РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ

но не менее ρλ,

Б

27

l0 i

й

где

; принимается не менее

0,10 и не более 0,25

440

и

(0,10 ≤ ρ ≤ 0,25).

р

Содержание арматуры должно быть не более 5 % (при этом в

случае, когда ρ > 3 %, в расчетах площадь,

занимаемая арматурой,

бетона

исключается

из площади бет на элемента). Если окажется, что

счет

условие ρmin ,% < ρ, % ≤ ρmax (5 %) не удовлетворяется, размеры се-

чения изменяют и ра

п вт ряют.

Толщина защ тного слоя

принимается по табл. 2.1 [1, 2,

з

табл. 5.3, 11.4] и должна бы ь не менее диаметра продольной арматуры.

Расстояние между верт кальными стержнями арматуры в свету,

о

если они при бетонированиии

расположены вертикально, должно

п

быть не менее 50 и не более 400 мм.

Для ред твращения бокового выпучивания продольных стерж-

бочей

ней

ри сжатии расстояние между поперечными стержнями прини-

мают не более:

Р

а) на участках (длиной lbd) стыковки без сварки продольной ра-

арматуры – 10

;

б) если все сечение сжато и общая площадь сечения арматуры

As,tot

по расчету более 3 % – 10

и не более 300 мм;

– при fyd ≤ 400 Н/мм2 (класс S400) – не более 500 мм и не более

15

и 20 в вязаных и сварных каркасах соответственно;

– при fyd > 400 Н/мм2 (класс S500) – не более 400 мм и не более

12

и 15 в вязаных и сварных каркасах соответственно.

Диаметры стержней поперечной арматуры следует принимать:

– в вязаных каркасах – не менее 0,25

рабочей арматуры и не

более 12 мм;

Т

– сварных каркасах – не менее диаметра, устанавливаемого из

условия сварки с наибольшим, поставленным по расчету, диамет-

ром продольной арматуры и не более 14 мм.

У

При диаметре продольных стержней 14–20 мм обычно диаметр

Б

поперечных стержней в сварных каркасах принимают 5–6 мм, при

диаметре 22–25 мм – 8 мм, при диаметре 28–32 мм – 10 мм. Диа-

метр хомутов в вязаных каркасах должен быть не Нменее 5 мм и не

й

менее 0,25

, где

– наибольший диаметр продольных стержней.

Обычно принимают хомуты из стержневой арматуры класса S240

диаметром 6–8 мм.

и

р

4.2. Определение действующ х нагрузок и усилий

о

т

Нагрузки на колонну складываются из постоянной (от собствен-

ной массы колонны, конс рукций покрытия и перекрытий) и пере-

ная нагрузка на перекрытие

– gперекр и переменная нагрузка (полез-

менной (снеговой полезной) нагрузки.

з

на 1 м2

Вычисляется

дейс вующая

постоянная (длительная)

нагрузка на покрыт gпокр, переменная (снеговая) – qпокр, постоян-

о

ная) на

рытие – qперекр. Нагрузка на колонну собирается с гру-

перек

Aгруз

lВБ lГБ

зовой л щадки

(lВБ и lГБ – расстояние между осями

второст

нных и главных балок соответственно).

Колонна первого этажа (на уровне обреза фундамента)

рассчитывается на действие следующих усилий:

е– от постоянных нагрузок

Р

G1

Gпокр

n

1

Gперекр

n Gколонны ;

Q1

(n

1)

Qперекр ; ,

Q2

Qпокр ,

где Gпокр

gпокр Aгруз ;

У

n – количество этажей;

Gперекр

gперекр

Aгруз ;

Gколонны

b h Hэт

F

n ;

Qперекр

qперекр

Aгруз ;

Т

Qпокр

qпокр Aгруз ;

b, h – размеры поперечного сечения колонны, м;

Hэт – высота этажа, м.

