опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей.

Всё на тему конструирования колонн собрано в этом разделе. Информация для удобства разбита по темам и представлена ниже. Выбирайте, читайте, изучайте.

Хочется отдельно сказать о том, что же за зверь такой – конструирование. Расчет выполнить нужно, но не достаточно. Определить габариты конструкции и ее рабочую арматуру не достаточно. Есть еще масса нюансов, которые расчет не выявит. Их нужно просто знать (найти в нормативной литературе) и применить. В принципе, если вы просто возьмете «Руководство по конструированию железобетонных конструкций»  или более современный (но мало отличающийся по сути) справочник Тихонова, и, не особо задумываясь, скурпулезно выполните абсолютно все требования, которые касаются вашей конструкции, вы с задачей справитесь. Я же хотела с помощью цикла статей о конструировании колонн дать понимание сути конструирования:

• В чем причины многих конструктивных требований и для чего их нужно выполнять.
• Какие ошибки допускают проектировщики при конструировании колонн.
• Как пошагово законструировать колонну и ничего при этом не упустить.
• Какие важные моменты при выполнении чертежей схемы колонн и непосредственно чертежей армирования колонн.
• Как можно проанализировать арматуру колонн, которая получилась при расчете, понять причины завышенного армирования и устранить их.
• Почему важно обращать пристальное внимание на изгибающие моменты в колонне.

Хочется сказать, что всё, что вы НЕ покажете на чертежах, строители НЕ сделают в натуре. Это важная мотивация для проектировщика вникать в тонкости конструирования и делать свои чертежи информативными, полными и понятными.

Тема конструирования колонн не закрыта, ее еще дополнять и дополнять. Я буду благодарна вам за комментарии с пожеланиями, что бы вы хотели еще узнать на тему конструирования.

Алгоритм конструирования колонны

После расчета у конструктора на руках оказываются габариты сечения колонны и площадь продольной и поперечной арматуры. В какой последовательности нужно действовать? Рассмотрим конструирование на примере. Понятно, что с опытом конструирования так дотошно выполнять каждый пункт нет необходимости, но в данной статье я хочу изложить все очень подробно.

Подробнее

Определение длины нахлестки арматуры в колоннах

Содержание: 1. Определение длины нахлестки по нормам Украины. 2. Определение длины нахлестки по нормам России. В данной статье мы определим величину нахлестки арматуры для монолитных железобетонных колонн (подробнее см. статью «Алгоритм конструирования колонны»).

Подробнее

Как армирование колонны зависит от нагрузки

От чего зависит количество арматуры в колонне? От вертикальной силы N (она передает колонне сжимающие усилия) и от изгибающего момента М, который раскладывается на пару сил, одна из них сжимает грань колонны, другая одновременно растягивает.

Подробнее

Изгибающие моменты в колонне.

Часто при расчете здания мы сталкиваемся с ситуацией, когда в некоторых колоннах значительные изгибающие моменты вызывают сильное увеличение армирования, а то и вообще колонна не проходит по расчету. Что же делать в такой ситуации?

Подробнее

Основные ошибки при конструировании колонн

Давайте разберемся, какие ошибки часто допускаются при конструировании колонн. 1) Малый защитный слой бетона для рабочей арматуры. Если защитный слой мал, арматура со временем может оголиться, и работа колонны будет нарушена. Также величина защитного слоя влияет на огнестойкость колонны, поэтому лучше избегать минимально допустимого защитного слоя. Хотя в то же время, всегда нужно помнить, что при защитном слое более 50 мм следует устанавливать дополнительную конструктивную арматуру против растрескивания.

Подробнее

Пример выполнения схемы колонн с пояснениями

В этой статье я хочу привести разбор схемы расположения колонн. Колонны монолитные железобетонные, схема подобрана такая, чтобы рассмотреть колонны разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть на схеме колонн?

