8. Підбір перерізу центрально стиснутих наскрізних колон.

Раніше наскрізні колони виконувались з 2-ох або більше прокатних профілів, з’єднаних між собою планками або решітками. Найпоширеніший є переріз з 2-ох швелерів з полицями розміщеними до середини та з 2-х двотаврів.

х – матеріальна вісь; у– нейтральна вісь.

Підбирають переріз у наступній послідовності:

1.Визначають площу перерізу: . Завдяки більш раціональному розподілу моментів в перерізі наскрізної колони їх розрахункова гнучкість дещо менша, ніж суцільної. Тому для наскрізної колони з розрахунковим навантаженням до 1500 кН довжиною 5-7 м приймають гнучкість 90…60. Для більш потужних колон з навантаженням 3500 кН, приймають 60…40.

2. Визначають радіус інерції перерізу:

Виходячи з необхідної площі та радіусу інерції перерізу, по сортаменту вибирають відповідний профіль швелеру чи двотавру та перевіряють його на стійкість відносно матеріальної вісі: , де коефіцієнт визначається по гнучкості . Якщо переріз підібрано вдало, то переходять до компоновки перерізу відповідно вільної вісі. Задача в цьому випадку зводиться до визначення відстані b за умови рівностійкості колони. , де – приведена гнучкість відносно вільної вісі.

Приведену гнучкість колони визначають в залежності від відношення погонних плоскостей планки та гілки колон. >5, то приведена гнучкість . ≤5, то

де – момент інерції перерізу відповідно планки і гілки колони відповідно осі 1-1.

Прийнявши в 1-му наближені відношення погонних жорсткостей планки та гілки колони: ; визначають необхідну гнучкість колони відносно вільної осі: , .

Гнучкість рекомендується приймати в межах 30…35.

Визначили гнучкість відповідно вільної осі і знаходимо радіус інерції: і відстань між гілками колони . залежить від типу перерізу гілок і приймається по таблиці. Для визначення в колонах, які з’єднані решіткою спочатку необхідно визначити переріз розкосів . .

. Далі визначаємо . Прийнятий розмір b повинен бути узгоджений за габаритами колони, а також складати не менше 100-150 мм (необхідність можливого ремонту та фарбування). Переріз колони відповідно вільної осі перевіряють попередньо визначивши довжину гілки колони ( ): . Переріз планок визначають наступним чином: . Товщина планки : і як правило вона повинна бути в межах 6…10 мм. Знаходимо далі необхідні геометричні характеристики колони та перевіряємо колону на стійкість по приведеній гнучкості.

.

9. Розрахунок міцності елементів з подвійною арматурою на згинання по нормальному перерізу.

Для ел-тів, що зазнають згин при дії двозначного м-ту, а також коли міцність стисн. бетону недостатня використовують подвійне армування. (Рис.1.)

А_S1=A_S -A_S’ А_S2=A_S’

M_b M_s

M ≤ R_b·A_S·(h_o- 0,5x) + R_scA_s’·(h_o- a’)

M_b- момент, який сприймається бетоном стиснутої зони та відповідною частиною розтягнутої ар-ри;

M_s- момент, який сприймається стиснутою ар-рою та рівною її частиною розтягнутої ар-ри;

R_scA_s’+ R_b·A_b - R_sA_s = 0

(розрахунковий опір стисн. зони).

Ці ф-ли справедливі, якщо .

Якщо при одиночній ар-рі , то це значить, що ар-ра в стисн. зоні необхідна по розрахунку.

R_b·A_b = R_sA_s1 A_s1 = R_b·A_b/R_s

Співвідношення A_s та A_s1 м. б. Різними і установлюються на основі техн.-ек. аналізу. Найбільш економічними будуть перерізи з мінімальною кількістю стисн. ар-ри. Цього можна досягти використанням граничного коеф-та α_R, який характеризує максимальну несучу здатність бетону стисн. зони.

M_{b max} = α_R·R_b·b·h_o² - це max момент

Залишок зовнішнього м-та, який передається стисн. зоні ар-ри A_s’.

M_S’ = M - M_{b max}

Умова міцності:

M ≤ α_R·R_b·b·h_o² + R_sc ·A_s(h_o – a’)

За допомогою наведених залежностей можна перевірити несучу здатність ел-тів з подвійною ар-рою при . При розрахунок можна вести з підстановкою замість R_s.

Для ел-тів, виконаних з бетону класу В 30 та нижче армованих ар-рою класу А-І, А-ІІ, А-ІІІ допускається пряме використання ф-л з підстановкою х = .