Определение площади продольной арматуры

Колонна изготавливается из бетона класса С25/30 (f_cd = 16,67 МПа), продольная арматура из стали класса S500 (f_yd = 435 МПа), монтажную арматуру принимаем класса S240. Площадь сечения рабочей арматуры определяем по формулам центрального сжатия, при этом значения эксцентриситета е_а принимают равным случайному эксцентриситету. Ориентировочно принимаем сечение колонны 400×400 мм.

Значение случайного эксцентриситета назначают максимальное из трех:

(6.10)

Получаем

Принимаем e_a = 13,33 мм.

Расчетное сечение колонны представлено на рисунке 6.2:

Рисунок 6.2 – Расчетное сечение колонны

Определяем значение коэффициента φ, учитывающего влияние продольного изгиба и случайного эксцентриситета по формуле

; (6.11)

где e_tot – полный эксцентриситет приложения силы;

, (6.12)

е_а – случайный эксцентриситет (наибольший);

е₀ – начальный эксцентриситет продольной силы;

; (6.13)

e_u – коэффициент, учитывающий ползучесть бетона, допускается в расчетах не учитывать.

Таким образом, e_tot = e_a.

Т. к. условие выполняется, то принимаем φ = 0,894.

Проверяем сечение колонны:

, (6.14)

.

A_c= 40·40 = 1600 см² > 99,106 см².

Площадь сечения рабочей арматуры определяем по формуле

. (6.15)

.

С учетом конструктивных требований принимаем 4 стержня диаметром 12 мм с А_s,tot = 452 мм².

Окончательно принимаем сечение колонны 400×400 мм.

N_Rd = 0,894∙(1,0∙16,67∙400² + 435∙452) = 2560,255 кН;

N_Sd =2514,325 кН ≤ N_Rd = 2560,255 кН.

Условие выполняется.

Диаметр поперечных стержней назначаем не менее ¼ диаметра рабочей арматуры, т.е. 1/4×12 = 3 мм.

Таким образом, принимаем поперечную арматуру класса S240 диаметром 6 мм. Шаг поперечной арматуры при вязаном каркасе принимаем S ≤ 15Ø рабочей арматуры, т.е. 15∙12 = 180 мм. Принимаем шаг поперечной арматуры S = 150 мм.

В местах стыковки рабочей арматуры колонны шаг поперечной арматуры назначается S ≤ 10Ø рабочей арматуры, т.е. 10∙12=120 мм. Принимаем S = 100 мм.

Список литературы

1 СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции.- Минск: Минстройархитектуры РБ, 2003. – 139 с.

2 СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции (изменение № 1). – Минск: Минстройархитектуры РБ, 2004. – 31 с.

3 СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции (изменение № 3). – Минск: Минстройархитектуры РБ, 2006. – 6 с.

4 СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции (изменение № 4). – Минск: Минстройархитектуры РБ, 2007. – 4 с.

5 СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции (изменение № 5). – Минск: Минстройархитектуры РБ, 2009. – 14 с.

6 ТКП EN 1992-1-1-2009 (02250).Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Ч. 1-1. Общие правила и правила для зданий. – Минск: М-во архит. и строит. РБ, 2010. – 191 с.

7 СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – М.: Стройиздат,1986. – 49 с.

8 Железобетонные конструкции. Основы теории, расчета и конструирования: курс лекций для студ. строит. спец. / Под ред. Т.М. Пецольда, В.В. Тура. – Брест: БГТУ, 2003. – 380 с.

9 Тур, В.В. Расчет железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил / В.В. Тур, А.А. Кондратчик. – Брест: БГТУ, 2000. – 400 с.

10 Байков, В.Н. Железобетонные конструкции. Общий курс / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.

11 Голышев А.В. Проектирование железобетонных конструкций: справ. пособие / А.В. Голышев. – Киев: Будзiвельнiк, 1990. – 496с.

12 Дрозд, Я.Н. Предварительно напряженные железобетонные конструкции / Я.Н.Дрозд, Г.П. Пастушков. – Минск: Выш. шк., 1984. – 250с.

13 Попов, Н.Н. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций / Н.Н. Попов, А.В. Забегаев. – М.: Высш. шк., 1989. – 320 с.

14 Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. / Под редакцией А.Б. Голышева. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Будивельник, 1990. – 544 с.

15 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). – М.: ЦИГП Госстроя СССР, 1989. – 192 с.

Приложение А

(справочное)

Рисунок А.1 – Эпюры расчетных моментов для равнопролетных неразрезных второстепенных балок

Таблица А.1 – Значения коэффициентов β для определения ординат изгибающих моментов в средних пролетах балок в зависимости от соотношения нагрузок q_sb /g_sb

	Номера точек
					10, 15	11, 14	12, 13
0,5	–0,0715	–0,01	+0,022	+0,024	–0,004	–0,0625	–0,003	+0,028
1,0	–0,0715	–0,02	+0,016	+0,009	–0,014	–0,0625	–0,013	+0,013
1,5	–0,0715	–0,026	–0,003		–0,02	–0,0625	–0,019	+0,004
2,0	–0,0715	–0,03	–0,009	–0,006	–0,024	–0,0625	–0,023	0,003
2,5	–0,0715	–0,033	–0,012	–0,009	–0,027	–0,0625	–0,025	–0,006
3,0	–0,0715	–0,035	–0,016	–0,014	–0,029	–0,0625	–0,028	–0,01
3,5	–0,0715	–0,037	–0,019	–0,017	–0,031	–0,0625	–0,029	–0,013
4,0	–0,0715	–0,038	–0,021	–0,018	–0,032	–0,0625	–0,03	–0,015
4,5	–0,0715	–0,039	–0,022	–0,02	–0,033	–0,0625	–0,032	–0,016
5,0	–0,0715	–0,04	–0,024	–0,021	–0,034	–0,0625	–0,033	–0,018

