Расчет колонны

2.3. Проектирование колонны

Проектирование колонны в режиме диалога с ЭВМ выполняется в два этапа. На первом этапе, для освоения методики определения расчетных сочетаний усилий и расчета площади сечения продольной арматуры в сжатых элементах со знакопеременными изгибающими моментами, предлагается решить задачу только для одного опасного сечения колонны. А на втором этапе по результатам автоматизированного расчета прочности всех сечений необходимо законструировать продольную и поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны с проверкой прочности в плоскости, перпендикулярной поперечной раме, и запроектировать подкрановую консоль.

2.3.1. Определение расчетных комбинаций усилий и продольного

армирования

Методические указания. Результаты автоматизированного статического расчета поперечной рамы печатаются ЭВМ только для проектируемой колонны по заданию (см. рис. 2.14). Для анализа напряженного состояния колонны необходимо построить эпюры изгибающих моментов от действия различных нагрузок в наиболее характерных загружениях (1, 2, б, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 и 23).

Схема расположения сечений по высоте колонны дана на рис. 2.29, а.

В обозначениях нагрузок приняты следующие сокращения:

АБ — нагрузка в прлете между осями А и Б;

БВ — то же, между осями Б и В;

К, или КРАН. — нагрузка от мостовых кранов;

DM АХ — DMIN — кратковременное действие максимального давления крановой

нагрузки слева, а минимального — справа;

DMIN —0MAX —тоже, для максимального давления справа, а минимального —

слева;

Т НА А"— действие тормозного усилия на колонну по оси А ( > — слева,< —

справа);

Т НА Б — то же, на колонну по оси Б;

L — от длительного действия соответствующих нагрузок.

Загружения 6, 8, 10, 12,14,16, 18, 20 соответствуют кратковременному действию нагрузок от двух мостовых кранов в одном пролете.

Загружения 7,9,11,13 соответствуют длительному действию крановых нагрузок от одного крана в пролете, а загружения 15, 17, 19 и 21 — кратковременному воздействию соответствующих тормозных нагрузок.

Основные сочетания расчетных усилий составляются только для заданного сечения в колонне в виде четырех неблагоприятных комбинаций усилий N и М. При учете крановых нагрузок следует рассматривать все возможные варианты их совместного действия (от одного, двух или четырех мостовых кранов), выявляя наиболее невыгодное воздействие с обязательным учетом соответствующих коэффициентов сочетаний. Например, в табл. 2.4 при определении максимальных моментов учтены усилия от двух кранов в одном пролете с

коэффициентом сочетаний ψ=0,85. В этом случае

M_sh = (206,73-fl6,31)0,85 = 189,58 кН-м

будет больше, чем при учете нагрузок от четырех кранов с коэффициентом сочетаний ψ=0,7, где

M_sh = 206,73+33,31)0,7+16,31 • 0,85 = 181,89 кН • м.

Ms/,==(206,73-fl6,31)0,85=189,58 кН-м будет больше, чем при учете

Для подбора продольной арматуры в каждом расчетном сочетании усилий N к М необходимо вычислить длительные составляющие усилий и соответствующие усилия от нагрузок непродолжительного действия (ветровых и кратковременных крановых).

Площадь сечения симметричной или несимметричной продольной арматуры заданного класса подбирается с учетом требований минимального конструктивного армирования.

Расчет несимметричного армирования рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1) определяется площадь сечения продольной арматуры со стороны менее растянутой грани по условию симметричного армирования; 2) вычисляется площадь сечения несимметричной продольной арматуры со стороны наиболее растянутой грани, при этом сечение сжатой арматуры должно быть не менее полученного значения из предыдущего расчета; 3) выполняются проверки прочности сечения на остальные комбинации расчетных усилий.

Колонна должна проектироваться из тяжелого бетона заданного класса для сборных конструкций.

Для примера воспользуемся результатами автоматизированного статического расчета поперечной рамы, полученными от ЭВМ для колонны по оси А (см. рис. 2.14). Дополнительными данными из индивидуального задания будут:

КЛАСС БЕТОНА ДЛЯ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ . . . . В35

КЛАСС АРМ-РЫ СБОРНЫХ НЕНАПР. КОНСТРУКЦИЙ АИ

ПРОЕКТИРУЕМАЯ КОЛОННА ПО ОСИ < А >

НОМЕР РАСЧЕТНОГО СЕЧЕНИЯ КОЛОННЫ 4-4

ВЛАЖНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 80 %

Решение. Эпюры изгибающих моментов, построенные для колонны по оси А, представлены на рис. 2.29. Анализ эпюр показывает, что целесообразно при расчете сечений принимать несимметричное армирование, так как моменты разных знаков отличаются по абсолютной величине более чем на 25 %.

Неблагоприятные комбинации расчетных усилий в сечении 4 — 4 для основных сочетаний нагрузок с учетом требований [7] представлены в табл. 2.4.

Расчет продольной арматуры выполняем согласно требованиям пп. 3.1, 3.50, 3.54, 3.55, и 3.62 [3].

Расчетные характеристики бетона и арматуры. Бетон тяжелый класса В35, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, R_b=19,5 МПа, R_bt=1, 3 МПа, E_b=31 000 МПа. Продольная рабочая арматура класса А-П, R_s= R_sc=280МПа, E_s=210 000 МПа.