4 Проектирование внецентренно сжатой колонны

4.1 Определение расчетных комбинаций усилий и продольного армирования для заданного сечения

Определение неблагоприятных комбинаций расчетных усилий для основных сочетаний нагрузок провожу по результатам статического расчета рамы с учетом требований /7/.

Колонну проектирую из легкого бетона класса В30, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении.

R_b = 17 МПа;

R_bt = 1,2 МПа;

E_b = 32,510³ МПа.

Продольная рабочая арматура класса А-III

Предварительно определяю площадь сечения продольной арматуры со стороны менее растянутой грани (справа) при условии симметричного армирования от действия расчетных усилий в сочетании N и М_min

4.2. Расчет надкрановой части колонны

Размеры сечения подкрановой части колонны (для принятого при компоновке типа опалубки 4) b = 400 мм, h = 600 мм.

Назначаю для продольной арматуры ,

тогда .

Комбинации расчетных усилий приняты из табл. 3.2 и приведены в табл. 4.1 (усилия уменьшены вдвое).

Комбинации усилий для надкрановой части колонны

Таблица 3.2

Вид усилия	Величины усилий в комбинациях
			Nтаx
М, кНм	22	-84	-22
N, кН	427,5	264,18	427,5

Усилия от всех нагрузок без учета крановых и ветровых:

М' = 31,84/2 =15,92 кН·м; N'=891,36/2 = 445,63 кН;

Усилия от продолжительных нагрузок:

М_l = 19,74/2 = 9,87 кН·м; N_l = 528,36/2 = 264,18 кН.

При наличии знакопеременных моментов армирование подкрановой части колонны также принимаем симметричным. Подбор арматуры выпол­ним для комбинации .

Расчет в плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части в плоскости изгиба при учете крановых нагру­зок ибез их учета. При минимальной гибко­стинеобходимо учитывать влияние прогиба на несу­щую способность колонны.

Устанавливаем коэффициент условий работы бетона :

Так как |М| = 104,4 кНм < 0,82-|М| = 0,82·155,3 =127,3 кН·м, то коэффициент = 1,1 и = 18,7 МПа.

Случайные эксцентриситеты:

е_а1 =l₀ / 700 = 11250 / 700 = 19 мм;

е_а2= h / 30 = 600 / 30 = 20 мм;

е_а3 = 0,01 м.

Проектный эксцентриситет е₀ = |М| / N = 84 / 264,18 = 0,318 м > е_а = 0,02 м - случайный эксцентриситет не учитываем, так как колонна является; элементом статически неопределимой системы.

Находим условную критическую силу N_сr и коэффициент η:

1. ;

;

δ_е = 0,534 > δ_е,min = 0,152 - в расчет вводим δ_е = 0,152.

2. Моменты М и М_l разных знаков, а е₀ =318 мм > 0,1·h =

= 0,1·600 = 60 мм, тогда коэффициент = 1.

3. В первом приближении принимаем μ = 0,005 .

4. Условная критическая сила

Сечение достаточно.

5. Коэффициент увеличения начального эксцентриситета

η=1 / (1-N / N_cr)=1 / (1-264,18 / 6619,5)=1.042

6. Расчетный эксцентриситет продольной силы

e=e₀η+0,5h - a=318·1,042+0,5·600 – 30 = 601 мм.

7. Вспомогательные коэффициенты:

;

Требуемая площадь сечения продольной арматуры

т.е. арматуру принимаем по конструктивному минимуму:

.

Принимаем по 2Ø18 А-III () у коротких граней подкрановой части колонны.

Тогда получаю , что незначительно отличается от предварительно принятого, следовательно, расчет можно не уточнять, а окончательно принять.

Расчет из плоскости изгиба. Расчетная длина подкрановой части из плоскости изгиба . Так как гибкость из плоскости = 6,75 / 0,4 = 17,52 меньше минимальной гибкости в плоско­сти изгиба = 22,5, расчет из плоскости изгиба можно не выполнять.