4.4. Розрахунок та конструювання колони першого поверху

4.4.1. Визначення розрахункової поздовжньої сили у колоні першого поверху та її гнучкості

На одну колону багатоповерхової будівлі припадає зовнішнє навантаження з площі (рис. 4.5-а), яка зветься вантажною площею. Тоді повна розрахункова поздовжня сила N у опо­рному перерізі колони першого поверху від усіх розташованих вище поверхів може бути під­рахована як:

,

де: - повне розрахункове навантаження на 1пог.м ригеля (див. п. 4.2.2 ″Методвказі-­ вок″);

- довжина ригеля;

- кількість поверхів у будівлі, яка у курсовому проекті може бути прийнята як =3…5;

p_n^сн - нормативне навантаження від снігу на 1м² покриття, може бути прийняте як для Донецької області p_n^сн = 0.5 кН/м²;

h_кол - розмір сторони перерізу колони, прийнятий при компонуванні перекриття (див. п. 4.2.4 ″Методвказівок″);

= 25 кН/м³ – об’ємна вага залізобетону.

1.1, 1.2, 1.4 – коефіцієнти надійності за навантаженням (залежно від її виду);

- висота поверху (вказана у завданні до проекту).

Усі розміри у наведеному виразі приймати у метрах.

Повне навантаження складається з постійної (тривалої) та тимчасової частин, які мо­жуть бути підраховані як:

- тимчасова частина навантаження:

;

- тривала частина навантаження:

.

Гнучкість колони , де - розрахункова довжина колони, яка призначається залежно від засобу закріплення її кінців. Наприклад, якщо будівля без підвалу, тобто колона першого поверху частково защемлена у фундаменті та шарнірно сперта в рівні перекриття (точніше, в рівні низу ригеля, який приварено до консолі колони та перешкоджає деформу­ванню колони). У цьому випадку значення розрахункової довжини колони дорівнює , де - відстань від низу ригеля першого поверху до верхнього наріжку фундаменту, тобто .

Якщо у будівлі передбачається підвал, то колона першого поверху спирається на ко­лону підвалу, та має шарнірне закріплення в рівні низу обох перекрить, які з нею межують. Тоді розрахункова довжина колони у цьому варіанті будівлі має значення: .

Студенту на цьому етапі належить прийняти рішення про наявність або відсутність підвалу у своїй будівлі та підрахувати відповідні значення та гнучкості .

Але треба запам’ятати, що прийняте тут рішення впливає на конструктивне рішення колони при виконанні її креслення. А саме: щоб виконати стики суміжних колон, треба мати нижню та верхню металеві закладні деталі (це стосується проміжних по висоті будівлі колон). Якщо ж колона першого поверху встановлюється у фундамент (тобто будівля без підвалу), то такої закладної деталі у її нижній кінцівці не потрібно передбачати.

Отже цю обставину треба урахувати при розробці робочого креслення колони.

4.4.2. Матеріали для колони

Клас бетону для колони слід приймати не нижче за В15, а для дуже навантажених колон (тобто при N  15002000 КН) - у діапазоні В20В40.

Для прийнятого класу бетону із Норм виписати розрахунковий опір R_b з урахуванням коефіцієнту _b2 (його значення приймати таким, як і раніше, бо для конструкцій усієї будівлі характер навантаження однаковий).

За табл.18 [1] прийняти початковий модуль пружності для бетону Е_b.

Для поздовжньої арматури колони треба приймати сталь класу A-III або A-II; за та-бл. 2.2 [1] слід виписати значення розрахункового опору сталі R_sc, а за табл.29 [1] - модуль пружності сталі E_s.

Для поперечної арматури колони слід приймати сталь класу A-I або В_р-I.