Подробнее

Пример выполнения чертежа монолитных железобетонных колонн

В этой статье я хочу привести разбор чертежа, на котором разработаны колонны. Если вас интересует чертеж схемы расположения колонн, прочтите эту статью Пример выполнения схемы колонн с пояснениями. Колонны монолитные железобетонные, разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть чертеже?

Подробнее

Еще статьи на тему конструирования ЖБК:

Армирование монолитной жб колонны — Проектирование и расчет конструкций

Армирование монолитной жб колонны выполнено для 20-ти этажного здания делового центра расположенного в г.Москва.

Конструктивная схема здания – каркасно-связевая с поперечными и продольными несущими монолитными ж.б. диафрагмами и колоннами. 

Офисы располагаются с 1-го по 19-й этажи здания, также имеется многоярусная автостоянка на двух подземных и четырех надземных уровнях.

Монолитные железобетонные конструкции:

• Стены лифтовых шахт толщиной 250 мм;
• Монолитные диафрагмы жесткости толщиной 250мм;
• Несущие колонны, сечением 600х600мм, 500х500мм, 400х400 мм, 600х1200мм;
• Плиты перекрытий и покрытия монолитные железобетонные с консолями опирающиеся по безбалочной схеме на монолитные колонны. Толщина плит перекрытий и покрытий этажей 220-200мм;
• фундаментная плита, толщиной 1500 мм.

Пространственная жесткость здания  обеспечивается по связевой схеме совместной работой стен, колонн и дисков перекрытий.

Для расчета принимаем крайнюю колонну Км1­­_10 по оси 405-102. Колонна имеет размеры 600х600.

План расположения несущих элементов каркаса

Суммарные нагрузки на колонну определяются программой ПК «Мономах» автоматически с учетом РСН (Расчетное сочетание нагрузок) в соответствии с расчетной пространственной моделью.

Расчет колонны произведен с помощью программы » Колонна» программного комплекса ПК «Мономах». Расчет производился согласно требований нормативных документов. Также расчет производился как по прочности, так и по раскрытию трещин.

Армирование монолитной жб колонны выполнено отдельными стержнями диаметром 40мм А500С, поперечное армирование стержнями диаметром 10 А240С с шагом 100/200 мм.

Соединения стержней колонны диаметром 40мм выполняется стандартными муфтами с конической резьбой фирмы Ancon.

Армирование монолитной жб колонны первых трех этажей смотрите на чертеже ниже.

Чертеж в формате PDF

Поделиться ссылкой:

ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ФЕРМ — ЖБК

Фермы изгот. 18, 24,30 м. По способу изгот.: Цельные и составн. (из двух полуферм).

Типы ферм:

1)Сегментн. ферма с верхним поясом ломан. очертания

2) Арочн. раскосные

3)Арочн. безраск.

4)Полигональн. с парал-ными поясами

5) полиг. с непар. поясами

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7 – 1/9 пролета. Панели верхнего поя­са ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покры­тия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и рас­тянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры.

Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений-и снижение общей массы достигается применением бетонов высоких классов (В30—В50) и установлением высоких процентов армирования сечений поясов.

Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Ширину сечения поясов при шаге ферм 6 м принимают 200—250 мм, а при шаге ферм 12 м—300—350 мм.

Армирование нижнего растянутого пояса должно вы­полняться с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями, канатами, спаренной проволо­кой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения бе­тонной смеси. Вся растянутая арматура должна охваты­ваться замкнутыми конструктивными хомутами, устанав­ливаемыми с шагом 500 мм.

Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапря­гаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными.

В узлах железобетонных ферм для надежной переда­чи усилий от одного элемента к другому создают спе­циальные уширения—вуты, позволяющие лучше размес­тить и заанкерить арматуру решетки (рис. XIII.39). Уз­лы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10—18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6—10 мм с шагом 100 мм, объеди­ненными в сварные каркасы. Арматуру элементов решет­ки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

Опорные узлы ферм армируют дополнительной про­дольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стерж­нями, обеспечивающими надежность анкеровки растяну­той арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвра­тить появление продольных трещин при отпуске натяже­ния арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки.

Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок—от покрытия, массы фермы, под­весного транспорта. Нагрузки от массы покрытия счита­ются приложенными к узлам верхнего пояса, а нагрузки от подвесного транспорта—к узлам нижнего пояса. В расчетной схеме раскосной фермы при определении усилий принимают шарнирное соединение элементов поя­сов и решетки в узлах. При опреде­лении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки верхний пояс рассматривается как неразрезная балка, опорами которой являются узлы.

Арматуру опорного узла фермы на основании иссле­дований можно рассчитывать по схеме рис. Х1П.41,а.

Площадь сечения про­дольной ненапрягаемой арматуры

N – расчетное усилие приопорной панели.

Расчетное суммарное усилие нормальных к оси по­перечных стержней N_ω на участке l₂ (от грани опоры до внутренней грани опорного узла) разложим на два на­правления: горизонтальное (N_ωctgα) и наклонное; здесь α—угол наклона линии АВ, соединяющей точку А у грани опоры с точкой В в примыкании нижней грани сжа­того раскоса к узлу. Из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва АВ

Определяется усилие

Площадь сечения одного поперечного стержня

N_sp – расчетное усилие в продольной напрягаемой арматуре.

N_s – расчетное усилие в продольной ненапрягаемой арматуре.

Прочность опорного узла на изгиб в наклонном се­чении проверяют по линии АС (соединяющей точку А у грани опоры с точкой С у низа сжатой зоны на внутрен­ней грани узла) по условию, что момент внешних сил не должен превышать момента внутренних усилий:

Высота сжатой зоны в наклонном сечении

Арматуру промежуточного узла рассчитывают по схе­ме рис. ХШ.41,6. Из условия прочно­сти по линии отрыва АВС

Площадь сечения одного поперечного стержня:

Окаймляющую арматуру промежуточного узла рас­считывают по условному усилию

11. ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ПЛИТ ПОКРЫТИЯ И ПАНЕЛЕЙ «НА ПРОЛЕТ»

Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3×12 и 3X6 м, ко­торые опираются непосредственно на ригели поперечных рам; плиты 1,5X12 и 1,5X6 м используют как доборные элементы, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Плиты другого типа — прогонных покрытий значительно меньших размеров (3X0,5 и 1,5X0,5 м) — опираются на железобетон­ные прогоны, которые, в свою очередь, опираются на ри­гели поперечных рам.

Ребристые плиты 3×12 м, принятые в качестве типо­вых, имеют продольные ребра сечением 100X450 мм, поперечные ребра сечением 40X150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечива­ется надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мос­товых кранов. Продольные ребра армиру­ют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, поперечные ребра и полки — сварными каркасами и сет­ками. Бетон принимают классов В30, В40. Плиты ребри­стые 3Х6 м, также принятые в качестве типовых, имеют продольные и поперечные ребра и армируются напряга­емой арматурой.

Плиты двухконсольные 2Т размерами 3X12 и 3X6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м, и консольные свесы полок. Благодаря уменьшению изгибающих моментов в попереч­ном направлении ребер не делают, форма плиты упро­щается. В плитах размером 3X12 м продольные предва­рительно напряженные ребра изготовляют заранее, а за­тем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15. Плиты 3×6 м изготовляют как раздельно, так и целиком.

Технические решения крупноразмерных плит 3X18 и 3X24 м, опирающихся на балки пролетом 6 или 12 м, разработаны для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей (рис. ХIII.30). Плиты 2Т в этом решении имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:12 и полку переменной толщины (25—60 мм). Плиты крупноразмерные железобетонные сводчатые УЖ С имеют криволинейные продольные ребра с уширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40—50 мм в середине пролета, 140—160 мм в тор­це у опор (рис. XIII.31). Плиты ребристые под малоук­лонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:20, 1:30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. XIII.32).

12. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СПЛОШНЫХ И СКВОЗНЫХ Ж/Б КОЛОНН

При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах гру­зоподъемностью до 30 т и относительно небольшой высо­те здания; сквозные колонны — при кранах грузоподъем­ностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м. Раз­меры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей непосредственно на торец ко­лонны без устройства специальных консолей. Высота сечения принимается: для средних колонн 500 или 600 мм, для крайних колонн 380 или 600 мм; шири­на сечения средних и крайних колонн b = 400…600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при ша­ге 12 м). Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жестко­сти с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило за­клинивания моста крана.

Расстояние между осями распорок принимают (8— 10) h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1,8 м и между ветвями обеспечивался удобный проход. Нижняя распорка располагается ниже уровня пола.

Соединение двухветвенной колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух от­дельных стаканах; во втором соединении объем укла­дываемого на монтаже бетона уменьшается (рис. XIII.10). Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Если в одной из ветвей колонны воз­никает растягивающее усилие, соединение колонны с бе­тоном замоноличивания выполняется на шпонках.

Колонны (сплошные и двухветвенные) обычно изго­товляют в виде одного цельного элемента. Членение их на части по высоте для уменьшения веса монтажных элементов связано с затруднениями по устройству сты­ков, а потому осуществляется редко.

13. ПРИНЦЫПЫ РАСЧЕТА Ж/Б МНОГОЭТАЖНЫХ РАМ

Плоские рамы, расположенные с определенным ша­гом и связанные перекрытиями, образуют пространст­венный блок рам с размерами в плане, равными расстоя­нию между температурными швами или наружными сте­нами.

Многоэтажная железобетонная рама статически не­определима, и для ее расчета необходимо предвари­тельно подобрать сечения ригелей и стоек, определить их жесткости или установить отношение жесткостей. Высоту сечения ригеля опре­деляют по формуле

Площадь сечений колонн находят по приближенной формуле

По результатам предварительного подбора сечений производят взаимную увязку сечений ригелей и стоек и округляют их размеры до унифицированных. Момент инерции сечений ригелей и стоек определяют, как для сплошного бетонного сечения. При монолитных перекры­тиях момент инерции ригелей определяют, как для тав­ровых сечений с шириной полки, равной шагу рам.

Усилия от нагрузок

Многоэтажные многопролетные рамы каркасных зданий имеют преимущественно однообразную (регуляр­ную) расчетную схему с равными пролетами или со сред­ним укороченным пролетом на оси симметрии, а также с одинаковой нагрузкой по ярусам (рис. XV.22, а).

На вертикальную нагрузку необходимо рассчитывать три такие одноэтажные рамы: верхнего, среднего и пер­вого этажа. Если число пролетов рамы больше трех, ра­му практически заменяют трехпролетной рамой и полагают изгибающие моменты в средних пролетах много­пролетной рамы такими же, как и в среднем пролете трехпролетной рамы.

При упрощенном способе выравнивания моментов ри­гели многоэтажных и многопролетных рам загружают временной нагрузкой через пролет и постоянной нагруз­кой во всех. пролетах, при этом получают эпюру момен­тов с максимальными моментами в пролетах и на стой­ках, которую принимают в качестве выравненной эпюры моментов (рис. XV.23,г).

Расчет на горизонтальные (ветровые) нагрузки вы­полняют приближенным методом. Распределенную гори­зонтальную нагрузку заменяют сосредоточенными сила­ми, приложенными к узлам рамы (рис. XV.24). Нулевую точку эпюры моментов стоек всех этажей рамы, кроме первого, считают расположенной в середине высоты эта­жа, а в первом этаже при защемлении стоек в фунда­менте — на расстоянии 2/3 высоты от места защемления.

По найденным поперечным силам определяют изгиба­ющие моменты на стойках всех этажей, кроме первого:

Для первого этажа изгибающий момент стойки в верхнем и нижнем сечениях

Расчетные усилия и подбор сечений

На основании эпюр моментов и поперечных сил рамы от различных загружений строят огибающие эпюры М и вычисляют соответствующие им продольные силы N для основных и дополнительных сочетаний нагрузок.

