Файл: Решение здания 12 4 Конструктивное решение здания 12 5 Инженерное оборудование 14.doc

Рассчитать и сконструировать колонну здания магазина автозапчастей. Высота этажа h=3,2м, сетка колонн 6×6м. Место строительства г. Волгодонск – находится в II снеговом районе ([3] карта 1). Членение колонн поэтажное, стыки колонн располагаются на высоте 0,8м от уровня верха панелей перекрытия. Сечение колонны 0,4х0,4 м. Плотность железобетона составляет 25 кН/м³. Класс бетона по прочности на сжатие В-25, продольная арматура класса А-III. Нормативное значение веса снегового покрова S₀ на 1 м² горизонтальной поверхности земли составляет 1,2 кН/м² ([3] табл. 4). Нормативное значение снеговой нагрузки следует определять умножением расчетного значения на коэффициент 0,7([3] п. 5.7). Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие μ равен 1,0 ([3] поз.1, прил. 3), так как угол наклона покрытия α меньше 25°. Коэффициент надежности по нагрузке γ_f принимаем γ_f = 1,3 ([3] табл. 1). При расчете несущих конструкций и оснований следует учитывать коэффициент надежности по ответственности _n, принимаемый для II уровня — 0,95 ([3] поз.2, прил. 7).

2.2 Общие указания

При проектировании многоэтажных зданий в основном используются типовые колонны из каталога, но иногда конструктивные решения зданий диктуют свои условия. Поперечное сечение таких колонн квадратное, развитое в плоскости действия изгибающего момента. Гибкость колонн принимают не более 120 (l≥30h).

Стыки колонн рекомендуют располагать вблизи нулевых значений изгибающих моментов. Колонны квадратного сечения применяют в зданиях с связевой и рамно-связевой схемой каркасов. Назначаемые размеры сечения колонн должны удовлетворять условиям унификации, требованиям конструкци1, условиям опирания панелей и ригелей.

Колонны многоэтажных зданий рассматриваются как внецентренно сжатые элементы. Колонны армируют на всю высоту пространственным каркасом. Диаметр продольных стержней каркасов принимают не менее 12 мм и не более 40 мм. из стали класса А III.

2.3 Сбор нагрузок на колонну

Таблица 1. Полная расчетная нагрузка на 1м² покрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м²	Коэффициент надёжности		Расчётная нагрузка, кН/м²
Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м²	по нагрузке, γ_f	по назначению, γ_n	Расчётная нагрузка, кН/м²
Постоянная:
От перекрытия 1-го этажа
- мозаичны пол «Террацо» (δ = 0,03м ρ=0,3кН/м³ )	0,009	1,3	0,95	0,011
-цем. песч. стяжка (δ = 0,3м ρ=18кН/м³ )	0,54	1,3	0,95	0,67
-ж.б. плита перекр. (δ = 0,11м ρ=25кН/м³ )	2,75	1,1	0,95	2,87
От перекрытия 2-го этажа
- мозаичны пол «Террацо» (δ = 0,03м ρ=0,3кН/м³ )	0,009	1,3	0,95	0,011
-цем. песч. стяжка (δ = 0,3м ρ=18кН/м³ )	0,54	1,3	0,95	0,67
-ж.б. плита перекр. (δ = 0,11м ρ=25кН/м³ )	2,75	1,1	0,95	2,87
От перекрытия на отм. +7.500
- керамзит (δ = 0,22м ρ=8кН/м³ )	1,76	1,2	0,95		2,01
-пароизоляция (δ = 0,005м ρ=14кН/м³ )	0,07	1,3	0,95		0,087
-ж.б. плита перекр. (δ = 0,11м ρ=25кН/м³ )	2,75	1,1	0,95		2,87
Итого: Временная:	14,58				15,74
-длительная	4,0	1,2	-		4,8
Итого:	18,55				20,54

Собственный вес колонн составит

,

где b – ширина сечения колонны, м;

H_э– высота этажа, м;

ρ – плотность материала колонны (железобетона);

γ_f- коэффициент надежности по нагрузке;

γ_n- коэффициент надежности по назначению;

n_э– количество этажей.

Собственный вес ригеля составит

,

где b – ширина сечения ригеля, м;

h– высота сечения ригеля, м;

l – длинна ригеля, м;

ρ – плотность материала ригеля (железобетона);

γ_f- коэффициент надежности по нагрузке;

γ_n- коэффициент надежности по назначению;

n_э– количество этажей.

Таблица 2 Вычисление продольной силы в колонне

Нагрузка	Расчетная нагрузка кН/м	Шаг колонн, м	Число перекрытий, передающих нагрузку (включая покрытие)	Расчетная продольная сила, кН сила
В сечении 1-1
Длительная: вес перекрытия вес ригеля вес колонн	15,74 118,56 55,33	6 - -	- - -	94,44 118,56 55,33
Итого: N_l=268,33
Временная: (длительная)	4,0	6	3	72
Итого: N_sh =72

Полная	-	-	-	N=N_l +N_sh = 340,33

2.4 Конструктивный расчет

Рисунок 1 Расчетная схема колонны
- назначают защитный слой для растянутой а и сжатой а^/ арматуры:

а=а^/=3,5 см,

- вычисляем рабочую высоту сечения относительно растянутой арматуры:

h₀=h-a,

гдеh – высота сечения элемента (h=40 см).

h₀=40-3,5=36,5 см;

- вычисляем рабочую высоту сечения относительно сжатой арматуры:

h₀=h-a^/;

h₀=40-3,5=36,5 см;

- определяем расстояние между сжатой и растянутой арматурой:

z_s = h-a-a^/;

z_s = 40-3,5-3,5=33 см;

- определяем отношение модуля упругости арматуры к модулю упругости бетона:

=E_s/E_b,

где E_s – модуль упругости арматуры (E_s=200000 МПа);

E_b - модуль упругости бетона (E_b=30000 МПа);

;

- определяем момент инерции сечения:

I=bh³/12 ,

где b - ширина сечения элемента (b=40 см);

см⁴;

- определяем расстояние до растянутой арматуры от точки приложения силы:

e₁= e₀+0,5h±a,

где e₀ , – эксцентриситеты приложения продольной силы N, относительно центра тяжести приведенного сечения соответственно от кратковременно действующей нагрузки и от длительно действующей (e₀=0,1 см);