Расчет колонны

5. Расчет колонны

Исходные данные для проектирования:

- здание с подвалом и 8-ю надземными этажами,

- сетка колонн 6,4 х 5,5,

- высота этажа 3м,

- высота подвала 2,8м..

- расстояние от уровня пола подвала до подошвы фундамента 0,15 м.

Назначаем размеры поперечного сечения колонны одинаковыми на всех этажах, равными 40 х 40см. Колонны будут иметь расчетный собственный вес с учетом коэффициента надежности .

Собственный вес колонны подвала:

Собственный вес колонны надземных этажей:

Подсчет нагрузок, определение продольных сил в колоннах.

 

Таблица 2. Подсчет нагрузок

Наименование и вид нагрузки	Нормативное значение, кН/м2	Коэффициент надежности	Расчетное значение, кН/м2
1. Нагрузки на покрытие:	2,15 0,44 1,7 1,8	1,2 1,1 1,1 1,4	2,58 0,484 1,87 2,52
Постоянные нагрузки: - собственный вес кровли - собственный вес ригеля - собственный вес панели Временная нагрузка: - снеговая (кратковременная)
2. Нагрузки на перекрытие:	3,094 0,44 6,6 4,62 1,98	- 1,1 1,2 1,2 1,2	3,4934 0,484 7,92 5,544 2,376
Постоянные нагрузки: - собственный вес панели и пола - собственный вес ригеля Временная нагрузка: - полезная -длительная (70% от полезной) -кратковременная (30% от полезной)

 

Грузовая площадь - .

Нагрузки, передаваемые на колонну в виде сосредоточенных сил:

От покрытия:

- длительная:

- кратковременная:

От перекрытия:

- длительная:

- кратковременная:

Вычисляем продольные сжимающие силы в колоннах на уровнях этажей:

8-й этаж:

7-й этаж:

6-й этаж:

5-й этаж:

4-й этаж:

3-й этаж:

2-й этаж:

1-й этаж:

Подвал:

Расчетные схемы и длины колонн.

Колонну подвала рассчитывается как стойка, жестко защемленная в фундаменте и шарнирно-неподвижно опертую на уровне перекрытия.

Расчетная длина колонны подвала:

Расчетная длина колонны этажа:

Для колонн подвала назначаем бетон класса В35 ()

Для колонн 1-го, 2-го этажей назначаем бетон класса В30 ()

Для колонн остальных этажей назначаем бетон класса В25 ()

Арматура – класса А-Ш.

Расчет колонн по прочности.

Колонна подвала.

По таблицам 7, 8 (п.2 см. Литература) в зависимости от отношений  и  находим значения коэффициентов  и .

 

 

Принимаем коэффициент армирования

Вычисляем коэффициент  по формуле:

Определяем требуемую площадь продольной арматуры:

Принимаем арматуру 4ø32 A-III с .

При этом коэффициент армирования . Сечение считаем подобранным удовлетворительно, т.к. .

Колонна 1-го этажа.

По таблицам 7, 8 (п.2 см. Литература) в зависимости от отношений  и  находим значения коэффициентов  и .

 

 

Принимаем коэффициент армирования

Вычисляем коэффициент  по формуле:

Определяем требуемую площадь продольной арматуры:

Принимаем арматуру 4ø32 A-III с .

При этом коэффициент армирования . Сечение считаем подобранным удовлетворительно, т.к. .

Колонна 2-го этажа.

По таблицам 7, 8 (п.2 см. Литература) в зависимости от отношений  и  находим значения коэффициентов  и .

 

 

Принимаем коэффициент армирования

Вычисляем коэффициент  по формуле:

Определяем требуемую площадь продольной арматуры:

Принимаем арматуру 4ø25 A-III с .

При этом коэффициент армирования . Сечение считаем подобранным удовлетворительно, т.к. .

Колонна 3-го этажа.

По таблицам 7, 8 (п.2 см. Литература) в зависимости от отношений  и  находим значения коэффициентов  и .

 

 

Принимаем коэффициент армирования

Вычисляем коэффициент  по формуле:

Определяем требуемую площадь продольной арматуры:

Принимаем арматуру 4ø25 A-III с .

При этом коэффициент армирования . Сечение считаем подобранным удовлетворительно, т.к. . При принятии арматуры меньшего диаметра рабочей арматуры, коэффициент поперечного армирования выходит из допусков, что говорит о недостаточном содержании арматуры в сечении.

Колонны остальных этажей армируем конструктивно, принимая арматуру 4ø25 A-III с .

Диаметры поперечной арматуры принимаем по условиям свариваемости с продольной арматурой, в зависимости от ее диаметра, по таблице 6. (п.2 см. Литература).

Для колонн всех этажей принимаем поперечную арматуру ø8 A-I,

с шагом S=500 мм. (по условию ).

Расчет консоли колонны.

Опорное давление ригеля, передаваемое на консоль ;

Бетон класса В25; .

Арматура класса А-Ш.

Сопряжение ригеля с консолью колонны обетонированы, зазор между торцом ригеля и гранью колонны – 5 см. Обетонирование производится до приложения нагрузки на смонтированный ригель.

Размеры опорной консоли зависят от опорного давления, создаваемого ригелем. Ригеля опирается на площадку консоли длинной, которая определяется из условия .

Примем длинной опорной площадки ориентировочно 20 см. Проверяем условие:

  .

Вылет консоли с учетом зазора составит: .

Расстояние от грани колонны до точки приложения равнодействующей силы давления ригеля:

Высоту сечения консоли у грани колонны принимаем равной 0,7-0,8 от высоты ригеля.

Высота консоли, со стороны свободного края равно  (для обеспечения угла наклона сжатой зоны 45^о).

Рабочая высота сечения консоли:

Т.к. , консоль считается короткой.

Проверяем высоту сечения короткой консоли по условиям прочности:

  

  

Условия удовлетворяются.

Изгибающий момент у грани колонны равен:

Площадь сечения арматуры подбирается по изгибающему момент, значение которого увеличено на 25%, с учетом :

Принимаем 2ø14 A-Ш, .

Короткие консоли армируются горизонтальными хомутами и отогнутыми стержнями.

Суммарное сечение отгибов, пересекающих верхнюю половину отрезка

, принимаем 2ø16 A-Ш, .

Длина отгибов

Горизонтальные хомуты принимаем ø6 A-I, шаг