5.2 Определение усилий в стержнях колонны

Расчет усилий ведем методом, основанным на методе перемещений.

Необходимо определить усилия в сечениях 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 (рис. 16).

где Н – общая высота колонны;

Н_в – высота надкрановой части колонны.

где I_н – момент инерции сечения подкрановой части колонны;

I_в – момент инерции сечения надкрановой части колонны;

где n – число панелей в подкрановой части двухветвевой колонны.

Определяем реакцию от действия вертикальных крановых нагрузок (рис. 16):

Определяем реакцию от действия горизонтальных крановых нагрузок (рис. 16):

Определяем реакцию от действия ветровых нагрузок (рис. 16):

где R_b1 – реакция от всей поперечной рамы

I_ср=I_н – момент инерции средней колонны;

I_кр – момент инерции крайней колонны;

Рисунок 14 – К определению усилий в колонне: а – расчетная схема с указанием размеров и сечений; б – загружение вертикальной крановой нагрузкой; в - загружение горизонтальной крановой нагрузкой; г – загружение ветровой нагрузкой.

Расстояние а принимаем равным: а=0,3Н_в=1,22 м.

Результаты расчета сводим в таблицу 4.

После определения усилий составляем таблицу сочетаний усилий (табл. 5).

Таблицу составляем для двух вариантов сочетаний усилий:

• первое сочетание включает: постоянные, длительно действующую (снеговую) и одну кратковременную нагрузки;

• второе сочетание включает: постоянные, длительно действующую (снеговую) и неограниченное количество кратковременных нагрузок.

В основных сочетаниях, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные: для длительных нагрузок y₁ = 0,95; для кратковременных y₂ = 0,9;

Расчет надкрановой части колонны

Из табл. 4 (сечение 2-2) выбираем расчетную комбинацию усилий:

M=152,53 кН*м, N=893,42 кН.

Применяем бетон класса В30.

Определяем расчетную длину надкрановой части колонны:

Рисунок 17 – К расчету надкрановой части колонны.

Расчет надкрановой части колонны среднего ряда на внецентренное сжатие.

1. Определяем R_в=17 МПа, R_s=355 МПа, E_в=32000 МПа, E_s=190000 МПа , выписываем ранее определенные или назначенные параметры (рис. 17):

b=0,6 м, h=0,6 м, a = а' = 4 см, M=250,2 кН*м, N=1650,7 кН.

2. Вычисляем: ;

;

M_l – момент от действия постоянной и длительной нагрузки для расчетной комбинации усилий

(сечение 2-2).

;

.

Из двух значений δ_е принимаем большее.

3.Условная критическая сила

.

4. Определяем .

5. Случайный эксцентриситет принимаем наибольшим из трех значений

; ; .

6. Расстояние от места приложения усилия N до центра тяжести растянутой арматуры

e = e₀*η + 0,5*h-a + e_a.=0,15*1,24+0,5*0,04-0,02=0,5 м

6. Определяем:

. Здесь R_в и R_s -в МПа;

.

8. Т. к., , ,

При этом А_s = A_s’ =0,002*в*h=0,002*60*60=7,2 см². Из двух значений А_s и A_s' принимаем большее.

9. По сортаменту подбираем 812А400 (А_s=9,05 см²). Арматура располагается у наиболее напряженных граней.

Поперечную арматуру (хомуты) в колоннах устанавливаем без расчета. В сварных каркасах надкрановой части колонны диаметр хомутов принимаем равным 6 мм (0,3 диаметра продольной арматуры), шаг хомутов — 360 мм (не более 20 диаметров продольных стержней при сварных каркасах).

Армирование надкрановой части колонны представлено на рис. 17.