Для расчетных сечений по огибающим эпюрам долж­ны быть найдены значения Ммах и Ммин и соответствую­щие им значения N, а также Nmax и соответствующие им М.

Сечения ригелей и стоек подбирают как для изгибае­мых и сжатых элементов. Если моменты имеют разные знаки, но близки по величине, сечения армируют с симметричной арматурой. Расчетную длину стоек принима­ют в зависимости от условий закрепления в узлах.

Для расчета усилий многоэтажных рам с применени­ем ЭВМ имеются разработанные программы.
14. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ДИАФРАГМ И ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ

23. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И РАСЧЕТА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

1. Конструктивные схемы многоэтажных зданий, их классификация

Конструктивной основой современного многоэтажно­го здания служит пространственная несущая система, состоящая из стержневых и панельных железобетонных элементов. Вертикальными элементами несущей систе­мы могут быть железобетонные колонны, тогда здание называется каркасным, или поставлен­ные друг на друга стеновые панели (блоки), тогда оно называется бескаркасным (панельным или крупно­блочным).

Здания, в которых нижние 1—3 этажа каркасные, а остальные панельные, называются зданиями комбиниро­ванной системы.

Другим видом сочетания каркасной и панельной схем являются здания смешанной системы, в ко­торых вертикальными несущими элементами во всех этажах служат колонны и панельные стены.

Объемно-блочные здания обычно выполняются без каркаса из готовых пространственных элементов — объ­емных блоков, устанавливаемых друг на дру­га. Иногда эти здания строятся с каркасом, тогда объ­емные блоки служат его заполнением и каждый блок несет только собственный вес и временную нагрузку.

В многоэтажных зданиях каркасной системы гори­зонтальные нагрузки воспринимаются обычно системой вертикальных диафрагм— стенок жесткости или ядер жесткости, консольно-защемленных в фундаменте.

Ядром жесткости называется пространст­венная система сопряженных между собой стенок, об­разующая сложный контур (обычно прямоугольник). Ядро может быть сборным и монолитным. Каркас зда­ния рассчитывается в этом случае только на вертикаль­ные нагрузки, что позволяет унифицировать его элемен­ты и обеспечить монотонность конструкции по высоте здания. Такого типа каркасы часто называются связевыми, потому что диафрагмы жесткости работают анало­гично металлическим вертикальным связям.

Синтезом связевого и рамного каркасов является рамно-связевый каркас, в котором горизонтальные и вер­тикальные нагрузки воспринимаются совместно рамами каркаса и стенками (ядрами) жесткости, что облегчает всю систему. Усилия в элементах каркаса распределя­ются по высоте здания гораздо равномернее, чем в рам­ном каркасе, поэтому элементы легче унифицировать. Размещение вертикальных диафрагм в многоэтаж­ных зданиях должно обеспечивать нужную жесткость здания в обоих направлениях, препятствовать кручению в плане и не создавать больших температурных усилий или неравных осевых деформаций ее вертикальных элементов.

Колонны железобетонные | PSK-SK.ru

  Маркировка (пример): 1К 48.3-3.1 (4800*200/200 мм)

• 1К — назначение колонны (1К – для крайнего ряда, 2К –для среднего ряда с оголовком)
• 48 — длина колонны в дм
• 3 — размер поперечного сечения колонны
• 3 — группа несущей способности колонны
• 1 — характеристика колонны по закладным деталям

КОЛОННЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ серия 1.823.1-2 вып.1
Наименование изделия	длина	ширина	высота	объем, м³	вес, т	БЕЗНАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ С НДС	НАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ БЕЗ НДС
1К 33.2-1	3300	200	200	0,14	0,35	2995	2995
1К 48. 3-3.1	4800	300	300	0,3	0,72	5495	5495
1К 81.4-2	8100	400	400	1,32	3,2	23595	23595
2К 81.5-2	4800	300	300	0,5	1,2	10995	10995
2К 81.4-3	8100	400	400	1,35	3,3	31795	31795
3К 57. 5-1	5700	500	500	1,5	3,6	31995	31995
3К 81.5-2	8100	500	500	2,1	5,1	47995	47995
Изготавливаем колонны любого сечения и длины до 12м, Цена по запросу

Джонатан Очшорн — Калькуляторы структурных элементов

Джонатан Очшорн

© 2009 Джонатан Очшорн.

