4. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по второй комбинации усилий (мSd,min)

Расчет проводим аналогично первому сочетанию усилий.

Так как , необходимо учитывать влияние прогиба на эксцентриситет продольной силы.

Для определения условной критической силы необходимо задаться площадью сечения арматуры. В первом приближении задаемся минимально допустимым армированием, определяемым как .

Согласно табл. 11.1[2] принимается равным, но не менее, принимаемого не менее 0.1 % и не более 0.25 %.

; .

К дальнейшим расчетам принимаем .

Коэффициент, учитывающий длительность усилий

,

где для тяжелого бетона (п.7.1.3.14 [2]);

Коэффициент

, но не менее ,

здесь .

В первом приближении задаемся коэффициентом армирования не менее

.

Момент инерции сечения арматуры

Условная критическая сила:

Коэффициент, учитывающий увеличение момента за счет продольного изгиба

Изгибающий момент в сечении колонны с учетом изгиба

;

.

Эксцентриситет продольной силы относительно растянутой арматуры

.

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 при симметричном армировании величину относительной высоты сжатой зоны:

.

По таблице 2–2 приложения 2 для бетона класса С¹²/₁₅ и арматуры S500 . Поскольку, сечение находится в области деформирования 1 (k_s1=1.0, ks₂<1.0) и расчет производим по случаю больших эксцентриситетов, используя алгоритм 1 приложения 6.

Минимальное количество сжатой арматуры исходя из принятого процента армирования

.

Принимаем в качестве первого приближения армирование 316 S500 (A_sc=603мм²), что больше минимальной величины площади сечения арматуры.

С учетом принятой площади арматуры на первом шаге итерации прикоэффициентсоставит:

.

По табл. 2-2 П2 [1] при .

По табл. 5-1 П5 [1] при икоэффициент, что значительно отличается от принятого ранее.

Выполнив последовательно несколько раз итерационный расчет, принимаем окончательно ,.

Тогда площадь арматуры у растянутой грани сечения:

что меньше .

Растянутую арматуру принимаем в количестве 316 S500 (A_st=603мм²).

На основании произведенного расчета по первой и второй комбинациям усилий, принимаем в качестве армирования надкрановой части колонны

– c внутренней грани колонны 216+118 S500 (A_st=656.5мм²)

– с наружной грани 216+118 S500 (A_st=656.5мм²).

5. Расчет надкрановой части из плоскости изгиба

Расчетная длина надкрановой части колонны из плоскости изгиба принимается равной .

Так как , то расчет прочности с учетом устойчивости из плоскости изгиба можно не производить.

6. Расчет надкрановой части на действие поперечной силы

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил следует производить из условия:

, но не менее ,

где – наибольшая расчетная поперечная сила в сечении 2–2 для комбинаций М_max, М_min, N_max;

– поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры,

,

здесь ;

;

; ;

Так как условие выполняется, расчет поперечной арматуры не производится, и поперечную арматуру устанавливаем по конструктивным требованиям. Назначаем6 S240 с шагом S=200мм, что не превышает (п. 11.2.24 [2].)

Рисунок 6 - Армирование сечения надкрановой части колонны