РАСЧЕТ КОЛОННЫ И ФУНДАМЕНТА. РАСЧЕТ КОЛОННЫ

РАСЧЕТ КОЛОННЫ И ФУНДАМЕНТА

РАСЧЕТ КОЛОННЫ

Определение усилий в средней колонне.

Самой нагруженной колонной является средняя колонна второго этажа №6 при сочетании нагрузок 3. Усилия в самой нагруженной колонне согласно расчету в Лире 9.4 приведены на рисунке 7.1. Также для расчетов по прочности понадобятся расчетные усилия от длительных нагрузок (рисунок 7.2)

Рис. 7.1 Эпюры колонны №6 Рис. 7.2 Эпюры колонны №6

при сочетании нагрузок 3 при сочетании нагрузок 2

Nmax=1196,28 кН; Nmax=1201,8 кН;

М1=66,95 кНм; М1=52,02 кНм;

М2=60,6 кНм; М2=50,39 кНм;

Q=30,37 кН. Q=24,38 кН.

Характеристики прочности бетона и арматуры:

o бетон тяжёлый класса В15;

o расчётное сопротивление при сжатии Rb = 8,5 МПа;

o при растяжении Rbt = 0,75 МПа;

o модуль упругости Eb = 24000 МПа;

o арматура продольная рабочая класса А300;

o расчётное сопротивление Rs = 270 МПа;

o модуль упругости Еs = 200000 МПа.

Расчётные усилия для расчётной колонны - второй этаж, средний пролёт:

max , в том числе от длительных нагрузок и соответствующий ей max , в том числе от длительных нагрузок .

Подбор сечения симметричной арматуры ().

Предварительные размеры сечения колонны 400Ч400мм.

Рабочая высота сечения h0=h-a=40-4=36см.

Расчётный пролёт для колонны первого этажа принимают: l0=0,7Нэт=0,7•4,2=2,9м.

Эксцентриситет силы .

Случайный эксцентриситет , так как е0<ea к расчёту принимаютe0=1,3см.

Значения моментов в сечении, относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее сжатой арматуры:

-при длительной нагрузке М1l=Ml+Nl(h/2-a)=52020-1201800•(0,40/2-0,04)=140268м,

-при полной нагрузке М1=M+N (h/2-a)=66950-1196280•(0,40/2-0,04)=124454.8 Н•м,

-при гибкости элемента

Отношение , где - радиусядра сечения. Расчет ведут с учётом изгиба элемента.

Коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии предельном состоянии:

где - для тяжелого бетона, .

Относительный эксцентриситет силы:

, принимаем к расчёту .

Задаёмся коэффициентом армирования .

Критическая сила ,

где - момент инерции всего сечения,

- момент инерции всей арматуры, относительно центра тяжести сечения.

, тогда

; ,

- увеличивать размеры сечения колонны не

требуется. Тогда эксцентриситет

Вычисляем граничную относительную высоту сжатой зоны:

;

где - характеристика

деформативных свойств бетона,

Для тяжёлого бетона марки В15:

Где

> 0

где

Так как >0

Аs = Аs'=

Принимаем 218 А300 с с коэффициентом - перерасчёт не требуется, окончательно принимаем 2 18 А300 с - продольная рабочая арматура, диаметр поперечной арматуры принимаем конструктивно, исходя из условий сварки принимаем Ш5 A240 с постоянным шагом S=300мм?20•d=20•18=360мм.

Для недопущения растрескивания колонны в процессе монтажа применяют местное армировании; оголовок колонны армируют четырьмя сетками .

Проектирование консоли колонны.

Опорное давление ригеля на консоль Qmax=301,72 кН (по эпюре поперечных сил ригеля), Rb = 8,5 МПа, .

Принимаем длину опорной площадки l=20 см (у свободного края консоли, на которую опирается ригель) при ширине ригеля и проверяем условие согласно формуле:

где =0,75 - коэффициент неравномерного давления ригеля на колонну, Rb,loc=Rb =11,5 Мпа - для бетонов ниже класса В25 (В20).Окончательно принимаем l=15 см.

- условие выполнено.

Вылет консоли с учетом зазора 5 см составляет l1=20 см, при этом расстояние от грани колонны до оси Q: .

Высоту сечения консоли у грани колонны принимаем равной .

При угле наклона сжатой грани высота консоли у свободного края

при этом h1=35 см h/2=60/2=30см. Рабочая высота сечения консоли . Так как , то консоль короткая.

Армирование короткой консоли:

o площадь сечения продольной арматуры консоли подбирают по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%:

где М=Q•a=301720•0,125=37715 Н•м и при , .

Принимаем 2 Ш16 A300 с Аs=4,02 см2 - продольная рабочая арматура.

o диаметр горизонтальных хомутов принимаем конструктивно, исходя из условий сварки Ш8 A240 с постоянным шагом S=150мм с Аs=0,503см2; =1,006см2; .

Проверка прочности по сжатой наклонной полосе

,<,

=301,72кН,

- коэффициент, учитывающий влияние поперечных стержней

, где ,

тогда ,

( - угол наклона расчётной сжатой полосы), тогда - условие выполняется, окончательно принимаем хомуты Ш8 А240 с , суммарная площадь отогнутых стержней принимается не менее 0,002bh0:

A=0,002•40•56=4,48 см2, принимаем 2Ш18A300 с Аs=5,09см2.

Конструирование арматуры колонны

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней при диаметре продольной арматуры Ш18 в первом этаже здания согласно прил.9 [3] равен 5 А240 с шагом , что менее .

Колонну четырёхэтажной рамы расчленяем на 4 элемента длиной в 1 этаж каждый. Стык колонн выполняем на ванной сварке выпусков стержней с обетонированием, концы колонн усиливаем поперечными сетками. Элементы сборной колонны должны быть проверены на усилия, возникающие на монтаже от собственного веса с учётом коэффициента динамичности и по сечению в стыке до его обетонирования.

12 Следующая ⇒