5 Расчет и конструирование сплошной колонны среднего ряда

Исходные данные для расчёта

- бетон тяжелый класса С²⁵/₃₀, подвергнутый тепловой обработке E_cm=32·10 ³ МПа, f_ctk =1,8 МПа, f_ctd =1,2 МПа, f_ck =25 МПа, f_cd =16,67 МПа.

- продольная арматура класса S500, f_yk = 500 МПа, f_yd =435 МП, f_ywd =348 МПа – вязаный каркас, Е_s=2·10⁵ МПа.

-поперечная арматура (хомуты) класса S240: f_yd =218 МПа, f_ywd =174 МПа – вязаный каркас.

-размеры сечения: b=400мм, h₁=600мм, h₂=800мм

5.1 Расчет надкрановой части колонны

Сечение 2-2. Комбинация расчетных усилий (для удобства расчетов далее значения продольных сил примем со знаком «+»):

1)М_max=169,01кНм; N=547,06кН

2)М_min=-36,65кНм; N=547,06кН

3)М_max=185,10кНм; N=919,5кН

М_e=0; N_e=547,06кН

Расчетная длина надкрановой части l₀=2·H₁=2·3,6=7,2м – при учете крановой нагрузки;

l₀=2,5·3,6=9м – без учета крановой нагрузки

Радиус инерции сечения:

(5.1)

Так как , то необходимо учесть влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы.

Эксцентриситет продольной силы:

(5.2)

Значение случайного эксцентриситета назначают равным наибольшим из:

1)

2)

3)

Принимаем е_а=20 мм.

Расчетный эксцентриситет .

Условная критическая сила равна:

(5.3)

где ;

Коэффициент учитывающий влияние длительности действия нагрузки на прогиб элемента:

(5.4)

где

(5.6)

.

.

>

Принимаем δ_e,min = 0,213.

;

;

Вычисляем коэффициент η:

= (5.7)

С учетом прогиба колонны определяем:

= (5.8)

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

(5.9)

(5.10)

где 0,85 0,008f_cd  0,85  0,00816,67 0,72;

МПа;

МПа – предел напряжения в арматуре бетона сжатой зоны;

.

(5.11) .

, сечение находится в области деформирования 2 и коэффициент k_s2=1.

Определяем площадь арматуры

(5.12)

Площадь сечения арматуры A^'_sназначается по конструктивным соображениям.

Согласно СНБ минимальный процент армирования – 0,2% при 35<l₀/i<83.

A_s,min  0,002bd  0,0024056  4,48см ².

Принимаем: 3 16 S500 с A^'_s  6,03 см ²

Расчетная длина из плоскости изгиба:

.

Радиус инерции сечения:

.

Так как , то расчёт из плоскости изгиба не проводим.