3. Расчет колонны.

Принимаем к расчету наиболее нагруженную колонну среднего ряда С. Расчет прочности колонны производим в наиболее нагруженном сечении – у обреза фундамента.

Нагрузку на колонну с учетом ее веса определяем от опирающихся на нее ригелей трех вышележащих междуэтажных перекрытий (нагрузка от кровли передается на нагруженные кирпичные стены). При этом неразрезность ригеля условно не учитывается. Поскольку определение усилий в ригелях выполнено без учета влияния жесткости колонн («рамность» каркаса не учитывается), то в качестве расчетной схемы колонны условно принимаем сжатую со случайным эксцентриситетом стойку, защемленную в уровне обреза фундамента и шарнирно закрепленную в уровне середины высоты ригеля.

Расчетная длина колонны нижнего этажа

м,

где h_эт– высота этажа по заданию; 0,7 м – расстояние от обреза фундамента до уровня чистого пола;h_п– высота панели;h_р– высота сечения ригеля.

Принимаем колонну сечением 4040 см, а = а= 4 см. Расчетная нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента

кН,

где n= 3 – число перекрытий;G_c– вес колонны,

кН.

Кратковременно действующая часть расчетной нагрузки

кН, где по заданию= 1,5 кН/м²;м²– грузовая площадь перекрытия с которой нагрузка передается на среднюю колонну;- коэффициент надежности по нагрузке;n= 3 – число перекрытий, нагрузка с которых передается на колонну.

Длительно действующая часть расчетной нагрузки

кН.

,

С учетом коэффициента надежности по ответственности γ_n=0,95

;

Случайный эксцентриситет в приложении сжимающей нагрузки:

мм;мм;мм.

Принимаем мм.

Бетон класса В25 с R_b= 13,05 МПа;R_bt= 0,97 МПа; Е_b= 2710³МПа. Арматура класса А400 сR_s=R_sc= 355 МПа; Е_s= 2010⁴МПа.

При расчете сжатых элементов из бетонов классов В15-В35 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом допускается производить из условия

, где- коэффициент, учитывающий гибкость элемента, характер армирования и длительность нагрузки, определяемый по формуле

,

Где _sb и_b – табличные коэффициенты, А – площадь поперечного сечения бетона колонны, А_s,tot– площадь поперечного сечения всей продольной арматуры колонны.

Задаемся =0,9, μ=0,01.

Проектируем колонну квадратного сечения h=b=м. Принимаем размеры поперечного сечения колонныh=b=0.4 м,A=h*b=0.4*0.4=0.16 м².

Задаемся

;,;_b=0,9;_sb=0,907;

Принимаем конструктивное армирование 4Ø16 А400А_s= А_s= 804 мм²

Поперечные стержни в сварных каркасах назначаем диаметром 6 мм из арматуры класса А240 шагом s = 200мм и не более 500 мм.

Расчет консоли колонны.Принимаем ширину консоли равной ширине колонныb= 400 мм. Бетон класса В25. Арматура классаA400 иA240. Наибольшая нагрузка на консоль колонныQ= 316,6 кН.

При классе бетона колонны В25 необходимую длину площадки опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечении прочности ригеля на местное сжатие (смятие) при классе бетона в ригеле В15 с R_b = 8.5 МПа; R_bt = 0,75 МПа; Е_b = 20500 МПа и ширине ригеля b_p = 30 см

мм.

Минимальный вынос консоли с учетом зазора между колонной и торцом ригеля, равного 60 мм, в соответствии с типовым решением в проектах многоэтажных зданий каркасного типамм.

Принимаем вынос консоли l = 200 мм.

Фактическая длина площадки опирания ригеля на консоли l_sup,f = 200 – 60 =140 мм.

Напряжения смятия в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля

МПа МПа.

Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена.

Назначаем расчетную высоту консоли из условия

мм.

Полная высота консоли мм.

Принимаем высоту консоли h = 350 мм. Высота у свободного края мм >мм,h₀ = 350 – 35=315 мм. Так как

Н = 463,1 кН > Q = 316,6 кН,

Н = 330,8 кН > Q =316,6 кН,

то прочность консоли обеспечивается.

Консоль армируем горизонтальными хомутами из арматуры диаметра 8 мм стали класса А240, принимаем шаг хомутов равным мм;мм.

Продольную арматуру принимаем конструктивно 212A400 (A_s= 226 мм²).

В консолях, входящих в замоноличенный жесткий рамный узел, в котором нижняя арматура ригеля приварена к арматуре консоли через закладные детали, постановка специальных анкеров к стержням продольной арматуры необязательна.