Н

В расчетах по методу предельных

кроме постоянных

нагрузок учитываются переменные

Б

, одновременное появ-

ление которых маловероятно. Поэтому уч тывается только наибо-

лее неблагоприятное для данной

состояний

асчетной ситуации приложение

нескольких независимых пе еменных нагрузок или части их.

Согласно п. А4 [1, 2] при

нагрузки

асчете конструкций по предельным

состояниям первой группы следуетрпринимать следующие сочета-

ния нагрузок при пос оянных и временных ситуациях:

о

– первое основное соче ание

т

NSdиG, j Gk , j

Q,i

0,i Qk ,i ;

j

i 1

з

– второе основное сочетание

о

п

Gk , j

Qk1

Q,i 0,i Qk ,i ,

NSd

G, j

Q1

е

j

i

1

Р

0i

0

0,7 – коэффициент сочетания для снеговой нагрузки

[1, табл. А1];

0,85 – коэффициент уменьшения для неблагоприятно дей-

вить как

У

NSd ,1

G1

0

Q ,

Т

i 1

NSd ,2

G1

Qд

0

Q ,

Н

i 1

Б

где G1 – постоянная нагрузка;

Q – сопутствующая переменная нагрузка;

Qд – доминирующая пе

й

нагрузка.

В качестве доминирующего пе еменного воздействия не обяза-

и

ременная

о

ствия нагрузки в процессе эксплуатации. В случае расчета много-

этажного здания дом н рующим воздействием, очевидно, будет

полезная нагру ка, а

тсопутствующим – снеговая, как меньшая по

величине и

тельности действия.

и

Часть переменной нагрузки при практически постоянном соче-

тании нагруз

зк пределяется путем умножения полной переменной

нагрузки на к эффициенты сочетания 2 (для снеговой нагрузки

продолж

2 = 0,3; для

олезной 2 = 0,5 – кабинеты, лаборатории и т. д.), ко-

то

деляются по табл. А1 прил. А СНБ 5.03.01–2002 «Бетон-

опр

ные и ж л зобетонные конструкции» [1, 2]:

рые

Р

Q1,l

Q1

2

Q1

0,5 – полезная нагрузка;

Q2,l

Q2

2

Q2

0,3 – снеговая нагрузка.

NSd ,lt

G1

Q1,l

Q2,l .

Таким образом, усилия, действующие в колонне первого этажа:

NSd – от полной нагрузки;

У

NSd ,lt – от действия практически постоянного сочетания нагрузок.

4.3. Расчет армирования колонны первого этажа

Н

При

расчете

колонны

предварительно принимаетсяТсечение

Б

колонны b h, мм. Определяется геометрическая длина колонны lcol,

равная

расстоянию

между нижней

плоскостью главной балки и

й

обрезом фундамента. Расчетная длина колонны

l0

и

lcol

,

р

где

= 1 – коэффициент, уч тывающ й условия закрепления

оl

h

колонны [1, 2, п. 7.1.2.15].

Случайный эксцентриситет

и

col

e

max

,

, 10 мм

a

600

30

о

т

Определяются гибкость колонны и необходимость учета влияния

п

коэффициентазпр дольного изгиба:

е

i

h

12 ;

радиус инерции

гибкость колонны

l0

i .

Р

При

> 14

необходимо

учитывать влияние коэффициента

продольного изгиба.

Эффективная расчетная длина колонны

leff

l0

klt

,

где l0 – расчетная длина колонны, м,

k

1

0,5

NSd ,lt

Ц

, t ;

lt

NSd

Ц

, t0

2

– предельное значение коэффициента ползучести

[1, 2, п. 7.1.2.16].

Определяются

У

и

h

leff

h

Н

ea

h

Т

и по табл. П6

[1,

2, табл. 7.2] и

– коэффициент, учитывающий

й

влияние геометрической нелинейности (продольного изгиба).

Расчет армирования колонны со случа нымБэксцентриситетом

и

производится из условия [1, 2, п. 7.1.2.17]

арматуры

As,tot .

NSd

NRd

оN

fcd

Ac

f yd

б

т

Требуемая площадь сечения

и

Sd

б

fcd

b h

з

о

As,tot

f yd

.

