3. Проектирование колонны

3.1. Определение расчётных комбинаций усилий и продольного армирования

Определение основных сочетаний расчётных усилий в сечении 6-6 колонны по оси А.

Таблица 4.1

Nо	Загружения и усилия		Расчетные сочетания усилий.
			N Mmax	N Mmin	Nmax Mmax(Mmin)
1	Загружения		1+ (8+18)	1+(10+20)	1+(8+18)
	У С И Л И Я	N	1148.578	1148.578	1148.578
		M	128.639	-128.639	128.639
		N1	720.11	720.11	720.11
		Ml	0	0	0
		Nsh	428.468	428.468	428.468
		Msh	128.639	-128.639	128.639
2	Загружения		1+(8+18)+22+2	1+(10+20)+23+4	1+(8+18)+22+2
	У С И Л И Я	N	1222.37	1222.37	1222.37
		M	215.94	-215.94	215.94
		N1	720.11	720.11	720.11
		Ml	0	0	0
		Nsh	502.26	502.26	502.26
		Msh	215.94	-215.94	215.94

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

Расчётные характеристики бетона и арматуры. Бетон тяжёлый класса В35, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, R_b = 19.5 МПа, R_bt = 1.3 МПа, E_b = 34500 МПа. Продольная рабочая арматура класса A-300, R_s = R_sc = 270 МПа, E_s=200000МПа.

Размеры сечения подкрановой части колонны b = 400 мм, h = 800 мм. Назначаем для продольной арматуры а = а′=40 мм, тогда h_o = h - а′ = 700 – 40 = 760 мм.

Определим сначала площадь сечения продольной арматуры со стороны менее растянутой грани (справа) при условии симметричного армирования от действия расчетных усилий в сочетании N и M_min: N = 1222.37 кН, М = |M_min| = 215.94 кН∙м; N₁ = 720.11 кН, М₁ = 0 кН∙м; N_sh = 502.26кН, М_sh = 215.94кН∙м.

е_о = M/N = 215.94/1222.37= 0.1767 м = 176.7 мм > е_а = h/30 = 800/30 = 26.7 мм,

Т. к. , то расчёт производим с учётом прогиба элемента.

_{Т. к.}

_{то принимаем:}

_{Поскольку изгибающие моменты от полной нагрузки и от постоянного и длительного нагрузок имеют разные знаки и}

_{то принимаем:}

_{Возьмём для первого приближения коэффициент армирования:}

μ = 0,004.

_{Тогда при}

_{Получим:}

Коэффициент  будет равен:

Значение эксцентриситета с учётом прогиба:

е = e₀ η +(h₀ – a’)/2 = 176.7·1.11 + (760 – 40)/2 = 556.137 мм;

_R = 0.577, _R = 0.411 (т. к. арматура А–300).

Вычислим значения коэффициентов:

_n=N/(R_bbh_o)=1222370/(19.5·400·760)=0,2062.

_{m1 =} N_e/(R_bbh_o²)=1222370·556.137/19.5·400· 760² = 0.151.

=a/h_o=40/760=0.053.

Т.к _n<_R, то

Поскольку арматура по расчёту не требуется, то её сечение назначаем конструктивно: 2 Ø20 ( А = 628 мм² ).

A_s = A_s′ = 0.002 bh₀ = 0.002·400·760 = 608 мм².

Определим площадь сечения продольной арматуры со стороны наиболее растянутой грани (слева) для несимметричного армирования. В этом случае расчетные усилия возьмем из сочетания N и M_max : N = 1222.37 кН, М = 720 кН∙м; N_l = 720.11 кН, М₁ = 0 кН∙м ; N_sh = 502.26 кН, М_sh = 215.94 кН∙м .

_{Принимаем процент армирования} μ = 0,0038 при _{получим}

е_о = М/Ν = 215.94/1222.37=176.7 мм;

е = e₀ η +(h₀ – a’)/2 = 176.7 ·1.144 + (760 – 40)/2 = 562.145 мм;

По расчёту сжатая арматура не требуется, принимаем конструктивно 2 Ø20

( А = 628 мм² ).

Поперечную арматуру в надкрановой и подкрановой частях колонны по условию свариваемости принимаем Ø5 кл. Вр–I , которая должна устанавливаться в сварных каркасах с шагом 300 мм ( не более 20d = 400 мм).