1.2.2. Расчет сборной железобетонной колонны 1кнд33-1.40

Расчет произведен в соответствии со СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» [22], СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»[21].

Исходными данными послужила типовая серия 1.020-1/87. [43]

Исходные данные

Железобетонная плита серии 1.020-1/87 (выпуск 6-1) высотой 400 мм, длинной 4670мм. Колонна с двумя симметричными полками для опирания ригелей. Продольная и поперечная арматура принята из стали класса А-III и АI соответственно.

Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В30, высота этажа h= 3,6м, количество этажей n=5. Район строительства – г. Омск (3 район по весу снегового покрова) [25], S₀=1.1 кПа. Расчетная нагрузка от веса кровли = 1.18кН/м².

Нагрузки на колонну среднего ряда 1-го этажа

Нагрузки собираются с грузовой площади А_гр=18м²

Нагрузки от перекрытия

От веса пола и панели перекрытия

q_пл= (3740+1780)*18*0,95= 94392Н

От веса ригеля

Q_риг= 5060*5,43= 27475,8Н

Итого G1 = 94392+27475,8=121867,8Н

Временная:

длительная Р1=18*7800*0,95=133380Н

кратковременная Р2=18*0,95*1800=307800Н

Нагрузки от покрытия

Постоянная:

От веса кровли и панели перекрытия

q_кр= 18*0.95*91876+3740)=96033.6Н

Итого G2=123509,4Н

Временная (снеговая):

длительная Р3=1120*1,4*18*0,95=26812,8Н

кратковременная Р4=700*1,4*18*0,95=16758Н

1,4 – коэффициент надежности

Собственный вес колонны первого этажа размером b*h = 0,4*0,4 м (обрез фундамента находится на отметке 0,6м)

G3=0,4*0,4*(3,6+0,6)*25000*1,1*0,95=17556Н

Определение усилий в колонне

Усилие от постоянной нагрузки

(n-1)*G1+G2+G3+(n-1)*G4 = 4*121867.8+123509.4+17556+4*17556 = 698760.6Н

Усилие от длительно действующей нагрузки на перекрытие

(n-1)*P1=4*133380=533520Н

Усилие от кратковременной нагрузки на перекрытие

(n-1)*P2=4*307800=1231200Н

Усилие от действия снеговой нагрузки: длительно действующей Р3=26812,8Н и кратковременной Р4=16758Н

Основные сочетания нагрузок

I гр

N=698760,6+533520+1231200+26812,8=2490293,4Н

N=698760.6+533520+26812.8+16758=127851.4H

II гр

N=698760.6+533520+26812.8+(1231200+16758)*0.9=2382255.6H

Максимальное усилие N=2490293.4H , в том числе и длительно действующее N_e=698760,6+533520+26812,8=1259093,4Н

Расчётная длинна колонны

L_n=h+0.6 = 3.6+0.6+=4.2

Гибкость колонны

λ= l_n/h = 4.2/0.4=10.5

Подбор продольной арматуры

Та как армирование и сечение колонны симметричны, арматура класса АIII и λ=10,5<20, расчет можно выполнять на условие центрального сжатия.

N ≤ m * φ * (γ* R_b *A + R_sc * A_s^/)

M=1 при h>20см – коэффициент условия работы

φ=0,9 – задаемся

A_s = ((N/mφ)- γ* R_b *A_b)*1/ R_sc

A_s = ((2490293.4/1*0.9)-1*17*10⁶*0.4*0.4)*1/36500 = 1.29 см²

Принимаем 4d=12 AIII (A_s = 1.131 см²)

Проверим коэффициент армирования

μ = (A_s/(b*h₀))*100% ≤ 3

μ = (1.131/1600)*100% = 0.074% ≤ 3

Уточняем коэффициент φ

φ_b = 0.895

φ_sb = 0.9

λ=10,5

N/N_e = 0.506

φ = φ_b + 2*(φ_sb - φ_b)* μ* (R_sc/ γ* R_b)

φ = 0.895+2*(0.9-0.895)*0.07*(36500/1*17*10⁶) = 0.895

Окончательный подбор арматуры

A_s = ((2490293.4/0.895) – 1*17*10⁶*0.4*0.4)*1/36500 = 1.71 см²

Принимаем 4d = 14 AIII (A_s = 1.54)

Проверим коэффициент армирования

μ = (A_s/(b*h₀))*100% ≤ 3

μ = (1.54/1600)*100% = 0.096% ≤ 3

Поперечную арматуру принимаем конструктивно A I c d = 6мм, шаг хомутов S ≤ 20d_раб = 20*14=280 мм

Требуемая площадь колонны

Вывод: Для колонны первого этажа 1КНД33-1.40 подобранна арматура класса A III с d = 12 мм и A_s = 1.131 см², из условия что максимальное усилие на колонну составляет 2490293.4H.