4. Расчет колонн по несущей способности

4.1. Выбор комбинаций усилий для расчёта колонн. Для крайней колонны

Сечение I – I

Из второго основного сочетания усилий с учётом крановой нагрузки:

М = + 86,16 кН∙м; N = 507,19 кН; Q = - 25,55 кН;

М = - 79,37 кН∙м; N = 465,01 кН; Q = + 15,99 кН.

М = + 84,61 кН∙м; N = 610,87 кН; Q = - 24,23 кН;

Принимаем комбинацию усилий при симметричном армировании с учётом крановой нагрузки

М = ± 84,61 кН∙м; N = 610,87 кН; Q = - 24,23 кН.

Из первого основного сочетания усилий без учёта крановой нагрузки:

М = - 73,22 кН∙м; N = 291,09 кН; Q = + 15,95 кН;

М = + 63,14 кН∙м; N = 291,09 кН; Q = - 11,49 кН.

Принимаем комбинацию усилий при симметричном армировании без учёта крановой нагрузки

М = ± 73,22 кН∙м; N = 291,09 кН; Q = ± 15,95 кН.

Другие комбинации усилий будут более благоприятные, поэтому их не принимаем при расчёте этого сечения.

Сечение II – II

Из второго основного сочетания усилий с учётом крановой нагрузки:

М = + 57,45 кН∙м; N = 199,11 кН;

М = + 52,82 кН∙м; N = 302,79 кН;

М = - 11,83 кН∙м; N = 302,79 кН.

Принимаем комбинации усилий при несимметричном армировании с учётом крановой нагрузки

М = + 57,45 кН∙м; N = 199,11 кН;

М = + 52,82 кН∙м; N = 302,79 кН;

4.2. Расчет крайней колонны

4.2.1. Расчёт продольной арматуры Сечение I-I (подкрановая часть колонны)

1. Размеры сечения:

Высота h = 600 мм, ширина b = 400 мм, a = a' = 50 мм, рабочая высота h₀ = 600 – 50 = 550 мм.

Бетон тяжелый класса В15, R_b = 8,5 мПа; E_b = 24,0∙10³ МПа.

Продольная арматура класса А300, R_S = R_SC = 270 мПа, Еs = 2∙10⁵ МПа; поперечная - класса А240.

2. Усилия.

Наиболее невыгодные комбинации усилий:

а) из первых основных сочетаний без учёта крановой нагрузки:

М₁ = ± 73,22 кН∙м; N₁ = 291,09 кН;

б) из вторых основных сочетаний - с учетом крановой нагрузки:

М₂ = ± 84,61 кН∙м; N₂ = 610,87 кН.

Для данных комбинаций усилий принимаем симметричное армирование колонны.

Для обеих комбинаций длительная часть усилий:

M_дл = M_пост = -0,21 кНм; N_дл = N_пост = 291,09 кН.

Рис. 16. Комбинации расчётных усилий для сечения I-I крайней колонны

3. Расчетная длина и гибкость колонны.

Расчетная длина подкрановой части колонны в плоскости поперечной рамы:

а) для первой комбинации усилий без учёта крановой нагрузки:

l_он = 1,2 ∙ H_К = 1,2∙9,8 = 11,76 м;

б) для второй комбинации усилий при учете крановой нагрузки:

l_он = 1,5 ∙ H_н = 1,5 ∙ 6,3 = 9,45 м.

Гибкость колонны:

а) ; б) ,

следовательно, необходимо учитывать влияние прогиба колонны на величину эксцентриситета приложения продольных сил.

4. Определение эксцентриситетов приложения продольных сил.

Величина случайного эксцентриситета:

Принимаем ; Принимаем ;

Величина расчётного эксцентриситета:

;

.

Колонна является элементом статически неопределимой конструкции – поперечной рамы. Поэтому, согласно п.4.2.6 [3] принимаем величину эксцентриситета приложения продольных сил без учёта случайного эксцентриситета:

е₀₁ = е^ст₀₁ = 252 мм, е₀₂ = е^ст₀₂ = 139 мм.