Расчет железобетонной колонны

В частном строительстве железобетонные колонны делаются не так уж и часто, а если и делаются, то как правило это центрально загруженные колонны достаточно большого сечения и относительно малой длины, да и арматуру на колонны жалеть не принято, а потому делаются такие колонны без особенного расчета и прочности им обычно хватает.

Между тем иметь хотя бы общее представление о принципах расчета железобетонных колонн не помешает, а если колонны будут внецентренно нагруженными, то без расчета уже не обойтись. Расчет следует производить согласно требований СНиП 2.03.01-84 или СП 52-101-2003. Приводимые ниже примеры расчета не более, чем примеры.

Расчет деревянной стойки на сжатие. Общие положения.

Деревянные стойки и колонны, не смотря на обилие металлопроката, железобетона и пластика, по-прежнему востребованы. Приятно иметь в саду деревянную беседку или навес во дворе. Как правило сечение элементов таких беседок или навесов подбирается из эстетических (архитектурных) соображений, но просчитать несущие элементы таких сооружений и в частности колонны или стойки на прочность не помешает, так как исторически сложившиеся архитектурные каноны приблизительно одинаковы по всей стране, а вот нагрузка на конструкции может быть ощутимо разной. Это же относится и к опорным стойкам, а также подкосам стропильных систем, да и любых других деревянных ферм.

Все основные требования по расчету деревянных колонн, стоек, подкосов и любых других элементов, работающих на центральное или внецентренное сжатие, можно найти в СНиП II-25-80 (1988). А в данной статье лишь максимально упрощенно изложены основные принципы расчета сжимаемых деревянных элементов, не более того.

Расчет кирпичной колонны на прочность и устойчивость.

Кирпич - достаточно прочный строительный материал, особенно полнотелый, и при строительстве домов в 2-3 этажа стены из рядового керамического кирпича в дополнительных расчетах как правило не нуждаются. Тем не менее ситуации бывают разные, например, планируется двухэтажный дом с террасой на втором этаже. Металлические ригеля, на которые будут опираться также металлические балки перекрытия террасы, планируется опереть на кирпичные колонны из лицевого пустотелого кирпича высотой 3 метра, выше будут еще колонны высотой 3 м, на которые будет опираться кровля:

Расчетная длина колонны (стены)

При расчете колонн или стоек ферм постоянного по длине сечения требуется помимо всего прочего знать расчетную длину колонны или стойки. Знание расчетной длины также необходимо при расчете участка стены на прочность. При этом не имеет решающего значения, из какого материала изготовлена или проектируется колонна, стойка или стена. Ни дерево ни металл ни бетон ни пластик на значение расчетной длины почти не влияют. А вот способ закрепления рассчитываемой конструкции на опорах или на опоре влияет на значение расчетной длины весьма значительно.

Так, например, для колонны с высотой Н с жестким защемлением только на нижней опоре, другими словами, глубоко заделанной в фундамент или крепящейся к фундаменту анкерными болтами, расчетная длина будет в 4 раза больше, чем колонны с такой же высотой Н и жестким защемлением на нижней опоре, но дополнительно имеющей жесткое защемление сверху. Почему? Сейчас попробуем разобраться.

Максимальная нагрузка на стальную колонну

Как правило определение параметров сечения стальных колонн при уже известной нагрузке производится согласно требований существующих нормативных документов, в частности согласно СНиП II-23-81 (1990) "Стальные конструкции" или СП 16.13330.2011, являющегося актиализированной редакцией вышеуказанного СНиПа. Но иногда перед проектировщиком стоит обратная задача, когда сечение и прочие параметры колонны уже известны и нужно узнать, какую максимальную нагрузку такая колонна выдержит.

Конечно же, решение этой обратной задачи большого труда не составляет. Для этого можно воспользоваться все теми же нормативными документами. Вот только знания площади сечения колонны и ее реальной длины будет не достаточно.

Упрощенный расчет несущей наружной стены из ГСБ

Расчет наружных несущих стен из газосиликатных блоков отличается от расчета внутренних стен из тех же блоков тем, что нагрузка на наружные стены вроде бы значительно меньше, чем на внутренние стены, но при этом нагрузка эта как правило приложена с эксцентриситетом, а значит, на наружные стены дополнительно действует изгибающий момент.

Кроме того при соответствующем воздействии ветровой нагрузки возникает дополнительный изгибающий момент. А еще в наружных стенах как правило делаются оконные проемы, чтобы естественный свет попадал в комнаты. И эти проемы уменьшают несущую способность стен, поэтому расчет с учетом вышеперечисленных факторов, да еще и с учетом требований СТО НААГ 3.1-2013 становится не очень простой задачей, тем более для человека, занимающегося подобным расчетом впервые.

