7. Подбор площади сечения арматуры подкрановой части колонны

Сечение подкрановой части колонны состоит из двух ветвей. Расстояние между осями ветвей , высота сечения, ширина сечения, высота сечения ветви.

Рабочая высота сечения ветви

.

Средний шаг распорок

где высота подкрановой части колонны от верха фундамента до низа подкрановой балки;

число панелей двухветвевой колонны.

Расчет прочности подкрановой части сечения колонны в плоскости и из плоскости изгиба производим по наиболее невыгодным сочетаниям усилий, принятым для сечений 3–3 и 4–4 (таблица 4).

Подбор площади сечения рабочей арматуры в плоскости изгиба производим для двух расчетных комбинаций усилий:

– 1-я комбинация (сечение 4-4): расчетные усилия основного сочетания нагрузок –(загружения 1^*+5+9+12 – присутствует крановая нагрузка); усилия от практически постоянного сочетания –

– 2-я комбинация (сечение 4-4):(загружения 1^*+3+5+9+14 – присутствует крановая нагрузка), Расчетная длина подкрановой части в плоскости изгиба при учёте нагрузки от кранов и при разрезных подкрановых балках (таблица 7.1[2]):

.

Из плоскости рамы – .

Приведенный радиус инерции сечения сквозной колонны в плоскости изгиба

8. Расчетные усилия в ветвях колонн

Гибкость подкрановой части колонны , но так как расчетные сечения по первой и второй комбинациям усилий совпадает с сечением 4-4 колонны, то коэффициент, учитывающий увеличение эксцентриситета за счет гибкости элемента (т. к. рассматривается несмещенное за счет гибкости колонны сечение).

Усилия в ветвях колонны для первой комбинация усилий

– продольная сила в наружной ветви

– продольная сила во внутренней (подкрановой) ветви

Изгибающий момент от местного изгиба ветвей колонны

Усилия в ветвях колонны для второй комбинация усилий

– продольная сила в наружной ветви

– продольная сила во внутренней ветви

Местный изгибающий момент

Результаты подсчета усилий свидетельствуют, что обе ветви колонны будут сжатыми, но наиболее напряженными сечения подкрановой ветви будут находиться при действии усилий первой комбинации усилий: а наружной – при второй комбинации:

9. Подбор площади сечения арматуры подкрановой ветви

Начальный эксцентриситет приложения продольной сжимающей силы

.

Величина случайного эксцентриситета

Принимаем .

Эксцентриситет продольной силы относительно растянутой (менее сжатой) арматуры

.

Расчетный изгибающий момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры

.

Предполагая, что сечение находится в области деформирования 2 (k_s1=k_s2=1.0), определяем для симметричного армирования величину относительной высоты сжатой зоны по выражению:

.

Поскольку , т.е. сечение находится в области деформирования 4 и коэффициенты k_s1<1, k_s2=1.0, то требуется расчет по случаю малых эксцентриситетов. Приводим работу сечения в области 3.

Тогда коэффициент , соответствующий верхней границе области деформирования 3,

.

Уточняем величину коэффициента k_s1. Для этого находим площадь поперечного сечения сжатой арматуры при , соответствующей нижней границе поиска требуемой площади

Площадь поперечного сечения сжатой арматуры, соответствующей верхней границе поиска требуемой площади (при ,)

Минимальный процент армирования согласно табл. 11.1[2] принимается равным , но не менее, принимаемого не менее 0.1 % и не более 0.25 %.

Имеем: ;.

К дальнейшим расчетам принимаем .

Минимальная площадь как сжатой, так и растянутой арматуры равна:

.

Принимаем армирование 220+118 S500 (A_sс=882.5мм²), что больше минимальной величины площади сечения, находится в пределах обозначенных границ и отвечает конструктивным требованиям по количеству стержней и диаметру арматуры сжатых элементов.

С учетом принятой площади арматуры , при, коэффициентсоставит:

,

что меньше коэффициента , при котором. По этой причине оставляем площадь сжатой арматуры без изменений.

Относительная высота сжатой зоны при уточненном значении

.

Величина относительной деформации растянутой арматуры при относительной высоте сжатой зоны

.

Величина коэффициента k_s1

.

Требуемое количество растянутой арматуры:

Так как в пределах высоты панели колонны (расстояния между осями распорок) эпюра изгибающих моментов меняет знак на противоположный, то принимаем симметричное армирование подкрановой ветви колонны с 220+118 S500 (A_st=A_sс=882.5мм²).

Находим величину равнодействующих усилий в сечении:

Поскольку полученная величина отличается от величины продольной силы, производим уточнение велич ины относительной высоты сжатой зоны. Принимаем, т.е. примерно равной средней из полученных выше величин.

Величина относительной деформации растянутой арматуры:

.

Величина коэффициента k_s1

.

Величина равнодействующих усилий в сечении:

Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением, относительно центра тяжести растянутой арматуры:

.

Поскольку условие выполняется, оставляем принятую площадь арматуры без изменений.