а |
б |
Рис.11. Схема армирования консолей:
а – горизонтальными стержнями; б – наклонными стержнями
Диаметр отгибов – не менее 16 мм, хомутов - 8÷10 мм. В консолях необходимо предусмотреть закладные детали для крепления ригелей.
7.7. Пример расчета колонны
7.7.1. Исходные данные.
Здание с четырьмя надземными этажами, наружными несущими стенами и железобетонным перекрытием, поддерживаемым колоннами.
Здание с жесткой конструктивной схемой: сетка колонн L x B = 6х6; высота этажа – 5,4 м; расстояние от уровня пола первого этажа до обреза фундамента – 0,15 м.
Равномерно распределенные нагрузки на покрытие и перекрытия сведены в табл. 6.
51
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Норма- |
Коэффи- |
|
|
||
|
циент |
Расчетная |
|
|||
|
тивная |
|
||||
Наименование и вид нагрузки |
надеж- |
нагрузка, |
|
|||
нагрузка, |
|
|||||
|
ности по |
Н/м |
|
|||
|
Н/ |
м |
|
|
||
|
|
|
нагрузке |
|
|
|
На покрытие |
|
|
|
|
|
|
Постоянные нагрузки: |
|
|
|
|
|
|
собственный вес кровли |
3000 |
1,2 |
3600 |
|
||
собственный вес ригеля |
|
|
|
|
|
|
(0,6 · 0,35 2 · 0,1 · 0,35) · 24000/6 |
1080 |
1,1 |
1188 |
|
||
собственный вес панели |
2500 |
1,1 |
2750 |
|
||
Временная нагрузка: |
|
|
|
|
|
|
снеговая (кратковременная) |
1715 |
1,4 |
2400 |
|
||
На перекрытие: |
|
|
|
|
|
|
Постоянные нагрузки: |
|
|
|
|
|
|
Пол из асфальтобетона |
840 |
1,2 |
1008 |
|
||
Собственный вес панели |
2500 |
1,1 |
2750 |
|
||
Собственный вес ригеля |
960 |
1,1 |
1056 |
|
||
Временные нагрузки: |
|
|
|
|
|
|
полезная эксплуатационная нагрузка |
11000 |
1,2 |
13200 |
|
||
в том числе: |
|
|
|
|
|
|
кратковременная |
1500 |
1,2 |
1800 |
|
||
длительная |
9500 |
1,2 |
11400 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. В данном примере не учитывается длительное действие снеговой нагрузки.
Назначим размеры поперечного сечения колонны одинаковыми на всех этажах и равными 35х35 см.
При этом расчетный собственный вес колонны первого этажа
К 0,35 · 0,35 · 5,4 0,15 · 25000 · 1,1 · 0,95 17762 Н, на
остальных этажах
8 0,35 · 0,35 · 5,4 · 25000 · 1,1 · 0,95 17282 Н.
7.7.2. Определение расчетных усилий
Грузовая площадь, с которой собирается нагрузка от каждого перекрытия и покрытия на колонну, гр · 6,0 · 6,0 = 36,0 м .
Нагрузки, передаваемые на колонну в виде сосредоточенных сил,
составляют:
от покрытия –
52
длительная:
длпок 8длпок гр 3600 1188 2750 · 36 · 0,95 257,8 кН;
кратковременная:
крпок 9крпок гр 2400 · 36 · 0,95 82,1 кН;
от перекрытия –
длительная:
длпер 8длпер :длпер гр 1008 2750 1056 11400 · 36 · 0,95 554,5
кН;
кратковременная:
крпер ;кр гр 1800 · 36 · 0,95 61,6 кН.
Вычисляем расчетные продольные сжимающие силы в колоннах на уровнях перекрытий этажей и на уровне обреза фундамента:
4 этаж
дл длпок 8 257,8 17,3 275,10 кН.кр крпок 82,1 кН.
дл кр 275,1 82,1 357,20 кН.
3 этаж
дл длпок длпер 257,8 554,5 812,3 кН.кр крпок крпер 82,1 61,6 143,7 кН.дл кр 812,3 143,7 956,0 кН.
2 этаж
дл длпок 2 < длпер 257,8 2 < 554,5 1366,8 кН.кр крпок 2 < крпер 82,1 2 < 61,6 205,3 кН.
дл кр 1366,8 205,3 1572,1 кН.
1 этаж
дл длпок 3 длпер 3 8 9 257,8 3 · 554,5 3 · 17,3 17,81991,0 кН.
кр крпок 3 < крпер 82,1 3 < 61,6 266,9 кН.дл кр 1991,0 266,9 2257,9 кН.
7.7.3. Расчетные схемы и длины колонн
Колонну первого этажа рассчитываем как стойку, жестко защемленную в
фундаменте и шарнирно-неподвижно опертую на уровне перекрытия. Расчетная длина этой колонны (рис.10,а) 0,7 эт 0,15 0,7 5,4 0,15 3,885 м.
53
Колонны остальных ярусов рассчитываем как стойки с шарнирно-
неподвижным опиранием в уровнях перекрытий с расчетной длиной ! ! 5,4 м.
Назначим для колонн первого этажа класс бетона В30 ( 4 17 МПа). Арматура в колоннах всех этажей класса А-III; * 365 МПа; / 0,9.
7.7.4. Расчет колонн на прочность
Колонна первого этажа:
По /h = 388,5/35 = 11,10 и дл/ = 1991,0/2257,9 = 0,88.
Интерполяцией находим: "4=0,877 и "1=0,893 (см. Приложение 4). Определим ", предварительно задав µ = 0,015:
" =0,877 + 2(0,893-0,877)·(365/0,9·17)·0,015 = 0,888.
Требуемая площадь продольной арматуры:
(А* *) = (2257900/0,888 – 0,9 ·17·100·35· 35)/(365·100)=18,31 см .
Принимаем 4 Ø 25 А-III; А* = 19,63 см . Уточнять расчет не требуется. Колонна второго этажа:
/h = 540/35 = 15,43 и дл/ = 1366,8/1572,1 = 0,869;
Интерполяцией находим: "4=0,776, "1=0,836 (см. Приложение 4).
Определим ", предварительно задав µ = 0,015:
φ= 0,836+2·(0,836-0,776) · (365/0,9·17) ·0,015=0,879; А* = (1572100/0,879 – 0,9 ·17·100·35· 35)/(365·100)= (1788509,67-
1874250)/36500=-85740,33/36500=-2,35 см2.
Так как значение отрицательное, при восприятии сжимающих усилий арматура не требуется, а необходима для восприятия усилий при транспортировании и монтаже. Необходима проверка несущей способности колонны на усилия при транспортировании и монтаже.
Колонну третьего и четвертого этажей армируем, как и колонну второго этажа – конструктивно 4 Ø 20 А-III. Поперечные стержни в колоннах первого этажа Ø 8 А-I с шагом S = 400 мм, в колоннах остальных этажей арматура Ø 8 А-I с шагом S = 400 мм.
7.7.5. Расчет сборных элементов многоэтажной колонны на усилия в период транспортирования и монтажа
Рассмотрим сборный элемент колонны длиной на 2 последних этажа (3-й
и 4-й).
Исходные данные
Длина сборного элемента колонны – 10,80 |
м. |
|
Размеры поперечного сечения – 35 х35 см. |
|
Ø 20 А-III; А*=12,56см ; |
Продольная рабочая арматура колонны |
4 |
|
* 365 МПа; а = а = 4 см. Класс бетона В30 ( |
4 |
17 МПа). |
54