Рассчитать сборную железобетонную колонну одноэтажного промышленного здания

Исходные данные:

Колонна:

-продольная сила от расчетных нагрузок , кН – 4200

-высота колонны Н, м – 6, 6

Фундамент:

-глубина заложения , м – 2, 2

-условное расчетное сопротивление грунта , кПа – 0, 38

Колонна, показанная на рисунке 3.1, рассчитывается по несущей способности (первая группа предельных состояний) как сжатый элемент со случайным эксцентриситетом. Возможность появления случайного эксцентриситета связана с неточностью изготовления и монтажа конструкций. По нормам случайный эксцентриситет принимается равным большему из следующих значений: 1/30 высоты сечения элемента (h), 1/600 длины элемента (Н), 20 мм – для сборных колонн.

Элементы прямоугольного сечения при гибкости λ = ≤ 24 и симметричном армировании разрешается производить из условия

≤ = φ (α + ),

где – прочность сечения при действии продольного усилия;

φ – коэффициент, учитывающий влияние продольного сечения сжатого элемента;

– площадь поперечного сечения сжатого элемента;

– полная площадь продольной арматуры в сечении.

Последовательность расчета

1.Определить необходимую площадь колонны без учета влияния продольного изгиба и случайных эесцентриситетов, т.е. при φ = 1. При замене величины через p условие примет вид:

= φ (α +p )=1*302500(1*10, 7+0, 03*450)=7320, 5 кН

При значении коэффициента продольного армировании p=0, 02…0, 03 требуемая площадь поперечного сечения

= = = 173553 =1735

2. Назначаем размеры поперечного сечения колонны b и h, учитывая что b=h, 55см х 55см.

3. Выбираем величину случайного эксцентриситета как большую из:

= = =1, 1 см=11мм; = = = 18, 3 и = 20 мм.

4. Определим расчетную и условную расчетную длину колонны.

Расчетная длина:

= β H = 1, 2Н = 1, 2*6, 6=7, 92,

Где β – коэффициент, учитывающий условие закрепления концов колонны.

Условная расчетная длина колонны

= =7, 92 = 10, 61,

Где k=1+0, 5 Ф ()=1+0, 5 2=1, 8. Здесь Ф ()- предельное значение ползучести бетона, допускается равным 2, 0; – продольная сила, вызванная действием постоянной расчетной нагрузки, можно принять = 0, 8 4200=3360кН.

5. Вычислим гибкость = = 19, 3 = 20 и относительную величину эксцентриситета /h=0, 02/0, 5=0, 04=0, 05, затем интерполируя данные таблицы А.4, получим коэффициент =0, 79.

6. Необходимое сечение всей продольной арматуры определим из формулы:

= ( - )= ( – 1 10.7 302500)=41.6

7. Принимаем 8 стержней 28 мм, = 49, 26

8. Определим процент армирования = 100= 100=1.6%

Сечение подобранно удовлетворительно, т.к. 1, 6% 2%

Продольные стержни в поперечном сечении колонны размещают как можно ближе к поверхности элемента с соблюдением минимальной толщины защитного слоя, которая по требованиям норм должна быть не менее диаметра стержней арматуры и не менее 20 мм.

Поперечные стержни(хомуты) в колонне ставят без расчета, но с соблюдением требований норм. Расстояние между ними должно быть при сварных каркасах не более 20, но не более 500 мм(здесь - наименьший диаметр продольных стержней). Расстояние между хомутами округляют до размеров, кратных 500мм. Диаметр хомутов сварных каркасов назначается из условий сварки.