курсовая работа / курсовая / колонна га

2.2.1. Расчет и конструирование колонны К-1

Колонна сплошного сечения 40 х 40 см. из тяжелого бетона класса В15.

R_в=8.5 МПа, Е_в=23МПа. Продольную арматуру принимаем класса А-II R_s=280 МПа, Е_s=2 МПа.

Из таблицы расчетных усилий М_дл=13,63 кН, N_дл=176 кН. Площадь арматуры будет зависеть от комбинации усилий М=27,55 кНм, N=302 кН.

Расчетная длина колонны l₀=2Н=216м=32м.

Радиус инерции I=

I=; А=/I=

При необходимо учесть влияние прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы.

Выбранная комбинация усилий дает эксцентриситет е₀=

Значение коэффициента определять по формуле:

,

где условная критическая сила Ncr определяется по формуле:

N_cr=

;

L=

Процент армирования зададим

I_s=(A_s+A_s)(²=М

I_s=0,0154056(60/2-4)²=22713,6 см⁴

Найденные величины подставим в формулы для нахождения N_cr

N_cr=

Коэффициент .

Находи эксцентриситет относительно центра тяжести растянутой арматуры с учетом прогиба.

е=е₀

Определяем граничное значение относительно высоты сжатой зоны бетона:

,

где =0,85-0,008.

Определим относительную высоту сжатой зоны бетона при случае внецентренного сжатия и при симметричном армировании.

Необходимое сечение симметричной арматуры

A_s=A_s^I=

Принимаем 2ø32 +1ø25

А_s=10.08+4.8=20.17 cм²

Коэффициент армирования

Рис. 2.13. Сечение колонны и ее армирование

2.2.2. Расчет и конструирование условно

центрально-сжатой колонны

Запроектируем промежуточную колонну пятиэтажного административного части. Высота этажа Н_э=3,6м., сетка колонн l₁ х l₂=6 х 6м. Верх фундамента заглублен ниже отметки пола на 0,6м, ригели опираются на консоли колонн. Расчетная длина колонн во 2-5 этажах равна высоте этажа l₀=Н_э=3,6м. Для 1-го этажа с учетом защемления колонны в фундаменте l₀=0.7Н_э=0.7(3.6+0.6)=2.94м.

Класс бетона колонн В25 (R_в=14,5МПа), продольная арматура класса А-III (R_sc=365МПа).

Собственный вес колонн на один этаж:

Во 2-5 этажах _к^II-II=h_k b_kH_э_f=0.40,43,61,125=15,8 кН.

В 1 этажа _к^I=h_k b_k(H_э+0,6)_f=0.40,44,21,125=18,5 кН.

Подсчет нагрузки от покрытия и перекрытия выполняется умножением их значения (Н/м²) на грузовую площадь с которой нагрузка передается на 1 колонну.

Таблица 2.7.

Нагрузка на 1 м² покрытия (перекрытия)

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка Н/м2	Коэф-т надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
От покрытия
Постоянная: 1) рулонный ковер – 3 слоя 2) цементная стяжка 3) утеплитель 4) пароизоляция 5) собственный вес плит покрытия 6) собственный вес ригеля Итого	120 440 480 40 2500 700 4280	11 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1	140 530 580 50 2750 770 4820
Временная (снег) кратковременная нагрузка Всего от покрытия	1000 5280	1,4	1400 6220
От перекрытия
Постоянная 1) покрытие пола 2) цементный раствор (стяжка) 3) собственный вес плиты перекрытия 4) собственный вес ригеля Итого:	300 440 2500 700 3940	1,1 1,2 1,1 1,1	330 530 2750 770 4380
Временная 1) длительная 2) кратковременная Всего от перекрытия	6500 1500 11940	1,2 1,2	7800 1800 13980

Подсчет расчетной нагрузки на колонну сводим в таблицу. Все нагрузки по этажам в ней приведены нарастающим итогом путем последовательного суммирования сверху вниз.

Рассчитываем колонну 1-го этажа на уровне отметки верха фундамента (N_пол=2318,8 кН, N_дл=2009,2 кН).

Предварительно задаемся сечением колонны 40х40 см. Бетон В25 (R_в=14,5 МПа), продольная рабочая арматура класса А-III (R_sc=280 МПа).

В зависимости от соотношения l₀/h_k, N_дл/N_пол находим _в, _r, _в.

l₀/h_k=2.94/40=7.4; N_дл/N_пол =2009,2/2318,8=0,866; _в=0,91; _r=0,913

задаемся =0,01, определим

=_в+2(_r- _в)(R_sc/R_в)=0,91+2(0,913-0,91)0,01(280/14,5)=0,911.

Таблица 2.8.

Подсчет расчетной нагрузки на колонну (кН)

Этаж	От покрытия и перекрытия		Собственный вес колонн	Расчетная суммарная нагрузка
	длительная	кратковре-менная		длительная	кратковре-менная	полная
5	173,5	50,4	15,8	189,3	50,4	239,7
4	612,0	115,2	31,6	643,6	115,2	758,8
3	1050,5	180,0	47,4	1097,9	180,0	1277,9
2	1489	244,8	63,2	1552,2	244,8	1798,0
1	1927,5	309,6	81,7	2009,2	309,6	2318,8

  _r

0.9110.913.

Определяем площадь рабочих продольных стержней:

А_s=

Принимаем 4  32 А-III (А_s=32,17 см²).

Фактический коэффициент армирования

=А_s/А_в=32,17/4040=0,02%.

Для обеспечения совместной работы продольных стержней, для восприятия поперечных деформаций бетона ставим без расчета хомуты  10 мм А-I с шагом 50 мм. Консоль колонны принимается без расчета следующих размеров: вылет консоли l_конс=25 см, высота консоли h_кон=50 см, ширина b_кон=40 см. Консоль армируется продольной арматурой и накладными хомутами  10 мм А-I.