Сначала мы рассмотрим

Расчетные схемы стержней при внецентренном сжатии

Как правило стержни, на которые действуют сжимающие или растягивающие внешние силы, направленные вдоль нейтральной оси стержня, называются колоннами, стойками, подпорами и так далее. Однако с точки зрения теоретической механики они продолжают оставаться стержнями, т.е. такими физическими телами, параметры поперечного сечения которых (ширина и высота сечения) значительно меньше длины. А нормальными называются внешние силы, приложенные по нормали к рассматриваемому поперечному сечению, другими словами - перпендикулярные поперечному сечению.

Нормальные внешние силы могут быть приложены не только по центру тяжести сечения, но и со смещением от центра тяжести. Это смещение называется эксцентриситетом приложения нагрузки. Как правило нормальные силы обозначаются литерой "N", а эксцентриситет - литерой "е". Соответственно в рассматриваемых поперечных сечениях действует помимо нормальных напряжений еще и изгибающий момент М = Ne.

Расчет колонн (форумное)

alex6494: 27 янв 2013, 17:56

подскажите пожалуйста! прочитал вашу статью о расчете колонн и честно говоря растерялся. Я хочу в частном доме заменить одну несущую стену в середине дома на стойки из трубы 76 мм диаметром. нагрузкой на нее будет перекрытие от этой стены до другой несущей наружной стены. не знаю насколько понятно объяснил. длинна заменяемой стены 6м

Расчет кирпичной колонны (форумное)

Renat: 22 апр 2013, 22:04

Здравствуйте, я отправлял Вам письмо, возможно не дошло. Я хотел Вас попросить на примере моих исходных данных помочь в расчете кирпичной колонны 1 этажа 5этажного общественного здания, с сечением колонны 1000х1000мм. из керамзитобетонных блоков (399х199х199). Сетка колонн не симметричная, расстояния по осям до ближайших колонн по четырем сторонам: 3400, 5300, 1500, 7600мм. Плиты монолитные железобетонные оперты по контуру колонны с опиранием на 200мм( т.е. получается как внецентренное нагружение колонны от плиты) высота плиты 150мм. Крыша на колонну не нагружена т.к. на верхнем этаже(пятом) потолочная плита оперта на стены. В кладке колонны предполагается горизонтальное армирование, через каждые три ряда, но как эту арматуру рассчитывать не знаю. Я нигде примера не нашел, поэтому обращаюсь в к Вам за помощью. Ваши пояснения на примерах гораздо больше пользы приносят , чем пояснения преподавателя. Спасибо.

Перевод МПа в кгс/мм2 и стойка с консолями

18.10.2014 Александр

Добрый вечер. Есть вопрос. Если я хочу брать длины в мм и нагрузку в килограммах. То модуль упругости Е= 2.1*10^5 МПа = 2.1*10^6 кгс/мм2 , а также расчетное сопротивление "стали355" R= 355 МПа = 3550 кгс/мм2 ???

Расчет металлических колонн

Часто люди, делающие во дворе крытый навес для автомобиля или для защиты от солнца и атмосферных осадков, сечение стоек, на которые будет опираться навес, не рассчитывают, а подбирают сечение на глаз или проконсультировавшись у соседа.

Понять их можно, нагрузки на стойки, в данном случае являющиеся колоннами, не ахти какие большие, объем выполняемых работ тоже не громадный, да и внешний вид колонн иногда намного важнее их несущей способности, поэтому даже если колонны будут сделаны с многократным запасом по прочности - большой беды в этом нет. Тем более, что на поиски простой и внятной информации о расчете сплошных колонн можно потратить бесконечное количество времени без какого-либо результата - разобраться в примерах расчета колонн для производственных зданий с приложением нагрузки в нескольких уровнях без хороших знаний сопромата практически невозможно, а заказ расчета колонны в инженерной организации может свести всю ожидаемую экономию к нулю.

Расчет стены из газосиликатных блоков на прочность и устойчивость

В последнее время в малоэтажном строительстве все чаще используются различные газобетонные, газосиликатные, пенобетонные и другие блоки с пористой структурой. Преимущества таких блоков по сравнению с традиционными конструкционными материалами для стен, такими как кирпич, камень, тяжелый бетон, казалось бы очевидны: малый объемный вес, низкая теплопроводность, простота обработки. Однако при всем при этом у блоков с пористой структурой есть один существенный недостаток: низкая прочность и это нужно учитывать при возведении стен.

Конечно же прочность пористых блоков напрямую зависит от плотности. Чем выше плотность, тем больше прочность, но это значит, что при большей плотности будет больше вес блока при тех же размерах и повысится теплопроводность.

Плотность блоков можно определить по маркировке. Обычно пористые блоки маркируются литерой D (от английского density), после которой следуют цифры, означающие удельную плотность.