Проектирование и расчет колонны монолитного перекрытия

3.4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОЛОННЫ МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

3.4.1 Определение нагрузок и усилий

Внутренние усилия определяем в программе «МОНОМАХ». Для этого производим компоновку расчетной схемы (см. п. 3.3.1) и сбор нагрузок (см. табл. 3.5).

Для расчета выбираем колонну, имеющую наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок.

Рис. 3.17 Внутренние усилия и характеристики сечения

колонны.

3.4.2 Определение гибкости колонны

Определим коэффициент гибкости по формуле:

или для сечения прямоугольной формы

,

где:   l₀  –    расчетная длина элемента, называемая иногда эффективной длиной;

i  –  радиус инерции сечения произвольной формы;

h –  высота прямоугольного сечения.

Традиционно в зависимости от коэффициента гибкости l сжатые элементы классифицируют как:

·  короткие (негибкие), для которых l £ l_lim и влияние продольного прогиба можно не учитывать;

·  гибкие (при l > l_lim), для которых необходимо учитывать влияние продольного изгиба.

Для определения l_lim следует использовать зависимость:

где M_max        –        больший из изгибающих моментов в опорных сечениях колонн (всегда положительный);

M_min        –        меньший момент (может быть обоих знаков).

При этом в формуле (6.166) .

Значение  принимается положительным, если по всей длине колонны кривизна не меняет знак.

Расчетную длину сжатого элемента можно записать:

,

где β_l = 0,7 – из условия закрепления концов колонны.

Определим l_o = 0,7·3000 = 2100 мм.

Тогда коэффициент гибкости

при

Т.к.  λ < λ_lim, то расчет ведем как для коротких (негибких) элементов без учета влияния продольного изгиба.

3.4.3 Расчет колонны.

Полный эксцентриситет составит:

e_tot = е₀ =  M_Sd/N_Sd = 0,5/91,6 = 5,5 мм

Момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры по ф. (6.131) составит:

M_Sd,1 = N_Sd · e_s,1 = N_Sd · (e_tot + 0,5h – c) = 91,6 · (0,0055 + 0,15 – 0,04) =

= 10,6 кН·м 

Предполагаем, что сечение находится в области деформирования 1а /табл. 6.4 ПЕЦОЛЬД/, и определяем (для симметрично армированного элемента) величину относительной высоты сжатой зоны:

Для бетона класса С30/35 и арматуры класса S400  по таблице 6.7 /ПЕЦОЛЬД/ находим ξ_lim = 0,167 и α_lim = 0,104.

Поскольку выполняется условие ξ < ξ_lim, сечение находится в области деформирования 1а и коэффициенты k_s,1 = 1 и k_s,2 = 1.

Находим величину требуемой площади сжатой арматуры:

Принимаем для сжатой и растянутой арматуры  по 2 стержня диаметром 10мм  S400.

Поперечную арматуру с учетом конструктивных требований СНБ 5.03.01.-02 принимаем диаметром 6 мм S240 с шагом 200 мм.

Армируем колонну пространственным каркасом, образованным из плоских каркасов.