Определение нагрузок на колонну

Необходимо найти длительную расчётную нагрузку (N₁) и полную расчётную нагрузку (N), в каждой из которых учитываются расчётные постоянные и расчётная временная длительная нагрузки; в полной нагрузке N ещё и расчётная временная кратковременная нагрузка.

Расчётная постоянная, расчётная временная длительная и расчётная временная кратковременная нагрузки на колонну первого этажа от перекрытий получаются умножением соответствующих значений нагрузки на 1м² из расчёта плиты (таблица 1) на грузовую площадь колонны и число междуэтажных перекрытий в здании. Так как задано пятиэтажное здание, нагрузку собираем с 4 этажей.

Грузовая площадь колонны – площадь перекрытия, с которой нагрузка передаётся на колонну: l₁ ∙ l₂ = 7,2∙ 6 = 43,2м²

Расчёт ведём для колонн первого этажа, расчётная длина колонны (l_o) равна максимальному расстоянию между закреплёнными от смещения из её плоскости точками – от обреза фундамента (-0,15м) до верха плиты перекрытия (+4,70м). Соответственно l_o=4,85м

Высота этажей – 4,8м

Высота от обреза фундамента до верха ригеля перекрытия под последним этажом – 19,25 м

Сечение ригеля 600мм х 200мм; удельный вес конструкции – 25 кН/м³

Сечение колонны предварительно принимаем 400мм х 400мм

Длительная расчётная нагрузка:

N_ld=((3,56∙43,2+8,4∙43,2+0,6∙0,2∙25∙7,2∙1,1)∙4+0,4∙0,4∙19,25∙1,1)∙0,95=2134,69кН

Полная расчётная нагрузка: N₁=N_ld+1,8∙43,2∙4∙0,95=2430,18кН

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.2. Размеры сечения колонны (h_c и b_c) предварительно вычисляются при φ=1 и μ = = 0,01 по формуле:

h_c = b_c = = =33,86см

Принимаем: h_c = b_c = 350мм

В соответствии со значениями = 0,878; = 12,125

по приложению 9 МУ определяем: φ_b = 0,865; φ_sb = 0,889

Находим: φ = φ_b+2(φ_sb– φ_b) = 0,865+2(0,889-0,865) = 0,875

φ = 0,875<φ_sb = 0,889

3.3. Определяем требуемую площадь сечения арматуры:

A_s,tot = – A = – 122500 = 1536мм²

где А = 350х350 = 122500мм²

Принимаем продольную арматуру 4Ø25 А400 с A_s=1963 мм²

Проверяем условие μ = ≥μ_min = 0,004

μ = = 0,016>μ_min = 0,004

Поперечная арматура принимается диаметром не менее d продольной арматуры. В сварных каркасах хомуты ставятся на расстояниях не более 15d

s ≤ 15d = 15∙25 = 375мм

Назначаем арматуру Ø8 А240 с шагом 300мм

Проверяем условие:

N₁ ≤ φ(R_bA+R_scA_s,tot)

N₁=2430,18Н˂ 0,875(19,5∙1225+365∙19,63) = 2436,4кН

Прочность колонны обеспечена.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.4. Расчёт консоли колонны

Минимальный вылет консоли, из условия смятия под опорной площадкой, с зазором в 50 мм для замоноличивания между торцом ригеля и гранью колонны:

l_c = l₁ + 50мм, где l₁ =

где b – ширина ригеля; α=0,9 для В35;

Опорная реакция ригеля Q = 0,95 = 282,44кН

l₁ = = 107мм, l_c = l₁ + 50 = 157мм

Консоль колонны для опирания ригеля с учётом унификации проектируем с вылетом l_с = 200мм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Требуемая рабочая высота сечения консоли по грани колонны определяется, как максимальная из двух условий:

h_o ≥ = = 248,3мм

h_o ≥ = = 246,2мм

где а = l_c – =200 – = 146,5мм

Конструктивная высота сечения h = h_o + 30мм = 248,3 + 30 = 278,3мм

Принимаем h = 300мм

Угол наклона сжатой грани γ = 45⁰

Высота свободного конца консоли h₁ = h – l_c = 300 – 200 = 100мм при этом h₁ ≥ = = 100мм