Розрахунок арматури і конструювання колони.

Колону першого поверху розглядаємо, як умовно центрово стиснутий зосередженою силою N з жорстким приєднанням до монолітного фундаменту і шарнірним закріпленням в рівні перекриття І-го поверху (рис. 4.2). Колону першого поверху проектуємо монолітною квадратного перерізу з попередніми розмірами 300×300мм.

Матеріали для колони та їхні міцнісні характеристики:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій і зокрема для колони приймаємо бетон важкий класу В20, для якого розрахунковий опір стисканню R_b =11,5МПа (табл. 13 Норм [2]); коефіцієнт умов роботи бетону за відсутності сприятливих умов для наростання міцності – γ _b2 =0,9 (табл. 15 Норм [2]).

Арматура. Для армування колони вибираємо гарячекатану арматуру періодичног профілю класу А-ІІІ (класу А400С за ДСТУ 3760:2006 [10]), для якої розрахунковий опір стисканню поздовжньої арматури R_sс =365МПа (табл. 23 Норм [2]) при діаметрі 10 і більше мм. Як поперечну арматуру використовуємо холоднотягнений дріт класу Вр-І діаметром Ø4..Ø5мм або гарячекатану арматуру гладку класу А-І (класу А240С за ДСТУ 3760:2006 [10]) залежно від діаметра поздовжньої арматури. Із технологічних вимог діаметр поздовжньої арматури монолітних колон слід приймати не менше 12мм.

Розрахунок арматури ведемо спрощеним методом за алгоритмом, наведеним у [8]. Колону розглядаємо як залізобетонний елемент, стиснутий з випадковим ексцентриситетом.

Величину випадкового ексцентриситету е_а. приймають більшою із двох значень

 

 

Визначаємо співвідношення тривалого і повного зусиль в колоні

 

.

 

Розрахункова довжина колони, якщо коефіцієнт приведення геометричної довжини стрижня до розрахункової μ =0,7:

 

 

Обчислюємо гнучкість колони λ _h:

 

.

 

Оскільки гнучкість колони є більша, ніж 4, потрібно враховувати вплив бокового прогину колони на втрату стійкості. При λ _h =8,5<20 необхідну площу перерізу поздовжньої симетричної арматури розраховуємо за формулою:

 

 

Задаємося коефіцієнтом армування μ=0,01 (відсотком армування μ=0,5%)і обчислюємо коефіцієнт α _s:

 

 

З табл. 2.15 [10], інтерполюючи, при співвідношенні N_l /N =0,83 і гнучкості λ _h =8,5 знаходимо коефіцієнти φ _b =0,91 та φ _r =0,92.

Таким чином, в першому наближенні коефіцієнт φ буде рівний:

 

 

Остаточно приймаємо

Тоді необхідна площа поздовжньої арматури, якщо А = b_c h_c =30·30=900см², дорівнює:

 

 

За сортаментом приймаємо армавання 4Ø25А-ІІІ з фактичною площею арматури

При цьому фактичний коефіцієнт армування:

,

що дещо перевищує попередньо прийняту величину μ=0,01. Уточнюємо коефіцієнт α _s:

 

 

Уточнюємо коефіцієнт φ в другому наближенні:

 

 

Остаточно визначаємо несучу здатність колони:

 

 

Перевіряємо умову:

 

 

– умова виконується, несуча здатність колони забезпечується.

Конструювання ствола колони. Поздовжню арматуру в поперечному перерізі розміщуємо симетрично по кутах, забезпечуючи величину захисного шару бетону із умови с_b≥d _s ≥20мм. При d _s=25мм призначаємозахисний шар бетону с_b =30мм. Приймаємо зварні пласкі каркаси марки КР3, які слід виготовляти в заводських умовах за допомогою контактного точкового електрозварювання. Пласкі каркаси марки КР3 слід об’єднувати в просторові шляхом приварювання окремих стрижнів марки ОС3 із Ø8А-І за допомогою електрозварювальних кліщів. Діаметр поперечної арматури в колоні приймаємо конструктивно із умови d _sw ≥ 0,25 d _s= 0,25·25=6,25мм. Фактично приймаємо поперечні хомути діаметром 8мм із гарячекатаної гладкої арматури класу А-І (Ø8А-І). Крок хомутів у колоні у випадку зварних каркасів призначаємо із умови s_w ≥ 20 d_s ≥ b_c. Призначаємо крок хомутів s_w = b_c =300мм. Захисний шар бетону для торців поперечної арматури – 10мм.

Довжину напуску поздовжньої арматури з арматурою випусків із монолітного фундаменту приймаємо рівною l_ov =20 d _s=20·25=500мм. Довжину просторового каркасу марки КП3 призначаємо з урахуванням напуску поздовжньої арматури в місці подібного стику арматурних каркасів на рівні відмітки монолітної плити ІІ-го поверху.

 

Використана література (до ч. ІІ-ї):

1. ДБН В.1.2-2:2006. Навантаження і впливи. – К.: Мінбуд України, 2006.– 60 с.

2. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции /Госс­трой СССР.–М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.– 80 с.

3. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции /Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1983.

4. Барашиков А.Я. та ін. Залізобетонні конструкції: Підручник. – К.: Вища школа, 1995.

5. Бучок Ю.Ф. Будівельні конструкції: Основи розрахунку. – К.: Вища шк., 1994.

6. Железобетонные конструкции. Курсовое и дипломное проектирова­ние /Под ред. А.Я.Барашикова.– К.: Вища школа, 1987.– 416 с.

7. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие /Под ред. А.Б.Голышева.- К.:Будівельник, 1990.- 544 с.

8. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций: Учеб. пособие для техникумов.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиз­дат, 1989.– 506 с.

9. Стасюк М.І. Залізобетонні конструкції. Ч.І. Основи розрахунку залізобетонних конструкцій за граничними станами: Навч. посібник. – К.: ІЗМН, 1997. – 272с.

10. ДСТУ 3760:2006. Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій. Загальні технічні умови.–К.: Держстандарт України, 2007.–20 с.

11. Вахненко П.Ф. Каменные и армокаменные конструкции. – К.: Будівельник, 1990.

12. Методичні матеріали кафедри.