Расчет прочности колонны.

Расчет прочности сжатых элементов из тяжелого бетона классов В15…В40 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом, при допускается производить из условия:

, где

Если площадь получилась близка к нулю, то подбор арматуры по расчёту не требуется, принимаем конструктивно, что обеспечивает процент армирования.

Колонна:Размеры сечений. Форму нор­мальных сечений колонн назначают в за­висимости от характера их работы Для колонн сжатых со случайными эксцентри­ситетами е_а применяют ква­дратную, круглую, многоугольную или кольцевую форму сечения с целью экономии бетона

Рис 71 Нормальные сечения колонн а - со случайными эксцентриситетами е„ 6 и в - с эксцентриситетами е₀ > е_а,

При назначении размеров нормально- i го сечения колонн учитывают условия i опирания на них других элементов и технологические требования

Размеры сечений колонн и других внецентренно сжатых элементов принимают такими, чтобы их гибкость l₀/l в любом направлении не превышала (мм) для эле­ментов из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетона - 200, а для колонн, являющихся элементами зданий,— 120, при этом для колонн из ячеистого бето­на — 70 Принятые (на основании ти­повых проектов) размеры сечений колонн проверяют расчетом Длину колонн сборных каркасов назначают из удобства изготовления, транспортирования и мон­тажа, как правило, на 2 3 этажа Высоту сечения колонн принимают по рас­чету.

2. Продольное армирование. Продольную арматуру в колоннах со случайными эксцентриситетами е_а устанавливают по расчету или но конструктивным сообра­жениям Она служит для увеличения несу­щей способности элемента, уменьшения случайных эксцентриситетов, неоднород­ности и ползучести бетона.

Гибкую рабочую продольную армату­ру в колоннах со случайными эксцентри­ситетами е_а размещают равномерно по периметру нормального сечения с обяза­тельной постановкой стержней в углах

Во внецентренно сжатых колоннах с расчетными эксцентриситетами (е₀ > е_а) и сечениями, развитыми в плоскости дей­ствия момента, продольные рабочие стержни при симметричном и несимметричном армирова­нии размещают вдоль коротких граней в один ряд

Сварные каркасы образуют из плоских каркасов, расположенных у про­тивоположных граней колонны, с по­мощью поперечных соединительных стержней.

Внецентренно сжатые элементы арми­руют преимущественно стержнями из стали класса A-III Для особо мощных колонн при бетоне класса выше В20 и со­ответствующем технологическом обеспе­чении (резка, сварка и т п) нормы разре­шают применять стержни диаметром более 40 мм При армировании допу­скается использовать не более двух раз­ных диаметров стержней, при этом стержни большего диаметра размещают в углах сечения

3. Поперечное армирование в виде хо­мутов. Проектное положение продольных стержней в элементах обеспечивают по­средством хомутов (поперечной арма­туры) Они также удерживают про­дольные стержни от бокового выпучива­ния и существенно изменяют характер разрушения элемента При отсутствии хо­мутов призма расчленяется продольными трещинами почти по всей высоте, а при наличии - происходит вы­калывание защитного слоя бетона в на­иболее опасном сечении. При этом хомуты, работая на растяжение, в некоторой степени сдерживают попе­речные деформации элемента, вследствие чего несколько повышают сопротивляе­мость бетона сжатию, но это в расчете (в запас прочности) не учитывают.

Расстояния между хомутами в местах стыкования ра­бочей арматуры внахлестку без сварки принимают не более 10d Хомуты выпол­няют из обыкновенной арматурной про­волоки класса Bp-1 или стали класса A-I Диаметр хомутов в вязаных каркасах принимают не менее 5 мм и 0,25d

Во внецентренно сжатых элементах с центрально расположенной напрягае­мой продольной арматурой (например, в сваях) постановка хомутов не требуется, если сопротивление действию поперечных сил обеспечивается одним бетоном

4. Поперечное армирование в виде спи­рали или колец (косвенное армирование).

Повышение несущей способности сжатых элементов с косвенной арматурой происходит за счет ограничения попе­речных деформаций бетонного ядра ко­лонны.

Бетон в условиях двух- или трехосно­го обжатия (спиралью и продольной си­лой) может претерпевать в 5 10 раз больше продольные деформации без раз­ рушения, чем бетон в условиях одноосно­го обжатия.

Увели­чение продольных деформаций бетона в условиях косвенного армирования обус­ловливает возможность применения про­дольной арматуры из сталей повышенной прочности A-IV и A-V, вместо A-JI и A-III

5. Поперечное армирование в виде се­ток (косвенное армирование). Чтобы уве­личить несущую способность бетона под площадкой смятия, его армируют густо- поставленными частыми сварными сетка­ми.Такие сетки работают на растяжение, существенно повы­шают его несущую способность Увеличение несущей способности бетона происхо­дит до тех пор, пока в стержнях сеток напряжения не достигнут нормативного сопротивления арматуры R

В целях облегчения укладки бетона и вибрирования обычно но толщине эле­мента от его торца устанавливают не бо­лее четырех сварных сеток Сварные сетки изготовляют из стали классов Вр-1, A-I, А-И и A-III диаметром не более 14 мм

6. Консоли. Консоли на колоннах устраивают для опирания различных при­мыкающих конструкций (ригели, прогоны и пр.) Консоли могут быть одно- и двусторонние Последние устраивают в одной плоскости В перпендикулярной

плоскости консоли делают в виде стальных столиков, предусматривая за­кладные детали для их крепления

При вылете 150 мм консоль принимают прямоугольной, а более 150 мм – трапециевидной. Ширину консолей принимают равной ширине ко­лонн Исключением являются консоли, устраиваемые на широких подколенниках для опирания фундаментных балок Вы­соту консоли и ее арматуру назначают по расчету В промышленном гражданском строительстве применяют в основном трапециевидные короткие консоли.

Концы продольной арматуры растя­нутой зоны односторонней консоли заво­дят за грань колонны и в любом случае доводят до противоположной гра­ни колонны.