Розрахунок колони крайнього ряду

4. Розрахунок колони крайнього ряду.

При розрахунку арматури слід при раніше назначених розмірах перерізу підрахувати необхідну її кількість із сторін стисненої та розтягненої зон по зусиллям для кожного їх поєднання. Потім приймають величину А_s. Розрахункові зусилля M, N, Q приймаємо із γ_ІІ = 0,95.

4.1. Вихідні дані.

          Для проектування колони назначаємо матеріали:

1.  Клас важкого бетону В20 (15…25) R_b=11,5 МПа    R_bⁿ=15 МПа    E_b=27000 МПа

2.  Робоча повздовжня арматура класу АІІ (АІІІ)

3.  Поперечна арматура АІ.

4.  Арматура сіток оголовку колони класу АІ.

5.  Робоча арматура консолі колони АІІІ

6.  Поперечна арматура колони АІІІ.

7.  Марка сталі закладних деталей ВСт3кп2-1 (с235) по ГОСТ 27772-88.

8.  Строповочні петлі із арматури класу АІ.

          Твердіння бетону відбувається в природних умовах. При транспортуванні і складуванні колон застосовують дерев’яні прокладки, які розташовані під строповочними петлями. Висота виробу колони на будівельному майданчику приймається не більше трьох колон по висоті штабеля. Нижні підкладки розміром 100×150мм, проміжні прокладки – 80×80мм.

          Сполучення колони з фундаментом виконується за допомогою стакану розташованого в фундаменті. Необхідні відмітки вказані кресленні колони. Визначення конструктивних розмірів, відміток приведене в методичному посібнику.

          Для підйому колони проектуємо чотири замкнуті строповочні петлі. На відмітці -0.150 на колоні наносимо монтажні риски висотою 100 мм.

          Геометричні розміри колони допускається визначати по серії типових конструкцій.

4.2. Конструктивний розрахунок колони.

          В посібнику визначені найбільш навантажені січення і внутрішні зусилля.

          Надкранова частина – січення 2-2             M = ±353,3 кНм     N = 1000,2 кН.

          Підкранова частина – січення 3-3              М = ±247,2 кНм    N = 1766,5 кН.

          В січенні 4-4 виконаємо перевірку міцності по зусиллям      М = 269,2 кНм N=1850,1кН.

4.3. Розрахунок арматури в надкрановій частині колони.

Переріз колони b x h = 40 х 40 см. При а_b = а´_b = 4 см корисна висота перерізу  h₀ = 60-4=56 см.

Розрахункова довжина надкранової частині колони:

-  при врахуванні кранового навантаження:

l₀ = 2 · H₂ = 2 · 4,2 = 8,4 м.

Гнучкість надкранової частини колони:

 > 14

де і₂ =  см.

тобто необхідно врахувати вплив прогину елементу на величину ексцентриситету повздовжньої сили.

Для першої комбінації зусиль ексцентриситет:

е₀ = М/N = 353,3/1000,2=0,35м=35см

Визначаємо випадковий ексцентриситет із умови:

е_а=1/30 · h = 1/30 · 60 = 2 см; 1/600 · l₀= 1/600 · 840 = 1,4 см.

Вигинаючий момент у перерізі 2-2 від постійного навантаження відносно центру ваги розтягнутого стержня арматури:

M´_ed = M_ed2 + N_ed2(h/2-a_s) = 0+873,25(0,6/2-0,04)=227,1 кНм.

 Вигинаючий момент у перерізі 2-2 від сумісної дії постійного навантаження при найбільш невисокому їх поєднанні:

М´=М_max + N(h/2-a_b) = 353,3+1000,2(0,6/2-0,04)613,4 кНм.

Умовна критична сила

Ncr=6.4*2700/840²[900000/1.4*(0.11/0.1+0.58+0.1)+79092]=6030.2 кН

          Коефіцієнт який враховує повздовжній згин

η=1/1-1000,2/6030,2=1,2<2.5

          Ексцентриситет сили N.

e=35*1.2+0.5*60-4=68 см

          Визначаємо відношення   η*e₀/h₀==1.2*35/56=0.75>0.3

          Маємо випадок великих ексцентриситетів

          При симетричному армуванні

          Мінімальна площа арматури

As'=0.2/100*50*56=5.6см²

          µ^min- мінімальний процент армування

          Конструктивна площа арматури

As'= As=2Ø12AII=2.26см²

          Для армування січення приймаємо більшу площу арматури

As^max12.7см²     2Ø32 АІІ        As=16,09 см²

          Назначаємо крок і діаметр поперечної арматури

d_sw=0.3*32=9.6мм                   d_swⁿ=10мм

Sw=20ds=20*32=640мм         Swⁿ=60см

          Процент армування

µ=2*16,09/50*60*100%=1,07%> µⁿ =0.5%                                                                               Що близько до прийнятого проценту армування μ=0,5%, тому розрахунок не уточнюється.

          Висота стисненої зони

X=1000.2*0,95/1,15*50*1,1=15,02 см

Мсеч=1,15*1,1*50*15,02*(76-15,02/2)+28*16,09*(76-4)=97503,97кНсм

Мсеч=97504 кНсм>=1000.2*0.95*68=64612.9 кНсм

Міцність забезпечена

Перевірка підкранової частини колони в площині яка перпендикулярна до площини згину.

          Розрахункова довжина l₀=1.5Hв=1,5*4,2=6,3м

630/14,4=43,75

4.4. Розрахунок січення 3-3.

          Назначаємо положення робочої арматури

а=4см, h₀=h-a=80-4=76см

          Осьовий момент інерції, радіус інерції

          Розрахункова довжина

          H_H     - висота підкранової частини колони

необхідно врахувати вплив прогину на величину ексцентриситету повздовжньої сили