2 Расчет колонны первого этажа

2.1 Исходные данные для проектирования

Проектируем колонну первого этажа при следующих данных; сетка колонн 5.9х6.0м. состав покрытия и перекрытия приведены на рисунке 1.1 ,1.2

Количество этажей n=3 высота этажа H_эт=3.6м высота сечения балки h_b=450мм.

Обрез фундамента на отметке -0,05м. бетон класса класс арматуры S400.

Нагрузка на 1 перекрытия от собственного веса:

Расчет нагрузок от покрытия приведен в таблице 1.2

2.2 Сбор нагрузок на колонну, определение расчетных усилий.

Нагрузки на колонну складываются из постоянной (от собственной массы колонны, конструкций покрытия и перекрытий) и переменной (снеговой и по­лезной) нагрузки.

Вычисляем действующую на 1 постоянную (длительная) нагрузку на покрытие - g_покр, переменная (снеговая) - q_noкp, постоянная нагрузка на перекрытие – g_перек , переменная нагрузка (полезная) на перекрытие - q_перек Нагрузка на колонну собирается с грузовой площадки = L_прод х L_nonep (L_прод × L_nonep расстояние между осями колонн в продольном и поперечном направлении соответственно).

Рис. 2.1 Грузовая площадь колонны

м² (2.1)

где ; (2.2)

= ; (2.3)

= ; (2.4)

= ; (2.5)

Где n - количество этажей проектируемого здания,

b, h - размеры поперечного сечения колонны, м,

Н_эт - высота этажа, м,

- плотность железобетона, кН/м .

G_покр.= кН

G_{перекр.}= кН

Q_покр= кН

Q_перекр= кН

Определяем собственный вес колоны в пределах первого этажа;

(2.6)

;

Колонна первого этажа (на уровне обреза фундамента) рассчитывается на действие следующих усилий:

- от постоянных нагрузок:

(2.7)

- от переменных нагрузок

=(n-1) (2.8)

= =84,96кН

Составляем расчетные сочетания усилий

(2.9)

(2.10)

где -доминирующая переменная нагрузка

Наиболее невыгодным является первое сочетание –N_sd 1=1300,202 кН. Практически постоянную часть усилия от переменной нагрузки определяем путем умножения полного значения переменной нагрузки на коэффициент со­четания ₂ (зависит от вида нагрузки), определяемый по таблице А.1 прило­жения А СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции» [1,2, 13] .

Q_1,l=Q_{1 2} (2.11)

Q_2,l=Q_{2 2} (2.12)

Q_1,l=84.96 =42.47 кН

Q_2,l=283.2 =141.6 кН

Выбераем часть продольной силы при практически постоянном сочетании нагрузок для второй комбинации:

Таким образом,

N_sd = 1300.202 кН - полное усилие в колонне первого этажа,

N_sdit =1254.2765 кН- усилие при практически постоянном сочетании на­грузок в колонне первого этажа.

Определяем размеры сечения колонны. При продольной сжимающей силе, приложенной со случайным эксцентриситетом e₀=e_a и при гибкости . Расчет сжатых элементов с симметричным армированием роизводим по формуле;

Принимае квадратное сечение колонны размером 25х25. Тогда мм²

Определяем расчетную длину колонны по формуле;

, (2.13)

где =1 - коэффициент, учитывающий условия закрепления концов стойки

- геометрическая длинна колонны

(2.14)

3,6 м - высота этажа по условию;

750- высота сечения главной балки, мм;

-0.050 - отметка обреза фундамента, м. Случайный эксцентриситет составит:

Случайный эксцентриситет составит

(2.15)

Определяется гибкость колонны и необходимость учета влияния коэффи­циента продольного изгиба:

i= = (2.16)

= = (2.17)

следовательно, необходимо учитывать влияние продольного изгиба.

Определяем эффективную расчетную длину:

(2.18)

(2.19)

где L₀ - расчетная длина колонны, м,

= 2 - предельное значение коэффициента ползучести (п. 7.1.2.16[1]).

мм

Определяем гибкость через h:

(2.20)

= (2.21)

Расчетное сопротивление арматуры составит МПа

; (2.22)

МПа

Из условия N_Sd " N_Rd = ( f_cd А_с + A_stot f_yd) площадь арматуры, требуемая по расчету

(2.23)

где .

Для армирования колонны и подколонника принимаем 4 28 A_s=2463 мм²

Коэффициент продольного армирования колонны (табл. 11.1 [1,13])

(2.24)

(2.25)

(2.26)