Расчет и конструирование колонны



Материалы для колонны:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30.  МПа,  МПа

Арматура:

- продольная рабочая класса A500, Мпа.

 

Тип конструкции кровли – 4:

 

 

Сбор нагрузок на колонну

Вид нагрузки Нормативная нагрузка, Кн/м² Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, Кн/м²
Слой гравия втопленный в битум 0,16 1,3 0,208
Четырехслойный руберойдный ковер 0,12 1,3 0,156
Асфальтовая стяжка  (δ = 20 мм , р = 18 кН/м3) 0,36 1,3 0,468
Минераловатные плиты (δ = 100 мм , р = 3 кН/м3) 0,16 1,3 0,208  
Слой рубероида на битумной мастике   0,05 1,3 0,065    
Всего     1,066

Определение усилий в колонне.

Грузовая площадь средней колонны  м2.

Постоянная нагрузка от собственного веса кровли:

1,066·47,04=50,145 кН

Постоянная нагрузка от железобетонной конструкции одного этажа

· Нагрузка от ригеля сечением: 0,25· 0,65 · 8,4 · 25 · 1,1 = 37,54 кН

 

· Нагрузка от перекрытия: 47,04 · 2,53 = 119,01 кН

Принимаем размер сечения колонны см.

· Нагрузка от собственного веса колонны типового этажа:

.

Итого постоянная нагрузка: 4· (119,01+37,54+10,395) = 667,78 кН

Постоянная нагрузка на колонну от массы пола 3 этажей gn = 1,2 , при

3 · 1,2· 1,2· 47,04 = 203,21 кН

Временная расчетная нагрузка от снега на 1 м2 покрытия для города Казань составляет 2,4 кН/м2 при этом длительная составляющая будет равна

0,5· 2,4 = 1,2 кН/м2 С учетом грузовой площади получим полную снеговую нагрузку 2,4 · 47,04 = 112,896 кН , а длительная нагрузка 1,2 · 47,04 = 56,448 кН

От полной временной нагрузки перекрытия 4 этажей V = 5 кН/м2 при

Нагрузка на колонну составит 3·5· 1,2 · 47,04 = 846,72кН, длительная составляющая 3· ( 5– 1,5) · 1,2 · 47,04 = 592,704 кН

Суммарная величина продольной силы первого этажа

 Σ = 50,145 + 667,78 + 203,21 + 112,896 + 846,72 = 1880,75 кН

Σдл = 50,145+ 667,78 + 203,21 + 56,448 + 592,704 = 1570,287 кН

С учетом ответственности класса здания максимальная нагрузка составит

N =1880,75 · 0,95 = 1786,71 кН

Ni =1570,287 · 0,95 = 1491,77кН

Класс тяжелого бетонаВ 30 , а l0 = 4200 мм ≤ 20h = 20· 300 =6000 мм

где ‑ расчетная длина колонны.

Расчет прочности сечения колонны выполняем на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом. l0 / h = 4200/300 = 14

Ni/ N = 1491,77/1786,71= 0,835 находим коэффициенты

Расчет сечения колонны.

Вычисляем требуемую площадь продольной арматуры:

где A = b· h = 300· 300 = 90000 мм2. Принимаем арматуру 4Ǿ25

мм2

Выполним проверку прочности сечения колонны по принятой площади арматуры

           

Несущая способность расчетного сечения колонны

)= 0,871(17·90000+400·1520)=1862,198>1786,71кН

Коэффициент армирования колонны.

 

Поперечную арматуру в колоне конструируем в соответствии с п. 5.23. из арматуры класса В500 Ǿ 8 , устанавливаем с шагом 15d = 15· 25 = 375 мм.<500мм

Расчёт фундамента.

 

Фундамент под колонну среднего ряда рассчитываются как центрально нагруженный в виду малости возможного изгибающего момента и выполняется квадратным в плане. Устанавливают фундаменты на естественный грунт, бетонную подготовку толщиной 100 мм.

 

Условное расчетное сопротивление грунта Ro=0,30 МПа = 300 кН/м2

Удельный вес бетона фундамента и грунта на обрезах γm=20·10-6Н/мм3 = 20 кН/м3

Глубина заложения фундамента d = 1,2м

Вычислим требуемую площадь подошвы фундамента

Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее

Фактическая площадь подошвы фундамента А = 2,42 = 5,76 м2

Назначаем размер , при этом давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки будет равно

Рабочая высота из условия продавливания по подколоннику:

, где

- размеры подколонника.

мм.

Полная высота фундамента Н = h0 + a

а = 50 мм - так как под подошвой фундамента присутствует бетонная подготовка, тогда

Н= 500 + 50 = 550 мм.

Базовая длина анкеровки арматурного стержня Ǿ 25 А500

845,65 мм.

 

 МПа

 

мм.

- площади поперечного сечения арматуры, с полным расчетным сопротивлением,

Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее

м примем 500 мм.

Тогда минимальная высота фундамента под сборную колонну по конструктивным требованиям Hmin = 500+250 = 750 мм.

С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент высотой Н=750 мм, трехступенчатый, с высотой нижней ступени h1=400мм.

Выполним проверку прочности нижней ступени по перечной силе без поперечного армирования для единицы ширины этого сечения (b=1мм)

Площадь сечения арматуры подошвы фундамента определим из расчета фундамента на изгиб в сечениях 1-1 и 2-2.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определим из условий:

Принимаем рабочую арматуру 12 Ǿ 16 с шагом 200 мм.

 

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 134; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