4.3. Расчет колонны на прочность

4.3.1 Определение размеров сечения колонны

При продольной сжимающей силе, приложенной со случайным эксцентриситетом (е_о=е_а) и при гибкости , расчёт сжатых элементов с симметричным армированием разрешается производить из условий 7.22 [1].

,

где - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба и случайных эксцентриситетов.

Заменив величину через , условие 7.22 [1] примет вид:

(_*)

Необходимая площадь сечения колонны без учёта влияния продольного изгиба и случайных эксцентриситетов, т.е. при и эффективном значении коэффициента продольного армирования для колонны 1-ого этажа из условия (_*) будет равна:

Принимаем квадратное сечение колонны размером . Тогда .

4.3.2 Расчёт продольного армирования колонны 2-го этажа Величина случайного эксцентриситета

Принимаем величину случайного эксцентриситета .

Относительная величина начального эксцентриситета .

Расчётная длина колонны .

где: - коэффициент, учитывающий условия закрепления; для колонн принимается равным единице.

– высота элемента в свету. При рассмотрении расчётной длины колонны из плоскости принимается равным высоте колонны.

Определяем условную расчётную длину колонны:

,

здесь

- предельное значение ползучести бетона, допускается принимать равным 2.0.

Тогда гибкость колонны .

При и относительной величине эксцентриситета , интерполируя данные табл. 3–2 прил.3, получаем .

Необходимое сечение продольной арматуры:

.

По конструктивным требованиям минимальная площадь сечения арматуры составляет: ,

где , но не менее

Принимаем 416 с

4.3.3 Расчёт продольного армирования колонны первого этажа.

Величина случайного эксцентриситета:

Принимаем е_а=20 мм.

Расчётная длина колонны .

Условная расчётная длина колонны

.

где

Тогда гибкость колонны

По табл. 3–2 прил.3 находим .

Необходимое сечение продольной арматуры

.

Принимаем 416 + 425 с .

В качестве поперечной арматуры для армирования колонны принимаем стержни 8 мм (см. табл.4-2, прилож.4) из стали класса S240 см с шагом 20 см, что не превышает 15 = 151.6 = 24 см.¹

4.4. Расчет консоли колонны.

Консоль колонны воспринимает поперечную силу ригеля от одного междуэтажного перекрытия. Наибольшая поперечная сила в данном при­мере действует на опоре B слева и равна (рис 3,г).

4.4.1. Конструирование консоли.

Минимально допустимая длина площади опирания ригеля из условия прочности бетона на смятие (рис. 7 ).

где - ширина ригеля.

Принимаем расстояние от торца сборного ригеля до грани колонны = 6 см, тогда требуемый вылет консоли равен: .

С учетом возможной неравномерности распределения давления по опорной поверхности, а также неточности при монтаже принимаем см. При предварительно принятом , требуемая рабочая высота консоли у грани колонны из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе может быть определена как:

,

где - размер грани колонны.

Полную высоту консоли у её основания принимаем .

Тогда .

Условие выполняется, и данная консоль относится к короткой.

Нижняя грань консоли у ее основания наклонена под углом 45⁰ (рис.7), поэтому высота свободного конца консоли:

.