Определение усилий в колонне

Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой h_fl = 2,9 м. Высота типового этажа h_fl равна 3,6 м.

Грузовая площадь колонны, А = 6,6Ч6,7 = 44,22 м².

Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:

N = г_n(g +V_p + ц_зV₀) n· A + g_b(n + 1) + g_col(n + 1) + г_n(g_roof + S) A,.

где n — количество этажей.

В нашем случае n = 11;

А — грузовая площадь;

g, V_p, V₀ — соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м² перекрытия по табл. 1.

Согласно табл. 1, g = 4,884 кН/м²; V_p = 0,6кН/м²; V₀ = 6 кН/м²;

g_roof — постоянная нагрузка на 1 м² покрытия по табл. 2 (g_roof = 6,194 кН/м²);

S — полная снеговая нагрузка на 1 м² покрытия по табл. 2;

g_b— собственный вес ригеля с учетом г_f и г_nдлиной (6,6 — 0,4) = 6,2 м;

g_b= 6,2· 5,5 = 34,1 кН;

5,5 кН/м — погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см. расчет ригеля);

g_col — собственный вес колонны;

g_col = г_n· г_f · с· А_col· h_fl = 1,0· 1,1·2500· (10^-2) · 0,4·0,4·2,9 = 12,76 кН; - для подземного этажа;

g_col = г_n· г_f · с· А_col· h_fl = 1,0· 1,1·2500· (10^-2) · 0,4·0,4·3,6 = 15,84 кН; - для типового этажа;

ц₃ — коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей), определяемый по формуле (8.3[1]):

= ;

где ц₁= 0,671 (см. расчет ригеля);

N = 1,0· (4,884 +0,6+ 0,482· 6) · 11·44,22+ 34,1· (11 + 1) + 12,76· (11 + 1) + 1,0· (6,194 + 3,2) · 44,22 = 5051,97 кН.

Расчет колонны по прочности

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом е_а:

см; см; е_а = 1 см.

Однако расчет сжатых элементов из бетона классов В15… В35 (в нашем случае В25) на действие продольной силы, допускается производить из условия:

N? N_ult (8.16[2]);

где N_ult — предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент определяемое по формуле:

N_ult? ?(г_b1R_bA_b + R_scA_{s, tot}) (8.17[2]);

где A_b — площадь сечения колонны;

A_{s, tot} — площадь всей продольной арматуры в сечении колонны:

l₀ — расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента;

R_sc— расчетное сопротивление арматуры сжатию.

l₀ = 0,7(h_fl + 15 см) = 0,7(290 + 15) = 213,5 см;

l₀/h_col =213,5/40=5,338<20; A_b=40?40=1600 см².

— коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по табл. 8.1. 2], в зависимости от гибкости колонны.

При l₀/h_col =5,34, коэффициент = 0,92.

см².

Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн, минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм.

Принимаем 8Ш36 А500С A_{s, ef} = 81,44 см².

т.к. l₀/h_col? 5.

Диаметр поперечной арматуры принимаем Ш6 А240 (из условия сварки c продольной арматурой). Шаг поперечных стержней s = 300 мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям (п. 10.3.14[2]): s? 10d = 10· 36 = 360 мм и s? 300 мм.

Армирование колонны показано на рис. 8.

а).

б) Рис. 8. К расчету колонны подвального помещения, а — опалубка колонны; б — схема армирования