Практическое занятие №8
Тема: Проектирование сборной железобетонной колонны
Сбор нагрузок на колонну
Определение нагрузки на колонну с грузовой площади, соответствующей заданной сетке колонн.
Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:
-от перекрытия;
-от собственного веса балки;
-от собственного веса колонны;
Итого:
Временная нагрузка :
- от перекрытия одного этажа;
- в том числе длительная.
Постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэффициент
надежности,
|
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
1) Гидроизоляционный ковер (3 слоя рубероида на битумной мастике) |
|
|
|
2) Цементно-песчаная стяжка (δ=30 мм, γ=1800 кг/м3) |
|
|
|
3) Утеплитель (δ=150 мм, γ=250кг/м3) |
|
|
|
4) Пароизоляция |
|
|
|
5) Ж/б плита покрытия (δ=220 мм, ρ=18кг/м3) |
|
|
|
Итого: |
|
|
|
Таким
образом, суммарная (максимальная)
величина продольной силы в колонне
первого этажа (при заданном количестве
этажей)
,
в том числе длительно действующая
.
Требуемая площадь сечения арматуры (φ принимается равным 0,8):
,
Принимается количество стержней и их диаметр.
Рисунок – Схема армирования колонны
Расчет прочности сечения колонны
Расчет прочности сечения колонны выполняется на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом.
Фактическая несущая способность расчетного сечения колонн будет равна:
,
,
Если условие выполняется, следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются требования по минимальному армированию, поскольку:
,
Поперечная арматура в колонне конструируется из арматуры класса диаметром, устанавливается она с помощью контактной сварки с шагом S=150 - 300мм <20d и не менее 500 мм.
Вид сопротивления |
Бетон |
Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb при классе бетона по прочности на сжатие, МПа |
||||||||||||||||||
|
|
В1 |
В1,5 |
В2 |
В2,5 |
В3,5 |
В5 |
В7,5 |
В10 |
В12,5 |
В15 |
В20 |
В25 |
В30 |
В35 |
В40 |
В45 |
В50 |
В55 |
В60 |
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb |
Тяжелый и мелкозернистый |
|
|
|
|
2,1 |
2,8 |
4,5
|
6,0 |
7,5 |
8,5 |
11,5 |
14,5 |
17,0 |
19,5 |
22,0 |
25,0 |
27,5 |
30,0 |
33,0 |
|
Легкий |
|
|
|
1,5 |
2,1 |
2,8 |
4,5 |
6,0 |
7,5 |
8,5 |
11,5 |
14,5 |
17,0 |
19,5 |
22,0 |
|
|
|
|
|
Ячеистый
|
0,63 |
0,95 |
1,3 |
1,6 |
2,2 |
3,1 |
4,6 |
6,0 |
7,0 |
7,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица
1 - Расчетные сопротивления бетона для
предельных состояний первой группы Rb
Таблица 2 - Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
Арматура классов |
Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа |
|
растяжению Rs |
сжатию Rsc |
|
А240 |
210 |
210 |
А400 |
350 |
350 |
А500 |
435 |
