Пример 12

Дано: колонна многоэтажного рамного каркаса с размерами сечения b=450мм, h=500мм, c=50мм, с₁=50мм. Бетон тяжелый С³⁵/₄₅. (f_ck=35МПа, =1,5, f_yd=35/1.5=23.3МПа). Арматура класса S400 (f_yk=400МПа, f_yd=365МПа) симметрично распложена в сечении. В расчетном сечении действует продольная сила N_sd=1800кН и изгибающий момент М_sd=410 кН определенный с учетом случайного эксцентриситета и влияния продольного изгиба. Расчетная длинна колонны 6,8м.

Требуется: Определить площадь сечения арматуры.

Решение:

С учетом условий задачи, полный эксцентриситет приложения продольной силы равен

Изгибающий момент относительно центра тяжести растянутой арматуры равна:

Относительная высота сжатой зоны:

Для бетона класса С³⁵/₄₅ и арматуры класса S 500 по прил. 7 находим и .

Поскольку выполняется условие сечение находится в области деформирования 2 и коэффициенты K_s₁=1.0 и K_s₂=1.0.

Требуемая площадь сжатой арматуры

Поскольку гибкость колонны минимальный процент армирования, установленный нормами равен 0,2%.

Площадь как сжатой так и «растянутой арматуры» должна быть не менее .

Окончательно принимаем для «растянутой» и сжатой арматуры 2 25 S400 (A_s₁=A_s₂=982мм²)

Задачи для самостоятельного решения

№1. Определить площадь сечения арматуры колонны многоэтажного рамного каркаса с размерами сечения b=350мм,h=350мм,c=50мм,c₁=50мм. Бетон тяжелый класса С³⁰/₃₇.Арматура класса S 500. Продольная сила, действующая в сечении N_sd=32000кН и изгибающий момент M_sd =740кНм, определенный с учетом случайного эксцентриситета и влияния продольного изгиба. Расчетная длинна колонны 5,7м.

№2. Проверить прочность колонны прямоугольного сечения для многоэтажного несмещаемого каркаса с размерами b=400мм, h=400мм, c₁=c₂=50мм и расчетной длинной L₀=3600мм. Продольная сила, действующая в сечении N_sd=1370кН и изгибающий момент M_sd=62кНм. Бетон тяжелый класса С³⁵/₄₅. Арматура S500 (2 25 наиболее нагруженных граней сечения).

№3. Определить площадь сечения арматуры колонны с размерами сечения b=320мм, h=450мм, c₁=c₂=55мм. Бетон тяжелый класса С²⁵/₃₀. Арматура класса S 500. . Продольная сила, действующая в сечении N_sd=21000кН и изгибающий момент M_sd =230кНм, определенный с учетом случайного эксцентриситета и влияния продольного изгиба. Расчетная длинна колонны 4,8 м.

№4. Проверить прочность защемленной, свободно стоящей стойки прямоугольного сечения с размерами b=300мм, h=300мм, c₁=c₂=60мм и длинной 1500мм. Продольная сила, действующая в сечении N_sd=1100кН. Изгибающий момент M_sd=0кНм. Бетон тяжелый класса С³⁵/₄₅. Арматура S500 ( по 18 у наиболее нагруженных граней сечения).

Тема 5. Расчет прочности и площади поперечной арматуры наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов

Цель занятия: Научиться определять расчетную прочность наклонных сечений изгибаемых элементов при действии поперечных сил, а также проектировать поперечное армирование для таких элементов.

На практических занятиях по данной теме рассматриваются задачи двух типов:

проверка прочности при известных значениях действующей поперечной силы, заданных геометрических параметрах сечения, интенсивности поперечного армирования и расчетных прочностных характеристиках бетона и арматуры;
расчет интенсивности поперечного армирования при известных значениях действующей поперечной силы, заданных геометрических параметрах сечения и расчетных прочностных характеристиках бетона и арматуры.

Решение задач данного типа допускается осуществлять с использованием различных методов: упрощенно-деформационного; метода ферменной аналогии; модели наклонных сечений.

Решение задач рассмотрено с использованием модели наклонных сечений, теоретические основы которой изучаются в разделе 12.3. «Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений» (лекция 12). Методика подбора площади и S поперечной арматуры представлены в виде блок-схемы алгоритма расчета на рис.13 и конкретных примерах 13 и 14.

Необходимая справочная информация для определения расчетных характеристик бетона и арматуры, сортамент арматурных сталей приведены в приложении 1-3. При назначении интенсивности поперечного армирования необходимо учитывать конструктивные требования по поперечному армированию, изложенные в лекции 16 , а также рекомендации приложения 4 для выбора минимально допустимого диаметра поперечной арматуры в зависимости от диаметра продольной при использовании сварных соединений.