1. Определение нагрузок на колонну в осях б/4.

Из схемы (рис.2) видно, что колонна в осях Б/4 загружена симметрично и ее сечение может быть подобрано как для центрально-сжатой.

Поскольку мы не выполняли расчет балок покрытия, то расчетную нагрузку на колонну определим по грузовым площадям. Нагрузка на колонну определена для сечения на уровне обреза фундамента.

N = А_гр*Р_пер+ А_гр*Р_покр = 36*735,0 кг/м² +36*875,0=57960 кг~58000 кг.

2. Подбор сечения колонны.

Рис. 12. Расчетная схема колонны

Определяем требуемую площадь сечения, приняв предварительно коэффициент продольного изгиба φ=0,8:

A = N / (φ R_y γ_c) = 58000/0,8*2395*0,95 = 31,86 см²

По сортаменту СТО АСЧМ 20-93 "Двутавры горячекатаные с параллельными гранями полок", таблица 1 (см. приложение 2) подбираем двутавр 20Ш1. Характеристики двутавра 20Ш1:

Площадь сечения А = 39,01 см².

Радиус инерции i_х = 8,3 см;

Собственный вес (масса 1 м длины) 30,6 кг/м.

При подборе сечения колонн следует учитывать задачи унификации узлов сопряжения колонн и балок, а также удобства монтажа

3. Проверка выбранного сечения.

Определяем расчетную длину колонны, считая, что нижний конец колонны жестко защемлен в фундаменте, а верхний шарнирно опирается на перекрытие, тогда по таблице 30 СП 16.13330.2011 коэффициент расчетной длины μ = 0,7.

Таблица 30 СП 16.13330.2011

Схема закрепления колонны (стойки) и вид нагрузки
	1,0	0,7	0,5	2,0	1,0	2,0	0,725	1,12

Расчетная длина колонны l_ef = μ*l = 0,7*265 =185,5 см.

Предельная гибкость принимается по нормативным требованиям (по табл. 32 СП 16.13330.2011), максимальное допустимое значение для колонн λ_u = 120.

Определяем гибкость стержня колонны λ = l_ef/i =185,5/8,3 = 22,35< λ_u = 120

Определяем условную гибкость:

= λ (R_y /Е) = 22,35√ 2395/2,1*10⁶ = 0,755>0,4

Определяем коэффициент устойчивости по таблице Д.1 (СП 16.13330.2011) в зависимости от условной гибкости = 0,755 и типа сечения b (двутавр):

φ = 0,967.

Можно определить коэффициент устойчивости или коэффициент продольного изгиба другим способом по таблице из приложения 4 в зависимости от гибкости λ и расчетного сопротивления стали R_y.

Для нашего примера при λ = 22,35 и R_y = 2395 кг/см² = 235 МПа по таблице приложения 4 получим значение φ = 0,955. Как видим, значение меньше, чем по СП. В запас прочности дальнейшую проверку ведем по наименьшему значению.

Проверяем устойчивость сечения колонны

58000/0,955*39,01*2395*0,95 = 0,684<1

Условие устойчивости выполнено.

7. Расчет экономических показателей.

На основании выполненных расчетов для фрагмента здания по схеме на рис. 2 выполним расчет технико-экономических показателей по расходу стали. Поскольку расчет балок покрытия не производился, в целях данной работы принимаем: главные балки покрытия приняты из двутавра 45Б2, прогоны покрытия – из 35Б2.

Таблица 8.

Наименование	Сечение по СТО АСЧМ	Длина, м	Колич., шт.	Вес кг/ пог. м	Вес всего, кг	В % от общей массы
Главная балка покрытия	45Б2	5,7	12	76,0	5198,4	20,0
Прогон покрытия	35Б2	6,0	25	49,6	7440,0	28,5
Главная балка перекрытия	40Б1	5,7	12	56,6	3871,5	14,8
Прогон перекрытия	30Б2	6,0	25	36,7	5505,0	21,1
Колонна	20Ш1	7,4	18	30,6	4076,0	15,6
ВСЕГО:					26090,9	100,0

Для последующих сравнений определяем удельные показатели:

1. Расход стали на 1 кв.м общей площади:

общая площадь (упрощенно) равна 12*30*2 = 720 м²;

удельный расход на 1 кв. м 26090,9/720,0 = 36,24 кг/м².

2. Расход стали на 1 куб м здания:

объем здания 720,0*6,05 = 4356,0 м³;

удельный расход на 1 куб. м 26090,9/4356,0 = 6,0 кг/м³.

Для оценки экономической эффективности проектов гаражей стоянок применяется также, показатель расхода стали на 1 машино/место. Для целей нашей работы примем, что на одном уровне располагается 12 машино/мест, всего на фрагменте – 24 машино/места. Расход стали на 1 машино/место:

26090,9/24 = 1087,1 кг на 1 машино/место.