3. Расчёт колонны.

3.1. Расчет колонны на сжатие.

Бетон тяжелый, класса В15.

Продольная и поперечная арматура - класса A400.

Сетка колонн

Высота этажей между отметками чистого пола – 5,4 м. Нормативные значения временной нагрузки на междуэтажные перекрытия 15 кН/м², снеговой нагрузки на покрытие – 1,8 кН/м² (для г. Пенза). Коэффициент надежности по ответственности здания

Полная грузовая площадь для одной внутренней колонны составит:

Подсчет нагрузок на грузовую площадь сведен в таблицу.

Колонну принимаем сечением 400х400 мм. Собственный вес колонны длиной 5,4 м с учетом веса двухсторонней консоли будет:

Нормативный- 1,0[0,4х0,4х5,4+(0,3х0,7+0,35х0,35)0,4]25=24,925 кН;

Расчетный- 1,1х24,925=27,42 кН;

Расчет колонны по прочности на сжатие производим для двух схем загружения:

Расчет колонны первого этажа:

А. При сплошном загружении временной нагрузкой расчет колонны произвоидится в сечении 1.

От кратковременного действия нагрузки:

N=304,73+4х754,44+5х27,42=3459,59 кН

Вид нагрузки	Нагрузка (кН/м2)хх	Нормативная нагрузка (кН)		Расчетн. нагрузка
А. Нагрузка на перекрытие
1. Собственный вес конструкций кровли (ковер, утеплитель, стяжка и пр.) 2. Вес железобетонной конструкции покрытия. 3. Временная нагрузка (снег)	1,9535,11,0 3,95х35,1х1,0 1,8х35,1	68,4 138,6 44,23	1,3 1,1 1/0,7	88,92 152,51 63,3
Полная нагрузка		252,23		304,73

Б. Нагрузка на межэтажное перекрытие
1. Вес железобетонных конструкций перекрытия 2. Вес пола и пекрегородок 3. Временная нагрузка с коэф. снижения 0,77х10,=7,7кН/м2.	3,95х35,1 х1,0 2,5х35,1х1,0 0,8х15х35,1х1,0	138,645 87,75 421,2	1,1 1,1 1,2	152,51 96,5 505,4
Полная нагрузка		647,6		754,44

при Нэт/b=5,4/0,4=13,5, тогда φ=0,89.

От длительного действия постоянного и длительного части полезной нагрузки:

N_l=88,92+152,51+0,5х63,3+4(152,51+96,5+0,5х505,4)+5х27,42=2417,02 кН

Б. При полосовом загружении временной нагрузкой перекрытия над первым этажом в сечении 2.

Постоянная и временная нагрузки на одну внутреннюю колонну от покрытия и всех межэтажных перекрытий, кроме того перекрытия 1-го этажа; собирается с полной грузовой площадью 35,1 м². Постоянная нагрузка от перекрытия 1-го этажа собирается с полной грузовой площади.

Временная нагрузка на перекрытие 1-го этажа собирается с половины грузовой площади, учитывается полосовое ее расположение через пролет. Расчетная продольная сила N в расчетном сечении колонны с учетом собственного веса пяти ее верхних этажей, расположенных выше рассматриваемого сечения:

N=304,73+4·754,44+4·27,42-=3305,82 кН.

Расчетный изгибающий момент М:

Для определения момента М в расчетном сечении 1 колонны временную нагрузку на ригеле перекрытия 1-го этажа располагаем в одном из примыкающих к колонне пролетов. Величина расчетной временной нагрузки р на 1 м длины ригеля с учетом коэффициента снижения к₂=0,8.

кН.

Расчетные высоты колонн будут:

для первого этажа:

;

Линейные моменты инерции колонны сечением 400400 мм:

для первого этажа: м³

для второго этажа:

м³.

Площадь поперечного сечения

А=320х600+2х160х100+2х1/2х160х100=240000 м³.

Статический момент

S=320х600х300+2х160х100х150+2х160х100х2/3х100=64533333,33 мм².

у₀=S/А=64533333,33/240000=268,9 мм.

Расчетный изгибающий момент М в расчетном сечении колонны по формуле:

кН·м.

кН·м.

M_nl=0,5M/γf=13,23 кНм

l₀=H₁=3,55 м.

Для тяжелого бетона класса В15 имеем расчетное сопротивление бетона модуль упругости бетонаДля продольной арматуры класса А400 расчетное сопротивлениемодуль упругости

Размеры сечения колонны:

.

Рабочая высота сечения:

(предварительно принимаем ).

, поэтому необходимо учитывать прогиб колонны.

принимаем e₀=13,3 мм

В свою очередь определяются по формулам:

кН·м;

кН·м;

Так как

то принимаем .

Задаемся

Жесткость колонны:

Условная критическая сила определяется по формуле:

;

то:

;

Допускается принимать ;

Проверка:

По большему из полученных значений As,tot подбираем арматуру:

As,tot=6314,93 мм²

As,tot=4342,2 мм²

As,tot=2∙3193,25=6386,25 мм²

As,tot=2∙0,0015∙400∙350=420 мм².

Принимаем: 8ϕ32А400 с As,tot=6434 мм².