Закладные детали ригеля, 2 – закладные детали колонны, 3 – стыковые стержни, 4 – отверстия в колонне

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Расчет колонны и её элементов

Расчетно-конструктивная схема

Колонны подвального этажа рассматриваются как стойки с жестким защемлением в фундаменте и шарнирно-неподвижным закреплением в уровне междуэтажного перекрытия. Расчётная длина для такой схемы закрепления принимается от обреза фундамента до оси ригеля с коэффициентом 0,7. Колонны остальных этажей рассчитываются как стойки с шарнирно-неподвижным опиранием в уровнях перекрытий с расчётной длиной = Н, где Н - высота этажа.

Стыки колонн устраиваются в каждом этаже или через этаж. Ригели опираются на консоли колонн. Стык ригеля с колонной предусматривается жестким. Ввиду того, что жесткость ригеля выше жесткости колонн, влияние изгибающих элементов на несущую способность колонн незначительно. Однако при расчёте сжатых элементов всегда должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет , эксцентриситет от неучтённых факторов, который суммируется с эксцентриситетом приложения продольной силы. Величину случайного эксцентриситета принимают как большую из следующих значений: 1/30 высота сечения элемента, 1/600 расчётной длины, 20 мм для сборных колонн.

Для сокращения типоразмеров сборных элементов целесообразно назначать сечение колонн постоянным на всех этажах, за исключением подвального, варьируя классом бетона и коэффициентом армирования, принимая его в пределах ρ = 0,02…0,03. Класс бетона назначается не ниже С _12/15, а для сильно нагруженных – не ниже С _20/25.

Расчёт колонны

Здание трехэтажное с подвалом, высота этажа 4,2 м; нормативная переменная нагрузка 9 , в том числе длительно действующая 2,5 ; грузовая площадь 36 , класс бетона С _20/25.

Подсчет нагрузок, действующих на колонну от покрытия и перекрытия сведём в таблицы 8 и 9.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Таблица 8 - Нагрузки на колонну, передаваемые с покрытия

Вид нагрузки	Величина нагрузки, кН
нормативная	Коэффициент надежности по нагрузке γf	расчетная
Постоянные
1.Слой гравия на битумной мастике	0,16∙36=5,76	1,35	7,78
2.Гидроизоляционный ковер	0,1∙36=3,6	1,35	4,86
3.Цементно-песчаная стяжка g = 20 ; d = 0,02 м	0,02∙36∙20= =14,4	1,35	19,44
4.Утеплитель g = 4 ; d = 0,15 м	0,15∙4∙36= =21,6	1,35	29,16
5.Пароизоляция	0,03∙36=1,08	1,35	1,458
6.Плита покрытия	3∙36=108	1,35	145,8
7.Ригель ( )	3,4375∙6=20,625	1,35	27,843
Итого:	=175,065		=236,34
Временные
8.Полная снеговая	=1,0∙36= =36	1,5	=54
9.В том числе длительная	=16,2	1,5	=24,3

Таблица 9 - Нагрузки на колонну, передаваемые с перекрытия

Вид нагрузки	Величина нагрузки, кН
нормативная	Коэффициент надежности по нагрузке γf	расчетная
Постоянные
1.Пол	0,5∙36=18	1,35	24,3
2.Плита	3∙36=108	1,35	145,8
3.Ригель	3,4375∙6=20,625	1,35	26,81
Итого	=128,625		= =173,64
Временные
8.Стационарное оборудование	=2,5∙36= =90	1,5	=135
9.Вес людей и материалов	6,5∙36= =234	1,5
Итого	=324		=486

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Нагрузка от собственного веса колонны в пределах этажа при предварительно принятых размерах ее сечения 0,4х0,4 м и объемном весе железобетона 25 кН/м³ составит:

- нормативная

- расчетная

В подвале:

По полученным данным вычисляем нагрузки на колонны каждого этажа. В качестве доминирующей временной нагрузки принимаем нагрузку на перекрытие. Расчет нагрузок на колонны сводим в таблицу 10.

Таблица 10 – Расчетные нагрузки на колонны (округленно), кН

Этаж	Полная расчетная нагрузка, NSd	В том числе длительно действующая, Nsd,lt
3-й	Расчетные нагрузки при γf >1   NSd,3=Gd,1+Gс(расч)+Qd,1=236,34+21,77+0,7*81==314,81	NSd,lt,3= Gd,1+Gс(расч)+Qd,lt,1= =236,34+21,77+0,7*29,16=278,52
2-й	NSd,2= Gd,1+2Gс(расч)+Gd,2+Qd,2+0,7Qd,1= =236,34+2*21,77+173,64+486+0,7*81= =996,22	NSd,lt,2= Gd,1+2Gс(расч)+Gd,2+Qd,lt,2+0,7Qd,lt,1= =236,34+2*21,77+173,64+135+0,7*29,16= =608,932
1-й	NSd,1= Gd,1+3Gс(расч)+2Gd,2+2Qd,2+0,7Qd,1= =236,34+3*21,77+2*173,64+2*486+0,7*81= =1677,63	NSd,lt,1= =Gd,1+3Gс(расч)+2Gd,2+2Qd,lt,2+0,7Qd,lt,1=236,34+3*21,77+2*173,64+2*135+0,7*29,16= 939,34

Колонны прямоугольного поперечного сечения, нагруженные продольной сжимающей силой и симметричным армировании рассчитываем по условию:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

где – прочность сечения при действии продольного усилия;

– коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба и случайных эксцентриситетов;

– площадь поперечного сечения сжатого элемента;

– полная площадь продольной арматуры в сечении.

Определение площади поперечного сечения колонн и расчет продольного армирования:

Расчёт колонны 1-го этажа:

=1677,63 , .

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 см, тогда .

Величина случайного эксцентриситета: , , .

Принимаем .

Определяем .

Условная расчётная длина колонны

Гибкость колонны

Относительная величина случайного эксцентриситета:

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ25 мм,

Процент армирования

Расчёт колонны 2-го этажа:

=996,22 ,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда:

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 40 , тогда .

, , .

Принимаем .

.

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ25 мм,

Процент армирования

Расчёт колонны 3-го этажа:

=314,81 , .

Принимаем бетон класса С , , арматура класса , , , тогда:

.

Принимаем квадратное сечение колонны размером 30 , тогда

, , .

Принимаем .

.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.531.2015 ПР-41

По и , интерполируя, определяем

Принимаем 4Æ10 мм,

Процент армирования

По конструктивным требованиям , поэтому оставляем принятое армирование.