3.3.2. Материалы для колонны

Класс бетона для колонны принимаем В25 (для сильно нагруженных колонн при ),расчетное сопротивление , при

.Для продольной арматуры колонны принимаем сталь класса A-III с расчетным сопротивлением . Для поперечной арматуры принимаем сталь класса A-I.

3.3.3. Выбор расчетной схемы и расчет тела колонны

Колонны многоэтажных зданий испытывают внецентренное сжатие, поэтому в сечениях колонн возникают усилия M, Q, N.

Расчет прочности тела колонны выполняем как для условного сжатого элемента:

1.Определяем требуемую площадь бетона сечения колонны из условия прочности:

– коэффициент армирования, который в первом приближении рекомендуется принимать .

2.Определение требуемых размеров сечения колонны:

3.Назначение размеров сечения колонны с учетом требования унификации.

По требованиям унификации, принимаем размер .

4.Принимаем коэффициент условий работы , при

5.Вычисляем коэффициент :

– принятый на данном этапе расчета коэффициент армирования;

– коэффициенты, зависящие от гибкости колонны =3.85 м и отношения .

6.Определяем в первом приближении требуемую площадь продольной арматуры колонны из условия прочности:

7.Назначаем из конструктивных соображений арматуру 412ммA-III.

8.Вычисляем процент армирования для продольной арматуры:

3.3.4. Поперечное армирование колонны

Назначение поперечной арматуры в сжатых элементах – обеспечение устойчивости сжатых продольных стержней. Поэтому расстояние “ ” между поперечными стержнями в колонне назначается исходя из требований предельной гибкости продольных стержней в пределах между точками их закрепления, т.е. между соединительными поперечными стержнями. Эти требования имеют вид:

Принимаем

– наименьший диаметр продольных стержней в сечении.

Диаметр поперечных стержней должен быть принят исходя из требований свариваемости, исключающих поджог арматуры при сварке, а именно:

.

Принимаем поперечную арматуру 6A-I.

3.3.5. Проектирование консоли колонны

В курсовом проекте рекомендуется принимать так называемую короткую железобетонную консоль, т.е. такую, которая отвечает требованию: . Целью расчета является определение размеров сечения и армирования консоли, которые бы обеспечили ее прочность. Расчет консоли выполняется по следующему алгоритму:

1. Определение расчетной длины площадки опирания ригеля , которая обеспечивает прочность консоли на смятие:

– давление ригеля на консоль, которое равно максимальной поперечной силе на опоре «В» по результатам статического расчета ригеля;

– расчетное сопротивление бетона колонны сжатию;

– ширина сечения ригеля.

2. Вычислим расчетный вылет консоли с учетом зазора «с»:

– принимаем в диапазоне (0.03÷0.05).

3. Назначаем окончательное значение вылета консоли:

Значение обеспечивает необходимое опирание ригеля.

4. Вычисляем плечо усилия Q относительно грани колонны (т.е. места защемления консоли):

;

5. Определение требуемой рабочей высоты консоли из условия прочности наклонного сечения на действие поперечной силы без учета поперечного армирования:

но не более:

таким образом, принимаем .

– ширина консоли, которая равна ширине колонны ;

– коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 1.5 в соответствии [1, п. 3.32].

6. Назначить полную высоту консоли из условий:

. Принимаем 500 мм.

Назначая высоту консоли , обязательно проверяем соотношение:

7. Проверяем условие которое гарантирует возможность считать консоль короткой. Условие выполнено.

8. Определяем требуемую площадь продольной арматуры консоли как в изгибаемом элементе прямоугольного профиля с размерами сечения :

– коэффициент надежности;

– максимальный изгибающий момент в консоли;

– расчетное сопротивление стали;

9. Принимаем:220 А−III.

10.Выбираем схему армирования консоли поперечной арматурой в зависимости от требования:

Требование не выполняется, консоль армируется горизонтальными хомутами и отогнутыми стержнями.

11. Назначаем шаг поперечных стержней “S” (для хомутов и отогнутых стержней) [1, п.5.30]:

.

12. Назначаем диаметр поперечных стержней по площади:

Принимаем диаметр хомутов: 412А−III.

;

Принимаем диаметр для отогнутых стержней: 314 А−III.

Проверка достаточности размеров и поперечного армирования консоли по условию прочности на действие поперечного усилия по наклонной полосе между сосредоточенной силой и опорой:

не более:

не менее:

– модуль арматурной стали для поперечной арматуры [1, табл. 29];

– начальный модуль упругости бетона [1, табл. 18].

– площадь хомутов (отогнутых стержней) в одной плоскости;

– ширина консоли, которая равна ;

– шаг хомутов;

Так как, правая часть равная 547 кН, попадает в указанный промежуток, принимаем это значение. Условие выполняется. Размеров достаточно для восприятия поперечного усилия по наклонной полосе.