4. Розрахунок і конструювання

ЗБІРНОЇ ЗАЛІЗОБЕТОННОЇ КОЛОНИ

Колони багатоповерхових промислових будівель беруть квадратного або прямокутного перетину, як правило, з консолями для спирання риге­лів. Розміри перерізу колон беруть уніфікованими за каталогами і не меншими від 30x30 см.

Розмір збірної колони можна приймати на один або на два повер­хи з улаштуванням стику на відстані 0,8 м вище рівня верху плит пе­рекриття. Стик колон виконують жорстким на зварюванні з наступним замонолїчуванням. Стики виконують з центруючою підкладинкою або без неї з повним спиранням торців стикованих колон.

Послідовно розраховують колони всіх поверхів будівлі починаючи з верхнього. При кількості поверхів більше трьох колони можна розра­ховувати через два поверхи. За розрахунковий беруть переріз колоші на рівні підлоги даного поверху.

Згідно із завданням на курсовий проект необхідно розрахувати і сконструювати збірну залізобетонну колону першого поверху чотирипо­верхової споруди..

4.1. Обчислення розрахункової довжини колони

Згідно із завданням висота поверху дорівнює 4,2 м. Приймається, що розрахункова довжина колон багатоповерхової будівлі при кількості прольотів не менше двох і з'єднанні ригелів і колон, які розрахову­ються як жорсткі при збірному перекритті, дорівнює висоті поверху. Отже, для колони першого поверху (при відмітці верху фундаменту нижче рівня підлоги першого поверху 0,15 м) розрахункова довжина

+ 0,15 = 4,2 + 0,15 = 4,35 м.

Для будівель і споруд із штучними стінами і неповним залізобе­тонним каркасом при квадратному перерізі колон із симетричним арму­ванням стержнями зі сталі класу А-Ш, А-ІІ чи А-І при 20(у даному випадку= 4,35 м < 20= 20 • 0,4 = 8 м)

для спрощення розрахунку колону можна розраховувати як центральне стис­нуту з випадковим ексцентриситетом [2, п.УП.3.3].

Навантаження на колону першого поверху збирають з вантажної площадки (див. рис. І) площею

= 39,9 м²,

де - середня довжина ригеля крайнього та середнього прольотів.

4.2. Обчислення розрахункового сталого навантаження

А. Розрахункове стале навантаження від ваги перекриття: підлоги та панелі /див. розрахунок панелі/

= 4,864 • 39,9 = 194,1 кН;

ригеля

= (0,2·0,7+2 · 0,18 · 0,І)·7,1·25·1,1 · 0,95 = 32,6 кН,

де - площа перетину ригеля;- довжина ригеля середнього прольоту;- цільність залізобетону /об"ємна вага/,= 2500 кг/м3.

Підсумовуючи, маємо = 226,7 кН.

Приймається, що навантаження від ваги плит покриття та покрів­лі приблизно дорівнює 80% ваги конструкції перекриття:

= 0,8= 0,8-226,7 = 181,3 кН.

В. Розрахункове стале навантаженій від ваги колони. Задамось перерізом колон, розміри якого однакові для всіх поверхів: 40-10 см. Тоді розрахункове навантаження від ваги колони одного поверху

=0.4·0,4· 4,2 ·25 ·1,1 · 0,95= 17,6 кН,

де - площа перетину колони;- довжина колони. Повне сі" -е навантаження на колону першого поверху

= 226,7(4-І) +181,3 +17,6 · 4 = 931,8 кН,

де - кількість поверхів.

4.3. Обчислення розрахункового тимчасового тривалого на­вантаження

Розрахункове тимчасове тривале навантаження від одного пере­криття

= (6-І,5)-39,9-І,2-0,95 = 204,7 кН,

.де - нормативне тимчасове тривале навантаження (див. завдання);- нормативне короткочасне навантаження,=1,5 кН/м²

Повне розрахункове навантаження на колону першого поверху = 204,7 · (4-І) = 614 кН.

Розрахункове тимчасове короткочасне навантаження від одного пе­рекриття

= І,5 · 39,9 · І,2 · 0,95 = 68,2 кН,

Повне навантаження на колону першого поверху

= 68,2 · (4-І) = 204,6 кН;

від покриву, снігове

= 0,7 · 39,9 · І,4 · 0,95 =37,1 кН,

де - вага снігового покриву на І м² поверхні для другого снігового району [2].

Розрахункові сполучення /комбінації/ навантажень: основні сполучення І

= 93І,8 + 6І4 + 204,6 = І750,4 кН

= 931,8+ 614 + 37,1 = 1582,9 кН;

основні сполучення П

· 0,9 = 931,8+(6І4+204,6+37,1)0,9=1701,9 кН.

Розрахунковим є навантаження основного сполучення.з урахуван­ням короткочасних навантажень від перекрить:

= 931,8 + 614 1546 кН;

=204,6 кН;

=1546 4- 204,6 1750 кН.

Дані ддя проектування колони: згідно із завданням проектний клас бетону - В 20, з урахуванням коефіцієнта умови роботи = 0,9;=11,5 · 0,9 = 10,35 МПа.

Поздовжня арматура класу А-Ш з = 365 МПа.

Колони армують зварними каркасами. Поперечні стержні каркасів - із сталі класу А-І.

Розрахуємо переріз поздовжньої арматури.

Співвідношення

= 0,88; =10,88.

За обчисленим відношенням (табл. Д.І0), припускаючи відсутність проміжних стержнів, знаходимо = 0,882;= 0,892.

Оскільки = 40 см > 20 см, то= І. Приймаючи в першому наближенні= 0,892, обчислюємо

= 306 кН.

Тоді

= 0,185<

Уточнюємо значення :

= 0,882+2(0,892-0,882) · 0,185 = 0,886;

0,886 < = 0,892.

Тоді

кН.

Обчислене значення близьке до знайденого в першо­му наближенні. Тому сумарна площа перетину арматури

= 8,75 см².

Беремо 4 Ø 18 А-Ш з = 10,18 см²> 8,75 см².

Коефіцієнт армування

>

оскільки = 4,35/0,4 = 10,18 < 24.

Згідно з табл. Д.П поперечні стержні зварних каркасів приймає­мо діаметром 6 мм (арматура класу А-І починається з діаметру 6 мм) і з кроком

= 20 = 20 -1,8 = 36 см.

Приймаємо, що крок поперечних стержнів дорівнює 35 см. Конструювання збірної колони зображене на рис. 8.