Расчет колонны первого этажа

Нагрузка на колонну складывается из постоянной (от собственной массы колонны, конструкции покрытия и перекрытия) и переменной (снеговой) нагрузки.

Для подсчета нагрузки от покрытия задаемся конструкцией кровли, приняв (рисунок. 4.1).

Рисунок 4.1 – Конструкция кровли.

Для заданного района (г. Мозырь, снеговой район - II), S₀=1, 4 кН/м², .Подсчет нагрузки на 1 м² покрытия и перекрытия сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Нормативные и расчетные нагрузки.

Вид нагрузки	Нормативная нагрука, кН/м²		Расчетная нагрузка, кН/м²
1 Постоянная от покрытия 1.1 Верхний слой «Техноэласт» с посыпкой массой 3, 5 кг/м²; 1.2 Два нижних слоя «Техноэласт» без посыпки массой 4 кг/м²; 1.3 Огрунтовка битумно-кукерсольной мастикой ; 1.4 Цементно-песчаная стяжка ; 1.5 Утеплитель пенополистирольные плиты ;	0, 035 2∙ 0, 04=0, 08 0, 001∙ 11=0, 011 0, 04∙ 18=0, 72 0, 15∙ 0, 35=0, 0525	1, 35 1, 35 1, 35 1, 35 1, 35	0, 04725 0, 108 0, 0149 0, 972 0, 0709

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м²		Расчетная нагрузка, кН/м²
1.6 Пароизоляция из 1 слоя рубероида на мастике ; ; 1.7 Железобетонная ребристая плита h_red=5, 3 см, ; 1.8 Железобетонный ригель Bh=250500 мм, ;	0, 0015∙ 6=0, 009 0, 002∙ 10=0, 02 0, 053∙ 25=1, 325	1, 35 1, 35 1, 35 1, 35	0, 01215 0, 027 1, 79 0, 54
Всего	2, 73	-	3, 58
2 Переменная (снеговая)	1, 4	1, 5	2, 1
Итого	4, 33	-	5, 68
1 Постоянная от перекрытия 1.1 Линолеум на теплозвукоизолирующей подоснове ; 1.2 Прослойка из клеящей мастики ; 1.3 Стяжка из легкого бетона ; 1.4Плиты древесно-волокнистые ; 1.5 Плита перекрытия h_red=5, 3 см, ; 1.6 Железобетонный ригель bh=250500 мм, ;	0, 005∙ 16=0, 08 0, 002∙ 10=0, 02 0, 05∙ 12=0, 6 0, 024∙ 2, 5=0, 06 0, 053∙ 25=1, 325	1, 35 1, 35 1, 35 1, 35 1, 35 1, 35	0, 108 0, 027 0, 81 0, 081 1, 79 0, 54
Всего	2, 557	-	3, 35
2 Переменная	5, 0	1, 5	7, 5
Итого	7, 557	-	10, 85

Продолжение таблицы 4.1

Нагрузка на 1м² составит:

постоянная от перекрытия – g=3, 35 кН/м²;

постоянная от покрытия – g=3, 58 кН/м²;

переменная на перекрытие (полезная) – q=7, 5 кН/м²;

переменная на покрытие (снеговая) – q=2, 1 кН/м²;

Нагрузка на колонну собирается с грузовой площади равной

;

тогда

G_покр=3, 58∙ 32, 74=117, 20 кН;

Q_покр=2, 1∙ 32, 74=68, 75кН;

G_перек=3, 35∙ 32, 74=109, 67 кН;

Q_перек=7, 5∙ 32, 74=245, 55 кН;

Собственный вес колонны в пределах первого этажа:

G_col₁=0, 4∙ 0, 4∙ (4, 0+0, 15)∙ 25∙ 1, 35=22, 41 кН.

Собственный вес колонны последующих этажей:

G_col_2-5= 0, 4∙ 0, 4∙ 4, 0∙ 25∙ 1, 35=21, 6 кН.

Определяем усилие в колонне первого этажа:

от постоянных нагрузок:

G₁= G_покр+(n-1)∙ G_перекр+ G_col_{1 1}+(n-1)∙ G_col_2-5=117, 20+(5-1)∙ 109, 67+22, 41+(5-1) ∙ 21, 6=664, 69 кН.

от переменных нагрузок:

Q₁=(n-1)∙ Q_перекр=(5-1)∙ 245, 55=982, 2 кН;

Q₂=Q_покр=68, 75 кН.

Составим расчетное сочетание усилий:

где Q_д=Q₁ – доминирующая переменная нагрузка

=0, 85 – коэффициент уменьшения для неблагоприятно действующей постоянной нагрузки.

Наиболее невыгодным является второе сочетание – N_sd_.2=1595, 3 кН.

Практически постоянную часть усилия от переменной нагрузки определяем путем умножения полного значения переменной нагрузки на коэффициент сочетания , который зависит от назначения здания и определяется согласно указаний СНБ 5.03.01-02.

Определяем часть продольной силы при практически постоянном сочетании нагрузок для второй комбинации:

таким образом,

N_sd=1595, 3 кН – полное усилие в колонне первого этажа;

=922, 50 кН – усилие при практически постоянном сочетании нагрузок в колонне первого этажа.

Расчетную длину колонны определяем по формуле:

где - коэффициент, зависящий от характера закрепления концов колонны;

- геометрическая длина колонны равная расстоянию между внутренними гранями горизонтальных элементов перекрытий:

=H_эт+150-500=4000+150-500=3650 мм, т.е. расстояние между нижней и верхней плоскостью балки и обрезом фундамента.

Случайный эксцентриситет составит:

Определим гибкость колонны и необходимость учета влияния продольного изгиба:

- радиус инерции сечения колонны;

> 14, следовательно, необходимо учитывать влияния продольного изгиба.

Определяем эффективную расчетную длину:

Определяем гибкость по ширине сечения колонны:

Вычисленным =11, 93 и =0, 05 соответствует коэффициент, учитывающий влияние гибкости .

Согласно СНБ 5.03.01-02 «Бетонные и железобетонные конструкции» (п.6.1.2.2, с.20) принимаем для колонны следующие материалы:

бетон тяжелый класса С12/15 для которого расчетное сопротивление сжатию МПа, где

=12 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию,

=1, 5 – частный коэффициент безопасности для бетона;

арматура продольная рабочая класса S500, для которой расчетное сопротивление МПа при диаметре арматуры 6 - 22 мм;

каркасы сварные с поперечной арматурой класса S240;

Расчет колонны производится из условия:

, где - полная площадь продольной арматуры в сечении;

тогда см²

По сортаменту арматурной стали принимаем четыре стержня Ø 22, класса S500, площадью =13, 21 см².

Процент продольного армирования колонны:

где

;

Так как N_sd=1595, 3 кН < N_Rd=0, 860*(1, 0*8(100)*40*40+13, 21*435(100))= 1594986, 1 =1996 кН – условие соблюдается.

Принимаем поперечные стержни из арматуры класса S240 диаметром 6 мм с шагом S=400 мм, что удовлетворяет условиям:

не более 500 мм и не более 20*d=20*22=440 мм, как для сварных каркасов, при f_yd=435 МПа.

1 23	Поделиться: