4.3. Подбор сечения арматуры подкрановой части колонны

Расчет надкрановой части колонны в плоскости и из плоскости изгиба производим по двум наиболее невыгодным комбинациям усилий в сечениях 3-3 и 4-4 в плоскости изгиба и одной комбинации – из плоскости изгиба.

-1-я комбинация ().

Расчетные усилия основного сочетания нагрузок:

(загружение 1*+12- крановая нагрузка присутствует),

-2-я комбинация ()

(загружение 1*+3+(5+9)+14 - крановая нагрузка присутствует),

-3-я комбинация ()

(загружение 1*+3+(5+9) - крановая нагрузка присутствует).

Расчетная длина подкрановой части в плоскости изгиба по табл. 7.4[1]:

- с учетом нагрузки от кранов.

Размеры сечения подкрановой части колонны b=400 мм, h=700 мм, c=c₁=40мм, d=700-40=660 мм.

Радиус инерции сечения колонны:

4.3.1. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по первой комбинации усилий

Гибкость , но так как расчетное сечение по первой комбинации совпадает с сечением 4-4, то коэффициент, учитывающий увеличение эксцентриситета за счет гибкости элемента

Начальный эксцентриситет продольной силы

- случайный эксцентриситет:

Принимаем следовательно

Расчетный изгибающий момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Предполагая, что сечение находится в области деформирования 2 (k_s1=k_s2=1,0), определяем для симметричного армирования величину относительной высоты сжатой зоны:

По таблице 2–2 приложения 2 для бетона класса С¹⁶/₂₀ и арматуры S500 . Поскольку, сечение находится вобласти деформирования 2 (k_s1=1.0, k_s2=1.0) и расчет производим по случаю больших эксцентриситетов, используя алгоритм 2 приложения 6.

Требуемое количество сжатой арматуры:

Минимальный процент армирования согласно табл. 11.1 принимается равным , но не менее,

принимаемого не менее 0.1 % и не более 0.25 %.

Имеем: ;.

К дальнейшим расчетам принимаем .

Минимальное количество сжатой арматуры исходя из принятого процента армирования:

.

Принимаем 218 S500 (A_sc = 509мм²).

Требуемое количество растянутой арматуры:

Принимаем согласно конструктивным требованиям армирование 218 S500 (A_st = =509мм²).

Так как коэффициент продольного армирования

4.3.2. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по второй комбинации усилий

Гибкость , но так как расчетное сечение по первой комбинации совпадает с сечением 4-4, то коэффициент, учитывающий увеличение эксцентриситета за счет гибкости элемента

Начальный эксцентриситет продольной силы

- случайный эксцентриситет:

Принимаем следовательно

Расчетный изгибающий момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры:

Предполагая, что сечение находится в области деформирования 2 (k_s1=k_s2=1,0), определяем для симметричного армирования величину относительной высоты сжатой зоны:

Поскольку , сечение находится вобласти деформирования 3 и коэффициенты k_s1<1, k_s2=1.0. Расчет производим по случаю малых эксцентриситетов, используя блок-схему 3 приложения 6.

Тогда коэффициент , соответствующий верхней границе области деформирования 3,

.

Уточняем величину коэффициента k_s1. Для этого находим площадь поперечного сечения сжатой арматуры при , соответствующей нижней границе поиска требуемой площади:

Площадь поперечного сечения сжатой арматуры, соответствующей верхней границе поиска требуемой площади (при ,)

Минимальный процент армирования согласно табл. 11.1 принимается равным , но не менее,

принимаемого не менее 0.1 % и не более 0.25 %.

Имеем: ;.

К дальнейшим расчетам принимаем .

Минимальная площадь как сжатой, так и растянутой арматуры равна:

.

Принимаем армирование 3 25 S400 (A_sс=1473 мм²), что больше минимальной величины площади сечения, находится в пределах обозначенных границ и отвечает конструктивным требованиям по количеству стержней и диаметру арматуры сжатых элементов.

С учетом принятой площади арматуры , при, коэффициентсоставит:

,

что меньше коэффициента , при котором. По этой причине оставляем площадь сжатой арматуры без изменений.

Относительная высота сжатой зоны при уточненном значении

.

Величина относительной деформации растянутой арматуры при относительной высоте сжатой зоны

.

Величина коэффициента k_s1

.

Требуемое количество растянутой арматуры:

Принимаем армирование подкрановой части колонны 216 S400 (A_st =402мм²),что больше минимальной площади армирования.

Находим величину равнодействующих усилий в сечении:

Поскольку полученная величина отличается от величины продольной силы, производим уточнение величины относительной высоты сжатой зоны. Принимаем, т.е. примерно равной средней из полученных выше величин.

Величина относительной деформации растянутой арматуры:

.

Величина коэффициента k_s1

.

Величина равнодействующих усилий в сечении:

Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением, относительно центра тяжести растянутой арматуры:

.

Поскольку условие выполняется, оставляем принятую площадь арматуры без изменений.