Расчёт и конструирование колонны

Для колонн применяют бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно загруженных не ниже В25. Колонны армируют продольными стержнями диаметром 12-40 мм, преимущественно из горячекатаной стали класса A-III и поперечными стержнями из горячекатаной стали классов A-III, A-II, A-I.

Исходные данные

Нагрузки на 1 м² перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах, нагрузка на 1 м² покрытия приводится в табл.2.

Таблица 2

Вид нагрузки	Нормативна нагрузка , Н/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке,	Расчётная нагрузка , Н/м2
Гидроизоляционный ковёр 4 слоя Армированная цементная стяжка мм, кг/м3 Пеностекло мм, кг/м3 Керамзит по уклону мм, кг/м3 Пароизоляция 1 слой Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов мм		1,3     1,3   1,3   1,3 1,3   1,1
Постоянная нагрузка		-
Временная нагрузка --- снеговая , в т.ч. длительная		-   -
Полная нагрузка		-

Материалы для колонны:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В25, расчётное сопротивление при сжатии МПа = 1,45 кН/см²

Арматура:

- продольная рабочая класса A-III, расчётное сопротивление МПа=36,5кН/см².

Принимаем размер сечения колонны см.

- поперечная рабочая класса А- .

Определение усилий в колонне

Грузовая площадь средней колонны м².

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

.

Нагрузка от ригеля: , где

5,225 кН/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля;

5,6 м – длина ригеля при расстоянии между осями колонн 6,0 м в поперечном направлении.

Нагрузка от собственного веса колонны типового этажа:

.

Постоянная нагрузка на колонну с одного этажа:

кН.

Постоянная нагрузка от покрытия, приходящаяся на колонну:

Н=247,06 кН.

Общая постоянная нагрузка на колонну от покрытия с учетом веса ригеля:

кН.

Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с одного этажа:

Н=348,84 кН.

Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с покрытия:

Н=61,56 кН.

Коэффициент снижения временных нагрузок в многоэтажных зданиях:

, где

- число перекрытий, от которых учитывается нагрузка. Для здания, имеющего 9 этажей, .

.

Нормальная сила в средней колонне на уровне 1 этажа составит:

Расчёт прочности колонны

Расчет прочности сжатых элементов из тяжелого бетона класса В25 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом, при допускается производить из условия:

, где

- коэффициент, определяемый по формуле: ,

- коэффициенты, принимаемые по прил.17 м/у в зависимости от .

, где

- площадь всей арматуры в сечении элемента;

- для арматуры классов A-I, A-II, A-III.При можно принимать .

В первом приближении принимаем:

; см²; см²;

.

Свободная длина колонны 1 этажа м, м (размер сечения колонны),

.

- длительно действующая нагрузка на колонну. Временная длительно действующая нагрузка на перекрытие 7200 Н/м², кратковременно действующая 3000 Н/м², временная длительно действующая нагрузка на покрытие 900 Н/м², кратковременно действующая

900 Н/м².

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с одного этажа:

Н=102.6 кН.

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну с покрытия:

Н=30,78 кН.

Временная кратковременно действующая нагрузка на колонну:

кН.

Остальная нагрузка на колонну – длительно действующая:

кН.

.

По прил. 17 м/у определяем коэффициенты и : , .

.

Соответственно площадь арматуры составит:

см².

Принимаем продольное рабочее армирование сечения колонны по прил.12 м/у в виде 4Æ36A-III( см²).

, , что больше и близко к ранее принятому

Вывод: принимаем продольную арматуру 4Æ36 A-III(А-400), поперечную арматуру - Æ12 A-I.