Проектирование и расчет каркаса одноэтажного однопролетного промышленного здания, страница 12

4.3.1.1.  Расчет из плоскости изгиба.

Сечение колонны b´h = 600 ´ 500 мм. Полезная высота сечения h_o = h – a’ = 46 см. Комбинации усилий:

М = М_max = 225,32 кНм; N = N_соот= -887,65 кН (Комбинация II).

N = N_max = -1580,11 кНм; M = M_соот= 77,81 кН (Комбинация VI).

Усилия от продолжительного действия  нагрузок:

М₁ = 121,1 кНм; N₁= -633,4 кН.

Расчетная длина надкрановой части колонны [2, табл. 38]:

l_o = 2,5 · Н_в = 2,5 · 4,9 = 12,25 м – для комбинаций усилий без учета крановой нагрузки;

l_o = 2 · Н_в = 2 · 4,9 = 9,8 м –  с учетом крановой нагрузки.

4.3.1.1.1.  Первая расчетная комбинация усилий:

М  = 225,32 кНм; N= -887,65 кН; М₁ = 121,1 кНм; N₁= -633,4 кН.

;

;

Рис. 14. Опалубочный эскиз двухветвевой колонны.      Рис. 15. Сжема армирования колонны.

Рис. 16. Разрезы.

l = l_o / i = 980 / 17,321 = 56,58 > 14 – расчет ведем с учетом влияния прогиба элемента на величину эксцентриситета продольной силы.   Условная критическая сила [1, форм. 58]:

- момент инерции сечения надкрановой части;

 - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии [1, форм. 21];

М_1l = М_l + N_l (h_o – a’) / 2 = 121,1 + 633,41 · (0,56 – 0,04) / 2 = 285,787 кНм – момент относительно центра тяжести растянутой арматуры;

М₁ = М + N (h_o – a’) / 2 = 225,32 + 887,65 ·  (0,56 – 0,04) / 2 = 491,615 кНм – от наименее сжатой;

b= 1 – коэффициент для тяжелого бетона [1,табл. 30];

 -

#G0коэффициент, принимаемый согласно [1, п. 3.6];

Принимаем d_е= 0,423;

j_р= 1 – #G0коэф-т, влияния предварительного напряжения арматуры на жесткость элемента;                           

 - отношение модулей упругости арматуры и бетона;

J_s = mbh_o (0,5h – a)² = 0,004 · 50 · 56 (0,5 · 60 – 4)² = 7571,2 см⁴ – момент инерции сечения арматуры при коэффициенте армирования m= 0,004.

Определение коэффициента продольного изгиба:

Расстояние е = е_оh + 0,5(h_о – a’) = 25,4 · 1,295 + 0,5(56 – 4) = 58,883 см

; x = x / h_o = 14,034 / 56 = 0,251

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона [1, форм. 25]:

w = a – 0,008 · R_b · g_b2= 0,85 – 0,008 · 11,5 · 1,1 = 0,749 – характеристика сжатой зоны бетона;

а = 0,85 – коэффициент для тяжелого бетона [1, форм. 26];

s_SR = R_s = 365 МПа – напряжение в арматуре класса A – III;

s_sc,u = 500 МПа – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны для тяжелого бетона.

As min = 0,002 · 50 · 56 = 5,6 см².

Принимаем 3 Æ16 А –IIIс A_s = 6,03 см²  [4, прил. III, табл. 1]. Схема армирования колонны показана на Рис. 14. Опалубочный эскиз двухветвевой колонны.      Рис. 15. Сжема армирования колонны., армирование надкрановой части на Рис. 17. Схема усилий.      Рис. 18. Эскиз армирования надкрановой части колонны..

Рис. 17. Схема усилий.      Рис. 18. Эскиз армирования надкрановой части колонны.

4.3.1.1.2.  Вторая расчетная комбинация усилий:

М = 77,81 кНм; N = -1580,11 кН; М₁ = 121,1 кНм; N₁= -633,41 кН; l_o = 12,25 м;

;  i = 14,434 см;

l = l_o / i = 1225 / 17,321 = 70,725 > 14 – расчет ведем с учетом влияния прогиба.

; b= 1

М_1l = М_l + N_l (h_o – a’) / 2 = 121,1 + 633,41 · (0,56 – 0,04) / 2 = 285,787 кНм

М₁ = М + N (h_o – a’) / 2 = 77,81 + 1580,11 · (0,56 – 0,04) / 2 = 551,843 кНм

#G0Принимаем:  d_е= 0,169;

I_s = mbh_o (0,5h – a)² = 0,004 · 50 · 56 (0,5 · 60 – 4)² = 8152,56 см⁴

Определение коэффициента продольного изгиба:  

Расстояние е = е_оh + 0,5(h_о – a’) = 15 · 1,698 + 0,5 · (56 – 4) = 34,359 см

Высота сжатой зоны:

x = x / h_o = 24,982 / 56 = 0,446;

w = a – 0,008·R_b·g_b2= 0,85 – 0,008 · 11,5 · 0,9 = 0,767 – характеристика сжатой зоны бетона;