По с ртаменту подбирается четыре, шесть или восемь

е

арматурных стержней равных диаметров одного класса, которые

рас олагаются в сечении симметрично.

Р

Провпряется коэффициент продольного

армирования [1, 2,

прим. 3, табл. 11.1]:

min

2

5 NSd

;

As,tot

f yd

b d

100 %

b

h

0,10 %

27

l0 i

0, 25 %.

440

завести

в бетон

колонны на длину

анкеровки

lbd.

Кроме того,

У

выпуски арматуры должны быть заделаны в тело фундаментной

плиты на глубину не менее чем на lbd.

Т

Согласно [1, 2, п. 11.2.32] расчетная длина анкеровки стержней

рассчитывается по формуле

Н

lanc

lbd

б1

б 2 б 3 б 4

lb

As,req

lb,min ,

A

s, prov

где б

б

4

б

1 – коэффициенты условий анкеровки [1, 2, табл. 11.6];

1

fbd

овки

Б

2

4

б 3

0,7 – то же;

р

й

f yd

l

– базовая длина анке

[1, 2, п. 11.2.33];

b

о

As,req – площадь

, т ебуемая по расчету;

арматуры

As,prov – принятая пл щадь арматуры;

1

учитывает

fyd – расчетное сопро ивление рабочей арматуры колонны;

fbd

1

2

3

fctd

–

предельное

напряжение сцепления по

контакту арматуры с бетоном;

о

0,7

–

влияние условий сцепления и положения

стержней

збет нировании;

2

–

учитывает влияние диаметра

стержня,

при

≤ 32 мм

е

2

1,0 ;

Р

при– учитывает профиль арматурного стержня:

3

η3 = 1,5 – для гладких стержней;

η3 = 2,25 – для стержней периодического профиля;

lb, min – минимальная длина анкеровки, принимаемая для сжатых

стержней:

lb, min

max

0,3lb , 15 , 100 мм .

сетка

колонн

6,2

6,3 м;

составы

покрытия

и

перекрытий

Т

приведены на рис. 4.1; количество этажей n

= 5; высота

этажа

Hэт = 4,5 м; высота

сечения

главной

балки

hГБ

= 600 мм;

обрез

бетон класса C20/25,

Н

Укласса

фундамента на отм. –0,05 м;

арматура

S500;

сечение колонны 500

500 мм.

Б

а

б

й

и

р

о

т

и

з

Р

с. 4.1. Состав: а – покрытия; б – перекрытия

Расчет нагру

к от покрытия gпокр и qпокр приведен в табл. 4.1, от

перекрытия g ерекр и qперекр – в табл. 4.2.

е

о

Таблица 4.1

Р

пНормативные и расчетные значения нагрузок,

передаваемых на колонну от покрытия

Норма-

Расчетное

тивное

№

Наименование нагрузки

значение,

значение,

F

n

2

кН/м2

кН/м

Постоянная нагрузка

1

Двухслойная кровля «Техноэласт»

0,15

1,35

0,95

0,192

Норма-

Расчетное

тивное

№

Наименование нагрузки

значение,

значение,

F

n

2

кН/м2

кН/м

2

Цементно-песчаная стяжка М100,

У

δ = 30 мм (

= 1800 кг/м3 )

0,54

1,35

0,95

0,692

3

Утеплитель – пенополистирол,

Т

δ = 120 мм (

= 35 кг/м3 )

0,042

1,35

0,95

0,054

4

Пароизоляция

0,07

1,35

0,95

0,090

5

Монолитная железобетонная плита

перекрытия, δ = 80 мм ( = 2500 кг/м3 )

2,00

1,35

0,95

2,565

Второстепенная балка

1 0,2 0,5 0,08

25

Б

6

1,00

1,35

0,95

1,283

2,1

Н

Главная балка,

1 0,3

0,6 0,08

25

й

7

6,2

0,629

1,35

0,95

0,807