3. Розрахунок міцності нормальних перерізів позацентрово-стиснутої колони

   1. Розрахунок надкранової частини колони

Вихідні дані:бетон класу С 20/25 – E_cd =23000 МПа; b_c=0,4 м; h_c=0,38 м,f_cd=14,5 МПа,

f_sc=365МПа, N=713 кН, M=49,135 кНм.

1. Визначаємо розрахункову довжину колони:

де

l_геом – геометрична довжина колони.

2. Умовно критична сила:

де Е_сd – модуль пружності бетону;

І_с – момент інерції бетонного перерізу колони;

φ_l – коефіцієнт, що враховує довго тривалість дії навантаження.

де β =1 – для важкого бетону.

M_l – момент, що діє в перерізі від тривалих і постійних навантажень;

M – момент, що діє в перерізі від всіх навантажень.

;

Значення відносного ексцентриситету:

де е₀=M/N=49,135/713=0,68 м – початковий ексцентриситет.

Приймаємо δ_е=0,294.

Значення коефіцієнту:

де E_s – модуль пружності арматури.

Попередньо приймаємо:

м²

де d=h_c - 4 см = 38 - 4 = 34 см – робоча висота перерізу; μ_і – в першому наближенні приймаємо μ₁=0,01.

I_s- момент інерції площі перерізу арматури відносно центра ваги колони.

а=а’=4 см.

Віддаль від розтягнутої арматури до лінії дії сили з урахуванням прогину елементу:

3) Мінімаль нодопустима площа розтягнутої і стиснутої арматури:

4) Знаходимо площу стиснутої арматури:

П риймаємо 2○14 А500С (A_s=3,08 см²).

5) Знаходимо площу розтягнутої арматури:

По значенню приймаємо значення  ζ=0,20

З двох значень приймаємо більше.

Якщо то переховуємо

Приймаємо = 2d14 А400С (A_s=3,08 см²); 2d20 А400С (A_s=6,28 см²)

Умови та виконуються

П оперечну арматуру приймаємо конструктивно ○6 А240С з кроком не більшим за 20d=20*20=400 мм. Крок стержнів поперечної арматури приймаємо 300 мм.

Рис.3.1.Армування надкранової частини колони

2. Розрахунок підкранової частини колони

Вихідні дані:бетон класу С 30/35 – E_cd =27000 МПа; b_c=0,4 м; h_c=0,8 м, f_cd=19,5 МПа,

f_sc=500 МПа , N=1516,594 кН, M=91,524 кНм.

1. Визначаємо розрахункову довжину колони:

де

l_геом – геометрична довжина колони.

Момент інерції бетонного перерізу колони:

Значення коефіцієнту:

;

Відносний ексцентриситет:

де е₀=M/N=91,524/1516,594=0,06 м – початковий ексцентриситет.

Приймаємо δ_е=0,284.

де E_s – модуль пружності арматури.

Попередньо приймаємо:

м²

де d=h_c - 4 см = 80 - 4 = 76 см – робоча висота перерізу; μ_і – в першому наближенні приймаємо μ₁=0,01.

I_s- момент інерції площі перерізу арматури відносно центра ваги колони.

а=а’=4 см.

2) Обчислюємо критичну силу:

3) Мінімальнодопустима площа розтягнутої і стиснутої арматури:

4) Площа арматури:

П риймаємо 4 ○16 А500С (A_s=8,04 см²).

П оперечну арматуру приймаємо конструктивно ○6 А240С з кроком не більшим за 20d=20*16=320 мм. Крок стержнів поперечної арматури приймаємо 300 мм.

Рис.3.2.Армування підкранової частини колони