23. Методы расчета, типы сборных железобетонных колонн связевых и рамных каркасов многоэтажных зданий.

Колонны являются частью каркаса зданий и их расчет и конструирование зависит от конструктивной схемы здания.

Классификация колонн:

- по способу изготовления:

*сборные

*монолитные

- по конструкции:

*с поэтажной разрезкой

*на несколько этажей

- по форме сечения:

*квадратные

*прямоугольные

*кольцевого

*квадратные с круглым отверстием

- в зависимости от наличия консоли:

*бесконсольные

*с консолями

Сечение: 200х200 – гражданские здания

300х300 – производственные здания

Модуль 50 мм

При проектировании следует принимать такие размеры колонн, чтобы λ≤120

Процент армирования max 5%, а минимум устанавливается по разделу 11. При этом, если ρ=3…5%, то площадь из бетона в сечении вычитается.

Основные положения расчета

Имеет значение при расчете сопряжение ригеля с колонной: шарнирное или жесткое.

Любой расчет должен гарантировать при неблагоприятной нагрузке, что не произойдет потеря устойчивости и будет обеспечена прочность всех сечений колонны.

Два способа при расчете колонны по упрощенному методу расчета:

- не линейный метод

используется упрощенная зависимость кривизны от продольных сил и изгибающих моментов

- по усилиям

определяется из упругого расчета с учетом влияния продольных сил, делается проверка прочности наиболее напряженного сечения

2 случая расчета:

ζ ≥ ζ_lim – случай малых эксцентриситетов

ζ < ζ_lim – случай больших эксцентриситетов

24. Расчёт и конструирование внецентренно сжатых железобетонных колонн многоэтажных зданий.

1)Конструирование внецентренно сжатых ж/б колонн. Конструктивные особенности.

Сечение:Колонны обычно назначают квадратного сечения, иногда прямоугольного.

Размеры:Размеры сечений внецентренно сжатых колонн следует принимать такими, чтобы их гибкость l₀/iне превышала 120. В целях унификации принимают кратными 50 мм. Минимальные размеры сечения сборных колонн жилых и общественных зданий – 200×200 мм, промышленных - 300×300 мм; монолитных – 300×300 мм (для обеспечения качественного обетонирования).

Бетон: не ниже С¹²/₁₅ , для сильно загруженных колонн - С²⁰/₂₅.

Армирование:В зависимости от особенностейармирования сжатые элементы различают:

1)по виду продольного армирования: с гибкой продольнойарматуройи хомутами(а);с жесткой (несущей) продольной арматурой (б);

2)повидупоперечногоармирования: собычнымпоперечным армированием (хомутами) (а); с косвенной арматурой, учитываемой в расчете (в, г).

Виды армирования сжатых элементов

Содержание арматуры должно быть не более 5%. Минимальный % устанавливается по п.11 СНБв зависимости от гибкости элемента, он обеспечивает восприятие неучитываемыхрасчетомвоздействий (температурных, усадочных и др.) и предотвращает хрупкое разрушение при образовании трещин.

Для удобства бетонирования и обеспечения надежного сцепления арматуры с бетономрасстояние между вертикальными стержнями арматуры в свету должно быть не менее 25 и не более 400мм.

Требования к продольному армированию: для предотвращения бокового выпучивания расстояние между поперечными стержнями принимают не более:

а) на участках (длинойl_bd) стыковки без сварки продольной рабочей арматуры- 10.

б) если не все сечение сжато и общая площадь сечения арматуры по расчету не более 3%, - 10 и не более 300мм;

в) по всей длине элемента из условия обеспечения работы продольной арматуры, установленной по расчету в сжатой зоне сечения:

• при f_yd400Н/мм² — не более 500мм и не более 15 и 20 в вязаных и сварных каркасах соответственно;

• при f_yd 450Н/мм² — не более 400мм и не более 12 и 15 в вязаных и сварных каркасах соответственно.

Требования к поперечному армированию (хомутам):

• в вязаных каркасах — не менее 0,25 рабочей арматуры и не более 12мм;

•  в сварных каркасах — не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим, поставленным по расчету, диаметром продольной арматуры и не более 14мм.

Хомуты, в основном, предназначены для обеспечения проектного положения арматуры и для предотвращения выпучивания продольных стержней при действии внешней нагрузки. Крометого, хомуты препятствуют развитию поперечных деформаций элемента, тем самым несколькоповышая сопротивляемость бетона сжатию.

Рис. Армирование сжатых элементовс гибкой арматурой: а, б, д —сварными каркасами;

в, г — вязаными;

1 – сварные каркасы;

2 — соединительные стержни;

3 — шпильки;

4 — вязаные хомуты;

5 — промежуточные стержни

Стыки колонн рекомендуется располагать вблизи нулевых значений изгибающих моментов. Сборные колонны многоэтажных зданий обычно стыкуют через 1-5 этажей. Колонны квадратного сечения применяют в зданиях со связевой схемой каркасов, а прямоугольного – с рамно-связевой и рамной схемами каркасов.