Надкрановая сплошная часть колонны

Расчет проводится для сечения II–II. В результате статического расчета поперечной рамы (табл. 2) имеем следующие сочетания усилий:

1)
2)
3)
4)

Для 1-го, 2-го и 3-го сочетаний т.к. в них входят усилия от кратковременных

нагрузок непродолжительного действия (крановые, ветровые). Для 4–го сочетания , так как в него входят только усилия от постоянной и снеговой нагрузок. В реальном проектировании необходимо выполнять расчет на все сочетания усилий. В курсовом проекте допускается по согласованию с консультантом выбрать одно наиболее неблагоприятное с точки зрения несущей способности колонны сочетание. Таковым для данного примера является третье сочетание.

Напомним геометрические характеристики надкрановой (верхней) части колонны (см. п. 1.2):

, , .

Рабочая высота сечения  см. ( см.).

Эксцентриситет продольной силы (знак «-» при вычислении эксцентриситета не учитываем):

.

Свободная длина надкрановой части при наличии крановой нагрузки в третьем сочетании:

м

(при отсутсвии в расчетном состонии крановой нагрузки вводится коэффициент 2,5)

Радиус инерции сечения:

Гибкость верхней части колонны:

Следовательно, в расчете прочности сечения необходимо учесть увеличение эксцентриситета продольной силы за счет продольного изгиба.

Момент от постоянной и длительно действующей части временной нагрузки (последняя учитывается, если в расчетное сочетание входит снеговая нагрузка)

в соответствии с табл. 2.

где к=0,5- коэффициент учитывающий длительно действующую часть снеговой нагрузки.

Продольная сила

,

знак «-» перед силой N₁ принят в связи с отрицательным значением момента M₁

Для тяжелого бетона .

Поскольку моменты  и  разных знаков и , принимаем равным 1,0. При одинаковых знаках моментов  и  коэффициент  определяем по формуле:

Так как  0,15, принимаем .

Поскольку площадь арматуры надкрановой части колонны неизвестна

(ее определение – цель настоящего расчета), зададимся количеством арматуры, исходя из минимального процента армирования.

При суммарный минимальный процент армирования .

Тогда .

Жесткость железобетонного элемента:

Значение критической силы .

 – условие выполнено.

Коэффициент продольного изгиба

Расчетный момент с учётом прогиба равен:

 (знак «-» при вычислении момента не учитываем.)

В случае симметричного армирования сечения ( ) высота сжатой зоны

Относительная высота сжатой зоны

Граничная относительная высота сжатой зоны

, следовательно, имеем первый случай внецентренного сжатия – случай «больших» эксцентриситетов.

;

.

т.е.рабочая арматура по расчёту не требуется.

Армируем сечение верхней части колонны конструктивно, исходя из минимального процента армирования.

Принимаем 3Æ16 А400 с , что больше .

Количество стержней (в нашем примере – 3) выбирается с тем расчетом, чтобы наибольшее расстояние между ними по ширине колонны не превышало 400 мм.

В случае, если при расчёте получится  и процент армирования превосходит принятый при определении , следует скорректировать значение  и повторить расчёт.

Поперечная арматура принята класса А400 Æ6 мм (из условия сварки с продольной рабочей арматурой Æ16 мм). Шаг поперечных стержней мм (кратно 50мм), что удовлетворяет требованиям норм: мм и мм.

Проверим необходимость расчета надкрановой части колонны в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечной рамы.

 см

т.к.  – расчет из плоскости рамы не производится.