Направления: Сначала выберите метод A, B или C в верхней части калькулятора: метод «A» анализирует прямоугольные (связанные) или круглые (спиральные) железобетонные колонны — то есть рассчитывает вместимость или безопасный расчетная (факторная) нагрузка — заданные размеры, количество и размер арматуры, прочность бетона и предел текучести стали; метод «B» рассчитывает размер и количество арматуры с учетом габаритов брутто и расчетной (факторной) нагрузки; а метод «C» рассчитывает приблизительную общую площадь с учетом расчетной (факторной) нагрузки и соотношения стали.Площадь, определенная в методе «C», затем может быть вставлена ​​в метод «B» для расчета количества и размера арматурных стержней. Этот калькулятор основан на методе расчета прочности ACI 318-08. Коэффициент армирования (площадь стали / общая площадь колонны) должен составлять от 1% до 8%; Анализ колонки (метод «A») также проверяет посадку стержня на основе предположений о размере заполнителя и диаметре стяжки или спирали и при условии покрытия 1–1 / 2 дюйма.

Все методы предполагают, что колонны подвергаются осевой нагрузке , а недостаточно тонкие для продольного изгиба, чтобы снизить допустимую осевую нагрузку.

Нажать кнопку «обновить» .

Более подробные пояснения и примеры можно найти в моем тексте.

Заявление об ограничении ответственности: Этот калькулятор не предназначен для использования для проектирования реальных конструкций, а только для схематического (предварительного) понимания принципов проектирования конструкций. Для проектирования реальной конструкции следует проконсультироваться с компетентным специалистом.

Впервые опубликовано 19 августа 2009 г. | Последнее обновление: 16 декабря 2013 г. [удалены 3 стержня в качестве выбора для анализа колонны]

Расчет железобетонных колонн согласно ACI 318-14 в RFEM

Анализ бетонной колонны

Железобетонная колонна с квадратными связями спроектирована так, чтобы выдерживать осевую статическую и временную нагрузку 135 и 175 тысяч фунтов соответственно с использованием конструкции ULS и факторных комбинаций нагрузок LRFD в соответствии с ACI 318-14 [1], как показано на рисунке 01 Бетонный материал имеет предел прочности на сжатие f ‘ _c , равный 4 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, в то время как арматурная сталь имеет предел текучести f _y , равный 60 тыс. Фунтов на квадратный дюйм.Первоначально предполагается, что процент стальной арматуры составляет 2%.

Рисунок 01 — Бетонная колонна — вид на фасаде

Размерный дизайн

Для начала необходимо рассчитать размеры поперечного сечения. Стойка квадратного сечения должна контролироваться на сжатие, так как все осевые нагрузки находятся строго на сжатии. Согласно таблице 21.2.2 [1] коэффициент снижения прочности Φ равен 0,65. При определении максимальной осевой прочности таблица 22.Ссылка на пункт 4.2.1 [1] устанавливает альфа-фактор (α) равным 0,80. Теперь можно рассчитать расчетную нагрузку P _и .

P _u = 1,2 (135 k) + 1,6 (175 k)

Исходя из этих факторов, P _u равно 442 тысячам фунтов. Затем полное поперечное сечение A _g может быть рассчитано по формуле. 22.4.2.2.

P _u = (Φ) (α) [0,85 f ’ _c (A _g — A _st ) + f _y A _st ]

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (A _г — 0,02 A _г ) + ((60 тысяч фунтов / кв. Дюйм) (0,02) A _г )]

Решая для A _г , мы получаем Площадь 188 в ² . Извлекается квадратный корень из A _г и округляется в большую сторону, чтобы получить поперечное сечение 14 x 14 дюймов для колонны.

