Строим дом Мечты сбываются

Изгибающие моменты в колонне. Что можно сделать?

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?

1) Если моменты не большие, можно просто увеличить сечение колонны в направлении действия момента (перейти от квадратного сечения к прямоугольному, например).

2) Можно проанализировать расчетную схему, возможно при некоторой перекомпоновке удастся вообще избежать возникновения значительных изгибающих моментов. И здесь хочется направить внимание на компоновки, которые провоцируют возникновение значительных изгибающих моментов.

Компоновка 1. Разнопролетные перекрытия.

Если шаг колонн не одинаков, какие-то пролеты больше, какие-то – меньше, это обязательно вызовет дополнительные изгибающие моменты в колоннах. Больший пролет всегда будет пытаться "прогнуть" колонну в свою сторону.

Внимательно изучите архитектуру и технологию. Если есть возможность привести пролеты к одинаковым размерам, поговорите об этом с архитектором или технологом. Разумная архитектура создается тогда, когда конструкции чувствуют себя комфортно, а не работают на пределе сил.

Еще вариант решения – сделать более частым шаг колонн, которые примыкают к большому пролету, это снизит нагрузку на них, а значит и изгибающий момент.

Компоновка 2. Различные нагрузки на перекрытие в соседних пролетах.

Даже если пролеты у перекрытия одинаковы, но нагрузки в разных пролетах отличаются, это дает дополнительные изгибающие моменты на колонны.

В этой ситуации можно попробовать сыграть на пролетах: увеличить пролет с меньшей нагрузкой и уменьшить пролет с большей нагрузкой. При этом можно найти такое соотношение пролетов и нагрузок, при котором и перекрытие, и колонна будут чувствовать себя максимально сбалансировано.

Компоновка 3. Крайние колонны в раме, на которые перекрытие опирается с одной стороны.

Это часто встречающаяся ситуация, в которой колонны проходят испытание большими моментами, особенно на последнем этаже, где вертикальная сила самая маленькая, а вот изгибающий момент от перекрытия значительный.

Какие-то особые мероприятия в данной ситуации маловозможны. При компоновке сетки колонн при первом же расчете нужно проверить, не превышает ли процент армирования в этих колоннах максимально допустимый. Если превышает, нужно менять либо сечение колонн, либо их шаг, либо величину пролетов, от которых приходится нагрузка в виде изгибающего момента.

Хотя есть одно решение – добавить балкон. Консоль в перекрытии создаст разгрузочный момент в колонне и может быть отличным решением по разгрузке крайних колонн.

Компоновка 4. Соотношение нагрузок – малая вертикальная сила при значительном изгибающем  моменте.

В других статьях мы уже много говорили о соотношении вертикальной силы и изгибающего момента (например, здесь и здесь ). Если сжимающее усилие в колонне мало, то оно не компенсирует растягивающих усилий, вызванных моментом, и эти растягивающие усилия сразу вызывают большое армирование в колонне.

Такой случай часто встречается на верхних этажах каркасов. Больше всего "страдают" крайние колонны, так как изгибающий момент (по предыдущей компоновке) к ним приходит самый большой.

Но и в других ситуациях, когда присутствует изгибающий момент (либо от перекрытия, либо из-за нагрузки, приложенной с эксцентриситетом), а вертикальная сила не большая, мы можем столкнуться с трудностями в армировании.

Эту ситуацию нужно всегда отслеживать. Иногда удается спастись увеличением сечения колонны. Но иногда без перекомпоновки расчетной схемы не обойтись.

Компоновка 5. Жесткое соединение балок с колоннами.

Хочется еще обратить внимание на выбор соединения балок с колоннами. Часто он зависит от конструктора, пренебрегать этим не стоит.

Шарнирно опираемые балки не передают момент на колонну. От них в колонне может возникнуть момент только в случае опирания балки с эксцентриситетом.

А вот балки, жестко соединенные с колоннами щедро делятся изгибающими моментами.

Если при больших изгибающих моментах в балках есть возможность организовать схему так, чтобы можно было ввести шарниры в опирании, это может быть хорошим решением проблемы моментов в колоннах.

Компоновка 6. Величина эксцентриситета при опирании конструкций на колонны.

Что бы ни опиралось на колонны с эксцентриситетом, это вызывает изгибающий момент в колонне. Чем больше эксцентриситет, тем хуже для колонны. И здесь сыграть решающую роль могут даже 50 мм.

Нужно всегда очень тщательно конструировать узлы сопряжения конструкций, чтобы эксцентриситеты были минимальными. Особенно это касается опирания на консоли колонны. Конструируйте экономно, уменьшайте эксцентриситеты, насколько это возможно. Это поможет вам создать сбалансированную конструктивную схему.

Последняя статья на сайте

Если в фундаментной плите слишком большая верхняя арматура?

Бывает такая ситуация: принимаешь решение сделать под домом фундаментную плиту, выполняешь расчет в программном комплексе и обнаруживаешь странное явление: чрезмерную верхнюю арматуру в плите, прямо вот очень большую. Давайте рассмотрим на примере, откуда у этого явления ноги растут.

На рисунке показан результат расчета (верхнее армирование вдоль оси Х) обыкновенной фундаментной плиты с монолитными стенами по периметру (стены с плитой жестко связаны). Как видите, верхняя арматура достигла диаметра 18 мм с шагом 200 мм. Внушительно для небольшой плиты в частном доме.

В чем же причина такого явления?

Прочитать статью

Новые статьи

Последние комментарии

  • Михаил 13.12.2017 16:28
    Ирина, Вы молодец! Спасибо за Ваш труд!

    Подробнее...

     
  • Иринa 10.12.2017 06:52
    На облицовку опирать нельзя, лучше оставить зазор. А кирпич под плиту не помешает, чтобы газоблоку ...

    Подробнее...

     
  • Андрей 09.12.2017 16:01
    Стена из газобетона 400 с облицовкой, под плиту проложить 3 ряда кирпича поперек, чтобы половина ...

    Подробнее...

     
  • Иринa 09.12.2017 15:33
    Что значит "на облицовку? Звучит подозрительно... да, этого будет достаточно

    Подробнее...