IV. Определение расчетных усилий в стойке рамы

Комбинация усилий			Сечения стойки
			1-1		2-2		3-3
			М, кНм	N, кН	М, кНм	N, кН	М, кНм	N, кН
+Mmax Nсоотв	nc=1	№ нагрузок	1,3*,4(+)		1,5*		-
		Усилия	338,94	-1473,14	285,13	-954,71	-	-
	nc=0,9	№ нагрузок	1,2,3*,4(+),5*		1,2,5*		1,3,4(+),5*
		Усилия	730,27	-1636,68	308,48	-1101,07	46,7	-954,71
-Mmax Nсоотв	nc=1	№ нагрузок	1,5		1,3,4(-)		1,5
		Усилия	-349,76	-1189,63	-73,20	-2176,52	-235,78	-954,71
	nc=0,9	№ нагрузок	1,3,4(-),5		1,3,4(-),5		1,2,5
		Усилия	-564,29	-2409,15	-135,93	-2176,55	-274,24	-1117,97
Nmax +Mсоотв	nc=1	№ нагрузок	1,3,4(+)		1,3,4(+)		1,2
		Усилия	243,77	-2409,15	-2,5	-2176,55	-210,63	-1117,97
	nc=0,9	№ нагрузок	1,2,3,4(+),5*		1,2,3,4(+),5*		1,2,3,4(+),5*
		Усилия	535,10	-2572,69	102,83	-2339,11	8,24	-1117,97
Nmax -Mсоотв	nc=1	№ нагрузок	1,3,4(-)		1,3,4(-)		1,2
		Усилия	-179,61	-2409,15	-73,20	-2176,52	-210,63	-1117,97
	nc=0,9	№ нагрузок	1,2,3,4(-),5		1,2,3,4(-),5		1,2,5
		Усилия	-570,81	-2572,69	-100,91	-2339,11	-252,96	-1104,67

V. Расчет прочности колонны

Материал колонны тяжелый бетон класса В15

Для армирования принята арматура класса А–III:

В качестве хомутов принята арматура класса А–I.

1. Расчет сечений колонны

Сечение 3-3 на уровне верха консоли колонны

Сечение колонны b×h = 500×600мм при a = a’ = 4cм, полезная высота сечения h₀ = 560мм. В сечении действуют расчетные усилия

Усилия	1,2,5
М, кНм	-274,24
N, кН	-1117,97

Усилия от продолжительного действия нагрузки

При расчете сечения на данную комбинацию .

Радиус инерции сечения

Гибкость элемента > 14 необходимо учесть влияние прогиба на прочность элемента.

Условная критическая сила

где

β = 1, бетон тяжелый

δ_е > δ_min принимаем δ = 0,38

В первом приближении принято μ = 0,004

Коэффициент

Расстояние

При условии симметричного армирования высота сжатой зоны бетона

Относительная высота сжатой зоны

Граничное значение относительной сжатой зоны бетона при γ_b2 = 1,1

> ξ =0,42

здесь

Площадь сечения симметричной арматуры

Принимаем 3Ø28 А – III общей площадью A_S = 18,47см².

Сечение 1-1 в заделке колонны

Сечение подкрановой части 140×50см, сечение ветви b×h = 50×30см,

h₀ = 26cм. Расстояние между осями ветвей с = 110см. Расстояние между осями распорок S = 2,5м. Высота сечения распорки 40см. В сечении действуют 2 комбинации расчетных усилий

Усилия	Первая (1,2,3,4+,5*)	Вторая (1,2,3,4-,5)
М, кНм	619,35	-511,48
N, кн	-2445,9	-2445,9

Усилия от продолжительного действия нагрузки

При расчете сечения на первую и вторую комбинации . Расчет выполняется на обе комбинации, и расчетное сечение симметричной арматуры принимается наибольшее. В пояснительной записке приводится расчет только по 1 комбинации, так как она дает максимальное требуемой количество арматуры, однако, в черновой работе расчет производился на обе комбинации.

Приведенный радиус инерции сечения двухветвевой колонны в плоскости изгиба

r_red = 37,77см

Приведенная гибкость сечения > 14 необходимо учесть влияние прогиба на прочность элемента

Условная критическая сила

где

β = 1, бетон тяжелый

δ_е < δ_min принимаем δ = 0,29

В первом приближении принято μ = 0,0075

Коэффициент

Определяем усилия ветвях колонны

> е_a=1см

тогда расстояние

Граничное значение относительной сжатой зоны бетона при γ_b2 = 1,1

здесь

Для определения площади арматуры воспользуемся выражениями, полученными из совместного решения систем уравнений.

> =0,611

> 0

> ξ_y = 0.611 имеем расчетный случай.

Армирование принимаем симметричное

Фактический коэффициент армирования , что незначительно отличается от ранее принятого.

Принимаем 3Ø22 A-III с A_S = 11,4см²

Проверим необходимость расчета подкрановой части колонны из плоскости изгиба.

Расчетная длина .

Радиус инерции сечения

> расчет из плоскости рамы необходим.

> 14 необходимо учесть влияние прогиба элемента на его прочность.

Случайный начальный эксцентриситет

Принимаем e₀ = e_a = 1,775cм.

Условная критическая сила

где

β = 1, бетон тяжелый

δ > δ_min принимаем δ = 0,4556

при (4Ø22 A-III)

Коэффициент

Расстояние

Граничное значение относительной сжатой зоны бетона при γ_b2 = 1,1

здесь

Для определения площади арматуры воспользуемся выражениями, полученными из совместного решения систем уравнений.

> =0,611

> 0

> ξ_y = 0.611 имеем расчетный случай.

Армирование принимаем симметричное

< (4Ø22 A-III), следовательно, принятого количества площади арматуры достаточно.