Требуемая стальная арматура

Теперь, когда A _г установлен, площадь стального армирования A _st можно вычислить, используя уравнение 22.4.2.2, подставив известное значение A _g = 196 в ² и решив

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (196 дюймов ² — A _st ) + ((60 тысяч фунтов на квадратный дюйм) (A _st ))]

Решение для A _st дает значение 3,24 в ² . Отсюда можно определить количество стержней, необходимое для проектирования. Согласно разд. 10.7.3.1 [1], квадратный столбец должен иметь не менее четырех стержней. Исходя из этого критерия и минимальной требуемой площади 3,24 в ² , (8) используется стержень № 6 для стальной арматуры из Приложения A [1]. Это обеспечивает область усиления ниже.

A _st = 3,52 дюйма ²

Выбор стяжки

Для определения минимального размера стяжки требуется разд. 25.7.2.2 [1]. В предыдущем разделе мы выбрали продольные стержни № 6, которые меньше стержней № 10. Основываясь на этой информации и разделе, выбираем № 3 для галстуков.

Расстояние между стяжками

Чтобы определить минимальные расстояния между стяжками, см. Разд. 25.7.2.1 [1]. Связи, которые состоят из деформированных стержней с замкнутыми петлями, должны иметь расстояние в соответствии с пунктами (a) и (b) этого раздела.

(a) Расстояние в свету должно быть не менее (4/3) d _agg . Для этого расчета мы примем совокупный диаметр (d _agg ) 1,00 дюйма

s _min = (4/3) d _agg = (4/3) (1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

(b) Расстояние между центрами не должно превышать минимум 16d _b диаметра продольного стержня, 48d _b анкерного стержня или наименьшего размера элемента.

с _Макс. = Мин. (16d _b , 48d _b , 14 дюйм.)

16d _b = 16 (0,75 дюйма) = 12 дюймов

48d _b = 48 (0,375 дюйма) = 18 дюймов

Расчетное минимальное расстояние между стяжками равно 1,33 дюйма и максимальное рассчитанное расстояние между стяжками равно 12 дюймам. Для этой конструкции максимальное расстояние между стяжками составляет 12 дюймов.

Проверка детализации

Теперь можно выполнить проверку детализации для проверки процента армирования. Требуемый процент стали должен составлять от 1% до 8% в соответствии с требованиями ACI 318-14 [1].2} \; = \; 0.01795 \; \ cdot \; 100 \; \; = \; 1.8 \% $ O.K.

Расстояние между продольными стержнями

Максимальный шаг продольных стержней можно рассчитать на основе расстояния в прозрачной крышке и диаметра как стяжных, так и продольных стержней.

Максимальный шаг продольных стержней:

$ \ frac {14 \; \ mathrm {in}. \; — \; 2 \; (1.5 \; \ mathrm {in}.) \; — \; 2 \; ( 0,375 \; \ mathrm {in}.) \; — \; 3 \; (0,75 \; \ mathrm {in}.)} 2 \; = \; 4,00 \; \ mathrm {in}. $

4,00 дюйма менее 6 дюймов, что требуется в соответствии с 25,7.2.3 (а) [1]. ОК.

Минимальный продольный интервал между стержнями может быть рассчитан по ссылке 25.2.3 [1], в которой указано, что минимальное продольное расстояние для колонн должно быть, по крайней мере, наибольшим из значений (a) — (c).

(a) 1,5 дюйма

(b) 1,5 d _b = 1,5 (0,75 дюйма) = 1,125 дюйма

(c) (4/3) d _b = (4/3) ( 1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

Следовательно, минимальное продольное расстояние между стержнями равно 1,50 дюйма.

Длина развертки (L _d ) также должна быть рассчитана с учетом 25.4.9.2 [1]. Это будет равно наибольшему из вычисленных ниже значений (a) или (b).

