2015-06-24
1910
Нагрузка на колонну складывается из постоянной (от собственной массы колонны, конструкции покрытия и перекрытия) и переменной (снеговой) нагрузки.
Для подсчета нагрузки от покрытия задаемся конструкцией кровли, приняв (рис. 4.1).
Рис 4.1 – Конструкция кровли.
Для заданного района (г.Щучин, снеговой район - IIБ), S0=1,2 кН/м2, 
.Подсчет нагрузки на 1 м2 покрытия и перекрытия сводим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Нормативные и расчетные нагрузки.
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1 Постоянная от покрытия
1.1 Верхний слой «Техноэласт» с посыпкой (массой 3,5 кг/м2);
1.2 Два нижних слоя «Техноэласт» без посыпки (массой 4 кг/м2);
1.3 Огрунтовка битумно-кукерсольной мастикой
  ;
1.4 Цементно-песчаная стяжка
  ;
1.5 Утеплитель пенополистирольные плиты
  ;
1.6 Пароизоляция из 1 слоя рубероида на мастике
  ;
  ;
| 0,035 2*0,04=0,08 0,001*11=0,011 0,04*18=0,72 0,15*0,35=0,0525 0,002*10=0,02 0,0015*6=0,009 | 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 | 0,04725 0,108 0,0149 0,972 0,0709 0,027 0,01215 |
Окончание таблицы 5.1
|
|
|
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1.7 Многопустотная плита
hred=120 мм,  ;
1.8 Железобетонный ригель
B*h=400x450 мм,  ;
| 0,12∙25=3 0,2∙0,5∙25 /5,1-0,4=0,53 | 1,15 1,15 | 3,45 0,61 |
| Всего | 4,4575 | - | 5,31 |
| 2 Переменная (снеговая) | 1,2 | 1,5 | 1,8 |
| Итого | 5,6575 | - | 7,11 |
| 1 Постоянная от перекрытия 1.1 Линолеум на теплозвукоизоляционной подоснове δ=5мм, ρ=1800кг/м3 1.2 Прослойка из мастики δ=1мм, ρ=1000кг/м3 1.3 Стяжка из цементно-песчаного раствора М100 δ=20мм, ρ=1800кг/м3 1.4 Железобетонная плита перекрытия hred=120мм, ρ=2500кг/м3 | 0,005*18=0,036 0,001*10=0,01 0,02*18=0,36 0,12*25=3 | 1,35 1,35 1,35 1,15 | 0,1215 0,014 0,486 3,45 |
| 1.5 Железобетонный ригель | |||
| B*h=400x450 мм, ;
| 0,53 | 1,15 | 0,61 |
| Всего | 3,98 | - | 4,68 |
| 2 Переменная (временная) | 4,3 | 1,5 | 6,45 |
| Итого | 8,28 | - | 11,13 |
Нагрузка на 1м2 составит:
постоянная от перекрытия – g=4,68 кН/м2;
постоянная от покрытия – g=5,31 кН/м2;
переменная на перекрытие (полезная) – q=6,45 кН/м2;
переменная на покрытие (снеговая) – q=1,8 кН/м2;
Нагрузка на колонну собирается с грузовой площади равной:
;
тогда, Gпокр=5,31*31,82=168,96 кН;
Qпокр=1,8*31,82=57,28 кН;
Gперек=4,68*31,82=148,92 кН;
Qперек=6,45*31,82=205,24 кН;
Собственный вес колонны в пределах первого этажа:
Gcol 1=0,4∙0,4∙(3,0+0,15)∙25∙1,15=14,49 кН.
Собственный вес колонны последующих этажей:
Gcol 2-6= 0,4∙0,4∙3,0∙25∙1,15=13,8 кН.
Определяем усилие в колонне первого этажа: от постоянных нагрузок:
G1=, Gпокр+(n-1)∙ Gперекр+ Gcol 1+(n-1)∙ Gcol 2-6=168,96+(5-1)*148,92+14,49+(5-1)*13,8=834,33 кН.
от переменных нагрузок:
Q1=(n-1)∙Qперекр=4*205,24=820,96 кН;
|
|
|
Q2=Qпокр=57,28 кН.
Составим расчетное сочетание усилий:
где Qд=Q1 – доминирующая переменная нагрузка
=0,85 – коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки.
Наиболее невыгодным является второе сочетание – Nsd.2=1570,23 кН.
Практически постоянную часть усилия от переменной нагрузки определяем путем умножения полного значения переменной нагрузки на коэффициент сочетания 
, который зависит от назначения здания и определяется согласно указаний СНБ 5.03.01-02.
Определяем часть продольной силы при практически постоянном сочетании нагрузок для второй комбинации:
, таким образом
Nsd=1570,23 кН – полное усилие в колонне первого этажа;
=1013,7 кН – усилие при практически постоянном сочетании нагрузок в колонне первого этажа.
Расчетную длину колонны определяем по формуле:
где 
- коэффициент, зависящий от характера закрепления концов колонны;
- геометрическая длина колонны, равная расстоянию между внутренними гранями горизонтальных элементов перекрытий:
=Hэт+150-450=3000+150-450=2700 мм, т.е. расстояние между нижней и верхней плоскостью балки и обрезом фундамента.
Случайный эксцентриситет составит:
Определим гибкость колонны и необходимость учета влияния продольного изгиба:
- радиус инерции сечения колонны;
>14, следовательно, необходимо учитывать влияния продольного изгиба.
Определяем эффективную расчетную длину:
Определяем гибкость по ширине сечения колонны:
Вычисленным 
=9,4 и 
=0,05 соответствует коэффициент, учитывающий влияние гибкости 
.
Согласно СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции» (п.6.1.2.2, с.20) принимаем для колонны следующие материалы:
бетон тяжелый класса С12/15 для которого расчетное сопротивление сжатию 
МПа, где 
=12 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, 
=1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона;
арматура продольная рабочая класса S500, для которой расчетное сопротивление 
МПа, при диаметре арматуры 6-22 мм;
каркасы сварные с поперечной арматурой класса S240;
Расчет колонны производится из условия:
где 
- полная площадь продольной арматуры в сечении;
тогда 
см2
По сортаменту арматурной стали принимаем 4 стержня Ø 20, класса S500, площадью 
=12,56 см2.
Процент продольного армирования колонны:
где 
;
Так как Nsd=1475,94 кН < NRd=0,87*(1,0*8(100)*40*40+12,56*435(100))=1588,9 кН – условие соблюдается.
Принимаем поперечные стержни из арматуры класса S240 диаметром 6 мм с шагом S=400 мм, что удовлетворяет условиям:
не более 400 мм и не более 500мм 20*d=20*20=400 мм, как для сварных каркасов, при fyd=435 МПа.
