Підкранова частина колони (переріз 2-1)

У перерізі діє три комбінації розрахункових зусиль.

До першої комбінації ввійшли зусилля від постійного і вітрового навантаження; до другої – від постійного, снігового, кранових і вітрового; до третьої – від постійного, снігового і кранових.

Таблиця 3

Зусилля	Комбінація зусиль
перша	друга	третя
M, кН×м		-488,8	-226,8
N, кН

 

Зусилля від постійного і тривалого навантаження:

M_l = -31 кН×м; N _l = 889 кН.

З врахуванням тривалості дії навантажень коефіцієнт умов роботи бетону для всіх комбінацій зусиль γ_b2 = 1,1.

Перша комбінація зусиль:

см; е = 61,6 см; е_l = 34,49 см;

= 1,566; = 0,437 > = 0,251;

при m = 0,01 N_cr = 5900 кН; h = 1,18.

Приймаючи , знаходимо см,

, перший випадок стиску.

Друга комбінація зусиль:

е₀ = 27,7 см; е = 58,7 см; е_l = 34,42 см; = 1,296; = 0,396 < = 0,251.

При m = 0,01 N_cr = 6650 кН; h = 1,36.

Приймаючи , знаходимо см;

; має місце другий випадок стиску.

Третя комбінація зусиль:

е₀ = 12,9 см; е = 43,9 см; е_l = 34,49см; = 1,396; = 0,185 < = 0,251.

При m = 0,01 N_cr = 2350 кН, h = 1,32.

; маємо другий випадок стиску.

При підборі переріза арматури маємо задачу типу IV. В даному випадку бажано підібрати несиметричну арматуру.

Перша комбінація зусиль:

е = 30,6 × 1,18 + 0,5(66-4) = 67,1 см;

при x_R = 0,615 знаходимо = 0,426.

Обраховуємо .

Переріза арматури приймаємо згідно конструктивних міркувань:

см².

Уточнюємо значення при прийнятому перерізі :

.

Відповідне значення x = 0,34.

Визначаємо см².

При отриманих значеннях арматури визначаємо випадок стиску.

Визначаємо е_R, яке відповідає границі між першим і другим випадками стиску ().

см.

Так як е = 67,1 см > е_R = 38,7 см; маємо перший випадок стиску ().

Друга комбінація зусиль:

е = 27,7×1,36+0,5(66-4)=68,7 см.

При граничному значенні x_R = 0,615 і = 0,426;

см²;

см².

Встановлюємо випадок стиску при отриманих значеннях арматури:

см.

так як е = 68.7 > е_R = 15,35 см; маємо перший випадок стиску.

Третя комбінація зусиль:

е = 12,9×1,32+0,5(66-4) = 48,0 см.

При граничному значенні x_R = 0,615 і = 0,426;

см; см².

При отриманих перерізах арматури .

При = 0,00274 N_cr = 5080 кН, h = 1,54; е = 12,9×1,54+0,5(66-4) = 50,8 см.

Граничне значення ексцентриситету

см,

тобто е = 50,8 см> е_R = 48,7 см; маємо перший випадок стиску.

Кінцево: = 17,4 см²; = 22 см².

Приймаємо з внутрішньої сторони колони 2 Æ 25 А-III + 2 Æ 28 А-III ( = 22,14 см²), і з зовнішньої – 2 Æ 25 А-III + 2 Æ 22 A-III ( = 17,42 см²).

Поперечні стержні (хомути) з умови технології зварювання приймаємо в підкрановій частині колони d_w = 8 мм з кроком 500 мм ( мм, і 500мм, с.129 [1]).

Розраховуємо підкранову частину колони в площині перпендикулярній до площини згину. Розрахункова довжина l₀¢ = 0,8× H_н = 0,8×7,0 = 5,6 м.

Радіус інерції см.

Так як , необхідно врахувати вплив прогину елемента на величину ексцентриситету повздовжньої осі. Значення випадкового ексцентриситету:

см; см; см.

Приймаємо см; е = 1,33+0,5(36-4) = 17,33 см; е_l = 16,0 см;

; ;

см⁴.

При m = 0,01 ;

кН; .

Приймаючи , знаходимо ;

Переріз працює по другому випадку стиску, е = 1,331,31+0,5(36-4) = 17,74 см.

При граничному значенні x = 0,615 і = 0,426;

; .

Це означає,що площі арматури, яку прийняли вище, достатньо. Схема армування колони показана на рис.2.

Рис.2. Принципова схема армування колони крайнього ряду.

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ ДВОХВІТКОВОЇ КОЛОНИ ПРОМІЖНОГО РЯДУ

Вихідні дані для розрахунку і конструювання рами приймаємо з п. 2.1 цих вказівок. Двохвіткова колона розраховується як рамний стержень з наступними припущеннями:

а) поздовжня вертикальна сила в двохвітковому перерізі колони розподіляється між вітками за законом важеля;

б) згинальні моменти у вітках визначаються з умови, що нульові точки моментів розміщені посередині висоти панелі;

в) верхня розпірка колони приймається безкінечно жорсткою;

г) при наявності розтягу в одній вітці, враховуючи її понижену жорсткість, моменти в стиснутій вітці і розпірках визначається з умови передачі всієї поперечної сили в перерізі колони на стиснуту вітку.

В даному прикладі колона сприймає дію різних за знаком, але рівних за величиною згинальних моментів, тому на дію всіх трьох комбінацій зусиль підбираємо симетричну арматуру.

Вихідні дані для розрахунку перерізів колони.

Бетон важкий класу B15, що піддавався тепловій обробці при атмосферному тиску, R_b=8,5 МПа=0,85 кН/см²; E_b = 20500 МПа=2050 кН/см²; R_bt = 0,75 МПа=0,075 кН/см².

Повздовжня арматура – зі сталі класу А-III:

R_s = R_sс = 340 МПа=34 кН/см²; Е_s = 2×10⁵ МПа = 2×10⁴ кН/см².

Поперечна арматура (хомути) – зі сталі класу А-I:

R_s = 225 МПа = 22,5 кН/см²; R_sw = 175 МПа = 17,5 кН/см².