5.3 Расчет подкрановой части колонны

Размеры сечения: b=500мм, h=1000мм.

Подбор арматуры производим исходя из расчетных усилий с наиболее невыгодной комбинацией сечении 4-4:

M=414,86кНм; N=1656,25кН; V=39,38.

Усилия от длительно действующей нагрузки: М_e=0; N_e=953,14 кН.

Расчетная длинна подкрановой части при учете крановой нагрузки:

(5.13)

Радиус инерции: см.

Так как , то необходимо учитывать влияние прогиба.

(5.14)

Определяем значение случайного эксцентриситета из следующих условий:

1) e_a=l₀/600=10080/600=16,8 мм,

2) e_a= h/30=1000/30=33,33 мм,

3) e_a= 20 мм .

Принимаем максимальное из найденных значений: е_а=33,33мм. Расчетный эксцентриситет е_о=M/N+е_а=414,86/1656,25+0,03333=0,284 м.

Определяем условную критическую силу:

(5.15)

где E_cm – средний модуль упругости бетона,

l₀ – расчетная длина конструкции,

I_c – момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести сечения,

I_с  b∙h₁³/12 = 50∙100³/12 41.7∙10⁵см⁴;

I_s – момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения.

φ_p – коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения в арматуре. Т.к. преднапряжение отсутствует, то φ_p=1.

k_lt1+₁∙M_e'/M' (5.16)

₁=1 для тяжелых бетонов.

M_e'M_e+N_e∙(h₁/2с₁) (5.17)

M_e^'0+953,14∙(1,0/20,04)=438,44 кН·м;

M'M+N∙(h₁/2с₁) (5.18)

M'414,86+1656,25∙(1,0/20,04)=1176,7кН·м;

k_lt1+1∙438,44/1176,74=1,37;

_ee_o/h₁≥_e,min0,50,01∙ℓ_o/h₁0,01∙f_cd (5.19)

_e0,284/1,00,284<_e,min0,50,01∙10,08/1,00,01∙16,670,233;

Принимаем _e=0,284.

(5.20)

(5.21)

где =0,004 – в первом приближении:

.

Тогда

; (5.22)

(5.23)

Предполагаем, что сечение находится в области деформирования 2, и определяем (для симметрично армированного элемента) величину относительной высоты сжатой зоны:

; (5.24)

Для бетона класса С²⁵/₃₀ и арматуры класса S500 -ξ_lim=0,627, α_lim=0,332.

Поскольку условие ξ<ξ_lim выполняется, сечение находится в области деформирования 2 и коэффициент k_S2=1.

Находим величину требуемой площади сжатой арматуры:

; (5.25)

Арматура в плоскости изгиба устанавливается конструктивно.

Принимаем ρ_min=0,141%.

Принимаем 816 S500 с A_s1608 мм ².

Расчетная длина из плоскости изгиба:

l_o'=0,8∙H₂=0,8∙8,4=6,72м;

;

l_o'/i= 672/14,43=46,56см>l_o/i=34,92см – расчет производим.

Находим величину требуемой площади сжатой арматуры:

; (5.14)

Арматура в плоскости изгиба устанавливается конструктивно.

Принимаем 816 S500 с A_s1608 мм ².

Поперечную арматуру принимаем из стержней класса S500 диаметром 6мм с шагом S=300мм<20·d=20·16=320мм, в местах стыковки каркасов надкрановой и подкрановой частей колонны с шагом S=10·d=160мм.