Расчет колонны.

Страница 1

Начальные данные:

По заданию требуется рассчитать крайнюю колонну. Вследствие одностороннего приложения нагрузок, колонну рассчитываем с несимметричным армированием.

Принимаем:

ü сечение колонны размерами b = 400 мм, h = 400 мм;

ü защитный слой a = a' = 32 мм; Автоматизированные системы управления на жд транспорте www.npcprom.ru.

ü бетон тяжелый класса B25 (Rb = 13 МПа при gb2 = 0,9; Eb = 2,7 · 104); арматура класса A-III (Rs = Rsc = 365 МПа);

ü продольная сила N = 213,35 кН;

ü эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести бетонного сечения е0 = 275 мм;

ü расчетная длина l0 = 3,4 м.

Расчетная схема колоны

Определяем площади сечения арматуры S и S’

Расчет:

h0 = 400 – 32 = 368 мм.

Так как 4 < l0/h = 3,4/0,4=8,5 < 10, расчет производим с учетом прогиба элемента согласно п. 3.54 [4].

Предположим, что m, удельная площадь армирования, m£ 0,025, значение Ncr определим по упрощенной формуле

(6)

Где – Ncr – критическая нагрузка на колонну кН ;

А – площадь сечения мм2;

Eb – модуль упругости бетона, МПа.

Коэффициент

h

вычислим по формуле :

(7)

Значение

e

с учетом прогиба элемента равно:

мм. (8)

Требуемую площадь сечения арматуры

S

’ и

S

определим по формулам 121 и 122 [4] :

(9)

Где: A’s- площадь арматуры в сжатой зоне, мм2;

Rsc – расчетное сопротивление арматуры, МПа.

Конструктивно принимаем вспомогательную арматуру 2 Ш 12 А-III A’s = 230 мм2

(10)

Где As – площадь поперечного сечения рабочей продольной арматуры, мм2;

Rs – расчетное сопротивление арматуры, МПа;

Поскольку

0,017 < 0,025, значения Аs и A’s не уточняем.

Принимаем = 230 мм2 (2 Æ 12) A-III, Аs = 2470

мм2 (4 Æ 28 ) A-III.[7]

Назначаем

d

и

S

постановки поперечных стержней

dsw≥ 0,25 ds;

dsw= 0,25· 28 = 8 мм.

принимаем поперечную, арматуру ш 8 мм A-I,

Согласно [1] принимаем поперечное армирование вязаными хомутами.

S ≤ 15ds;

S ≤ 15 ∙ 28 = 420 мм, принимаем S = 400 мм.

Конструируем сечение колонны

Конструирование колонны

1. Размеры сечения колонн следует принимать не менее 250 мм, и они назначаются кратными 50 мм при размерах сторон сечения до 500 мм кратным 100 мм при размерах стороны сечения больше 500 мм.

2. Требования к материалам для колонн следующее:

· Бетон обычно принимается класса ≥ В20; для тяжело нагруженных колонн – не менее В30;

· Рабочая арматура принимается классов А- II, А – III, диаметрами от 12 до 40 мм, оптимально 16-25 мм;

· Поперечная арматура назначается из классов А- I, А – III и Вр I, диаметром dsw ≥0,25; шаг поперечных стержней не более s≤20ds , где ds – меньший диаметр продольной арматуры.

3. Правила установки арматуры в колонны и проектирование каркасов:

a) Стержни продольной арматуры располагаются у граней колонны с защитным слоем бетона не менее 20 мм и не менее 15 мм и не менее ее диаметра;

b) Для свободной укладки в формы концы продольной арматуры не должны доходить до грани торца колонны на 10 мм при ее длине до 9 м и на 15 мм при длине до 12м. При этом, если в оголовке колонны предусмотрена закладная деталь для опирания вышележащих конструкции, то продольный стержень арматуры должен не доходить до этой закладной детали не менее чем на 10 мм;

c) При сечении колонны до 400Ч400 мм можно ставить 4 стержня продольной арматуры, располагая по углам колонны, при больших размерах сечения расстояние между осями продольных стержней не должны превышать 400 мм;

d) плоские арматурные каркасы перед постановкой в опалубку объединяются в пространственные каркасы при помощи соединительных стержней (рис 3.1.,а, 3.2.);

Рис. 3.1 Армирование колонн:

а) сварными каркасами; б) вязанными каркасами; 1- каркасы; 2 – соединительные стержни; 3 – хомуты; аb – защитный слой бетона продольной арматуры