- •Конструктивная схема здания
- •Конструктивная схема сборного перекрытия
- •3. Расчет многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия при действии временной нагрузки, равной 4,5 кН/м2.
- •Материалы для плиты
- •2.2 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы Определение внутренних усилий
- •Приведение сечения к эквивалентному тавровому
- •Расчет по прочности нормального сечения при действии изгибающего момента
- •Расчет по прочности при действии поперечной силы
- •3.3. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы.
- •Потери предварительного напряжения арматуры.
- •Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси
- •3.4.Расчет прогиба плиты.
- •4. Расчет и конструирование однопролетного ригеля.
- •4.1. Исходные данные.
- •4.2. Определение усилий в ригеле.
- •4.3. Расчет ригеля по прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента.
- •4.4. Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил.
- •4.5. Построение эпюры материалов.
- •5. Расчет и конструирование колонны.
- •5.1. Исходные данные.
- •5.2. Определение усилий в колонне.
- •5.3. Расчет колонны по прочности.
- •6. Расчет и конструирование фундамента под колонну.
- •6.1. Исходные данные.
- •6.2. Определение размера стороны подошвы фундамента.
- •6.3. Определение высоты фундамента.
- •6.4.Расчет на продавливание
- •6.5. Определение площади арматуры подошвы фундамента
- •7. Список использованной литературы
5. Расчет и конструирование колонны.
Для проектирумого 14-этажного здания принята сборная ж/б колонная сечением 40х40 см.
5.1. Исходные данные.
Нагрузка на 1 м2 перекрытия принимается такой же, как и в предыдущих расчетах.
Таблица 3.
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка (γƒ = 1), кг/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке γƒ |
Расчетная нагрузка (γƒ> 1), кг/м2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Гидроизоляционный ковер (3 слоя) |
15 |
1,3 |
19,5 |
Армированная цементно-песчаная стяжка, δ = 40 мм, ρ = 2200 кг/м3 |
88 |
1,3 |
114,4 |
Керамзит по уклону, δ = 100 мм, ρ = 600 кг/м3 |
60 |
1,3 |
78 |
Утеплитель – минераловатные плиты, δ = 150 мм, ρ = 150 кг/м3 |
22,5 |
1,2 |
27 |
Пароизоляция 1 слой |
5 |
1,3 |
6,5 |
Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов, δ = 220 мм |
341 |
1,1 |
375,1 |
Постоянная нагрузка (groof) |
531,5 |
|
620,5 |
Временная нагрузка: |
|
|
|
снеговая*: S = S0µ |
180·0,7 = 126 |
- |
180 |
в том числе длительная часть снеговой нагрузки Ssh |
63 |
- |
90 |
Полная нагрузка (groof + S) |
657,5 |
|
800,5 |
Материалы для колонны:
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30, расчетное сопротивление при сжатии Rb = 173 кгс.
Арматура:
-продольная рабочая класса А500С, расчетное сопротивление Rs = Rsc = 4430 кг/см2,
-поперечная – класса А240.
5.2. Определение усилий в колонне.
Рассчитывается средняя колонна подвального этажа высотой hƒl = 2,8 м. Высота типового этажа hƒl также равна 2,8 м.
Грузовая площадь колонны А = 6,4·5,6 = 35,84 м2.
Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:
N = γn(g + Vp + ψn1·V0) ·n·A + gb(n + 1) + gcol(n + 1) + γn(groof + S)A, где
n – кол-во этажей, n = 13
А – грузовая площадь;
g, Vp, V0 – соотвественно постоянная и временная нагрузки на 1 м2 перекрытия по табл. 1. Согласно табл. 1, g = 471,3 кг/м2, Vp = 64,8 кг/м2, V0 = 195 кг/м2.
groof – постоянная нагрузка на 1 м2 покрытия, groof = 620,5 кг/м2;
Nb – собственный вес ригеля с учетом γƒ и γn; Nb = 319·(5.6 – 0,4) = 1658,8 кг;
319 кг/м – погонная нагрузка от собственного веса ригеля;
Ncol – собственный вес колонны; Ncol = γn·γf ·ρ·Acol·hfl = 1·1,1·2500·0,42·2,8 = 1232 кг;
ψn1 – коэффициент сочетаний (коэффициент снижения временных нагрузок в зависимости от количества этажей), определяемый по формуле:
ψn1 = 0,4 + (ψA1 – 0,4)/ , где
ψА1 = 0,704 (из расчета ригеля);
ψn1 = 0,4 + (0,701 – 0,4)/ = 0,483;
N = 1(471,3 + 64,8 + 0,483·195)·13·35,84 + 1658,8·(13 + 1) + 1232 · (13+1)+
+1·(620,5 + 180)·35,84 = 362823,51 кг.
5.3. Расчет колонны по прочности.
Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом еа:
еа = hcol/30 = 40/30 = 1,33 см; ea = hfl/600 = 280/600 = 0,47 см; ea = 1 см.
l0 = 0,7·(hfl + 15) = 0,7·(280 + 15) = 206,5 см;
При классе бетона В30, еа = 1,33 см, гибкости l0/hcol = 206,5/40 = 5,16 < 20 допускается производить расчет сжатых элементов из условия:
N ≤ φ·(γb1·Rb·Ab + Rsc·As,tot), где
Аb – площадь сечения колонны, Ab = 40·40 = 1600 см2;
As,tot – площадь всей продольной арматуры в сечении колонны:
l0 – расчетная длина колонны подвала с шарнирным опиранием в уровне 1-го этажа и с жесткой заделкой в уровне фундамента;
Rsc – расчетное сопротивление арматуры сжатию.
φ – коэффициент, принимаемый принимаемый при длительном действии нагрузки в зависимости от гибкости колонны.
As,tot = = = 32,79 см2.
Из условия ванной сварки выпусков продольной арматуры при стыке колонн, минимальный ее диаметр должен быть не менее 20 мм.
Принимаем 4Ø36 А500С с Аs = 40,7 см2.
µ = 40,7/1600·100% = 2,54 % > 0,15 %, т.к. l0/hcol = 5,16.
Диаметр поперечной арматуры принимаем Ø8 А240 (из условия сварки с продольной арматурой). Исходя из конструктивных требований s ≤ 15d = 15·32 = 480 мм и s ≤ 500 мм принимаем шаг попереных стержней s = 400 мм.