5. Расчет и конструирование колонны
Для проектируемого 8-этажного здания принята сборная железобетонная колонна сечением 40×40 см.
Для колонн применяется тяжелый бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, а для сильно загруженных – не ниже В25. Армируются колонны продольными стержнями диаметром 16 …40 мм из горячекатаной стали А400, А500С и поперечными стержнями преимущественно из горячекатаной стали класса А240.
5.1. Исходные данные
Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах (см. табл. 1).
Нагрузка на 1 м2 покрытия
Таблица 3
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка (γf= 1), кН/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке γf |
Расчетная нагрузка (γf> 1), кН/м2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Гидроизоляционный ковер (3 слоя) |
0,150 |
1,3 |
0,195 |
Армированная цементно-песчаная стяжка, δ = 40 мм, ρ = 2200 кг/м3 |
0,880 |
1,3 |
1,144 |
Керамзит по уклону, δ = 100 мм, ρ = 600 кг/м3 |
0,600 |
1,3 |
0,780 |
Утеплитель – минераловатные плиты, δ = 150 мм, ρ = 150 кг/м3 |
0,225 |
1,2 |
0,270 |
Пароизоляция 1 слой |
0,050 |
1,3 |
0,065 |
Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов, δ = 220 мм |
3,400 |
1,1 |
3,740 |
Постоянная нагрузка (groof) |
5,305 |
|
6,194 |
Временная нагрузка – |
|
|
|
снеговая* :S = Sg |
1,800·0,7 = 1,260 |
– |
1,800 |
в том числе длительная часть снеговой нагрузки Sl |
0,630 |
– |
0,900 |
Полная нагрузка (groof+ S) |
6,565 |
|
7,994 |
* - полная кратковременная снеговая нагрузка и коэффициент μ принимаются по СП 20.13330.2011 или по Приложению 16.
Материалы для колонны:
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В25, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 14,5 МПа (табл. 6.8[2], Приложение 4).
Арматура:
− продольная рабочая класса А500С (диаметр 16 …40мм), расчётное сопротивление Rs = Rsc = 435 МПа (табл. 6.14[2], Приложение 7),
− поперечная – класса А240.
5.2. Определение усилий в колонне
Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hfl = 2,8 м. Высота типового этажа hflтакже равна 2,8 м.
Грузовая площадь колонныА = 6×6,3 = 37,8 м2.
Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:
N = γn(g +Vp + φзV0) n·A + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A,
где n – количество этажей. В нашем случае n = 8;А – грузовая площадь;
g, Vp,V0 – соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл. 1.
Согласно табл. 1, g = 4,7 кН/м2; Vp = 0,6кН/м2;V0 = 1,95кН/м2;
groof – постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2 (groof = 6,194 кН/м2);
S – полная снеговая нагрузка на 1 м2 покрытия по табл. 2;
gb– собственный вес ригеля с учетом γf и γnдлиной (6,3 – 0,4) = 5,9 м;
gb= 3,85·5,9 = 22,72кН;
3,85 кН/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля (см. расчет ригеля);
gcol – собственный вес колонны;
gcol = γn· γf · ρ· Аcol·hfl = 1,0·1,1·2500(10-2) ·0,4·0,4·2,8 = 12,32 кН;
φ3 – коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей), определяемый по формуле (8.3[1]):
;
где φ1=
0,69 (см. расчет ригеля);
;
N = 1,0·(4,7 +0,6+ 0,504·1,95) ·8·37,8 + 22,72· (8 + 1) + 12,32· (8 + 1) +
+ 1,0· (6,194 + 1,8) ·37,8 = 2517,45кН.