435 |
А600 |
520 |
470 |
А800 |
695 |
500 |
А1000 |
870 |
500 |
В500 |
435 |
415 |
Вр500 |
415 |
390 |
Вр1200 |
1050 |
500 |
Вр1300 |
1130 |
500 |
Вр1400 |
1215 |
500 |
Вр1500 |
1300 |
500 |
Вр1600 |
1390 |
500 |
К1400 |
1215 |
500 |
К1500 |
1300 |
500 |
К1600 |
1390 |
500 |
К1700 |
1475 |
500 |
Таблица 3 - Значения , R, R и с для элементов из тяжелого бетона классов
Коэффициент условий |
Класс растянутой |
Обозначение |
Значения , R, R и с для элементов из тяжелого бетона классов |
||||||||||
работы бетона b2 |
арматуры |
|
B12,5 |
B15 |
B20 |
B25 |
B30 |
B35 |
B40 |
B45 |
B50 |
B55 |
B60 |
0,9 |
Любой |
|
0,796 |
0,788 |
0,766 |
0,746 |
0,726 |
0,710 |
0,690 |
0,670 |
0,650 |
0,634 |
0,614 |
|
А500 ( 10–40) |
R |
0,662 |
0,652 |
0,627 |
0,604 |
0,582 |
0,564 |
0,542 |
0,521 |
0,500 |
0,484 |
0,464 |
|
и Bp500 ( 4; 5) |
R |
0,443 |
0,440 |
0,430 |
0,422 |
0,413 |
0,405 |
0,395 |
0,381 |
0,376 |
0,367 |
0,355 |
|
|
с |
4,96 |
4,82 |
4,51 |
4,26 |
4,03 |
3,86 |
3,68 |
3,50 |
3,36 |
3,23 |
3,09 |
|
A400 |
R |
0,689 |
0,680 |
0,650 |
0,632 |
0,610 |
0,592 |
0,571 |
0,550 |
0,531 |
0,512 |
0,490 |
|
|
R |
0,452 |
0,449 |
0,439 |
0,432 |
0,424 |
0,417 |
0,408 |
0,399 |
0,390 |
0,381 |
0,370 |
|
|
с |
6,46 |
6,29 |
5,88 |
5,55 |
5,25 |
5,04 |
4,79 |
4,57 |
4,38 |
4,22 |
4,03 |
|
A240 |
R |
0,708 |
0,698 |
0,674 |
0,652 |
0,630 |
0,612 |
0,591 |
0,570 |
0,551 |
0,533 |
0,510 |
|
|
R |
0,457 |
0,455 |
0,447 |
0,439 |
0,432 |
0,425 |
0,416 |
0,407 |
0,399 |
0,391 |
0,380 |
|
|
с |
8,04 |
7,82 |
7,32 |
6,91 |
6,54 |
6,27 |
5,96 |
5,68 |
5,46 |
5,25 |
5,01 |
1,0 |
Любой |
|
0,790 |
0,782 |
0,758 |
0,734 |
0,714 |
0,694 |
0,674 |
0,650 |
0,630 |
0,610 |
0,586 |
|
А500 ( 10–40) |
R |
0,628 |
0,619 |
0,591 |
0,563 |
0,541 |
0,519 |
0,498 |
0,473 |
0,453 |
0,434 |
0,411 |
|
и Bp500 ( 4; 5) |
R |
0,431 |
0,427 |
0,416 |
0,405 |
0,395 |
0,384 |
0,374 |
0,361 |
0,350 |
0,340 |
0,327 |
|
|
с |
3,89 |
3,79 |
3,52 |
3,29 |
3,12 |
2,97 |
2,83 |
2,68 |
2,56 |
2,46 |
2,35 |
|
A400 |
R |
0,660 |
0,650 |
0,623 |
0,593 |
0,573 |
0,551 |
0,530 |
0,505 |
0,485 |
0,465 |
0,442 |
|
|
R |
0,442 |
0,439 |
0,429 |
0,417 |
0,409 |
0,399 |
0,390 |
0,378 |
0,367 |
0,357 |
0,344 |
|
|
с |
5,07 |
4,94 |
4,60 |
4,29 |
4,07 |
3,87 |
3,69 |
3,49 |
3,34 |
3,21 |
3,06 |
|
A240 |
R |
0,682 |
0,673 |
0,645 |
0,618 |
0,596 |
0,575 |
0,553 |
0,528 |
0,508 |
0,488 |
0,464 |
|
|
R |
0,449 |
0,447 |
0,437 |
0,427 |
0,419 |
0,410 |
0,400 |
0,389 |
0,379 |
0,369 |
0,356 |
|
|
с |
6,31 |
6,15 |
5,72 |
5,34 |
5,07 |
4,82 |
4,59 |
4,35 |
4,16 |
3,99 |
3,80 |
Таблица 4 - Значения , R, R и с для элементов из мелкозернистого бетона и легкого бетонов.
