Расчёт прочности двухветвевой колонны крайнего ряда

Для проектируемого здания принята сборная железобетонная колонна.

Бетон — тяжелый класса В15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон класса В15:

• — расчетное сопротивление осевому сжатиюR_b = 8,5 МПа
• — расчетное сопротивление осевому растяжениюR_bt = 0,75 МПа
• — начальный модуль упругостиE_b = 2.410⁴ МПа (табл. 18)

Арматура класса А-400:

• — расчетное сопротивление растяжению/сжатию R_s = R_sс = 355 МПа
• — начальный модуль упругостиE_s = 210⁵ МПа

Надкрановая сплошная часть колонны

Расчет производится для сечения II-II. В результате статического расчета поперечной рамы имеем следующие сочетания усилий:

Таблица 6.

Для 1-го, 2-го и 3-го сочетаний _b1 = 1, т.к. в них входят усилия от кратковременных нагрузок непродолжительного действия (крановые, ветровые). Для 4-го сочетания _b1 = 0,9, т.к. в него входят только усилия от постоянной и снеговой нагрузок. Предположительно, наиболее неблагоприятное с точки зрения несущей способности колонны сочетание является первое (третье).

Геометрические характеристики надкрановой части колонны:

Н₂=5.55м, h₂=0.6м, b=0.5м Рабочая высота сечения:

см.

Эксцентриситет продольной силы:

Свободная длина надкрановой части при отсутствии крановой нагрузки в первом сочетании:

м.

Радиус инерции сечения:

см.

Гибкость верхней части колонны:

> 14.

следовательно, в расчете прочности сечения необходимо учесть увеличение эксцентриситета продольной силы за счет продольного изгиба.

Момент от постоянной и длительно действующей части временной нагрузки:

кНм, где k — коэффициент, учитывающий длительно действующую часть снеговой нагрузки.

Продольная сила:

кН,.

кНм;

кНм.

Для тяжелого бетона = 1.

При одинаковых знаках моментов М₁₁ и М_1l

;

;принимаем.

.

Так как площадь арматуры надкрановой части колонны не известна, зададимся количеством арматуры, исходя из минимального армирования.

При =80.14 находится интерполяцией между =0.001 при =17 и =0.0025 =87.

Жесткость железобетонного элемента:

Значение критической силы.

— условие выполнено.

Коэффициент продольного изгиба:

Расчетный момент с учетом прогиба равен:

В случае симметричного армирования сечения (А_s=высота сжатой зоны:

Относительная высота сжатой зоны:

.

Граничная относительная высота сжатой зоны:

следовательно, имеем первый случай внецентренного сжатия — случай «больших» эксцентриситетов.

Т.е. рабочая арматура по расчету не требуется.

Армируем сечение верхней части колонны конструктивно, исходя из минимального процента армирования.

Принимаем 3Ш18А400 с что больше.

Поперечная арматура принята класса А400Ш6мм (из условия сварки с продольной рабочей арматурой Ш18мм). Шаг поперечных стержней S=200мм (кратно 50мм), что удовлетворяет требованиям норм: S<500мм и S<15?d=15?18=270мм.

Проверим необходимость расчета надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечной рамы.

Т.к. — расчет из плоскости рамы не производится.