Расчет и конструирование колонны

Расчетная схема

Колонна принята сечением b_кЧh_к и высотой h_эт. Колонны среднего ряда рассчитывают с учетом конструктивной схемы промышленного здания (рис.1) как условно центрально сжатые, ввиду малости величины случайного эксцентриситета е_а:

е_а>h_эт/600, е_a>h_к/30.

Расчетная схема центрально сжатой колонны показана на рис. 5.

Рис. 5 Расчетная схема колонны

Определение расчетных усилий

Нагрузка на колонну нижнего этажа передается от перекрытий. Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка на колонну, определена как произведение расстояний между координатными осями (рис. 6.).

Рис. 6 Схема сбора нагрузки на колонну

Нагрузку на колонну нужно определять в табличной форме (табл.7.).

Таблица 7.

Расчетная нагрузка на колонну.

• 1. Постоянные нагрузки, вес пола:
  • ? Покрытие: t₁=0,05 м, с₁=22 кН/м³, тогда

Нормативная нагрузка: с₁*t₁*l₁ * l₂ *n_эт = 22*0,05*7,2*6,1*3=144,93 кН Расчетная нагрузка: 1,2 * 144,93 = 173,92 кН.

? Выравнивающий слой: t₂=0,05 м, с₂=18 кН/м³, тогда Нормативная нагрузка: с₂* t₂* l₁ * l₂ *n_эт = 18*0,05*7,2*6,1*3 = =118,584кН Расчетная нагрузка: 1,3 * 118,584= 154,16кН.

? Подстилающий слой: t₃=0,15 м, с₃=18 кН/м³, тогда Нормативная нагрузка: с₃ * t₃ * l₁ * l₂ *n_эт = 18*0,15*7,2*6,1*3 = =355,752 кН Расчетная нагрузка: 1,1 * 355,752= 391,33кН.

? Вес плиты перекрытия Нормативная нагрузка: x*l₁ * l₂ * с * n_эт= 0,138*7,2*6,1*25*3=362,34 кН Расчетная нагрузка: 1,1 * 362,34 =398,574 кН.

x= A/B = 0,22/1,6 = 0,138 м.

? Вес прогона Нормативная нагрузка: V_пр* с * n_эт= 1,08*25*3 =81 кН Расчетная нагрузка: 1,1 * 81 = 89,1.

V_пр= 0,6*0,25*7,2 = 1,08 м³

? Вес колонны Нормативная нагрузка: с_b * h_к * b_k* h_эт *n_эт= 25*0,25*0,25*4,2*3 =19,69 кН Расчетная нагрузка: 1,1 * 19,69 =21,66 кН.

2. Временная нагрузка:

Нормативная нагрузка:7,0* 7,2 * 6 * 3 = 907,2 кН Расчетная нагрузка 1,2*907,2=1088,64 кН.

Выбор материала. Для сборных колонн принимаем бетон класса В30. Рабочая арматура класса А-III, конструктивная А-I. Расчетные сопротивления бетона R_b =17,0 Мпа и арматуры R_s =365 Мпа.

Расчет колонны на прочность

Предварительно задаемся процентом армирования:

м= 1%.

Принимаем коэффициент продольного изгиба ц = 0,95. Тогда требуемая площадь сечения бетона колонны будет равна.

Принимаем сечение колонны квадратное b_к = h_к, тогда.

Определим коэффициент продольного изгиба:

где ц_b, ц_rкоэффициенты, которые определяются с помощью таблицы в зависимости от следующих величин:

В зависимости от этих величин принимаем ц_b= 0,89, ц_r= 0,9.

Определим площадь рабочей арматуры:

Определяем процент армирования:

В нашем случае, при сечении колонны h_k<400 мм назначают арматуру из 4х стержней, тогда.

Затем по таблице сортамента арматуры принимаем диаметр рабочей арматуры d=25 мм.