Коэффициент условий работы |
Класс растянутой арматуры |
Обозначение |
Значения , R, R и с для элементов из мелкозернистого бетона группы А, легкого и поризованного бетонов классов |
|||||||||
бетона b2 |
|
|
B5 |
B7,5 |
B10 |
В12,5 |
B15 |
B20 |
B25 |
В30 |
B35 |
В40 |
0,9 |
Любой |
|
0,780 |
0,768 |
0,757 |
0,746 |
0,738 |
0,716 |
0,696 |
0,676 |
0,660 |
0,640 |
|
А500 ( 10–40) и Bp500 |
R |
0,643 |
0,629 |
0,617 |
0,604 |
0,595 |
0,571 |
0,551 |
0.528 |
0,510 |
0,490 |
|
( 4; 5) |
R |
0,436 |
0,431 |
0,427 |
0,422 |
0,418 |
0,408 |
0,399 |
0,388 |
0,380 |
0,370 |
|
|
с |
4,71 |
4,54 |
4,39 |
4,26 |
4,16 |
3,92 |
3,75 |
3,55 |
3,42 |
3,28 |
|
A400 |
R |
0,671 |
0,657 |
0,644 |
0,632 |
0,623 |
0,599 |
0,577 |
0,556 |
0,539 |
0,519 |
|
|
R |
0,446 |
0,441 |
0,437 |
0,432 |
0,429 |
0,420 |
0,411 |
0,401 |
0,394 |
0,384 |
|
|
с |
6,14 |
5,92 |
5,73 |
5,55 |
5,43 |
5,12 |
4,86 |
4,63 |
4,46 |
4,27 |
|
A240 |
R |
0,690 |
0,676 |
0,664 |
0,652 |
0,643 |
0,619 |
0,597 |
0,576 |
0,559 |
0,539 |
|
|
R |
0,452 |
0,448 |
0,444 |
0,439 |
0,436 |
0,427 |
0,419 |
0,410 |
0,403 |
0,394 |
|
|
с |
7,64 |
7,36 |
7,13 |
6,91 |
6,75 |
6,37 |
6,05 |
5,76 |
5,56 |
5,31 |
1,1 |
Любой |
|
0,774 |
0,761 |
0,747 |
0,734 |
0,725 |
0,700 |
0,672 |
0,648 |
0,628 |
0,608 |
|
А500 ( 10–40) и Bp500 |
R |
0,609 |
0,594 |
0,578 |
0,563 |
0,553 |
0,526 |
0,496 |
0,471 |
0,451 |
0,432 |
|
( 4; 5) |
R |
0,424 |
0,418 |
0,411 |
0,405 |
0,400 |
0,388 |
0,373 |
0,360 |
0,349 |
0,339 |
|
|
с |
3,70 |
3,56 |
3,42 |
3,29 |
3,22 |
3,01 |
2,82 |
2,67 |
2,55 |
2,45 |
|
A400 |
R |
0,641 |
0,626 |
0,610 |
0,595 |
0,585 |
0,558 |
0,528 |
0,503 |
0,482 |
0,463 |
|
|
R |
0,436 |
0,430 |
0,424 |
0,418 |
0,414 |
0,402 |
0,389 |
0,377 |
0,366 |
0,356 |
|
|
с |
4,82 |
4,64 |
4,45 |
4,29 |
4,19 |
3,67 |
3,48 |
3,30 |
3,33 |
3,19 |
|
A240 |
R |
0,663 |
0,648 |
0,633 |
0,618 |
0,608 |
0,581 |
0,551 |
0,526 |
0,506 |
0,486 |
|
|
R |
0,443 |
0,438 |
0,433 |
0,427 |
0,423 |
0,412 |
0,399 |
0,388 |
0,378 |
0,368 |
|
|
с |
6,00 |
5,71 |
5,54 |
5,34 |
5,21 |
4,89 |
4,57 |
4,33 |
4,14 |
3,97 |
Таблица 5 – Определение и
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
m |
|
|
m |
|
|
m |
0,01 |
0,995 |
0,010 |
0,26 |
0,870 |
0,226 |
0,51 |
0,745 |
0,380 |
0,02 |
0,990 |
0,020 |
0,27 |
0,865 |
0,234 |
0,52 |
0,740 |
0,385 |
0,03 |
