5.1. Расчет по прочности и устойчивости ствола колонны

Колонны многоэтажного каркасного здания с жесткими узлами рассматриваются как элементы поперечной рамы и рассчитываются как внецентренно сжатые элементы от совместного действия изгибающих моментов и продольных сил.

Рассматривается нижняя колонна среднего ряда сечением 400600 мм, изготавливаемая из тяжелого бетона класса В30.

Исходные данные

1) N_ср=1251,02 кН N_l=1099,34 кН;

М=0,834 кН/м М_l=0,555 кН/м

2) Материалы: Бетон В30; R_b=17 МПа; R_bt=1,15 МПа, .

Арматура А400: , , ,

3) Сечение колонн 400х600,

4) Высота этажа Нэт=3,0м.

h₀=h-a_s=600-50=550мм;

;

;

Задаем оптимальный коэффициент армирования: ;

Жесткость D определяется по формуле:

коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки.

изгибающие моменты относительно центра тяжести растянутой арматуры от длительных и полных усилий.

,

,

,

-условие выполняется, следовательно устойчивость обеспечена.

Вычисляем коэффициенты учитывающие влияние моментов на величину эксентреситета:

,

Сравниваем:

определяющей прочность является сжатая арматура.

Принимаем по конструктиву т.к. α_s <0.

216 А400, А_s = A_sc = 4,02 см².

Вычисляем фактические значения коэффициента армирования.

Условие выполняется приступаем к поперечному армированию.

Подбираем поперечную арматуру из условия свариваемости.

Принимаем поперечную арматуру 5 В500.

Шаг поперечной арматуры принимаем из условий:

Принимаем шаг S=200мм.

5.2. Расчет по прочности консоли

Рис. 5.2. Сема к расчету консоли колонны

1. Определяем размеры консоли.

принимаем h_к=600 мм.

2. Определяем рабочую высоту консоли из условия обеспечения прочности без установки поперечной арматуры.

Принимаем h_к=h_ок-50=358,7-50=308,7 мм.

Из этих двух расчетов выбираем мах h_к=600 мм.

3. Поперечная сила создает на консоли изгибающий момент из-за эксцетреситета.

Т.е.

Вычисляем изгибающий момент:

кН*м;

см²;

Принимаем арматуру 2 Æ22 А400.

sin  = 0,856;

cos  = 0,516.

Ширина наклонной полосы:

Поперечное армирование консоли выполняется горизонтальными или наклонными хомутами по углом 45⁰.

Для определения типа армирования проверяем условие: h ≤ 2,5а.

h = 60см <2,5·26,535= 66,34 см.

Следовательно, консоль армируется только наклонными хомутами по всей высоте.

Суммарная площадь наклонных хомутов (отгибов) определяется по формуле:

_{где Sinc = 10 см – шаг хомутов (отгибов);}

= 2·10⁵/3.25·10⁴ = 6,15.

_{Поскольку Аinc = -1.31 см}² _{< 0, то принимаем:}

_{Аinc > 0,002·b·h0;}

_{Аinc > 0,002·40·55 =4.4 см}²_.

_{Требуемая площадь сечения одного наклонного хомута:}

_{Аinc1 = Аinc/2·n = 4.4/2·3 = 0,733 см}²_;

_{где n = 3 – число пар наклонных хомутов.}

_{По сортамету принимаем отгибы Ø12 А400 с Аinc1 = 1,131 см}²_.

_{Горизонтальные хомуты принимаются по конструктивным требованиям Ø5 В500 с шагом S = h/4 = 600/4 = 150 мм. Принимаем S = 100 мм.}