В трехпролетной балке момент в среднем пролете вычисляется из уравнения

. (37.5)

Поперечная сила в балках на крайней опоре будет равна

, (37.6) а на первой промежуточной опоре со стороны первого пролета –

, (37.7) на первой промежуточной опоре со стороны второго пролета и на всех средних опорах –

, (37.8)

где балочная поперечная сила равная .

Площадь сечения продольной рабочей арматуры в пролетах определяют как для тавровых сечений, а на опорах – как для прямоугольных. Армируются балки сварными каркасами. В месте пересечения балок и на опорах устанавливаются как обычные, так и седловидные каркасы. Общий принцип армирования балок такой же, как и главных балок перекрытия с балочными плитами.

37.2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОЛОНН МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СТЫКОВ ИХ МОНТАЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Колонны многоэтажных зданий являются элементами каркаса и расчетные усилия в их сечениях определяют из общего расчета многоэтажных рам, который целесообразно проводить при помощи современных пакетов прикладных программ таких, например, как СМК. Многоэтажные элементы колонн стыкуются обычно через два – три этажа вблизи нулевой точки на эпюре изгибающих моментов. Армируют колонны продольной и поперечной арматурой как внецентренно сжатые элементы. Расчетные длины колонн принимают при жестком соединении с ригелями равными высоте этажа. Вертикальную нагрузку на колонну принимают по грузовой площади, приходящейся на колонну без учета неразрезности ригеля. Колонны армируют на всю длину пространственным каркасом (рис. 37.2).

Современные колонны преимущественно имеют две основные конструкции стыков: жесткие и полужесткие. В жестких стыках колонн арматурные выпуски стыкуются ванной сваркой (рис. 37.3). При четырех арматурных выпусках для удобства сварки устраивают специальные угловые подрезки бетона длиной 150 мм, при арматурных же выпусках по периметру сечения подрезку бетона делают по всему периметру. Концы колонн, а также места подрезки бетона усиливают поперечными сетками и заканчивают центрирующими площадками. Подрезки стыка после сварки выпусков арматуры замоноличивают бетоном классом не ниже класса бетона колонны. Рассчитывают такой стык в стадии монтажа, так как в стадии эксплуатации он равнопрочен с телом колонны. При этом учитывают усилия только от постоянной нагрузки. Расчетное сечение стыка принимается как площадь ядра сечения, ограниченного контуром сварных сеток (рис. 37.3). Усилие в стыке передается через центрирующую площадку толщиной порядка 20 мм с размерами в плане не более четверти ширины колонны. Размером центрирующей площадки определяют площадь смятия в стыке. Требуемую приведенную прочность бетона на смятие при использовании косвенного армирования в виде сварных поперечных сеток определяют из условия прочности

, (37.9) где расчетное усилие в стыке.

Для дальнейшего расчета задаются коэффициентом косвенного армирования в стыке , либо шагом сеток по высоте колонны , который принимают не менее 60 мм, не более 150 мм и не более 1/3 ширины колонны. После этого задаются диаметром и классом стержней сеток, определяют площадь сечения одного стержня , определяют фактическую ожидаемую прочность стыка, соответствующую принятой арматуре сеток согласно условию

, (37.10) где площадь сечения колонны за вычетом подрезок;

коэффициент эффективности косвенного армирования; ; расчетное сопротивление арматуры сеток; .

Если прочность стыка мала , то необходимо увеличить . В противном случае рассчитывают шаг сеток соответствующий принятым , , :

, (37.11) где количество и длина стержней сетки в одном направлении; тоже, но в перпендикулярном направлении.

Величины определяют после того, как законструированы сетки. Их конструируют так, чтобы размеры ячеек сеток не превышали 100 мм и 0,25 от толщины колонны, а также были не менее 45 мм. Если стык усиливается не сетками, а спиралью, то требуемую его прочность определяют из условия (рис. 37.4)

, (37.12) где , расчетное сопротивление арматурной спирали и коэффициент косвенного армирования; диаметр сечения внутри спирали; эксцентриситет продольной силы; ; площадь сечения спиральной арматуры; шаг спирали.

Вторая конструкция стыка (полужесткий стык) предусматривает торцовые листы толщиной 10 … 20 мм и центрирующую прокладку размерами , и толщиной мм (рис. 37.5). Торцевые листы заанкериваются в бетоне обычно на длину не менее 20d четырьмя анкерными стержнями периодического профиля. По периметру листов имеются фаски для сварки их при монтаже колонн. При такой конструкции стыка продольная арматура не стыкуется. При расчете в стадии эксплуатации такого стыка принимается, что по всей площади контакта напряжения в бетоне одинаковы, а вне него равны нулю. Здесь площадь рабочего сечения сварных швов, площадь распределения давления через центрирующую площадку. При угле распространения давления эти площади равны , , где размеры торцевых листов.

Действующее продольное усилие распределяется пропорционально площадям контакта

(37.13)

Требуемая высота сечения сварного шва определяется следующим образом

, (37.14)

где длина сварного шва; расчетное сопротивление углового шва.

Если в стыке действует изгибающий момент, то швы, перпендикулярные плоскости изгиба, рассчитываются с учетом дополнительного усилия

. (37.15)

Рис. 37.1

Рис. 37.2 Рис. 37.3

Рис. 37.5