смпап. Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания

• Название: Курсовой проект по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции проектирование четырехэтажного промышленного здания
• Анкор: смпап
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 4.21 Mb.
• Имя файла: ZhBK_Lotova_Ekaterina_gr_12-S-4_01_03_2021_1.docx
• Тип: Курсовой проект; #503038
• страница: 11 из 14

Глава 4. Расчет колонны

Принимаем к расчету наиболее нагруженную колонну среднего ряда. Расчет прочности колонны производим в наиболее нагруженном сечении – у обреза фундамента.

Нагрузку на колонну с учетом ее веса определяем от опирающихся на нее ригелей трех вышележащих междуэтажных перекрытий (нагрузка от кровли передается на наружные кирпичные стены). При этом неразрезность ригеля условно не учитывается, поскольку определение усилий в ригелях выполнено без учета влияния жесткости колонн («рамность» каркаса не учитывается).

4.1 Назначение классов бетона и арматуры

В соответствии с п. 7.3.4 [1] колонны следует изготавливать из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие не ниже В15.

Проектируем колонну из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В30 со следующими характеристиками:

• 
  R_b = 17,0 МПа, R_bt = 1,15 МПа (табл. 6.8 [3]),
  
• 
  R_b,ser = 22,0 МПа, R_bt,ser = 1,75 МПа (табл. 6.7 [3]),
  
• 
  E_b = 32500 МПа (табл. 6.11 [3]).
  

В качестве рабочей арматуры колонны используем стержневую арматуру класса А500С с расчетным сопротивлением арматуры сжатию при длительном действии нагрузки R_sс = 435 МПа; при кратковременном действии нагрузки R_sс = 400 МПа (табл. 6.14 [3]). Поперечную арматуру принимаем класса А240 с расчетными сопротивлениями R_s = 210 МПа (табл. 6.14 [3]), R_sw = 170 МПа (табл. 6.15 [3]).

В качестве рабочей арматуры консоли колонны используем арматуру класса А500С, поперечной – класса А240.

В соответствии с п. 6.2.12 [3] значение модуля упругости для арматуры класса А (А240, А500С) принимается равным Е_s = 200000 МПа.

4.2 Сбор нагрузок. Статический расчет колонны

Промежуточная колонна здания условно относится к центрально-сжатым элементам, однако, в результате неоднородности бетона, несовершенства и отклонений геометрических размеров, смещений элементов на опорах из-за неточности монтажа и многих других причин такие элементы рассчитываются как внецентренно сжатые со случайным эксцентриситетом. Для таких колонн рекомендуется квадратная форма поперечного сечения.

В качестве расчетной схемы колонны условно принимаем внецентренно сжатую со случайным эксцентриситетом стойку, защемленную в уровне обреза фундамента и шарнирно закрепленную в уровне середины высоты ригеля (рис. 20).

Определяем расчетную длину колонны нижнего этажа в соответствии с п. 8.1.17 [3] для элемента с шарнирным опиранием на одном конце и податливой (допускающей ограниченный поворот) заделкой на другом

где h_эт – высота этажа (по заданию); 0,7 – расстояние от обреза фундамента до уровня чистого пола первого этажа; h_п – высота ребристой плиты перекрытия (см. п. 2.4); h_р – высота ригеля (см. п. 3.3).

Рис. 20. Расчетная схема колонны

Принимаем колонну сечением 400×400 мм.

В соответствии с п. 10.3.2 СП 63.13330 [3] минимальное значение толщины защитного слоя следует принимать

• 
  не менее 15 мм, для сборных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности, поскольку для сборных элементов значение из табл. 10.1 [3] (20 мм) уменьшают на 5 мм;
  
• 
  не менее диаметра стержня (предполагаем, что максимальный диаметр рабочей арматуры 28 мм);
  
• 
  не менее 10 мм.
  

Также следует учесть поперечную арматуру, которая располагается ближе к грани сечения, чем продольная. В первом приближении в пространственных сварных каркасах колонны при диаметре стержней продольной арматуры 28 мм поперечные стержни из условия технологии сварки принимаем диаметром 8 мм (d_w ≥ 0,25·d, см. п. 5.8 ГОСТ 14098-2014 [9]), тогда
Собственный вес колонны

где _n – коэффициент надежности по ответственности сооружений, для здания нормального уровня ответственности _n = 1,0 для расчетов по предельным состояниям первой группы по табл. 2 п. 10.1 [6];

 – удельный вес, принимаемый равным 25 кН/м³ для железобетона;

b_c и h_c – размеры сечения колонны; _f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,1 для железобетонных конструкций по табл. 7.1 п. 7.2 [4]; n – число перекрытий, с которых нагрузка передается на колонну (n = 3).

Расчетная нагрузка на колонну в уровне обреза фундамента

где q – полная расчетная нагрузка на 1 погонный метр ригеля (см. п. 3.2); l_риг = l_ср – средний расчетный пролет неразрезного ригеля.

Определяем кратковременную часть расчетной нагрузки

где – нормативная кратковременная часть временной нагрузки, (по заданию); _f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2 для равномерно-распределенной временной нагрузки, нормативное значение которой больше 2,0 кПа п. 8.2.7 [4]; A_гр – грузовая площадь перекрытия, с которой нагрузка передается на среднюю колонну.

где l^* – пролет плиты перекрытия в осях до вычета швов замоноличивания (см. п. 1).

Длительно действующая часть расчетной нагрузки

Согласно п. 6.1.12 [3] определяем коэффициент условий работы бетона _b1, который зависит от соотношения усилия (продольной силы) от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок

следовательно, коэффициент условий работы _b1 = 1,0.

В соответствии с п. 8.1.7 [3] случайный эксцентриситет принимается не менее

Принимаем e₀ = e_a =13,3 мм.