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.

Таблица 3.7«Комбинация нагрузок и расчётные усилия в сечениях средней колонны по оси Б»

Нагрузка	Номер загружения		Сечения колонны
2-2	3-3	4-4
M	N	M	N	M	N	V
Постоянная				-547,06		-745,26		-815,97
Снеговая				-413,82		-413,82		-413,82
	0.9		-372,44		-372,44		-372,44
От 2х кранов с Dмах на левой колонне			46,26		-36,49	-110,91	16,60	-110,91	12,85
	0.9	41,63		-32,84	-99,82	14,94	-99,82	11,57
От 2х кранов с Dмах на средней колонне			172,58		-160,18	-110,91	192,18	-110,91	47,94
	0.9	155,32		-144,16	-99,82	172,96	-99,82	43,15
От 4х кранов с Dмах на средней колонне						-772,45		-772,45
	0.9				-695,21		-695,21
Тормозная Т на левой колонне			12,71		12,17		38,65		-3,53
	0.9	11,44		11,44		34,79		-3,18
Тормозная Т на средней колонне			-3,57		-3,57		64,56		9,81
	0.9	-3,213		-3,213		58,10		8,83
Ветровая слева			36,65		36,65		111,47		10,18
	0.9	32,99		32,99		100,32		9,16
Ветровая справа			-36,65		-36,65		-111,47		-10,18
	0.9	-32,99		-32,99		-100,32		-9,16
Сочетание при γ=1			1+6+12	1+14	1+6+12
Мmах			169,01	-547,06	36,65	-745,26	256,74	-926,88	57,75
Мmin			1+16	1+6+12	1+6
		-36,65	-547,06	-163,75	-856,17	-111,47	-815,97	-10,18
Nmax			1+2	1+8+12	1+8+12
			-960,88	-3,57	-1517,71	64,56	-1588,42	9,81
Сочетание при γ=0.9			1+3+7+13+15	1+3+15	1+3+7+13+15
Mmax			185,10	-919,5	32,99	-1117,7	331,38	-1288,23	61,14
Mmin			1+3+9+13+17	1+7+13+17	1+3+9+13+17
		-36,20	-919,5	-180,36	-845,08	-42,22	-1883,6	-0,33
Nmax			1+3+7+13+15	1+3+9+13+15	1+3+9=13+15
		185,10	-919,5	29,78	-1812,91	158,42	-1883,62	-0,33

 

 

Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда

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 S500, f_yk = 500 МПа, f_yd =435 МП, f_ywd =348 МПа – вязаный каркас, Е_s =2·10⁵ МПа.

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

-размеры сечения: b=400мм, h₁=600мм, h₂=800мм

 

Расчет надкрановой части колонны

Сечение 2-2. Комбинация расчетных усилий (для удобства расчетов далее значения продольных сил примем со знаком «+»):

1)М_max=169,01кНм; N=547,06кН

2)М_min=-36,65кНм; N=547,06кН

3)М_max=185,10кНм; N=919,5кН

М_e=0; N_e=547,06кН

Расчетная длина надкрановой части l₀=2·H₁=2·3,6=7,2м – при учете крановой нагрузки;

l₀=2,5·3,6=9м – без учета крановой нагрузки

Радиус инерции сечения:

(5.1)

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=20 мм.

Расчетный эксцентриситет .

Условная критическая сила равна:

(5.3)

 

где ;

Коэффициент учитывающий влияние длительности действия нагрузки на прогиб элемента:

(5.4)

где

(5.6)

.

.

>

Принимаем δ_e,min = 0,213.

;

;

Вычисляем коэффициент η:

= (5.7)

С учетом прогиба колонны определяем:

= (5.8)

Граничное значение относительной 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).

, сечение находится в области деформирования 2 и коэффициент k_s2=1.

 

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,min = 0,002× b×d = 0,002×40×56 = 4,48см ².

Принимаем: 3 Æ16 S500 с A^'_s = 6,03 см ²

Расчетная длина из плоскости изгиба:

.

Радиус инерции сечения:

.

Так как , то расчёт из плоскости изгиба не проводим.