4.2. Расчет стальной колонны:

Исходные данные:

1. Принимаем сталь марки С245 (R – расчетное сопротивление стали растяжению и сжатию = 245 Мпа = 2450 кг/cм²)

2. Предварительно берем для расчета двутавровую колонну 40К2

• А_n- площадь поперечного сечения (А_n=210, 96 см²)

• Wx –момент сопротивления сечения балки относительно оси Х (Wx =3 207 см³)

1. Центрально-сжатая колонна (расчет по первой группе предельных состояний)

1 (По СП 16.13330.2012)

N = 398 664 кг (из пункта о расчете центрально сжатой ж/б колонны)

–расчетное сопротивление стали на растяжение и сжатие = 245 Мпа = 2450 кг/см², определяемый по Таблице В.5. СП 16.13330.2012 или по ГОСТ 27772)

_c- коэффициент условия работы для колонны 1 группы ( _c = 0,95 для стальной колонны, определяемый по СП. 16 13330.2012)

_– площадь поперечного сечения, определяемая по сортаменту (А_n=210, 96 см²)

1

1

2. Проверка колонны на устойчивость

1 (По СП 16.13330.2012)

_– коэффициент, зависящий от относительной гибкости элемента (определяется по таблице Д.3. СП 16.13330.2012)

_– площадь поперечного сечения, определяемая по сортаменту (А_n=210, 96 см²)

=– относительная гибкость элемента

–модель упругости стали (= 200000 МПа)

=, где

= h_эт

== 7,5=7= 0,2625

m_{ef = ×}m

m_ef – относительный эксцентриситет

_– коэффициент влияния формы сечения (определяется по таблице Д.2. СП 16.13330.2012)

= (0,25+0,15×m) +0,03(5-m)×

m = , где

Wx –момент сопротивления сечения балки относительно оси Х (Wx =3 207 см³)

А –площадь поперечного сечения, определяемая по сортаменту (А_n=210, 96 см²)

e- эксцентриситет, е - , где

M – ветровой момент

N – общая нагрузка на здание (N ₌, берем из пункта о расчете ж/б колонны)

М = 151520 кг×м(взято из пункта о расчете ветровой нагрузки)

N = 398 664 кг(взято из пункта о расчете центрально-загруженной ж/б колонны)

е - = 0,38 м

m = =1,5 = (0,25+0,15×1,5) +0,03(5-1,5)×= 0,52m_{ef =} 0,52 _×1,6 =0,85 =758 (по методу интерполяции)

1

0,0011 - условие выполняется

5. Расчет железобетонного фундамента под железобетонную колонну размером 400 х 400 мм:

1. Геометрические размеры столбчатого фундамента под колонну:

Должно выполняться следующее условие:

Где:

А_ф - площадь подошвы фундамента (принимаем фундамент со сторонами подошвы 2,5 м×2,5 м = 6,25 м²)

R_гр - расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента;

N_общ - суммарная сила, давящая на фундамент

N_общ=q_покр × А_груз ^покр+ q_перекр × А_груз ^перекр ×n_эт + M_к

M_к – собственный вес колонны со всех этажей суммарно

M_к = n_эт, где

n_эт – количество этажей здания (n_эт = 16)

–высота этажа ( = 3 м)

–удельная масса колонны

N_общ=770×36 + 644×36×16 + 1680×16 = 425,544 т

68

Условие выполняется

Нахождение А_ф - площади подошвы фундамента из формулы:

Следуя из полученного условия находим стороны фундамента для каждой колонны:

a=== 2,3 м

Из равенства следует, что сторона подошвы фундамента равна 2300 мм=2,3 м