3. Расчет колонны здания

В данном проекте колонну рассчитывают как условно центрально

сжатую.

3.1. Нагрузка на колонну

Для расчета принимаем следующие дополнительные данные:

- Число этажей n = 3;

- Высота каждого этажа Hпов = 4,1 м;

- Место строительства - г. Сумы;

- Тип покрытия - бескрышный;

- Срок эксплуатации здания - 50 лет.

Согласно ДБН В.1.2-2: 2006 «Нагрузки и воздействия» эксплуатационная величина снеговой нагрузки для г. Сумы s0 = 1.8 кН/м2, из них квазипостояная величина (длительная часть нагрузки) составляет

S_p = 0.4s₀ – 0.16 = 0.4×1.8 – 0.16 = 0.56 кН/м².

Для срока эксплуатации здания 50 лет коэффициент надежности для

снеговой нагрузки γf = 1.0.

Грузовая площадь, с которой собирают нагрузки на колонну

А = L х l = 8×5,5 = 44 м².

Расчетная нагрузка на колонну определяют на уровне пола

первого этажа.

Нагрузка на колонну считаем в табличной форме (табл. 2.1).

Таблица 2.1

№ Наименование нагрузки Характеристическое γ_f Расчетное,

кН кН

1 2 3 4 5

А. Постоянные

1 Кровля рулонная 0.1×44 44 1.3 5.72

2 Цементный раствор

(δ=2 см, ρ=20 кН/м³) 17.6 1.3 22.88

0.02×20×44

3 Утепление, пароизоляция

(δ=10 см, ρ=6 кН/м³) 26.4 1.3 34.32

0.1×6×44

4 Плиты перекрытия 2.4×44 105.6 1.1 116.16

5 Вес конструкции трех перекрытий

( см. табл. 3.1) - - 333

3.784×3×38.4

6 Вес нижней части ригелей на

всех этажах 148.8 1.1 163.68

0.62×0.4х 25×3×8

7 Собственный вес колонны 49.2 1.1 54.12

0.4×0.4×3.6×25×4

Итого 729.88

Б. Переменное длительное

8 – на перекрытиях v/2×А× (n-1) - - 418

4.75×44×2

9 – на покрытии (снег) 0.56×44 54.64 1.0 24.64

В. Переменное кратковременное

10 – на перекрытиях - - 418

4.75×44×2

– на покрытии (снег) 24.64 1.0 24.64

11 (1.8–0.56)44

Всего длительное N_l = 729,88+418+24.64 = 1172,52 кН

Всего кратковременное N_c = 418+ 54,56= 472,56 кН

Полное N = 1172,52 +472,56 = 1645,08 кН

3.2. Конструктивный расчет колонны

Расчетную длину колонны для многоэтажного здания из сборных

элементов принимают l₀ = H_пов. = 4,1 м.

Гибкость колонны λ_h = l₀ / h_к = 410 / 40 = 10,25.

Соотношение N_l / N = 1172,52 / 1645,08= 0.7112.

Из таблицы приложения 5 методички «Железобетонные и каменные конструкции» определяем коэффициенты

φ_b = 0.906, φ_r = 0.91.

Принимаем для колонны бетон класса В20; арматуру класса А400С.

Расчет производится методом итерации.

В первом приближении принимаем рекомендованную оптимальную

величину коэффициента армирования (1%): µ_f = A_s /bh = µ_{f опт} = 0.01.

Коэффициент продольного изгиба

φ₁ = φ_b + 2(φ_r – φ_b) R_sс A_s / R_bbh = φ_b + 2(φ_r – φ_b)0.01 R_sс/R_b =

= 0.906 + 2(0.91 – 0.906)0.01×36.5 / 1.15 = 0.909 < φ_r =0.91;

А_s1 = (N/φ₁ – R_bbh) / R_sс = (1645,08/0.909 – 1.15×40×40) / 36.5 = -0,83 см².

Поскольку площадь арматуры отрицательная, то ее принимаем конструктивно Ø16А240С (А_s =8.04 см²).

Поперечную арматуру принимаем конструктивно при условии сварки

Ø6Вр-1 з шагом S_w = 300 мм < 20Ø = 320 мм.