Расчет колонны. 
Строительство здания районного филиала "Народного банка" в г. Форт-Шевченко

Определение усилий в средней колонне

Определение продольной силы от расчетных нагрузок.

Грузовая площадь средней колонны при сетке колонн 6 • 6 = 36 м ².

Постоянная нагрузка от перекрытия (см. расчет ригеля) с учетом коэффициента надежности по назначению здания.

г_n = 0,95 • 4,255 • 36 = 145,5 кН.

От ригеля: вес ригеля 1950 кг, что соответствует 19,5 кН (по спецификации).

От стойки: вес колонны 1737 кг = 17,4 кН сечением 0,3×0,3 м (2-х этажном).

Итого G = 145,5 +19,5 +17,4 = 182,4 кН.

Временная нагрузка от перекрытия с учетом г_n = 0,95.

Q = 2,8 • 36 • 0,95 = 95,8 кН В т.ч. длительная:

Q = 1,96 • 36 • 0,95 = 67 кН.

Кратковременная:

Q = 0,84 • 36 • 0,95 = 28,8 кН.

Постоянная нагрузка от покрытия при весе кровли и плит 5,22 кН/м ² составляет:

5,22 • 36 • 0,95 = 178,5 кН.

От ригеля — 19,5 кН.

Итого: G = 178,5 + 19,5 = 198 кН.

Временная нагрузка — снег для IV снегового района при коэффициентах надежности по нагрузке г_f = 1,4 и по назначению здания г_n = 0,95.

Q = 1,4 • 36 • 0,95 =48 кН.

В том числе длительная:

Q = 0,42 • 36 • 0,95 = 14,4 кН.

Кратковременная:

Q= 33,6 кН.

Продольная сила колонны первого этажа рамы от длительной нагрузки:

N = 198 + 14,4 + 182,4 + 67 = 462 кН.

То же от полной нагрузки:

N = 198 + 48 + 182,4 + 95,8 = 525 кН.

Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок.

Вычисляем опорные моменты ригеля первого этажа. Отношение погонных жесткостей, вводимых в расчет:

k₁ = 1,2 • k = 1,2 • 1,26 = 1,5.

Определяем максимальный момент колонн при загружении 1+2 без перераспределения моментов.

При действии длительных нагрузок:

М ₂₁ = (б g + вv) = (-0,092? 27,6−0,071 • 11,17) • 6 ² = -120 кН•м.

М ₂₃ = (-0,086 • 27,6−0,015 • 11,17) • 6 ² = -91,5 кН•м.

При действии полной нагрузки:

М ₂₁ = -120−0,071 • 4,8 • 6 ² = - 132,3 кН•м.

М ₂₃ = -92,5−0,015 • 4,8 • 6 ² = -94 кН.

Разность абсолютных значений опорных моментов в узле рамы:

При длительных нагрузках:

Д М = 120−91,5 = 28,5 кН•м.

При полной нагрузке:

Д М = 132,3−94 = 38,3 кН•м.

Изгибающий момент колонны в уровне первого этажа от длительных нагрузок:

М = 0,6 • Д М = 0,6 • 28,5 = 17,1 кН•м.

От полной нагрузки:

М = 0,6 • 38,3 = 23 кН.

Вычисляем изгибающие моменты, соответствующие продольным максимальным силам; для этой цели используется загружение пролетов ригеля по схеме 1.

От длительных нагрузок:

Д М = (0,092−0,086) • (27,6 + 11,17) • 6² = 8,4 кН•м.

Изгибающий момент колонны первого этажа:

М = 0,6 • 8,4 = 5,1 кН•м.

От полных нагрузок:

Д М = (0,092−0,086) • 43,5 • 6² = 9,4 кН•м.

Изгибающий момент колонны первого этажа:

М = 0,6 • 9,4 = 5,6 кН•м.

Расчет прочности средней колонны

Характеристики прочности бетона и арматуры.

Класс тяжелого бетона В 20: R_b = 11,5 МПа.

R_bt = 0,9 МПа.

Е_b = 27 000 МПа.

Рабочая арматура, А — III R_s = 365 МПа.

Е_s = 200 000 МПа.

Комбинации расчетных усилий для колонны первого этажа:

mах N = 525 кН, в т. ч. от длительных нагрузок N_i = 462 кН и соответствующий момент.

М = 5,6 кН•м, в т. ч. от длительных нагрузок: М ₂ = 5,1 кН•м.

mах М = 23 кН•м, в т. ч. М_i = 17,1 кН•м и соответствующие загружению 1+2 значение N = 525−95,8/2 = 477,1 кН, в т. ч. длительная: N_i = 462−67/2 = 428,5 кН.

Подбор сечения симметричной арматуры. Установим расчетную комбинацию усилий по эксцентриситету.

По первой комбинации:

N = 525 кН М = 5,6 кН•м.

е = 560 / 525 = 1,07 см.

По второй комбинации:

N = 294 кН М = 23 кН•м.

е = 2300 / 477,1 = 4,8 см.

Расчет ведем по второй комби…

Толщину листа для стенки принимаем конструктивно 6 мм.

Между собой балочки соединены поверху закладными пластинами консоли, понизу — коротышами.