Проектирование сборной колонны
Сбор нагрузок на колонны
Сетка колонн 6,8х6,3 м, высота этажей 3,2 м, количество этажей 7. Нормативная нагрузка 4,5 кПа, район строительства - г. Москва, III – снеговой район.
Бетон класса В 15 МПа, , арматура А400Rs=355МПа.
№ п/п | Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, Н/м2 | Коэфф.надёжности по нагрузке, γf | Расчётная нагрузка. Н/м2 |
От покрытия: постоянная: -от рулонного ковра в три слоя; -от цементного выравнивающего слоя, - от утеплителя - пенобетонных плит, ; - от пароизоляции в один слой; - от пустотных плит; - от ригеля; Итого | 1,2 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 | |||
- | ||||
Снеговая: в том числе длительная кратковременная | 1,4 1,4 1,4 | |||
От перекрытия: постоянная: - пол из паркетных досок δ=40 мм,ρ=900 кг/м3; - стяжка из цементно - песчаного раствора δ=50 мм,ρ=1800 кг/м3; - от пустотной плиты; - от ригеля; Итого | 1,1 1,3 1,1 1,1 - | |||
Временная на перекрытие В том числе: -длительная -кратковременная Полная от перекрытия -длительная и постоянная -кратковременная | 1,2 1,2 1,2 |
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определено по формуле 10.1 [8]:
где сe – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с пп. 10.5-10.9 [8];
сt – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с п. 10.10 [8];
– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п. 10.4 [8];
Sg – вес снегового покрова на 1 м2горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с п. 10.2 [8].
Согласно п. 10.9 [8] не учитывается в зданиях защищенных от прямого воздействия ветра более высокими зданиями.
Грузовая площадь средней колонны при сетке колонн 6,8х6,3м равна:
Сечение колонн предварительно принимаем . Расчетная длина колонн во втором-седьмом этажах равна высоте этажа, то есть , а для первого этажа с учетом некоторого защемления колонны в фундаменте , где высота первого этажа; расстояние от пола междуэтажного перекрытия до оси ригеля; расстояние от пола первого этажа до верха фундамента.
Собственный расчетный вес колонн на один этаж:
,
От покрытия
-длительная кН
-кратковременная кН
От перекрытия
-длительная кН
-кратковременная кН
Расчетные продольные нагрузки в сечениях колонн расположенных на уровне перекрытий и обреза фундамента:
7-й этаж
6-й этаж
5-й этаж
4-й этаж
3-й этаж
2-й этаж
1-й этаж
Характеристики прочности бетона и арматуры
Бетон тяжелый класса В15; расчетное сопротивление на осевое сжатие
, коэффициент условий работы бетона .
Арматура:
- продольная класса А400, расчетное сопротивление на осевое растяжение
- поперечная класса А240 диаметром 8 мм, .
Расчёт прочности колонны первого этажа
кН; кНм, м
Т. к. размеры поперечного сечения элемента заданы и необходимо найти площадь арматуры, то используют формулу (3), из которой искомая площадь сечения арматуры будет:
Определяем коэффициенты и : , .
, тогда:
см2
Принимаю продольное рабочее армирование сечение колонны 4Æ18 A400 ( см2).
, Условия выполняются
Расчет и конструирование короткой консоли
Опорное давление ригеля Q=264,67 кН.
Длина опорной площадки:
Принимаем
Вылет консоли с учётом зазора 5 см составляет
Расстояние от грани колонны до силы Q:
Высота консоли в сечении у грани колонны принимают равной
У свободного края при угле наклона сжатой грани g=45° высота консоли
При этом
Рабочая высота сечения консоли .
Поскольку выполняется условие , то консоль считается короткой.
Для короткой консоли выполняются 2 условия:
1) условие выполняется.
2) условие выполняется.
Изгибающий момент консоли у грани колонны
Площадь сечения продольной арматуры консоли:
Принимаем 2Æ14 А400 с см2
при h > 2,5 С – в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли
Консоль армируем горизонтальными хомутами Æ8 А240 с с шагом S=0,12 м (при этом и ) и отгибами 2Æ14 А400 с см2.
Проверяем прочность сечения консоли по условию:
;
, при этом
Правая часть условия принимается не более
- прочность обеспечена.
Армирование колонны и консоли см. прилагаемые чертежи.