Приложение Б

(справочное)

Таблица Б.1 – Нормативные и расчетные сопротивления арматуры, МПа (для случая применения в сварных каркасах)

Класс арматуры	Номинальный диаметр	Вид поверхности	Нормативное сопротивление fyk(f0,2k), МПа	Расчетное сопротивление fyd (f0,2d), МПа	Расчетное сопротивление поперечной арматуры fywd, МПа
S240	5,5–40	Гладкая
S400	6–40	Периодического профиля
S500	4–5	Гладкая и периодического профиля
6–22	Периодического профиля
S500	25–40	Периодического профиля				–

Приложение В

(справочное)

Таблица В.1 – Значения b и q для расчета элементов с поперечным армированием

		Продольные относительные деформации eх
0,0000	0,00025	0,0005	0,00075	0,0010	0,0015	0,0020
0,050	b q	0,405 27,0°	0,290 28,5°	0,208 29,0°	0,197 33,0°	0,185 36,0°	0,162 41,0°	0,143 43,0°
0,075	b q	0,405 27,0°	0,250 27,5°	0,205 30,0°	0,194 33,5°	0,179 36,0°	0,158 40,0°	0,137 42,0°
0,100	b q	0,271 23,5°	0,211 26,5°	0,200 30,5°	0,189 34,0°	0,174 36,0°	0,143 38,0°	0,120 39,0°
0,125	b q	0,216 23,5°	0,208 28,0°	0,197 31,5°	0,181 34,0°	0,167 36,0°	0,133 37,0°	0,112 38,0°
0,150	b q	0,212 25,0°	0,203 29,0°	0,189 32,0°	0,171 34,0°	0,160 36,0°	0,125 36,5°	0,103 37,0°
0,200	b q	0,203 27,5°	0,194 31,0°	0,174 33,0°	0,126 34,0°	0,131 34,5°	0,100 35,0°	0,083 36,0°
0,250	b q	0,191 30,0°	0,167 32,0°	0,136 33,0°	0,126 34,0°	0,116 35,5°	0,108 38,5°	0,104 41,5°

Приложение Г

(справочное)

Таблица Г.1 – Сортамент горячекатаных арматурных стержней

Номин. Ø, мм	Площадь поперечного сечения см2, при числе стержней	Масса 1 м, кг	Выпускаемые диаметры для сталей классов
									S240	S400	S500	S800
	0,283	0,57	0,85	1,13	1,42	1,70	1,98	2,26	2,55	0,222	·	·	·
	0,385	0,77	1,15	1,54	1,92	2,31	2,69	3,08	3,46	0,302	·	·	·
	0,503	1,01	1,51	2,01	2,51	3,02	3,52	4,02	4,53	0,395	·	·	·
	0,636	1,27	1,91	2,54	3,18	3,82	4,45	5,09	5,72	0,499	·	·	·
	0,785	1,57	2,36	3,14	3,93	4,71	5,50	6,28	7,07	0,617	·	·	·	·
	1,131	2,26	3,39	4,52	5,65	6,79	7,92	9,05	10,18	0,888	·	·	·	·
	1,539	3,08	4,62	6,16	7,69	9,23	10,77	12,31	13,85	1,208	·	·	·	·
	2,011	4,02	6,03	8,04	10,05	12,06	14,07	16,08	18,10	1,578	·	·	·	·
	2,545	5,09	7,63	10,18	12,72	15,27	17,81	20,36	22,90	1,998	·	·	·	·
	3,142	6,28	9,41	12,56	15,71	18,85	21,99	25,14	28,28	2,466	·	·	·	·
	4,909	9,82	14,73	19,63	24,54	29,45	34,36	39,27	44,18	3,853	·	·	·
	6,158	12,32	18,47	24,63	30,79	36,95	43,10	49,26	55,42	4,834	·	·	·
	8,042	16,08	24,13	32,17	40,21	48,25	56,30	64,34	72,38	6,313	·	·	·
	10,179	20,36	30,54	40,72	50,90	61,07	71,25	81,43	91,61	7,990	·	·	·

Таблица Г.2 – Соотношения между диаметрами свариваемых стержней в сварных сетках и каркасах, изготовляемых с помощью точечной сварки

Диаметр стержня одного направления, мм
Наименьший допустимый диаметр стержня другого направления, мм

Таблица Г.3 – Сортамент арматурной проволоки

Номинальный диаметр, мм	Площадь поперечного сечения (см2) при числе проволок	Масса 1м, кг
									S500
	0,071	0,14	0,21	0,28	0,35	0,42	0,49	0,57	0,64	0,051
	0,126	0,25	0,38	0,50	0,63	0,76	0,88	1,01	1,13	0,090
	0,196	0,39	0,59	0,79	0,98	1,18	1,37	1,57	1,77	0,139

Таблица Г.4 – Коэффициент продольного изгиба

	Коэффициент j1		Коэффициент j1
S240	S400	S500	S240	S400	S500
	1,0	1,0	1,0
	0,988	0,985	0,983		0,82	0,764	0,736
	0,970	0,962	0,956		0,77	0,682	0,634
	0,943	0,927	0,919		0,715	0,604	0,584
	0,905	0,878	0,864		0,67	0,523	0,454
	0,867	0,823	0,803		0,582	0,437	0,359