3. Розрахунок колони крайнього ряду

3.1. Матеріали для проектування

Бетон класу В25 (R_b=14,5 МПа; R_bt=1,05 МПа; Е_b = 2710³ МПа).

Арматура повздовжня класу арматуру А240С з R_s= R_sс = 375МПа,

Е_s = 2  10⁵ МПа і поперечна класу А240С, (R_sw=175 МПа).

3.2. Розрахунок арматури надкранової частини колони

Найбільш невигідна комбінація розрахункових зусиль М = 28,18 кНм,

N = 338,84 кН.

Зусилля від дії тривалих навантажегь N_l = 244,49кН, М_l = 18,14 кНм.

Переріз надкранової частини колони b x h = 40 х 38 см при а=а^’=4 см, робоча висота перерізу: h₀ = h – a = 38 – 4 = 34 см.

Розрахункова довжина надкранової частини колони

l₀ = 2  H _b = 2  3,6 = 7,2 м – з урахуванням кранового навантаження.

Гнучкість надкранової частини колони:

 = l₀/i = 720/10,97 = 65,6 > 14; де i=

Необхідно врахувати вплив прогину елементу на величину ексцентриситету поздовжньої сили. Для першої комбінації зусиль ексцентриситет е₀:

е₀ = М/N = 28,18/338,84= 0,088 м = 8,8 см.

Визначаємо випадковий ексцентриситет із слідуючи умов:

(1/30)h = (1/30)38 = 1,27 см; (1/600)l₀=720/600=1,2 см.

Приймаємо значення е₀ = 1,27 см.

Розрахунковий ексцентриситет: е = М/N + е₀ = 8,8 + 1,27= 10,07 см.

Умовна критична сила:

де

 = 1 – для важкого бетону,

_l = е₀/h = 0,088/0,38 = 0,23;

приймаємо _l=_l =0,23.

М_ld= М_ld,II+N_ld,II(h/2-a_s) = 18,14 + 244,49  (0,38/2-0,04) = 54,81 кНм;

M₁=M_max+N_b(h/2-a) = 28,15 + 338,84 (0,38/2-0,04) = 78,98 кНм.

Приймаємо попередньо коефіцієнт армування =0,005, тоді при:

Приведений момент інерції перерізу арматури відносно центра ваги бетонного перерізу визначаємо за формулою:

Коефіцієнт:

Ексцентриситет прикладання повздовжньої сили відносно центра ваги розтягнутої арматури: е = е₀ + 0,5h – а = 8,8  1,22 + 0,5  38 – 4 = 25,74 см.

Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону:

де =0,85-0,008_b2R_b=0,85-0,00811,51,1=0,749; _sR = R_s = 365 МПа.

Переріз арматури А_s^’ призначаємо конструктивно так, як по розрахунку стиснута арматура непотрібна А_s^’=0,002  40  34 = 2,72 см². Приймаємо 214 А-ІІІ А_s^’= 3,08 см².

Обчислюємо значення коефіцієнта ₀:

за таблицею при ₀=0,095  =0,1.

Площу розміщеної арматури визначаємо за формулою:

В розтягнутій зоні арматура по розрахунку потрібна. Приймаємо 214 А-ІІІ А_s^’= 3,08 см².

Перевірка надкранової частини колони в площині перпендикулярній до площини згину:

Розрахункова довжина l₀=1,5H₀=1,53,6 = 5,4 м.

Гнучкість кранової частини колони:

Радіус інерції: i=

Отже, розрахунок з площини згину не потрібний.

3.3. Розрахунок арматури підкранової частини колони

Переріз колони b x h = 40 х 80 при а = а^’ = 4 см, робоча висота перерізу: h₀ = h – a = 80 – 4 = 76 см. Переріз 4-4. Найбільш невигідна комбінація розрахункових зусиль М = 233,57 кНм, N = 701,93 кН.

Зусилля від дії тривалих навантажень N_l = 390,06 кН, М_l = 24,5 кНм.

Гнучкість підкранової частини колони: l₀ = 1,5  H _н = 1,5  5,45 = 8,78 м

=l₀/i=878/23=35,57>14; i=

Необхідно врахувати вплив прогину елементу на величину ексцентриситету поздовжньої сили. Для першої комбінації зусиль ексцентриситет е₀:

е₀ = М/N = 233,57/701,93 = 0,33 м = 33 см.

Визначаємо випадковий ексцентриситет із слідуючих умов:

h/30=80/30=2,6 см; l₀/600=878/600=1,46 см.

Приймаємо значення е₀=2,6 см.

Розрахунковий ексцентриситет: е=М/N+е₀= 0,33+0,026=0,356м.

Умовна критична сила:

де

_l=е₀/h=0,33/0,8=0,4;

М_ld^’= М_ld,II+N_ld,II(h/2-a_s) = 24,5 + 390,06(0,8/2-0,04) = 175,82 кНм;

M^’=M_max+N_b(h/2-a) = 233,57 + 701,93(0,8/2-0,04) = 494,62 кНм.

Приймаємо попередньо коефіцієнт армування =0,005, тоді при:

Приведений момент інерції перерізу арматури відносно центра ваги бетонного перерізу визначаємо за формулою:

Коефіцієнт:

Відстань е = е₀+0,5h-а = 33  1,05 + 0,5  80 – 4 = 71,33 см.

; ,

Так як ; ;

Приймаємо мінімальне необхідне армування А_s = А_s^’= 0,002  40  76 = 6,08см². Приймаємо 414А-ІIІ A_s = А_s^’=6,16 см².