3. Расчет и конструирование двухветвевой железобетонной колонны

3.1 Расчет надкрановой части колонны

3.1.1 Расчет надкрановой части колонны в плоскости изгиба

Для расчета сечения надкрановой части выбираем комбинацию усилий с максимальным моментом и соответствующей продольной силой: М₁=7,04 т∙м, N₁=38,6 т и выполняем проверку прочности на комбинацию усилий с максимальной продольной силой и соответствующим моментом: М₂=-4,2 т∙м, N₂=44,3 т. Усилия от длительно действующей нагрузки: М_l=-3,4 т∙м и N_l=38,6 т.

Используемые материалы:

- бетон тяжелый класса В15 c [4, табл.18], [4, табл.13] , [4, табл.15];

- стержневая арматура класса А-III диаметром 10-40 мм c [4, табл.29*], [4,табл.22*], проволочная арматура класса Вр-I диаметром 5 мм с [4, табл.29*], [4,табл.23*].

Расчетная длина надкрановой части колонны в плоскости изгиба согласно [4,табл.32]:

Случайный эксцентриситет:

где: - высота сечения надкрановой части колонны, м.

Эксцентриситет приложения продольной силы:

Радиус инерции сечения:

Гибкость сечения:

Определяем величину условной критической силы:

где: - так как отсутствует предварительное напряжение [3];

где: - для тяжелого бетона [3];

где: - полезная высота сечения, м;

– защитный слой бетона, м.

Коэффициент продольного изгиба:

Эксцентриситет приложения продольной силы с учетом продольного изгиба:

Высота сжатой зоны бетона:

Относительная высота сжатой зоны бетона:

Требуемая площадь арматуры:

Минимальная площадь арматуры:

Принимаем 3 Ø16 с [3].

Рисунок 6 – Эскиз армирования надкрановой части колонны

3.1.2 Проверка прочности сечения с принятым армированием

Эксцентриситет приложения продольной силы:

Радиус инерции сечения:

Гибкость сечения:

Определяем величину условной критической силы:

где: - так как отсутствует предварительное напряжение [3];

где: - для тяжелого бетона [3];

где: - полезная высота сечения, м;

– защитный слой бетона, м.

Коэффициент продольного изгиба:

Эксцентриситет приложения продольной силы с учетом продольного изгиба:

Высота сжатой зоны бетона:

Относительная высота сжатой зоны бетона:

Проверяем сечение на прочность:

3.1.3 Расчет надкрановой части колонны из плоскости изгиба

Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости изгиба согласно [4,табл.32]:

Радиус инерции сечения:

Гибкость сечения:

3.2 Расчет подкрановой части колонны