5.4. Расчет колонны на прочность. Определение размеров сечения колонны.

Предполагая, что колонна работает на центральное сжатие, принимаем коэффициент армирования = 0.01-0.03 и без учета коэффициента продольного изгиба, требуемая площадь будет равна:

см².

Принимаем квадратное сечение колонны со стороной h_с = 55 см. Тогда A_c =55х55 = 3025см².

5.5. Расчет продольного армирования колонны второго этажа.

Величина случайного эксцентриситета

Принимаем величину случайного эксцентриситета e_a=20мм.

Относительная величина случайного эксцентриситета

Расчетная длина колонны

где -коэффициент, учитывающий условия закрепления, 1,0.

-высота элемента в свету, принимаем равной высоте колонны.

Условная расчетная длина колонны:

здесь:

Тогда гибкость колонны

При и , по таблице получаем

Необходимое сечение продольной арматуры

Конструктивно принимаем 414 S500 A_stot= 7.69см²

5.6. Расчет продольного армирования колонны первого этажа.

Величина случайного эксцентриситета

Принимаем величину случайного эксцентриситета e_a=20мм

Расчетная длина колонны .

здесь:

гибкость колонны

При и , по таблице получаем

Необходимое сечение продольной арматуры

Принимаем 414+418 S500 A_stot= 16.34см²

Проверим несущую способность сечения с принятым армированием:

N_sd =2267.66кН<0.900 (1 10.6755 55+4356.16+417 10.18)/10=3524.21 кН

В качестве поперечной арматуры для армирования колонны прини­маем стержни 6мм из стали класса S240 с шагом 20 см, что меньше 15= 151.4 = 21см.

5.7. Расчет консоли колонны.

Консоль колонны воспринимает поперечную силу ригеля от одного междуэтажного перекрытия. Наибольшая поперечная сила действует на опоре B слева и равна V=444.8 кН.

5.8. Конструирование консоли.

Минимально допустимая длина площадки опирания ригеля на колонну из условия прочности на смятие:

см

Расстояние от торца сборного ригеля до грани колонны d = 6 см, тогда вылет консоли равен: l = l_sup + d = 13.89+ 6 = 19.89 см

С учётом возможной неравномерности распределения давления по опорной поверхности, а также неточности при монтаже принимаем

Требуемая рабочая высота консоли у грани колонны может быть опре­делена из условия прочности наклонного сечения по сжатой полосе:

Полную высоту консоли у её основания принимаем h=45см.

Тогда

Условие выполняется, и данная конструкция относится к короткой.

Нижняя грань консоли у ее основания наклонена под углом 45⁰(рис.5.2), поэтому высота свободного конца консоли:

см;

5.9. Армирование консоли.

Ригель опирается на консоль на длине площадки, равной 225 мм.

Расчетный изгибающий момент силы V_sd относительно грани колонны:

M = V_sd × a, где – расстояние от силы до грани примыка­ния консоли к колонне.

M = 444.8 ×17.25 = 7672.8 кН × см.

Требуемую площадь сечения продольной арматуры подбираем по из­гибающему моменту M, увеличенному на 25%:

Принимаем: 2Æ20 S500(A =6.28 см²). Эти стержни привариваются к закладным деталям консоли.

Так как поперечная сила приложена от грани колоны на расстоянии

17.25см<

то прочность наклонных сечений на действие главных растягивающих усилий можно не производить.

Так как h=45см>2.5×a=2.5×17.25=43.125см, то консоль армируется отогнутыми и поперечными стержнями.

Площадь сечения отогнутой арматуры можно определить по:

A_st,inc = 0.0015× b_с × d_ут = 0.0015× 55 × 41.5 = 3.42см².

Отогнутую арматуру устанавливаем в двух наклонных сечениях по два стержня в каждом сечении, то есть 4Æ12 S500 (A_s = 4.52 см²).

Поперечные стержни принимаем по двум граням консоли из стали класса S240 Æ8 мм (A_sw=1.06 см²). Шаг поперечных стержней должен быть не более 15 см и не более h/4 =45/4=11.25 см. Принимаем в пределах консоли шаг поперечных стержней S = 15 см.

Рис 5.2. Армирование консоли колонны.