5. Расчет и конструирование средней колоны первого этажа

5.1. Расчетная схема. Определение нагрузок и расчетных усилий

Расчет колоны производим как сжатого элемента со случайным эксцентриситетом. При сборных конструкциях перекрытия расчетную длину колоны принимаем равной высоте этажа l₀=Н_эт=4,2 м. Расчетная схема колоны изображена на рис. 6.

Колонна рассматривается как сжатая стойка с шарнирно закрепленными концами. Загружена колонна сжимающей силой N, приложенной со случайным эксцентриситетом е. Случайный эксцентриситет принимается равным большему из следующих ограничений:

см

Рис. 6. Расчетная схема колонны

Нагрузку на колонну определяем исходя из ее грузовой площади (рис. 7):

м²

Нагрузка на колонну первого этажа состоит из нагрузок от покрытия и междуэтажных перекрытий, а также от веса вышележащих колонн (рис. 8).

Граничная расчетная нагрузка от покрытия:

Постоянная g=2,95 кН/м²

кратковременная S=1,66 кН/м²

Рис. 7. Грузовая площадь средней колонны

Нагрузку от веса ригеля определяем с учетом собственного веса 1 м.п. ригеля ( кН/м.п) и длинной (l), которая должна соответствовать заданной сетке колонн.

Граничная расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:

кН.

Рис. 8. Схема нагрузок на колонну первого этажа

Граничная расчетная нагрузка от собственного веса колонны одного этажа:

кН.

Определяем граничную расчетную нагрузку от покрытия

постоянная и длительная:

кН.

кратковременная:

кН.

Определяем граничную расчетную нагрузку от междуэтажного перерытия

Граничная расчетная нагрузка от перерытия:

постоянная кН/м²

длительная кН/м²

кратковременная кН/м²

Постоянная и длительная нагрузка:

кН.

Кратковременная:

кН.

Постоянная и длительная граничная расчетная нагрузка, действующая на колонну первого этажа:

кН.

Кратковременная граничная расчетная нагрузка, действующая на колонну первого этажа:

кН.

Полная граничная расчетная нагрузка, действующая на колонну первого этажа (постоянная + длительная + кратковременная):

кН.

5.2. Расчет прочности колонны

Принимаем сечение колонны h = 40 см, b = 40 см. Бетон класса В30, арматуру из стали класса А500С.

Расчет колонны выполняем как сжатого элемента со случайным эксцентриситетом е равным большему значению из следующих ограничений:

мм

мм

мм

Случайный эксцентриситет принимаем равным е = 13,3 мм.

Вычисляем отношение длины колонны к высоте сечения колонны:

Вычисляем отношение длительной нагрузки к полной:

В зависимости от посчитанных соотношений и определяем коэффициенты для расчета сжатого элемента со случайным эксцентриситетом:

Предварительно принимаем:

Определяем требуемую площадь арматуры:

(см²)

В качестве рабочей арматуры принимаем 6 стержней Ø28 мм из арматуры класса А500С, при этом фактическая площадь арматуры составляет 36,95 см².