3. Проектирование колонны

Значение изгибающих моментов и продольных усилий принимается по результатам статического расчета поперечной рамы.

Армирование колонн принимается симметричным.

3.1. Исходные данные для расчета

Геометрические размеры сечений колонны:

-высота поперечного сечения надкрановой части колонны - h_в=0,6м;

-высота сечения подкрановой части колонны – h_н=0,7 м;

-ширина сечения колонны – b= 0,4 м.

Размеры колонны по высоте:

-высота надкрановой части колонны H_В=4,65 м;

-высота подкрановой части колонны – H_Н=6,3 м;

Класс бетона колонны В25, = 14,5 МПа; = 1,1 МПа; = 18,5МПа; = 1‚6 МПа; = 30∙10 МПа.

Сочетания усилий в расчетных сечениях колонн от различных нагрузок представлены в таблице.

3.2. Расчет надкрановой части на прочность и устойчивость

Расчет надкрановой части колонны на устойчивость в плоскости поперечной рамы производится при минимальной площади продольной арматуры, определяемой по конструктивным требованиям или из условий работы колонны на внецентренное сжатие. Расчет минимальной площади продольной арматуры производится в зависимости от расчетных длин колонны.

Расчетные усилия в сечении 2-2 (1+9+11+15)

М = 108,8 кНм.

N = 407,3 кН

_b1=1,1, так как в сечении 2-2 участвует нагрузка от крана.

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:

при учете нагрузки от кранов:

без учета нагрузки от кранов:

Минимальная площадь продольной арматуры в надкрановой части:

- по конструктивным требованиям:

216 А400

- из условия работы на внецентренное сжатие:

в зависимости от отношения

где i=0,289h – радиус инерции сечения колонн относительно геометрического центра, м.

При учете нагрузки от крана

Без учета нагрузки от крана

,

где =0,6-0,05=0,55 – рабочая высота сечения надкрановой части колоны, м.

а =0,05м – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наружной грани сечения.

Принимаем минимальную площадь сечения

218 А400 с м

Вычисляем площадь продольной рабочей арматуры, принимаемой из стали класса А400

где:

изгибающий момент от длительной нагрузки:

M_l =0+119,8·0,305-30,1·0,305+0=27,36 кН

продольное усилие от длительной нагрузки:

_l=407,3 +0+0+0=407,3 кН

Рис. 9 Линия влияния опорной реакции

-коэффициент линии влияния.

;

где: =1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона.

т.к. е₀  е_а, то _е,min=0,152  е₀/h=0,27/0,6=0,45  принимаем _е=е₀/h=0,45;

Жесткость D определяем по формуле:

, условие выполняется.

Расчет необходимой площади сечения арматуры:

;

α_m = (M+N·(h₀-a_s’)/2 /(R_b·γ_b1·b·h₀₂)=0,188

т.к. _n < _R , то

= a_s/h₀=5/55=0,09;

Принимаем 2 12 А400 с = A_s=A_sс 0,000226 м²

Проверяем условие   _min :

_min принимается по таблице исходя из условия:

_min=0,002;  < _min; 0,00103 < 0,002.

Следует подобрать арматуру по _min.

Принимаем 2 18 А400 с = A_s=A_sс 0,000509м²

Шаг хомутов S:

S  20d_s; S  2018=360 мм;

S  300 мм; S  300 мм;

принимаем S = 200 мм.

где:

d_s – диаметр продольных стержней.

Д иаметр поперечных стержней в свариваемых каркасах назначается из условия свариваемости.

d_sw  6 мм; d_sw  6 мм;

d_sw  ¼ d_s; d_sw  ¼18=4,5 мм;

принимаем d_sw = 6 мм из стали В500

Рис. 11 Схема армирования надкрановой части колонны