Расчет колонны

Продольные силы образуют незначительный момент от случайного эксцентриситета, и в зданиях с неполным каркасом колонны условно рассчитываются без учета действия изгибающего момента.

1. Исходные данные.

Размеры поперечного сечения: 300 300 мм.

Класс материала: бетон - В20

рабочая арматура - А400

поперечная арматура - А240

Определение грузовой площади:

Таблица 3

Сбор нагрузок на колонну первого этажа

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка на 1 , кН/м²	Нормативная нагрузка на колонну, кН	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка на колонну, кН
Постоянная нагрузка
1. Вес кровли (3-х слойная рулонная кровля, ц.п. стяжка, утеплитель, пароизоляция)	0.71	0.71*37.2= 26.412	1.2*1= =1.2	31.6944
2. Ж/б плита покрытия	3.25	3.25*37.2= 120.9	1.1*1 =1.1	132.99
3. Вес части ригеля, расположенной над 3, 2 и 1 этажами	–	0.5*0.2*5.7*25*3=42.75	1.1*1=1.1	47.025
4. Вес колонны 3-го, 2-го этажей	–	0.3*0.3*3.6*25*2=16.2	1.1*1=1.1	17.82
5. Вес колонны 1-го этажа	–	0.3*0.3*(3.6+0.15)*25=8.4375	1.1*1=1.1	9.28
6. Нагрузка от междуэтажного перекрытия	4.108	4.108 *37.2*2= 305.635	1.2*1=1.2	366.762
Итого		520.3345		605.57
Временная нагрузка:
1. Снеговая нагрузка на покрытие	4*0.7= 0.28	0.28*37.2= 10.416	1.4*1=1.4	14.5824
2. Временная нагрузка на перекрытие	2	2*37.2*2= 148.8	1.2*1= 1.2	178.56
Итого		159.216		193.1424
Всего		679.55		798.7124

Расчет колонны

Колонна с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и жесткой заделкой в фундаменте.

=0, 7(3.6+0, 15)=2, 625м

=

1см

Принимаем =0, 01м

Расчет сжатых элементов из бетонов класса В15 – В35 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом при гибкости , допускается производить из условия:

, где

- принимается по таблице в зависимости от гибкости ( =0.9),

N-нагрузка на колонну 1-го этажа

А- площадь поперечного сечения элемента

Определяем требуемое количество продольной арматуры:

-т.к получилось отрицательное значение то по конструктивным требованиям принимаем 4 Æ 16– А 400 A_S^факт = 8, 04см²

Шаг поперечной арматуры назначаем из условия: если 0, 8933% 1.5%, то

принимаем = 240мм

Расчет консоли колонны.

с – зазор между торцом ригеля и гранью колонны (с=50мм)

Q – максимальная поперечная сила на опоре (принимаемая по эпюре поперечных сил)

Q = Q_max = 143, 124кН

Определяем минимальный вылет консоли из условия смятия под концом ригеля:

, где

= 0.25м - ширина опорной части ригеля, равна ширине ригеля;

g_b1 = 0.9 – коэффициент условий работы бетона;

где

= 1.3 - коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры консоли

тогда

(0.5 + )tg θ = (0.5× 0.1 + 0.1) tg 41, 74 = 0, 1338м

≥ м

принимаем h₀=0.22м

Тогда м

Так как , то консоль короткая, и угол наклона не более 45⁰ , а высота свободного края . Принимаем .

Поперечное армирование из стали класса А-240 Ø 8мм

Т. к. h=0.25м < 2.5l₀=2.5·0.1 =0.25м, то поперечная арматура в виде наклонных хомутов по всей высоте консоли.

Шаг хомутов:

Хомуты выполняются из арматуры класса А-240.

Суммарная площадь сечения отогнутых стержней и наклонных хомутов:

≥ 0.002 =0.002*0.3*0.22=0.000132=1, 32

Подбираем 4 Ø 8мм

Проверка прочности принятой конструкции консоли по поперечной силе: ,

где Θ =55, 7⁰ – угол наклона сжатой полосы консоли.

Принимаем 2Ø 14 A400 c A_S^факт=3, 08см²