(a) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; { \ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r}} {\ displaystyle50 \; \ cdot \; \ mathrm \ lambda \; \ cdot \; \ sqrt {\ mathrm f ‘\; \ cdot \; \ mathrm c}} \ справа) \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ {\ mathrm b} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle \ left (60,000 \; \ mathrm {psi} \ right) \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right)} {50 \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right) \; \ cdot \; \ sqrt {4000 \; \ mathrm {psi}}} \ right) \; \ cdot \; \ left (0.75 \; \ mathrm {in}. \ Right) \; = \; 14.23 \; \ mathrm {in}. $

(b) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \ ; 0.0003 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; {\ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r} \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ { \ mathrm b} \; = \; 0,0003 \; \ cdot \; (60000 \; \ mathrm {psi}) \; \ cdot \; (1.0) \; \ cdot \; (0,75 \; \ mathrm {in} .) \; = \; 13.5 \; \ mathrm {in}. $

В этом примере (a) — большее значение, поэтому L _dc = 14,23 дюйма

Ссылаясь на 25.4.10.1 [1], Длина разработки умножается на отношение требуемой стальной арматуры к предоставленной стальной арматуре.2} \ right) \; = \; 0.65 \; \ mathrm {ft} $.

Усиленная квадратная анкерная колонна полностью спроектирована, ее поперечное сечение можно увидеть ниже на Рисунке 02.

Рисунок 02 — Железобетонная колонна — Расчет / размеры арматуры

Сравнение с RFEM

Альтернативой проектированию квадратной стяжки вручную является использование дополнительного модуля RF-CONCRETE Members и выполнение проектирования в соответствии с ACI 318-14 [1].Модуль определит необходимое армирование, чтобы противостоять приложенным нагрузкам на колонну. Кроме того, программа также спроектирует предоставленную арматуру на основе заданных осевых нагрузок на колонну с учетом требований стандарта по расстоянию. Пользователь может внести небольшие изменения в предоставленную схему армирования в таблице результатов.

На основе приложенных нагрузок для этого примера компания RF-CONCRETE Members определила требуемую площадь продольной арматуры стержня равной 1.92 в ² и обеспеченная площадь 3,53 в ² . Длина развертки, рассчитанная в дополнительном модуле, равна 0,81 фута. Расхождение по сравнению с длиной развертки, рассчитанной выше с помощью аналитических уравнений, связано с нелинейными расчетами программы, включая частный коэффициент γ. Коэффициент γ — это отношение предельных и действующих внутренних сил, взятое из RFEM. Длина развертки в RF-CONCRETE Members находится путем умножения обратного значения гаммы на длину, определяемую из 25.4.9.2 [1]. Более подробную информацию об этом нелинейном расчете можно найти в файле справки RF-CONCRETE Members, ссылка на который приведена ниже. Это армирование можно предварительно просмотреть на Рисунке 03.

Рисунок 03 — Стержни RF-CONCRETE — Предусмотренная продольная арматура

Предусмотренная поперечная арматура для элемента в RF-CONCRETE Members была рассчитана как (11) стержни № 3 с шагом (ями) 12 дюймов. Предоставленная компоновка поперечной арматуры показана ниже на Рисунке 04.

Рисунок 04 — Стержни RF-CONCRETE — Предусмотренное армирование на сдвиг

Расчет бетона в опорах, колоннах и балках ПКК

🕑 Время чтения: 1 минута

1. Величины можно округлить до двух ближайших десятичных знаков.
2. Бетон в элементах конструкции, таких как колонны, балки и плиты, следует измерять отдельно.
3. Вычеты не производятся по:

• Проем до 0,1 м ²
• Объем, занимаемый арматурой.
• Объем, занимаемый трубами, трубопроводами, оболочкой и т. Д., Не более 100 см. ² каждая в поперечном сечении.
• Формы, отливки, фаски, растяжки, закругленные или закрытые углы, выступы, канавки и пазы до 10 см в обхвате.