V. Розрахунок арматури і конструювання колони

Колону першого поверху розглядаємо, як умовно центрово-стиснутий зосередженою силою N з жорстким приєднанням до монолітного фундаменту і шарнірним закріпленням в рівні перекриття І-го поверху. Колону першого поверху проектуємо монолітною квадратного перерізу з попередніми розмірами 400×400мм.

Матеріали для колони та їхні характеристики на міцність:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій і зокрема для колони приймаємо бетон важкий класу В20, для якого розрахунковий опір стисканню R_b =14,5МПа (табл. 13 Норм [2]); коефіцієнт умов роботи бетону за відсутності сприятливих умов для наростання міцності – γ_b2=0,9 (табл. 15 Норм [2]).

Арматура. Для армування колони вибираємо гарячекатану арматуру періодичного профілю класу А-ІІІ (класу А400С за ДСТУ 3760:2006 [10]), для якої розрахунковий опір стисканню поздовжньої арматури R_sс =365МПа (табл. 23 Норм [2]) при діаметрі 10 і більше мм. Як поперечну арматуру використовуємо холоднотягнений дріт класу Вр-І діаметром Ø4..Ø5мм або гарячекатану арматуру гладку класу А-І (класу А240С за ДСТУ 3760:2006 [10]) залежно від діаметра поздовжньої арматури. Із технологічних вимог діаметр поздовжньої арматури монолітних колон слід приймати не менше 12мм.

Розрахунок арматури ведемо спрощеним методом за алгоритмом, наведеним у [8]. Колону розглядаємо як залізобетонний елемент, стиснутий з випадковим ексцентриситетом.

Величину випадкового ексцентриситету е_а приймають більшою із двох значень:

Розрахункова довжина колони, якщо коефіцієнт приведення геометричної довжини стрижня до розрахункової μ =1:

ΔH_fund =0,15м – заглиблення колони нижче відмітки підлоги І-го поверху.

Обчислюємо гнучкість колони λ_h:

Оскільки гнучкість колони є більша, ніж 4, потрібно враховувати вплив бокового прогину колони на втрату стійкості. При λ_h=8,5<20 необхідну площу перерізу поздовжньої симетричної арматури розраховуємо за формулою:

Задаємося коефіцієнтом армування μ=0,01 (відсотком армування μ=0,5%) і обчислюємо коефіцієнт α_s:

5.1 Обчислення навантаження від власної ваги колони

Зосереджене навантаження від власної ваги колони попередньо прийнятими поперечними розмірами b_c ×h_c =350×350мм обчислюємо за формулою:

N₁₌ n×N_кол+(n-1)×N_пер+N_покр=4×8,55+3×49,5+49,97=232,67 кН

де n =3 – кількість поверхів;

N_кол= b_c ×h_c ×H× ×0,3×3,8×2500=8,55 кН

N_пер= A_c t_pl =2500 33 0,06=49,5 кН

N_покр= A_c t_pl =4,326 кН

H =3,8м – висота окремого поверху;

³– густина бетону;

A_c =L₁×L₂=5,5 6=33м².

N=4 N_кол+3 N_пер2+N_сніг=4 =849,1 кН

Визначаємо співвідношення тривалого і повного зусиль в колоні

З табл. 2.15 [10], інтерполюючи, при співвідношенні N_l /N=0,32 і гнучкості λ_h=11,29 знаходимо коефіцієнти .

Таким чином, в першому наближенні коефіцієнт буде рівний:

Остаточно приймаємо

Тоді необхідна площа поздовжньої арматури, якщо А= b_c h_c =30 =9000см², дорівнює:

Конструктивно арматури не потрібно, оскільки несучу здатність несе бетон.

За сортаментом приймаємо армування 4Ø12А-ІІІ з фактичною площею арматури

см²