- •О.А. Ветрова многоэтажное каркасное здание
- •Авторы: к.Т.Н., доцент о.А. Ветрова
- •Содержание
- •4.1 Исходные данные 41
- •1 Общие указания и задание
- •2 Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия
- •2.1 Исходные данные
- •Расчетные характеристики материалов для плиты:
- •2.2 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы Определение внутренних усилий
- •Расчет по прочности сечения, нормального к продольной оси плиты
- •Геометрические характеристики приведенного сечения
- •Потери предварительного напряжения арматуры
- •Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси плиты
- •2.3 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси
- •Расчет прогиба плиты
- •2.4 Конструирование плиты
- •3 Расчет и конструирование однопролетного ригеля
- •3.1 Сбор нагрузок
- •3.2 Определение усилий в ригеле
- •3.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси
- •3.5 Построение эпюры материалов
- •3.6 Конструирование ригеля
- •4 Расчет и конструирование колонны
- •4.1. Исходные данные
- •4.2 Определение усилий в колонне
- •4.3 Расчет прочности колонны
- •4.4 Конструирование колонны
- •6 Расчёт внецентренно нагруженного железобетонного фундамента под колонну
- •6.1 Конструкция фундамента и глубина заложения
- •6.2 Предварительное определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчёт на продавливание
- •6.5 Расчёт фундамента по изгибающему моменту
- •6.6 Расчёт стакана фундамента
- •6.7 Проверка фундамента по образованию трещин
- •5 Литература
- •Вспомогательные таблицы
4.2 Определение усилий в колонне
Грузовая площадь средней колонны м2.
Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента надежности по назначению здания :
,
где g1 = 4,28 кН/м2 – расчетная постоянная нагрузка на перекрытие здания (таблица 2.1).
Нагрузка от собственного веса ригеля:
G2 = g2 · lr = ,
где g2 = 3,5 кН/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля; lr = 5,56 м – длина ригеля при расстоянии между осями колонн 6,0 м.
Нагрузка от собственного веса колонны типового этажа:
,
где b, h – размеры сечения колонны, lэт – высота этажа, b – объемный вес железобетона 25 кН/м3, n = 0,95 - коэффициент надежности по назначению здания, f = 1,1– коэффициент надежности по нагрузке.
Постоянная нагрузка на колонну типового этажа с одного этажа:
Gt = G1 + G2 + G3 = 107,34+19,46+15,05=141,81 кН.
Постоянная нагрузка от покрытия, приходящаяся на колонну:
,
где gp = 7,22 кН/м2 – расчетная постоянная нагрузка на покрытие здания (таблица 4.1).
Общая постоянная нагрузка на колонну от покрытия с учетом веса ригеля:
Gpr = Gp + G2 = 181,07 + 19,46 = 200,53 кН.
Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с перекрытия одного этажа:
,
где v1 = 2,86 кН/м2 – расчетная временная нагрузка на перекрытие здания (таблица 2.1).
Временная нагрузка, приходящаяся на колонну с покрытия:
.
Коэффициент снижения временных нагрузок в многоэтажных зданиях:
,
где - число перекрытий, от которых учитывается нагрузка;
.
Нормальная сила в средней колонне на уровне первого этажа составит:
кН.
4.3 Расчет прочности колонны
Расчет прочности сжатых элементов из тяжелого бетона классов В15…В40 на действие продольной силы, приложенной со случайным эксцентриситетом, при допускается производить из условия:
,
где - коэффициент, определяемый по формуле:
;
- коэффициенты, принимаемые по таблицам приложения А.6 и А.7 в зависимости от значения отношений .
,
где - площадь всей арматуры в сечении элемента; - для арматуры классов A-I(A240), A-II(A300), A-III(A400).
При можно принимать .
В первом приближении принимаем:
;
мм2;
мм2;
.
Свободная длина колонны первого этажа l0 =0,7·(3,6+0,15)=2,62 м, м (размер сечения колонны),
.
Для определения отношения необходимо вычислить длительно действующую нагрузку на колонну . Временная длительно действующая нагрузка на перекрытие 1,3 кН/м2 (см. таблицу 2.1), временная длительно действующая нагрузка на покрытие 1,2 кН/м2.
Временная длительно действующая нагрузка на колонну с одного этажа:
.
Временная длительно действующая нагрузка на колонну с покрытия:
.
Постоянная нагрузка от собственного веса вышележащих конструкций на колонну первого этажа:
.
Полная длительно действующая нагрузка:
кН.
.
По таблицам А.6 и А.7 приложения определяем коэффициенты и : , .
.
Площадь арматуры составит:
.
Так как Аs< 0, то арматура по расчету не требуется и устанавливается по конструктивным требованиям, обеспечивая процент армирования. Схема армирования колонны представлена на рисунке 4.1. При положительном значении площади арматуры Аs необходимо по сортаменту подобрать диаметр и количество арматурных стержней при условии соблюдении минимального процента армирования (при гибкости 5<l0/h < 10) и минимальном диаметре арматуры для сжатых элементов 12 мм.
Конструктивно принимаем 412 A-II (A300) ( мм2).
, , что больше .
Окончательно принимаем арматуру 412 A-II (A300).