Расчет надкрановой части колонны

Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда

Составление таблицы расчетных усилий

На основании выполненного расчета и построения моментов для различных загружений рамы и составляется таблица расчетных усилий М, М, Q в сечениях колонны (см. табл.). При расчете прочности рассматриваются три сечения колонны: сечение I-I на уровне верха колонны; сечение II-II в верхней части консоли колонны; сечение III-IIIна уровне низа консоли колонны; сечение IV-IV у заделки. Усилия в левой стойке от крановой нагрузки в правом пролете не учитываются расчетом. В каждом сечении колонны определяем три комбинации усилий: М_max, и соответствующие N,Q; M_min и соответствующие N, Q; N_max и соответствующие М и Q.
При составлении таблицы расчетных усилий в соответствии сo СНиП “Нагрузки и воздействия” и нормами на проектирование железобетонных конструкций рассматриваются две группы основных сочетаний нагрузок с различными коэффициентами условий работы бетона γ. В первой группе основных сочетаний учитываем постоянную нагрузку и снеговую при коэффициенте сочетаний ψ= 1 и ψ ≤ 1. Во второй группе основных сочетаний учитываем постоянную нагрузку и все временные нагрузки в их наиболее невыгодном сочетании при ψ =0,9[A8].

Исходные данные для расчёта

- бетон тяжелый класса С ²⁵/₃₀, подвергнутый тепловой обработке E_cm =32 10 ³ МПа, f_ctk =1,8 МПа, f_ctd =1,2 МПа, f_ck =25 МПа, f_cd =16,67 МПа.

-продольная арматура класса S400, f_yk = 400 МПа, f_yd =367 МП, f_ywd =290 МПа – вязаный каркас, Е_s =200×10³ МПа.

-поперечная арматура (хомуты) класса S240: f_yd =218 МПа, f_ywd =174 МПа – вязаный каркас.

Расстояние от верха колонны до крановой консоли Н₁=4,12 м<H/3=12,75/3=4,25 м. Следовательно, необходимости в учете влияния прогиба элемента на эксцентриситет продольной силы нет, а потому значение коэффициента η, учитывающего влияние прогиба на несущую способность внецентренно-сжатых бетонных элементов, равно 1 во всех сечениях надкрановой части колонны.

Размеры прямоугольного сечения: ширина b = 500 мм, высота h = 600 мм, а = а' =(с+0,5ø) = 40 мм, рабочая высота d = h - а = 600 - 40 = 560 мм.

Подбор арматуры производим по расчетным усилиям:

M_max = +44,721 кНм; N = -1019,35 кН;

M_min = -3,465 кНм; N = -675,433 кН.

Усилия от постоянно действующей нагрузки M_l = -0,495 кНм; N_l = -675,383 кН.

Так как изгибающие моменты по абсолютному значению в этих комбинациях не очень отличаются друг от друга, надкрановую часть армируем симметрично (As=As’).

Радиус инерции сечения:

(5.1)

Расчетная длина надкрановой части колонны:

- при учете крановой нагрузки:

,

- без учета крановой нагрузки:

.

Так как , то необходимо учесть влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы.

Эксцентриситет продольной силы:

(5.2)

Значение случайного эксцентриситета назначают равным наибольшим из:

1)

2)

3)

Принимаем е_а=2 см.

Расчетный эксцентриситет .

Условная критическая сила равна:

(5.3)

где ;

(5.4)

где (5.5)

(5.6)

.

Коэффициент учитывающий влияние длительности действия нагрузки на прогиб элемента:

.

>

Принимаем δ_e,min = 0,193.

;

;

Вычисляем коэффициент η:

= (5.7)

С учетом прогиба колонны определяем:

= (5.8)

Граничное значение высоты сжатой зоны:

(5.9)

(5.10)

где w=0,85- 0,008× f_cd = 0,85 - 0,008×16,67 =0,72;

МПа;

МПа – предел напряжения в арматуре бетона сжатой зоны;

.

(5.11)

.

(случай малого эксцентриситета).

Но в связи с тем, что эпюра моментов имеет знакопеременные значения, принимаем .

Определяем площадь арматуры

(5.12)

Площадь сечения арматуры A^'_s -назначается по конструктивным соображениям.

Согласно СНБ минимальный процент армирования – 0,2% при 35< l₀/i <83.

A^'_s = 0,002× b×d = 0,002×50×56 = 5,6 см ²

Принимаем: 3 Æ16 S400 с A^'_s = 6,03 см ²

Поперечную арматуру принимаем класса S240 Æ 6 с шагом 300 мм.

Расчетная длина из плоскости изгиба:

.

Радиус инерции сечения:

.

Так как , то расчёт из плоскости изгиба не проводим.

Дата добавления: 2015-06-28