Проектирование основных несущих конструкций одноэтажного трехпролетного промышленного здания (здание прямоугольное в плане с размерами в осях 36×48 м), страница 4

1.4 Подбор сечения арматуры

          В крайних и средних колоннах зданий без мостовых кранов обычно устанавливается симметричная арматура так как положительный и отрицательный моменты в основных сочетаниях примерно равны по абсолютной величине.

          Выполним подбор арматуры и проверку прочности сечения для двух основных сочетаний крайней колонны.

          1-е сочетание: M_sd=101,28 кН·м; N_sd=362 кН

          2-е сочетание: M_sd=-96,29 кН·м; N_sd=434,9 кН

          Моменты действуют в плоскости поперечной рамы.

          Знаки моментов можно не учитывать, так как арматура в сечении будет симметричной.

          Запишем в таблицу 5 некоторые постоянные величины, не меняющиеся в ходе расчета.

Таблица 5 - Постоянные расчетные величины

№ п/п	Обозначение или формула	Число	№ п/п	Обозначение или формула	Число
1	Класс бетона	C12/15	8	b, м	0,4
2	fcd, МПа	8,0	9	h, м	0,5
3	Ecm, МПа	0,22·105	10	l0*=1,2H	11,52
4	Класс арматуры	S400	11	с, м	0,03
5	fyd, МПа	365	12	c1, м	0,03
6	ES, МПа	2,0·105	13	α =Еs/Ecm	9,1
7	ω = 0,85-0,008 fcd	0,786

        1-е сочетание

        По приближенной формуле определяем величину условной критической продольной силы:

        Коэффициент увеличения момента в гибких сжатых элементах равен:

следовательно,  изменять размеры поперечного сечения не надо.

        Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения:

        Эксцентриситет  арматуры растянутой зоны сечения:

        Значение граничной относительной высоты сжатой зоны бетона равно:

        Относительную высоту сжатой зоны бетона определяем по  формуле:

           

по таблице 11.1[1]  ρ_min=0,2% от рабочей площади сечения колонны,

        Принимаем по 2 стержня Ø 16 мм с каждой грани сечения колонны: А_sc=A_st=4,02 см².

         Проверяем прочность сечения:

        Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона

        Несущая способность сечения определяется по формуле:

 

        Момент инерции площади сечения бетона относительно центра тяжести сечения элемента:

        Момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

 

Величину критической силы определяем по формуле:

Коэффициент увеличения момента в гибких сжатых элементах равен:

        Расчетный изгибающий момент в сечении относительно центра тяжести растянутой арматуры:

        Прочность сечения обеспечена.

2-е сочетание

        По приближенной формуле определяем величину условной критической продольной силы:

        Коэффициент увеличения момента в гибких сжатых элементах равен:

следовательно,  изменять размеры поперечного сечения не надо.

        Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения:

        Эксцентриситет  арматуры растянутой зоны сечения:

        Значение граничной относительной высоты сжатой зоны бетона равно:

        Относительную высоту сжатой зоны бетона определяем по  формуле:

           

по таблице 11.1[1]  ρ_min=0,2% от рабочей площади сечения колонны,

        Принимаем по 2 стержня Ø 16 мм с каждой грани сечения колонны: А_sc=A_st=4,02 см².

         Проверяем прочность сечения:

        Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона

        Несущая способность сечения определяется по формуле:

         

        Момент инерции площади сечения бетона относительно центра тяжести сечения элемента:

        Момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

 

Величину критической силы определяем по формуле: