Расчет колонны многоэтажного здания

Задание на проектирование. Рассчитать и сконструировать колонну среднего ряда четырехэтажного четырехпролетного здания. Членение колонн на 2 этажа. Стыки колонн располагаются на высоте 1,05 м от уровня верха консоли предыдущей колонны. Сетка колон 5,7x6,0 м. Высота этажа - 4,2 м. Размеры сечения колонн 30,0*30,0 см.

Определение нагрузок и усилий.

Собственный вес колонны на один этаж:

= = 0,3 *0,3*4,2*25,0*1,0*1,1 = 10,40 кН.

Грузовая площадь от покрытия и перекрытий при сетке колонн 5.7*6.0м

равна S=5,7x6,0=34.2 м . Расчетные нагрузки от 1 м покрытия и перекрытий приведены в табл. 2.1 и 2.2.

Полная расчетная нагрузка от покрытия при > 1,0 равна 7491 Н/м , в том числе длительная 7023 Н/м .

Определяем продольные усилия от соответствующих нагрузок при грузовой площади

 S =34,2 м2.

Продольная сила от покрытия:

полная N = 7,491*34,2 = 256,2 кН,

длительная -  = 7,023*34.2 = 240,19 кН.

Продольная сила от полезной нагрузки на перекрытия:

   полная - N = 4,8* 34.2 = 164,16 кН,

 длительная -  = 1.68*34.2 = 57,46 кН.

Продольная сила от постоянной нагрузки на перекрытия:

N = 5,70*34.2 = 194,94 кН.

При определении усилий для расчета колонн, стен и фундаментов, воспринимающих нагрузки от двух перекрытий и более, полные нормативные значения нагрузок, указанные в поз. 1, 2, 4, 11, 12а и 126 (см. приложение В, таблица В.2) следует снижать умножением на коэффициенты сочетания или :

а)      для помещений, указанных в поз. 1, 2,12а

б)      для помещений, указанных в поз. 4, 11,12б

Где n- общее число перекрытий, нагрузки от которых учитываются при расчете рассматриваемого сечения колонны, стены, фундамента.

Определяем коэффициент  для колонны первого этажа

= 0.5+(1-0.5)/ = 0.75

Для колонны второго этажа

= 0.5+(1-0.5)/ = 0.789

Для колонны третьего этажа

= 0.5+(1-0.5)/ = 0.854

Для колонны четвертого этажа

= 0.5+(1-0.5)/ = 1

Определение значение полезной нагрузки на перекрытия здания с учетом коэффициента

Полезная нагрузка на перекрытия здания с учетом коэффициента . Табл.5.1.

Этаж	Полезная нагрузка на перекрытие (кН)		Коэф­фициент	Полезная нагрузка на перекрытие с учетом коэффициента  (кН)
	Полная	Длительная		Полная	Длительная
4	164,16	57,46	1	164,16	57,46
3	328,32	114,92	0,854	280,39	98,14
2	492,48	172,38	0,789	388,57	136,01
1	656,64	229,84	0,750	492,48	172,38

Постоянная и временная нагрузка на перекрытия. Табл.5.2.

Этаж	Полезная нагрузка на Перекрытие с учетом коэффициента  (кН)		Постоянная нагрузка на перекрытия (кН)	Полная нагрузка на перекрытие с учетом коэффициента  (кН)
	Полная	Длительная		Полная	Длительная
4	164,16	57,46	194,94	359,10	252,4
3	280,39	98,14	389.88	670,27	488,02
2	388,57	136,01	584,82	973,39	720,83
1	492,48	172,38	779,76	1272,24	952,14

 

Подсчет расчетных нагрузок на колонны здания сведен в табл. 5.3.

Этаж	Нагрузка от покрытия и перекрытия (кН)		Собственный вес колонны (кН)	Расчетная cyj	лмарная нагрузка да
	Полная	Длительная		Полная (N)	Длительная (N1)
5*	256,20	240,19	11,88	268,0	252,07
4	359,10	252,4	23,76	382,86	276,14
3	670,27	488,02	35,64	705,91	523,66
2	973,39	720,83	47,52	1020,91	768,35
1	1272,24	952,14	59,4	1331,64	1011,54

 

 

Расчет колонны первого этажа. Усилия в колонне: полное N = 1331,64 кН; от действия длительной нагрузки Nl = 1011,54 кН. Сечение колонны hb = 30,0 *30,0 = 900,0 см2. Расчетная длина колонны с учетом защемления в фундамент  = 0,7 = 0,7 *4.2 = 2.94 м. Для изготовления колонны использован тяжелый бетон естественного твердения класса В20. Расчетное значение прочности бетона Rb = 11,5 МПа. Коэффициент условия работы бетона  = 0,9, тогда Rb = 0,9*11,5 = 10.35 МПа.

Рабочее армирование колонны выполняем из арматуры класса А400. Расчетное значение прочности арматуры диаметром 6-40 мм Rs = Rsc = 355,0 МПа. Поперечная арматура колонны класса В500. Гибкость колонны = /h = 294/30 = 9.8 < 20. Эксцентриситет продольной силы от всех нагрузок равен  = M/N = 0. Поскольку h/30 = 30/30 = 1см и /600 = 294/600 = 0,49 см < 1,0 см (п. 3.58, [4]), расчет сжатых элементов из бетона классов В15-В35 на действие продольной силы, допускается производить из условия

,  - коэффициент продольного изгиба.

В виду отсутствия промежуточных стержней между рабочими стержнями при 4 см < 0,15*h = 0,15 b h= 0,15* 30 = 4,5 см, по табл. 3.5 и 3.6 [4] и при Nl /N= =1011,54/1331,64 = 0,76 находим  = 0,886 и  = 0,902.

Принимая в первом приближении = = 0,902, из условия прочности находим

Н

Отсюда =544,82* /931.5*

Если 0,902

Определяем площадь рабочей продольной арматуры колонны:

Определяем коэффициент армирования:

=15,35/900=0,017

По сортаменту арматурных сталей принимаем 4 25 А400 =19,63 см2 Поперечные стержни ставим без расчета (для предотвращения выпучивания продольной арматуры), но с соблюдением требования норм. Диаметр поперечной арматуры назначаем из условия сварки с продольной арматурой диаметром 25 мм (приложение 9,[4]), т.е. принимаем 8 мм. Шаг поперечного армирования принимаем не более 15d= 15 *25=375 мм (здесь d – диаметр продольных стержней) и не более 500мм, т.е. принимаем 370мм.

Класс поперечной арматуры В500. Схема армирования колонны 1го этажа показана на рис.5.2.

Рис.5.2. Армирование колонны 1го этажа

Расчет колонны второго этажа.Расчет выполним по упрощенной форме, п.8.1.16 (13). Усилия в колонне N = 1020,91кН; Сечение колонны hb = 30,0 *30,0 = 900,0 см2. Расчетная длина колонны с учетом защемления в фундамент  = 0,7 = 0,7 *4.2 = 2.94 м. Гибкость колонны = /h = 294/30 = 9.8 < 20. По табл. 8.1.(3) определяем коэффициент

Определяем необходимую площадь арматуры:

Определяем коэффициент армирования:

=5,71/900=0,006

По сортаменту арматурных сталей принимаем 4 14 А400 =6,16 см2. Шаг поперечного армирования принимаем не более 15d=15*14=210мм и не более 500мм, т.е. принимаем 210мм.Схема армирования колонны 2го этажа показана на рис.5.3.

 

Расчет консоли колонны. Опорное давление ригеля на колонну составляет Q=202.98кН. Продольная арматура консоли выполнена из арматуры класса А400. Расчетное значение прочности =355МПа. Расчетное сечение консоли показано на рис.5.4.

 

Определяем изгибающий момент от сосредоточенной силы Q относительно боковой грани колонны:

179,55*0.085=15,26кНм

Вычисляем

По формуле / =

=10.35*100*30*12.5*(1- /(355*100)=4,28

Принимаем 2 18 A400, .

Консоль армируется двумя плоскими каркасами. Для усиления работы консоли на поперечную силу верхнюю и нижнюю арматуру каркаса соединяем металлической пластиной (1-1) толщиной 5 мм. Схема каркаса К-1 показана на рис. 5.5.

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 512; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!