10. Подбор площади сечения арматуры в наружной ветви

Начальный эксцентриситет приложения продольной сжимающей силы

.

Величина случайного эксцентриситета

Принимаем .

Эксцентриситет продольной силы относительно растянутой (менее сжатой) 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 для симметричного армирования величину относительной высоты сжатой зоны по выражению:

.

Поскольку , т.е. сечение находится в области деформирования 4 и коэффициенты k_s1<1, k_s2=1.0, то требуется расчет по случаю малых эксцентриситетов. Приводим работу сечения в области 3.

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 ,)

Минимальная площадь как сжатой, так и растянутой арматуры равна:

.

Принимаем армирование 320 S500 (A_sс=941мм²), 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:

Учитывая, что эпюра изгибающих моментов в пределах панели (расстояния между осями распорок) двухветвевой колонны меняет знак на противоположный, принимаем симметричное армирование сA_st=A_sс=941мм² (320 S500 с каждой грани).

Находим величину равнодействующих усилий в сечении:

Поскольку полученная величина отличается от величины продольной силы, производим уточнение величины относительной высоты сжатой зоны. Принимаем.

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.

На основании расчетов по первой и второй комбинациям усилий, принимаем в качестве армирования подкрановой части колонны:

– наружная ветвь 320 S500 (A_st=A_sс=941мм²);

– подкрановая ветвь 220+118 S500 (A_st=A_sс=882.5мм²).

11. Расчет из плоскости изгиба

Расчетная длина подкрановой части колонны из плоскости изгиба

.

Радиус инерции из плоскости изгиба .

Проверяем условие: так как , то расчет прочности с учетом устойчивости из плоскости изгиба можно не производить.

В качестве поперечной арматуры ветвей подкрановой части колонны принимаем стержни 6 мм из стали класса S240 с шагом 250 мм в подкрановой ветви и 300 мм в наружной ветви, что не превышает 15 (соответственно 15·18=270 мм и 15·20=300 мм). В обоих случаях шаг поперечных стержней не должен превышать 500 мм.

Рисунок 7 – Армирование подкрановой части колонны