Расчет и конструирование

Расчетная формула колонны на центральное сжатие со случайным эксцентриситетом:

N < ц * (Rb * hcol² + Rsc * Asc),.

где: ц — коэффициент продольного изгиба, принимаемый в зависимости от гибкого элемента л = l₀ /h _сol= 4730 /400 = 11,83 < 14, ц = 0,9.

Сечение арматуры колонны определяется по нижеприведенной формуле:

A_sc ⁼ ((N/ ц)-R_B * h_col²) /R_sc ⁼ ((1840 *10³ / 0,9) — 13,05 * 400²) / 355 = -122,7 мм²

м = A_sc / h _сol * h₀= -122,7 / 400 * 360 < 0.

Из расчета следует, что при данном сечении колонны арматура не требуется, а назначается по конструктивным требованиям.

Ms min = 0,2% при 10 < 10 / h <25,.

As = Ms min * hcol * h0 = 0,002 * 400 * 360 = 288 мм²

h₀ = 400 — 40 = 360 мм,.

4?10 с As = 314 мм², однако в соответствии с п. 5.17 диаметр продольных стержней должен быть не менее 16 мм.

Принимаем 4?16 А400 с A_s = 804 мм² (лист 9).

Хомуты принимаем диаметром 5 мм класса А500 с шагом 200 16 мм.

S_w = 20* 16 = 320.

Расчет консоли колонны

Рис. 5.

Принимаем ширину консоли равной ширине колонны h_сol = 400 мм. Бетон класса В25. Арматура класса А400 и А240. Наибольшая нагрузка на консоль колонны Q = 264,8 кН (опорная реакция ригеля).

При классе бетона колонны В25 необходимую длину опирания ригеля на консоль колонны определяем из условия обеспечения прочности ригеля на местное сжатие (смятие) при классе бетона в ригеле В20 с R_b = 10,35 МПа, Rbt⁼ 0,81 МПа и ширине ригеля Ь_р = 300 мм.

Минимальный вынос консоли с учетом зазора между колонной и торцом ригеля 60 мм, в соответствии с типовым решением в проектах многоэтажных зданий каркасного типа 1 = 250 мм и высоту консоли ригеля h = 400 мм фактическая длина площадки опирания ригеля и консоли колонны под концом ригеля.

L_supt⁼ 250 — 60 = 190 мм Напряжение смятия в бетоне ригеля и консоли колонны под концом ригеля:

G_b = Q / (L_supt * b_p) = 264,8 * 10³ / (190 * 300) = 4,65 МПа < R_b = 10,35 МПа Следовательно, прочность бетона на смятие обеспечена. Высота у свободного края:

h_kp = h -1 * tg 45° = 400 — 250 * 1 = 150 мм > h/3 = 400 / 3 = 133 мм h₀ = 400 — 35 = 365 мм Прочность консоли по наклонному сечению:

Q_ceч = 3,5 * R_bt* b * h₀ = 3,5 * 0,81 * 400 * 365 = 413 910 H = 414 кН > Q = 264,8 кН Прочность обеспечена.

Расчет армирования консоли колонны

Рис. 6.

Изгибающий момент у грани колонны:

М = Q * С = 264,8* 10³ * 155 = 41 044 * 10³ Н*мм, где С = 60 + 0,5 * L_supt = 60 + 0,5 * 190 = 155 мм.

A_s = М / (0,9 * R_s * b * h₀) = 41 044 * 10³ / (0,9 * 355 * 400 * 365) = 0.

т.е. продольная арматура в консоли не требуется. Принимаем армирование по конструктивным требованиям.

A_s min = (м_min* b* h₀ = 0,002 * 400 * 365 = 292 мм²

Выбираем по таблице сортамента арматуру из двух диаметров 14 мм класса А400 (лист 9). Консоль армируем горизонтальными хомутами, при h = 400 мм шаг принимаем h/4 =100 мм из арматуры 06 мм, установленными в двух плоскостях.