5. Расчет и конструирование колонны

5.1. Назначение размеров и выбор материалов

Принимаем высоту поперечного сечения колонны мм.

Принимаем ширину поперечного сечения колонны мм.

Расчетная высота колонны принимается в зависимости от требуемой высоты помещения: м (табл. 33[3]).

Для обеспечения передачи нагрузки от балок на колонну проектируется оголовок с поперечным сечением мм, высотой 350 мм.

Колонна изготавливается из тяжелого бетона класса B25.

Коэффициент условий работы бетона ([3])

Расчетное сопротивление бетона сжатию МПа ([3])

Модуль упругости бетона МПа (табл.18[3])

Бетон подвергается тепловой обработке.

Рабочая продольная арматура класса A400.

Расчетное сопротивление арматуры МПа (табл.8[3])

Модуль упругости арматуры МПа ([3])

5.2. Расчет колонны на устойчивость

Продольная сила, действующая в колонне: , где Q – поперечная сила в балке. kH.

kH

Устойчивость колонны обеспечена, если выполняется условие: ,

где - критическая сила

Коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки:

,

где g_пост – постоянная нагрузка на 1м² кровли;

g_снег – расчетная снеговая нагрузка на 1м2;

k_дл – коэффициент длительности снеговой нагрузки (п.1.7.к[1]), для четвертого снегового района k_дл = 0,5

Принимаем эксцентриситет приложения продольной силы e_a равный случайному e₀.

Величина случайного эксцентриситета принимается как наибольшее из следующих величин:

e_a =см; e_a =см; e_a = 1см

Окончательно принимаем e₀ = e_a = 1,08см

Коэффициент

Минимальное значение коэффициента:

Поскольку , принимаем

Момент инерции сечения бетона:

см⁴

Принимаем в первом приближении количество продольной рабочей арматуры колонны исходя из конструктивных требований: 4Ø16 A400 c см²

Расстояние от центра тяжести условно растянутой арматуры до ближайшей грани сечения принимаем 4см.

Рабочая высота сечения колонны:

см.

Момент инерции сечения арматуры:

см⁴

Отношение модулей упругости арматуры и бетона:

Критическая сила:

= 2745 kH

Поскольку , устойчивость колонны обеспечена.

5.3. Расчет арматуры колонны

Эксцентриситет приложения продольной силы:

см

Требуемая площадь поперечного сечения продольной рабочей арматуры колонны:

см²

A_s<0, следовательно арматура по расчету не требуется, ее подбор осуществляется по конструктивным требованиям. Принимаем: 4Ø16 A400 c см²

Коэффициент армирования:

Минимальный коэффициент армирования находим в зависимости от гибкости:

по табл. 38[3]

, условие выполняется.

Производим конструирование поперечной арматуры:

Шаг хомутов принимается из условий:

где d – диаметр продольной арматуры.

Принимаем кратно 50 мм шаг хомутов S =300 мм

Диаметр хомутов принимаем из условий:

Принимаем поперечные стержни из стали класса В500 диаметром d_sw=5мм.