4.3.1 Перевірка міцності колони на стиск у перерізі 2 – 2 із площини рами

Вихідні дані для розрахунку: N = 771,75 кН, b×h= 600 × 400 мм, A'_s = A_s = 835,7 мм² (1Ø18 А-ІІІ +1Ø16 А-ІІІ + 1Ø22 А-ІІІ); R_s = R_sc = 365 МПа; R_b = 15 МПа; H_t = 4,5 м.

Рис.4.3. – До розрахунку міцності перерізу 2 – 2 з площини рами:

1 – площина, в якій здійснюється розрахунок

Розрахунок. Визначаємо розрахункову довжину колони ([2], табл. 23):

l₀ = 1,5 ∙ H_t = 1,5 ∙ 4,5 = 6,75 м.

Оскільки h / 30 = 400 / 30 = 13,3 > l / 600 = 4500 / 600 =7,5 мм і l₀ / h = = 6,75 / 0,4 = 16,875 < 20, то перевірку міцності колони можна здійснити за формулою ([2], п. 3.64)

, (7)

де .

Із табл. 26 і 27 [2] при N_l / N=207,62/771,75=0,27 та l₀ / h = 6750 / 400 =16,875, при відсутності проміжних стержнів і при а = а' < 0,15 h, використовуючи інтерполяцію знаходимо φ_b = 0,85 і φ_sb = 0,88.

Значення .

Обчислюємо коефіцієнт φ:

φ = φ_b + 2 (φ_sb – φ_b) α_s = 0,85 + 2 (0,88 – 0,85) · 0,17= 0,855 < φ_sb = 0,88, приймаємо φ = 0,855

Перевіряємо умову (7):

,

тобто міцність перерізу 2 – 2 надкранової частини колони із площини рами забезпечена.

4.3.2 Перевірка міцності колони на стиск у перерізі 4 – 4 із площини рами

Вихідні дані для розрахунку: N = 1306,93 кН, b × h = 700 × 400 мм, A'_s = A_s = 1533,3 мм² (1Ø20 А-ІІІ + 1Ø16 А-ІІІ + 1Ø36 А-ІІІ); R_s = R_sc = 365 МПа; R_b = 15 МПа (γ_b2 = 1,1); H_b = 7,35 м.

Рис. 4.4. – До розрахунку міцності перерізу 4 – 4 з площини рами:

1 – площина, в якій здійснюється розрахунок

Розрахунок. Визначаємо розрахункову довжину колони ([2], табл. 23):

l₀ = 0,8 ∙ H_b = 0,8 ∙ 7,35 = 5,88 м.

Оскільки h / 30 = 400 / 30 = 13,3 < l / 600 = 7350 / 600 = 12,25 мм і l₀  / h = = 5,88 / 0,4 =14,7 < 20, то перевірку міцності слід виконати відповідно до п. 3.61 [2], як для перерізів із симетричною арматурою (A_s=A'_s), прийнявши е₀ = е_а = 14,7 мм.

Оскільки l₀ / h =14,7 > 10, то розрахунок здійснюємо з урахуванням прогину елемента, вичисливши N_cr за формулою (2).

Для цього визначаємо:

,

(β = 1; див. табл. 16 [2]);

δ_е =e₀ / h = 14,7 / 400 = 0,0,37 < _e,min = 0,5 – 0,01l₀ / h – 0,01R_b =

=0,5 – 0,01 · 5880 / 400 – 0,01 · 15 = 0,203, приймаємо _e = 0,203;

;

Коефіцієнт η дорівнює:

Значення ексцентриситету

Визначаємо висоту стиснутої зони x за формулою:

ξ_R = 0,613.

Оскільки х = 136 мм < ξ_R · h₀ = 0,613 · 360 = 221 мм, то маємо перший випадок розрахунку. Міцність перерізу 4 – 4 колони перевіряємо за умовою:

15 · 800 · 109(360 – 0,5 · 109) + 365 1533,3·(360 - 40) =578,68  кн·м > 1260·0,178=232,6 кН·м,

тобто міцність перерізу 4 – 4 забезпечена.

4.4. Розрахунок підкранової консолі колони

Підкранова консоль, на яку спирається підкранова балка, відноситься до коротких (l₁ ≤ 0,9h₀).

Розрахунок полягає в перевірці міцності консолі з типовими розмірами (рис.4.5.) на дію поперечної сили, визначенні площі перерізу поздовжньої арматури та поперечної арматури.

Вихідні дані для розрахунку: ширина консолі b = 400 мм, інші розміри приймаються як для типової конструкції; бетон важкий класу B20, R_b = 10,5 МПа, R_bt = 0,8 МПа (_b2 = 0,9); поздовжня і поперечна арматура консолі класу А-ІІІ, R_s = 365 МПа.

Розрахунок. На підкранову консоль колони, розташованої по осі А, діє зосереджена сила Q, яка складається із ваги підкранової балки з крановою колією I_n та тиску на колону від двох кранів D_max, тобто

.

Спочатку перевіряють міцність бетону на зминання в місці передавання навантаження Q на консоль при l_sup = 340 мм за формулою ([2], п. 3.93):

де ψ = 0,75;

оскільки (див. рис. 63 [1]);

Оскільки

то міцність бетону консолі на зминання забезпечена.

За умовою уточнюємо, до яких консолей належить розрахункова:

тобто дана консоль відноситься до коротких.

Тепер перевіряють міцність консолі (рис.4.5.) на дію сили Q уздовж похилої стиснутої смуги між силою й опорою за формулою ([2], п. 3.99):

(10)

у якій права частина приймається не більше ніж 3,5R_bt · b · h₀ і не менше від 2,5R_bt · b · h₀;

Sin²θ = h₀² / (h₀² + l₁²); μ_w = A_sw / b · S_w; h₀ = h – a = 1450 – 50 = 1400 мм.

Оскільки 3,5R_bt · b · h₀ = 3,5 · 0,95 · 400 · 1400 = 1862000 Н = 1862 кН > Q = = 722,55 кН та одночасно 2,5R_bt · b · h₀ = 2,5 · 0,95 · 400 · 1400 = 1330000 Н = = 1330 кН > Q = 722,55 кН, то міцність консолі на дію поперечної сили Q уздовж похилої стиснутої смуги, навіть при відсутності поперечної арматури, забезпечена. Поперечну арматуру установлюють конструктивно ([2], п. 5.76).

Кількість поздовжньої арматури слід визначати за формулою ([2], п. 3.99):

(11)

Приймаємо 2Ø20 А-ІІІ, A_s,f = 628 мм².

Мінімальна площа арматури ([2], п. 5.53) :

A_s,min = 0,05 · b · h₀ / 100 =0,05 · 400 · 1400 / 100 = 280 мм² < A_s,f. Залишаємо A_s,f = 628 мм².