Расчет и конструирование монолитной колонны

Цент­ральное сжатие в элементах практически отсутствует (из-за геометрических погрешностей, возникаю­щих при изготовлении и возведении конструкций, неод­нородности бетона в поперечном сечении элементов и изменчивости положения продольной арматуры)

Неизбежно возникающий эксцентриситет из-за неучтен­ных в расчете факторов называют случайным эксцент­риситетом .

Расчет прочности сжатых элементов производится со случайным эксцентриситетом , принимаемый не менее:

- 1/600 длины элемента или расстояние между сечением, закрепленным от смещения;

- 1/30 высоты сечения;

- 10 мм.

Расчет нормальных сечений внецентренно сжатых элементов производят в плоскости эксцентриситета продольной силы (в плоскости изгиба) и отдельно в нормальной к ней плоскости с эксцентриситетом .

Расчет из плоскости изгиба можно производить, если гибкость элемента (для прямоугольных сечений - ) в плоскости изгиба не превышает гибкости в плоскости, нормальной плоскости изгиба.

В общем случае расчет производим как для внецентренного сжатых элементов, для прямоугольного сечения при расчетной длине и симметричной арматуре.

Продольная рабочая арматура служит для увеличе­ния несущей способности элемента, уменьшения влия­ния случайных эксцентриситетов, неоднородности и пол­зучести бетона.

Колонны армируются продольными стержнями диаметром 12...40 мм (рабочая арматура) класса A400 и поперечными стержнями класса A240 и В500.

При разрушении напряжения в бетоне достигают - и в арматуре - .

Для расчетов одновременное действие продольной сжимающей силы и изгибающего момента М можно заменить силой N, действующей с начальным эксцентри­ситетом

_{e0= M/N}

В зависимости от характера работы колонны назна­чают форму поперечных сечений и армирования.

Форму поперечного сечения колонн при малых экс­центриситетах принимают квадратную, круглую или кольцевую (для экономии бетона).

При больших экс­центриситетах принимают прямоугольную форму поперечного сечения, а при особенно больших — двухветвевую.

Прямоугольные и квад­ратные сечения колонн принимают кратными 100 мм. В прямоугольных сечениях соотношение сторон назна­чают в пределах .

Расчет производим для колонны первого этажа, воспринимающей наибольшие нагрузки.

Определение сечения колонны:

А_с = (q_f*l_m*l_s*1,1*n)/(R_b*γ_b1+R_sc*0,01) = (4,31*6*6,2*1,1*2)/(11,0*0,9+355*0,01)= 0,02622 м²

b_c = h_c = √А_с = 0,16 м => 0,25 м

1. Определение расчетных нагрузок на колонну

На колонну действуют постоянная и временная нагрузка:

Постоянная нагрузка включает: собственный вес колонны первого этажа и вышележащих этажей; собственный вес перекрытия первого этажа и вышележащих этажей.

Грузовая площадь, приходящаяся на колонну

Расчетная нагрузка от собственного веса колонны сечением .

где - высота этажа;

- количество перекрытий;

- объемный вес железобетона;

- коэффициент надежности.

Расчетная нагрузка от перекрытия:

- собственный вес главной балки

;

- собственный вес второстепенных балок

- количество второстепенных балок, попадающихся в зону грузовой площади;

- собственный вес перекрытия, включая вес конструкции пола

- постоянная нагрузка (табл.2)

Суммарная расчетная постоянная нагрузка

Временная расчетная нагрузка

- временная нагрузка (табл.2)

Кратковременная нагрузка (от веса людей) (табл.2)

Длительная нагрузка от веса перегородок = (табл.2)

Кратковременно действующая нагрузка на колонну 1-го этажа с вышележащих перекрытий

Постоянная и длительно действующая нагрузка на колонну 1-го этажа с вышележащих перекрытий

Полная расчетная нагрузка