4.3.Розрахунок залізобетонної колони і-го поверху

Колону першого поверху проектуємо монолітною квадратного перерізу з попередніми розмірами 300х300. Колона стискується з монолітним фундаментом Фм-1 через випуски з нього арматури.

4.3.1 Обчислення навантаження від власної ваги колони

Зосереджене навантаження від власної ваги колони попередньо прийнятими поперечними розмірами обчислюємо за формулою:

де кількість однакових поверхів;

висота окремого поверху;

заглиблення бази колони нижче відмітки підлоги І-го поверху.

4.3.2 Обчислення розрахункового зусилля

Колону першого поверху розглядаємо, як центрово-стиснутий стрижень, який навантажений зосередженою силою N. Для обчислення осьової сили скористаємось поняттям вантажної площі колони (рис.4.1), яка рівна добутку поздовжнього L₁ і поперечного L₂ кроків колон:

Розрахункова довжина колон другому-п'ятому поверхах складає а для першого поверху з врахуванням защемлення колони в фундаменті:

Власна розрахункова вага колон на один поверх:

• на другому- п'ятому поверхах:

• на першому поверсі:

За розрахункове січення колони першого поверху приймаємо січення на рівні верху фундаменту.

• тривале навантаження на колону першого поверху:

де тривала доля від повного навантаження на покриття;

кількість перекриттів;

кількість поверхів;

• повне розрахункове навантаження на колону першого поверху:

де тривала доля від повного навантаження на покриття;

кількість перекриттів;

кількість поверхів;

4.3.3Розрахунок поздовжньої робочої арматури колони

Зусилля становлять:

Розрахункові характеристики бетону при коефіцієнті умов роботи

розрахункова міцність:

нормативна міцність на осьовий стиск:

початковий модуль пружності бетону

Арматура класу А400C:

Діаметр 6-8 мм:

розрахунковий опір розтягові:

модуль пружності:

Діаметр 10-40 мм:

розрахунковий опір розтягові:

модуль пружності:

Обчислюємо відношення:

Коефіцієнт який враховує тривалість дії навантаження дорівнює:

де для важкого бетону.

Ексцентриситет дорівнює:

Відносний ексцентриситет дорівнює:

Мінімальне значення відносного ексцентриситету дорівнює:

Оскільки то приймаємо

Коефіцієнт дорівнює:

Момент інерції бетонного перерізу дорівнює:

Гнучкість колони:

тому потрібно врахувати вплив прогинів на несучу здатність.

Розрахункова довжина колони тобто розрахунок допускається проводити, як для умовно центрально-стиснутих елементів з врахуванням гнучкості, відношення і кількості проміжних стрижнів, розміщених біля грані, яка паралельна площині, що розглядається.

Задаємось відсотком армування

При інтерполюючи отримаємо:

Враховуючи, що

Визначимо коефіцієнт φ

φ=

Необхідна площа поздовжньої арматури:

де при

Приймаємо з конструктивних міркувань для симетричного армування

Коефіцієнт армування:

в допустимих межах.

Фактична несуча здатність січення 300х300:

Несуча здатність перерізу забезпечена.

Оскільки то

Звідси

Внаслідок того, що то міцність забезпечена.

Арматуру розміщуємо симетрично так, щоб захисний шар бетону для поздовжньої арматури був рівний

Критична сила, яка буде сприйнята колоною:

де

Умова виконується. Несуча здатність колони забезпечена. Поздовжню арматуру в перерізі розміщено симетрично по кутах, з врахуванням захисного шару бетону c_b=30мм. Прийнято 2 зварні пласкі каркаси марки КР3, виготовлені в заводських умовах за допомогою контактного точкового зварювання. Пласкі каркаси КР3 об’єднано в просторові шляхом приварювання окремих стержнів марки ОС3 з Ø8 А400С шляхом електрозварювальних кліщів. Діаметр поперечної арматури в колоні прийнято конструктивно, з умови d_sw≥0,25d_s=0,25·12,56=4 мм. Таким чином фактично прийнято поперечна арматура Ø4 Вр-І. Крок хомутів визначено, виходячи з умови s_w≥20d_s≥b_c і прийнято 300мм. Захисний шар бетону для торців поперечної арматури – 10мм. Довжину напуску поздовжньої арматури з арматурою випусків із монолітного фундаменту прийнято рівною l_ov=20d_s=20·12,56=260 мм. Довжину просторового каркасу марки КП-3 призначено з урахуванням напуску поздовжньої арматури в місці подібного стику арматурних каркасів на рівні відмітки монолітної плити 2-го поверху.