0,985 |
0,030 |
0,28 |
0,860 |
0,241 |
0,53 |
0,735 |
0,390 |
0,04 |
0,980 |
0,039 |
0,29 |
0,855 |
0,243 |
0,54 |
0,730 |
0,394 |
0,05 |
0,975 |
0,049 |
0,30 |
0,850 |
0.255 |
0,55 |
0,725 |
0,399 |
0,06 |
0,970 |
0,058 |
0,31 |
0,845 |
0,262 |
0,56 |
0,720 |
0,403 |
0,07 |
0,965 |
0,068 |
0,32 |
0,840 |
0,269 |
0,57 |
0,715 |
0,407 |
0,08 |
0,960 |
0,077 |
0,33 |
0,835 |
0,276 |
0,58 |
0,710 |
0,412 |
0,09 |
0,955 |
0,086 |
0,34 |
0,830 |
0,282 |
0,59 |
0,705 |
0,416 |
0,10 |
0,950 |
0,095 |
0,35 |
0,825 |
0,289 |
0,60 |
0,700 |
0,420 |
0,11 |
0,945 |
0,104 |
0,36 |
0,820 |
0,295 |
0,62 |
0,690 |
0,428 |
0,12 |
0,940 |
0,113 |
0,37 |
0,815 |
0,302 |
0,64 |
0,680 |
0,435 |
0,13 |
0,935 |
0,122 |
0,38 |
0,810 |
0,308 |
0,66 |
0,670 |
0,442 |
0,14 |
0,930 |
0,130 |
0,39 |
0,805 |
0,314 |
0,68 |
0,660 |
0,449 |
0,15 |
0,925 |
0,139 |
0,40 |
0,800 |
0,320 |
0,70 |
0,650 |
0,455 |
0,16 |
0,920 |
0,147 |
0,41 |
0,795 |
0,326 |
0,72 |
0,640 |
0,461 |
0,17 |
0,915 |
0,156 |
0,42 |
0,790 |
0,332 |
0,74 |
0,630 |
0,466 |
0,18 |
0,910 |
0,164 |
0,43 |
0,785 |
0,338 |
0,76 |
0,620 |
0,471 |
0,19 |
0,905 |
0,172 |
0,44 |
0,780 |
0,343 |
0,78 |
0,610 |
0,476 |
0,20 |
0,900 |
0,180 |
0,45 |
0,775 |
0,349 |
0,80 |
0,600 |
0,480 |
0,21 |
0,895 |
0,188 |
0,46 |
0,770 |
0,354 |
0,85 |
0,575 |
0,489 |
0,22 |
0,890 |
0,196 |
0,47 |
0,765 |
0,360 |
0,90 |
0,550 |
0,495 |
0,23 |
0,885 |
0,204 |
0,48 |
0,760 |
0,365 |
0,95 |
0,525 |
0,499 |
0,24 |
0,880 |
0,211 |
0,49 |
0,755 |
0,370 |
1,00 |
0,500 |
0,500 |
0,25 |
0,875 |
0,219 |
0,50 |
0,750 |
0,375 |
— |
— |
— |
Таблица 6 – Сортамент арматуры
Масса 1погонного метра кг. |
Диаметр арматуры |
Расчетная площадь (см2) 1 стержня |
Расчетная площадь (см2) 2 стержня |
Расчетная площадь (см2) 3 стержня |
Расчетная площадь (см2) 4 стержня |
Расчетная площадь (см2) 5 стержн |
Расчетная площадь (см2) 6 стержн |
Расчетная площадь (см2) 7 стержн |
Расчетная площадь (см2) 8 стержн |
Расчетная площадь (см2) 9 стержн |
Расчетная площадь (см2) 10 стержн |
Диаметр арматуры А240 |
Диаметр арматуры А400 |
Диаметр арматуры А500 |
Диаметр арматуры А600А800 |
Диаметр арматуры Вр500 |
Диаметр арматуры А1000 |
0,055 |
3 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
|
|
|
|
3 |
|
0,099 |
4 |
0,1 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,3 |
