4 Расчет центрально нагруженной колонны

4.1 Определение продольных сил от расчетных нагрузок

Грузовая площадь средней колонны при сетке колонн 6,4х7.6м равна:

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

от ригеля от колонны:

Итого:

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

в том числе длительная

,

кратковременная

Постоянная нагрузка от покрытия при весе кровли и плит

Составляет ;

от ригеля ,

от колонны

Итого:

Расчетная снеговая нагрузка для г.Кострома (IV снеговой р-н) с учетом коэффициента надежности по назначению здания

,

в том числе длительная

кратковременная

Продольная сила колонны I этажа от длительных нагрузок:

то же, от полных нагрузок

То же для колонны:

II этажа:

III этажа:

IVэтажа:

V этажа:

VI этажа:

При высоте плиты перекрытия расчетная длина колонны

1-го этажа

4.2 Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В22,5: , , ,

коэффициент условий работы бетона .

Арматура:

-продольная рабочая из стали кл. А-III : ;

-поперечная из стали класса Вр-I:, ,

4.3 Расчет прочности колонны 1-го этажа

Принимаем коэффициент

где - коэффициент, учитывающий гибкость колонн длительного загружения;

- коэффициент условия работы;

- площадь поперечного сечения колонны:

- размер сечения колонны:

- принимаем размер сечения колонны, кратные 5 см,

- площадь поперечного сечения колонны

- значение коэффициента при:

и

- условие выполняется

Искомая площадь сечения арматуры:

Коэффициент армирования: ;

Принимаем арматуру 8ø25 A-III с A_S+A’_S=39.27^.10^-4м²

Принимаем следующую разрезку колонн на высоте:

колонна К1 – на 1-й этаж;

колонна К2 – на 2-3-й этажи;

колонна К3 – на 4-5 -й этаж;

колонна К4 – на 6 -й этаж.

Стыки осуществляем на высоте 0,7м над уровнем верха перекрытия.

Тогда в качестве расчетных усилий для колонны К2 будет:

и

Принимаем арматуру 8ø20 A-III с A_S+A’_S=25.14^.10^-4м²

Коэффициент армирования: ;

Тогда в качестве расчетных усилий для колонны К3 будет:

и

<0

принимаем армирование колонны К3 по минимальному коэффициенту армирования:

Назначаем арматуру 4ø16 A-III с A_S+A’_S=8,04^.10^-4м²

Очевидно, что для колонны К4 арматура назначается по конструктивным требованиям 4ø16 A-III с A_S+A’_S=8,04^.10^-4м²

4.4 Расчет и конструирование короткой консоли

Опорное давление ригеля Q=329,92 кН.

Длина опорной площадки:

Принимаем

Вылет консоли с учётом зазора 5 см составляет

Расстояние от грани колонны до силы Q :

Высота консоли в сечении у грани колонны принимают равной

У свободного края при угле наклона сжатой грани =45 высота консоли

При этом

Рабочая высота сечения консоли .

Поскольку выполняется условие , то консоль считается короткой.

Для короткой консоли выполняются 2 условия:

1) условие выполняется.

2) условие выполняется.

Изгибающий момент консоли у грани колонны

Площадь сечения продольной арматуры консоли:

По сортаменту подбираем арматуру 2ø16 А-III c

Консоль армируем горизонтальными хомутами 5 Вр- с с шагом S=0,1 м (при этом и ) и отгибами 2ø16-III _S=4,02^.10^-4 м² .

Проверяем прочность сечения консоли по условию:

;

, при этом

Правая часть условия принимается не более

- прочность обеспечена.

Армирование колонны и консоли см. прилагаемые чертежи.