5. Расчёт сечения двухветвевой колонны по крайнему ряду

5.1 Расчёт сечений в плоскости рамы

За расчетную комбинацию усилий принято из табл. 12 сочетание максимального (в алгебраическом смысле) момента с соответствующим ему значением продольной силы:

М_max =234,1 кНм, M₁=199,4 кНм, N_соотв=889,7 кН, N₁=832 кН.

Значения усилий соответствуют совместному действию постоянных крановых п петровых нагрузок с коэффициентом сочетаний. Следовательно,Надкрановая ветвь имеет сплошное сечение с размерами: Н₂=4,7 м; b=500 мм; h₂=600 м;, S=200 мм; h_в=250 мм; h_р^в=1050 мм; h_р^н=200 мм.

Бетон В20; R_b=11,5МПа; R_bt=0,9МПа.

Продольная арматура класса А-Ш: R_s = R_sc = 365МПа(36,5кН / см²).

Поперечная арматура класса А - 1: R_sw = 175МПа(17,5 кН/см²) ; С = 1,1 м.

h₀=0,9·h=0,9·60=54 см; a=6 см;

l₀=2H₂=2·4,7=9,4 м=940 см.

Определяем моменты М₁ и М_1l от полного значения силы N и её длительно действующей части относительно оси арматуры:

кНсм;

кНсм.

Коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки:

; м.

см⁴.

Задаёмся величиной армирования: =0,002

A_s==bh₀=0,002·50·54=5,4 см²;

см⁴;

Условная критическая сила:

кН.

Коэффициент продольного изгиба:

=a/h₀=6/54=0,11.

Эксцентриситет продольной силы N относительно оси арматуры A_s:

е=е_0·+0,5h-a=26,3·1,35+0,5·60-6=59,5 см.

Задаваясь симметричным армированием, определяем:

;

.

Имеем первый случай внецентренного сжатия (большие эксцентриситеты). Высота сжатой зоны для первого случая внецентренного сжатия:

см;

Принимая симметричное армирование, определяем:

A_s==см².

Разность между полученным значением A_s и ранее принятым A_s==5,4 см² находится в пределах 20%, то перерасчет не требуется. Принимаем A_s=6,4 см². Принимаем: 3Ø18 А-III (A_s==7,63 см²).

Сечение 4-4

За расчетную комбинацию усилий принято из табл. 12 сочетание максимального (в алгебраическом смысле) момента с соответствующими ему значениями продольной и поперечной сил:

М_max =-398,6 кНм, M₁=- 390,9 кНм, N_соотв=1745,6 кН, N₁=1687,9 кН, Q=3 кН.

Значения усилий соответствуют совместному действию постоянных крановых п петровых нагрузок с коэффициентом сочетаний. Следовательно,Подкрановая ветвь имеет сплошное сечение с размерами: Н₁=13,3 м; d=1300 мм; S=200 мм; h_в=250 мм; h_р^в=1050 мм; h_р^н=200 мм.

l₀=1,5H=1,5·13,3=19,95 м.

Приведённый радиус инерции сечения:

20 см.

Приведённая гибкость подкрановой ветки:

Следовательно, необходим учёт продольного изгиба:

м;

7,69·10⁶ см⁴;

M₁=M^max+кНсм;

кНсм;

;

^;

Принято

Задаёмся коэффициентом армирования :

см⁴.

=кН;

Определяем усилия в ветвях:

N_в=±;

N_в1=1351,1 кН; N_в2=394,5 кН; S=200 см.

Моменты в ветвях:

М_в=кНсм;

e₀₁=м<e₀=cм.

Принято:

a=3см;

e=e₀+см; h₀=25-3=22 см;

.

Так как , то принимаем конструктивно: 4Ø16 А-III (A_s==8,04 см²).

Верхняя распорка:

Армирование верхней распорки принимаем конструктивно. В верхней и нижней зонах по два продольных стержня диаметром 16 мм класса А- III (A_s==4,02 см²>Из арматуры этого же диаметра устанавливаем два наклонных стержня.

Так как высота сечения распорки превышает 700 мм, то у боковых её граней устанавливаем по два дополнительных продольных стержня диаметром 10 мм с площадью сечения у каждого стержня:

A_s=0,785 см²>=0,001см².

Поперечную арматуру устанавливаем также конструктивно, принимая хомуты Ø А-I с шагом S_w=400 мм<S_w=500 мм. Всю продольную наклонную и поперечную арматуры объединяем в два сварных каркаса.

Промежуточная распорка

Изгибающий момент:

кНсм.

Поперечная сила:

Q_p=кН; b=50 см; h_р=40 см.

При двузначной эпюре моментов назначаем симметричное армирование из условия:

A_s==cм².

Принято: 2Ø8 А-III (A_s==1,01 см²).

Проверяем необходимость расчёта поперечной арматуры:

0,6·1,1·0,09·50·36=107 кН>Q_p=5,5 кН.

По расчёту поперечная арматура не нужна, однако в соответствии с методическими указаниями принимаем поперечные стержни Ø6 A-I c шагом S_w=150 мм. Вблизи торца надкрановой части колонны устанавливаем две сетки С-2 на расстоянии 100 мм друг от друга с ячейками 6060 мм.

Поперечную арматуру в подкрановой и надкрановой ветвях назначаем без расчёта из стержней Ø6 A-I с шагом S_w=300 мм<20d=320 мм. Она заводится в подкрановую ветвь на длину не менее 20d_s, т.е. на 35 см. На длину не менее 20 d_s заводится в ветви и продольная (верхняя и нижняя) арматура распорок.