|
|
|
|
4 |
|
0,154 |
5 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
|
|
|
5 |
|
0,222 |
6 |
0,3 |
0,6 |
0,8 |
1,1 |
1,4 |
1,7 |
2,0 |
2,3 |
2,5 |
2,8 |
6 |
|
6 |
|
|
|
0,395 |
8 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
8 |
|
8 |
|
|
|
0,617 |
10 |
0,8 |
1,6 |
2,4 |
3,1 |
3,9 |
4,7 |
5,5 |
6,3 |
7,1 |
7,9 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
10 |
0,888 |
12 |
1,1 |
2,3 |
3,4 |
4,5 |
5,7 |
6,8 |
7,9 |
9,0 |
10,2 |
11,3 |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
12 |
1,208 |
14 |
1,5 |
3,1 |
4,6 |
6,2 |
7,7 |
9,2 |
10,8 |
12,3 |
13,9 |
15,4 |
14 |
14 |
14 |
14 |
|
14 |
1,578 |
16 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
8,0 |
10,1 |
12,1 |
14,1 |
16,1 |
18,1 |
20,1 |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
16 |
1,998 |
18 |
2,5 |
5,1 |
7,6 |
10,2 |
12,7 |
15,3 |
17,8 |
20,4 |
22,9 |
25,4 |
18 |
18 |
18 |
18 |
|
18 |
2,466 |
20 |
3,1 |
6,3 |
9,4 |
12,6 |
15,7 |
18,8 |
22,0 |
25,1 |
28,3 |
31,4 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
20 |
2,984 |
22 |
3,8 |
7,6 |
11,4 |
15,2 |
19,0 |
22,8 |
26,6 |
30,4 |
34,2 |
38,0 |
22 |
22 |
22 |
22 |
|
22 |
3,853 |
25 |
4,9 |
9,8 |
14,7 |
19,6 |
24,5 |
29,5 |
34,4 |
39,3 |
44,2 |
49,1 |
25 |
25 |
25 |
|
|
25 |
4,834 |
28 |
6,2 |
12,3 |
18,5 |
24,6 |
30,8 |
36,9 |
43,1 |
49,3 |
55,4 |
61,6 |
28 |
28 |
28 |
|
|
28 |
6,313 |
32 |
8,0 |
16,1 |
24,1 |
32,2 |
40,2 |
48,3 |
56,3 |
64,3 |
72,4 |
80,4 |
32 |
32 |
32 |
|
|
32 |
7,990 |
36 |
10,2 |
20,4 |
30,5 |
40,7 |
50,9 |
61,1 |
71,3 |
81,4 |
91,6 |
101,8 |
36 |
36 |
36 |
|
|
|
9,865 |
40 |
12,6 |
25,1 |
37,7 |
50,3 |
62,8 |
75,4 |
88,0 |
100,5 |
113,1 |
125,7 |
40 |
40 |
40 |
|
|
|
12,485 |
45 |
15,9 |
31,8 |
47,7 |
63,6 |
79,5 |
95,4 |
111,3 |
127,2 |
143,1 |
159,0 |
|
45 |
|
|
|
|
15,413 |
50 |
19,6 |
39,3 |
58,9 |
78,5 |
98,2 |
117,8 |
137,4 |
157,1 |
176,7 |
196,3 |
|
50 |
|
|
|
|
18,650 |
55 |
23,8 |
47,5 |
71,3 |
95,0 |
118,8 |
142,5 |
166,3 |
190,1 |
213,8 |
237,6 |
|
55 |
|
|
|
|
22,195 |
60 |
28,3 |
56,5 |
84,8 |
113,1 |
141,4 |
169,6 |
197,9 |
226,2 |
254,5 |
282,7 |
|
60 |
|
|
|
|
30,210 |
70 |
38,5 |
77,0 |
115,5 |
153,9 |
192,4 |
230,9 |
269,4 |
307,9 |
346,4 |
384,8 |
|
70 |
|
|
|
|
39,458 |
80 |
50,3 |
100,5 |
150,8 |
201,1 |
251,3 |
301,6 |
351,9 |
402,1 |
452,4 |
502,7 |
|
80 |
|
|
|
|