7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН

7.1.Общие указания

Вданном курсовом проекте рассматриваются многоэтажные здания, имеющие жесткую конструктивную схему. В таких зданиях колонны каркаса работают только на восприятие вертикальных нагрузок от перекрытий.

Ввиду незначительного влияния и для сокращения объема вычислений не учитываются изгибающие моменты, возникающие в сечениях колонн при неравномерном загружении ригелей.

Расчет центрально-сжатых колонн производят с учетом случайного эксцентриситета сл п. 1.21 [1], обусловленного не учтенными в расчете

факторами.

Расчет колонн прямоугольного сечения при 20 производить по [13], где - расчетная высота колонны; h – размер стороны поперечного сечения колонны.

При членении колонн многоэтажных зданий применяются одноэтажная и двухэтажная разрезки колонн с устройством стыков на расстоянии 0,5 0,6 м от уровня верха перекрытий.

Сечения колонн назначают квадратными с размерами 30х30, 40х40 или 50х50 см (в зависимости от интенсивности нагрузки).

Проектную марку бетона колонн следует назначать в соответствии с действующими в них условиями; в колоннах нижних этажей – В15-В30, в отдельных случаях В40; в колоннах верхних этажей В12,5 – В20.

Продольную рабочую арматуру колонн выполняют из стали класса А-III, для консолей – А-II. Поперечную арматуру и монтажные петли – из стали класса А-I, сетки косвенного армирования – из стали классов В-I, А-I и А-III.

Для армирования колонн рекомендуются следующие диаметры арматуры:

продольный – ø12÷40	мм; сеток косвенного армирования – ø6÷8	мм;
поперечной арматуры –	из условия свариваемости с продольной арматурой.

Конструирование колонны приведено в альбоме по курсовому проектированию.

7.2. Расчетная схема и расчетные длины колонн

Расчетная схема колонны нижнего этажа представляет собой стержень, нижний конец которого защемлен, а верхний имеет шарнирно-неподвижное опирание.

Колонны всех остальных этажей рассчитываются как стойки, высотой равной высоте этажа с шарнирно-неподвижными опорами на концах.

47

Расчетные длины колонн: для первого этажа 0,7! 0,15; для остальных этажей ! !, где ! - высота этажа, 0,15 – расстояние от уровня пола до уровня фундамента, м.

7.3. Подсчет нагрузок на колонны

Нормативные нагрузки на 1м покрытия.
Постоянные нагрузки: вес кровли - 2500÷3000 Н/м ; вес железобетонных
панелей покрытия - 3000 Н/м для пустотных и 1700 Н/м для ребристых
панелей; вес ригеля " " " ж/б.
Временные нагрузки (кратковременные); вес снегового покрова (по
заданию).
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м перекрытия принять из
расчета панелей и ригеля перекрытия.
Собственный вес колонны в пределах одного этажа вычисляют по
формуле !& ! · ' · ' · ж/б,
где ! - высота колонны в пределах этажа; ', ' - размеры поперечного
сечения колонны (рис. 10,а).
а	б

?

Рис.10. Расчетныесхемы колонн: а – при статическом расчете; б – при расчете на транспортные и монтажные нагрузки

Грузовая площадь, приходящаяся на одну колонну, гр · ,

где L, B – расстояние между осями колонн в одном и другом направлении, м.

48

7.4. Определение расчетных продольных сил в сечениях колонн

От длительно действующих нагрузок

!дл длпок длпер 1'.

От кратковременно действующих нагрузок

!кр крпок крпер.

От суммарных нагрузок ! !дл !кр.

Здесь n – число этажей проектируемого здания; i – порядковый номер этажа,

колонна которого рассчитывается.

7.5. Определение площади продольной арматуры в колоннах

Площадь	арматуры		определяют			методом	последовательного
приближения по формуле *			+	/ ·	/	· · / *',
			,·.
где η – коэффициент, принимаемый равным 1 при h ≥ 20 см; " = "В
2 "1 "В#, но не более "1; "1, "В - коэффициенты, принимаемые по прил. 3;
α= *'А*/ В · А,	где А* - площадь сечения продольной арматуры; А – площадь
поперечного сечения колонны.
В первом приближении при определении коэффициента α принимают
следующие значения коэффициента армирования µ= А*/А:
- для колонн нижних этажей 0,015 – 0,02;
- для верхних этажей 0,005.						определяется по А*, полученном
В каждом последующем приближении µ

в предыдущем приближении (при выполнении курсового проекта достаточно ограничиться двумя приближениями).

Затем по сортаменту стержневой арматуры подбирают диаметр и число продольных стержней. При назначении диаметра и количества стержней необходимо соблюдать следующие условия: при 10 ≤ /h ≤ 24 μ2!3 = 0,4%; при

/h > 24 μ2!3 = 0,5%.

Сечение колонны подобрано удовлетворительно, если µ = 1÷2 %.

Шаг поперечных стержней принимают не более 20d для сварных каркасов, 15d – для вязаных, но не более 500 мм.

7.6. Расчет и конструирование консоли колонны

При проектировании консоли рассчитывают размеры бетонного сечения, площадь растянутой арматуры, тип и количество хомутов согласно п. 3.99; 3.100; 5.77 [17].

При 0,9 консоли считаются короткими. Размеры опорной консоли определяют в зависимости от опорного давления ригеля (из расчета на местное смятие бетона консоли).

Вылет консоли должен быть не менее длины опирания ригеля на консоль:

49

( )"/ / / /2 (,

где )" - поперечная сила, действующая на консоль в пределах ее вылета;/2 - ширина ригеля в месте опирания его на консоль; С – зазор между ригелем и колонной, принимаемый равным для обетонируемого стыка ригеля с колонной 5 см.

Размер вылета консоли принимается кратным 5 см.

Величину изгибающего момента в сечении у грани колонны при расчете

продольной арматуры консоли увеличивают на 25%:
M = 1,25Q· * ; *	/2 = ( ()/2 + C.
Рабочую высоту консоли назначать не менее		)/2,5 / 45 '.
Высота консоли у грани колонны h = * ,		+ 2 . Размеры консоли
где * = 2,5÷3,5	см; у свободного края
назначить кратными 5 см.
Короткие консоли высотой сечения h > 2,5* армируем наклонными
хомутами; при h > 3,5· * и Q ≤ /5 · · - горизонтальными хомутами.
Шаг хомутов назначают не более 150 мм и не более h/4.
Диаметр отогнутых стержней принимают не более 25 мм и не более 1/15
длины отгиба.
Площадь сечения отгибов, пересекающих отрезок (рис. 11), назначают
не менее А*,!3' 0,002 ' · .
Поперечную силу, воспринимаемую бетоном наклонной сжатой полосы,
определяют по формуле Q = 0,8"6 4 ' sin / ≤ 3,5 45 ' .
Площадь продольной арматуры консоли вычисляют по формуле
А* 0/ * · 1 ·	; sin / / ; "6 1 5#μ6 ; α = 2*/2/;
μ6 *6/ '36 .
Коэффициент 1 принимают равным 0,9.

50