всего для повышения жесткости здания располагают в поперечном направлении. Однако не исключена компоновка перекрытия с продольными главными балками. Главные балки обычно имеют пролет 6 … 8 м. Второстепенные балки размещают перпендикулярно главным так, чтобы ось одной из балок совпадала с осью колонн и служила распоркой между ними. Пролет второстепенных балок может составлять 5 … 7 м, расстояние между ними, или пролет плит – 1,5 … 3 м и меньше. В целях экономии материалов принимают такое расстояние между балками, чтобы толщина плиты была возможно меньше. Минимальная же ее толщина для промышленных зданий составляет 60 мм, для гражданских – 50 мм. При повышенных значениях временных нагрузок может потребоваться увеличение толщины плиты. Так, при временной нагрузке – 10 … 15 кН/м² толщину плиты принимают равной 80 … 100 мм. Высоту сечения второстепенных балок принимают в пределах 1/12 … 1/20 от их пролетов, главных - от своих пролетов. При этом ширина сечения балок составляет 0,35 … 0,5 от высоты. Окончательный выбор сечений балок производится с учетом унификации.

Для расчета неразрезных балочных плит из перекрытия выделяют высоту шириной 1000 мм (рис. 34.5) и рассматривают ее как неразрезную балку, опертую на второстепенные балки и наружные стены. Расчетные значения средних пролетов плиты принимают равными расстоянию между соседними второстепенными балками в свету , где расстояние между осями второстепенных балок средней области перекрытия, ширина второстепенных балок. Для крайних пролетов при свободном опирании одного конца плиты на стену – расстоянию между гранью ребра балки и осью опоры на стене , где расстояние от оси балки до края плиты, опертой на стену, ширина площадки опирания плиты на стену (рис. 34.6).

В балочных плитах, окаймленных по контуру балками, с равными или отличающимися не более, чем на 20% пролетами расчетные усилия определяют с учетом перераспределения моментов, приводящим к равномоментной схеме. При этом в первом пролете и на первой промежуточной опоре моменты равны

, (34.11) а в средних пролетах и на средних опорах соответственно:

, (34.12) где погонные постоянные и временные нагрузки, собранные с грузовой площади шириной равной 1000 мм.

Расчет армирования плиты ведется как для изгибаемых элементов прямоугольного сечения шириной 1000 мм и высотой , которую подбирают таким образом, чтобы не требовалось поперечное армирование, то есть выполнялось условие

. (34.13)

Армирование многопролетных плит осуществляют, как правило, рулонными сетками. При этом могут применять непрерывное армирование (рис. 34.7) сетками с продольной рабочей арматурой диаметром до 6 мм. Эти сетки раскатывают поперек второстепенных балок. Возможно раздельное армирование сетками с поперечной арматурой диаметром до 10 мм. В этом случае сетки раскатывают вдоль второстепенных балок (рис. 34.7). При непрерывном армировании основную арматуру с площадью сечения подбирают по моменту , а в первом пролете и над первой промежуточной опорой устанавливают дополнительную арматуру , подбирая ее по моменту

. (34.14)

Рис. 34.1 Рис. 34.2

Рис. 34.3 Рис. 34.4

Рис. 34.5 Рис. 34.6

Рис. 34.7