3. Колонны опз

Железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий выполняются сплошного или сквозного сечения. Сплошные колонны применяются при пролетах l < 24м, грузоподъемности крана Q_кр ≤ 30т и высоте головки рельса Hр ≤ 10 м. В остальных случаях рекомендуется использовать сквозные колонны.

Высота поперечного сечения принимается кратной 50мм, ширина кратной 20 мм. Ширина надкрановой части колонн принимается не менее 400 мм при шаге колонн 6м не менее 500 мм при шаге 12м. Во всех случаях ширина колонны ≥ 1/25Н_н. Для подкрановой части высота сечения h_н ≥ (1/9÷1/12)Н_н. Высота сечения ветвей в сквозной колонне принимаются 250÷300 мм. Проемы выполняются высотой 1800÷2400 мм, высота сечения распорок 400 мм. Нижняя распорка высотой сечения 250 мм устраивается в уровне пола. Высота первого проема от пола должна приниматься не менее 2000 мм, чтобы обеспечить технологический проход.

№	Вид закрепления	При вычислении коэффициентов
		ψv	ψh
1	Шарнирное опирание на двух концах	1,0 l	-
2	Шарнирное опирание на одном конце и жесткая заделка на другом	0,7l	1,5l
3	Шарнирное опирание на одном конце и податливая заделка на другом	0,9l	2,0l
4	Жесткая заделка на двух концах	0,5l	0,8l
5	Податливая заделка на двух концах	0,8l	1,2l
6	Податливая заделка на одном конце и жесткая на другом	0,7l	1,0l
8	Жесткая заделка на одном конце и незакрепленный конец на другом	-	2,0l

Расчет колонн осуществляется по результатам статического расчета в нескольких расчетных сечениях, количество которых зависит от высоты колонны и характера напряженного состояния. В каждом сечении действуют изгибающий момент M, продольная сила N, поперечная сила Q. Для колонны сплошного сечения поперечную силу Q не учитывают.

При проведении расчетов прочности эксцентриситеты е₀ определяют с учетом прогибов. В соответствии с СП 52-01-2004 и /11/ прочность сжатых элементов следует рассчитывать с учетом вида нагрузок, для чего в расчетной комбинации необходимо указать отдельно усилия от вертикальных (M_v, N_v) и горизонтальных (M_h, N_h) нагрузок. Разрешается рассчитывать конструкции по недеформированной схеме, а учет влияния прогибов оценивать путем умножения моментов на коэффициенты η_v и η_h

Расчетная длина определяются для верхней и нижней частей колонны в зависимости от условий закрепления отдельно при действии горизонтальных и вертикальных нагрузок.

Верхняя часть колонны рассматривается как элемент с шарнирным опиранием на верхнем конце (соединение со стропильной конструкцией) и податливой заделкой в подкрановой части колонны ψ_v =0,9 и ψ_h =2,0.

l₀= ψ_v,(h)Н_в.

Нижняя часть рассматривается как элемент с податливой заделкой на одном конце и жесткой на другом. ψ_v =0,7 и ψ_h =1,0.

Гибкость колонны равна λ= l₀ /r. Для прямоугольных сечений гибкость λ= l₀ / h.

При гибкости λ= l₀ / h более 4 учет прогибов обязателен /5/.

Суммарный момент от всех нагрузок М= М_v+М_h.

Нормальная сила от всех нагрузок N=N_v+N_h.

Начальный эксцентриситет приложения нагрузки e₀= M/N.

Для колонн каркасных зданий эксцентриситет e_0, равен значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее е_а.

Случайные эксцентриситеты е_а принимаются не менее:

е_а= l/600, е_а= h/30, е_а= 0,01м.

При определении жесткости элемента следует учитывать длительность действия нагрузки введением коэффициента φ_l =1+ М_1l /М₁, причем φ_l ≤ 2,0.

М₁= М+N(h₀-a')/2.

М_1l= М_1l +N_l (h₀-a')/2.

Жесткость элемента в предельной стадии

Здесь

α =Е_s/E_b –коэффициент приведения,

μ - коэффициент армирования. Предварительно назначают μ=0,01÷0,02.

δ_e=e₀/h, принимается не менее 0,15.

Условная критическая сила определяется отдельно от действия горизонтальных и вертикальных нагрузок

N_cr= π²D/l₀².

Вычисляются коэффициенты η_v и η_h

η_v(h)=1/(1-N/Ncr),

Расчетный момент с учетом прогибов колонны.

М=М_vη_v+М_hη_h.

Для двухветвевых колонн квадрат радиуса инерции определяется по формуле

Здесь

с - расстояние между осями ветвей,

n – количество проемов (панелей) в колонне,

h_в- высота сечения ветви,

ψ_v,(h) –коэффициент, зависящий от условий закрепления и вида нагрузки.

Приведенный радиус инерции

Приведенная гибкость сечения

λ= l₀ /r_red

При гибкости колонны λ= l₀ /r_red ≥ 14

необходим учет прогибов /5/.

Усилия в ветвях колонн

Изгибающий момент в ветвях находят при нулевой точке моментов в середине высоты панелей

Изгибающий момент в распорках

Поперечная сила в распорке

Если одна из ветвей окажется растянутой, то изгибающие моменты в сжатой ветви и в распорках вычисляют из условия воздействия всей поперечной силы на одну (сжатую) ветвь.

Продольное армирование ветвей и распорок осуществляется симметричной арматурой классов А400, поперечное арматурой А240. Продольная арматура распорок должна быть заведена в ветви на длину, обеспечивающую надежную анкеровку стержней.

Нижняя распорка обеспечивает прочность ветвей колонны при транспортировании и как правило, выполняется высотой 200÷250мм.