4.3.Розрахунок залізобетонної колони і-го поверху

Колону першого поверху проектуємо монолітною квадратного перерізу з попередніми розмірами 300х300. Колона стискується з монолітним фундаментом Фм-1 через випуски з нього арматури.

4.3.1 Обчислення навантаження від власної ваги колони

Зосереджене навантаження від власної ваги колони попередньо прийнятими поперечними розмірами обчислюємо за формулою:

де кількість однакових поверхів;

висота окремого поверху;

заглиблення бази колони нижче відмітки підлоги І-го поверху.

4.3.2 Обчислення розрахункового зусилля

Колону першого поверху розглядаємо, як центрово-стиснутий стрижень, який навантажений зосередженою силою N. Для обчислення осьової сили скористаємось поняттям вантажної площі колони (рис.4.1), яка рівна добутку поздовжнього L₁ і поперечного L₂ кроків колон:

Розрахункова довжина колон другому-п'ятому поверхах складає а для першого поверху з врахуванням защемлення колони в фундаменті:

Власна розрахункова вага колон на один поверх:

• на другому- п'ятому поверхах:

• на першому поверсі:

За розрахункове січення колони першого поверху приймаємо січення на рівні верху фундаменту.

• тривале навантаження на колону першого поверху:

де тривала доля від повного навантаження на покриття;

кількість перекриттів;

кількість поверхів;

• повне розрахункове навантаження на колону першого поверху:

де тривала доля від повного навантаження на покриття;

кількість перекриттів;

кількість поверхів;

4.3.3Розрахунок поздовжньої робочої арматури колони

Колону першого поверху розглядаємо, як умовно центрово стиснутий стрижень зосередженою силою N з жорстким приєднанням до монолітного фундаменту і шарнірним закріпленням в рівні перекриття І-го поверху (рис. 4.2). Колону першого поверху проектуємо збірною квадратного перерізу з попередніми розмірами 300×300мм.

Матеріали для колони та їхні міцнісні характеристики:

Бетон: клас бетону С25/30, f_cd=17МПа, Е_cd =25 ГПа, ε_с1,_cd =1,69%;

Арматура: клас арматури А400С, f_уd=364МПа, Е_s =210 ГПа;

Колону розглядаємо як залізобетонний елемент, стиснутий з випадковим ексцентриситетом.

Величину випадкового ексцентриситету е_а. приймають більшою із двох значень

Визначаємо співвідношення тривалого і повного зусиль в колоні

.

Розрахункова довжина колони, якщо коефіцієнт приведення геометричної довжини стрижня до розрахункової μ =0,7:

Обчислюємо гнучкість колони λ_h:

Необхідну площу перерізу поздовжньої симетричної арматури розраховуємо за формулою:

Задаємося коефіцієнтом армування ρ=0,01 (відсотком армування ρ=0,5%) і обчислюємо коефіцієнт α_s:

З табл. 2.15 [10], інтерполюючи, при співвідношенні N_l /N=0,914 і гнучкості λ_h=11,43 знаходимо коефіцієнти =0,91, =0,92.

Таким чином, в першому наближенні коефіцієнт буде рівний:

Остаточно приймаємо

Тоді необхідна площа поздовжньої арматури, якщо А= b_c ·h_c =30·30=900 см², дорівнює:

За сортаментом приймаємо армування 4Ø18 А400С з фактичною площею арматури:

При цьому фактичний коефіцієнт армування:

Уточнюємо коефіцієнт α_s:

Уточнюємо коефіцієнт φ в другому наближенні:

Остаточно визначаємо несучу здатність колони:

Перевіряємо умову:

– умова виконується, несуча здатність колони забезпечується.

4.3.4 Конструювання колони. Поздовжню арматуру в поперечному перерізі розміщуємо симетрично по кутах, забезпечуючи величину захисного шару бетону із умови с_b≥d_s ≥18 мм. При d_s=18 мм призначаємо захисний шар бетону с_b =30 мм. Приймаємо зварні пласкі каркаси марки КР3, які слід виготовляти в заводських умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР3 слід об’єднувати в просторові шляхом приварювання окремих стрижнів марки ОС3 із Ø8 А400С за допомогою електрозварювальних кліщів. Діаметр поперечної арматури в колоні приймаємо конструктивно із умови d_sw ≥ 0,25d_s= 0,25·18=4,5 мм. Фактично приймаємо поперечні хомути діаметром 5 мм із гарячекатаної арматури класу А240С. Крок хомутів у колоні у випадку зварних каркасів призначаємо із умови s_w ≥ 20d_s ≥ b_c. Призначаємо крок хомутів s_w=b_c=20·18=360 мм, приймаємо s_w=300 мм. Захисний шар бетону для торців поперечної арматури – 15мм.

Довжину напуску поздовжньої арматури з арматурою випусків із монолітного фундаменту приймаємо рівною l_ov=20d_s=20·18=360 мм