Пример расчета и конструирования сплошной колонны

МІІ=М-N(0,5·h1-a)= - 139,9-416,9·(0,5·0,6-0,04) = -248,3кН·м;

МІ=М/-N/(0,5·h1-a) = 78,1-560,5·(0,5·0,6-0,04) = -67,6кН·м;

|MІ| < 0,82 |MІІ| = 0,82·248,3 = 203,6 кН·м.

Поскольку условие (2) выполнено, принимают γb2 = 1.1. Расчетное сопротивление бетона

Rb = 1.1·8.5 = 9.35 МПа.

Эксцентриситет продольной силы

℮0 = М/N= 139,9/416,9 = 0,336 м,

Случайный эксцентриситет

℮а = 0,6/30 = 0,02 м и ℮а =8,0/600 = 0,025 м.

Т.к. ℮0>℮а, случайный эксцентриситет не учитываем.

Определяют условную критическую силу по формуле (12):

М/l=Ml+Nl(0,5·h1-a) =56,6+416,9·(0,5·0,6-0,04) = 164,9 кН·м;

М = МІІ = -248,3 кН·м;

φl = 1+=1+1·164,9/248,3 = 1,66;

δе = 0,336/0,6 = 0,56>δе,min = 0.5-0.01·8.0/0.6-0.01·9.35 = 0.273.

Задаются коэффициентом продольного армирования. В первом приближении принимают μs=0.005, тогда

αsJs = μsb1h1 (0.5 h1-a)2Es/Eb = 0.005·0.5·0.6·(0.5·0.6-0.04)2·200000/23000 = 0.882·10-3 м4;

J=J2=9·10-3 м4;

Ncr = .

Коэффициент увеличения эксцентриситет продольной силы согласно формуле (1)

.

Определяют расстояние от направления действия продольной силы до центра тяжести сечения растянутой арматуры:

℮=0,336·1,11+0,5·0,6-0,04=0,629 м=629мм.

Вычисляют по формуле (16) требуемую площадь сечения арматуры в сжатой зоне:

.

Следовательно, принимают ее конструктивно:

Аs´ =0.002 b1ho = 0.002·500·560=560 мм2 =5,6 см2.

Принимают 3ø16 А-Ш, Аs=6.03 см2.

Вспомогательный расчетный коэффициент определяется по формуле (19):

.

Относительная высота сжатой зоны определяется по формуле 2.20 или по специальной таблице 5 приложения ξ=0,17.

Площадь сечения растянутой арматуры по формуле (21)

Принимают 3Ø16 А-Ш, Аs=6.03 см2.

Коэффициент продольного армирования:

.

Незначительно отличается от предварительно принятого μs=0.005. Следовательно, дальнейшее уточнение расчета можно не производить.

Аналогично производят подбор арматуры и на другое невыгодное сочетаний усилий: М= 77,7 кН·м; N=546,1 кН; М′= 78,1 кН·м; N′=560,5 кН; Мl= 56,6 кН·м; Nl=416,9 кН. По расчету Аs′<0, принимают конструктивно 3Ø16 А-Ш; Аs′=6.03 см2; Аs=1.10 см2, принимают 3Ø16 А-Ш, Аs=6.03 см2.

Окончательно принимают с каждой стороны колонны по 3Ø16 А-Ш; Аs=As′=6.03 см2.

Расчет из плоскости изгиба

Размеры прямоугольного сечения: h1*=0.5 м, b1*=0.6 м. Расчетная длина надкрановой части колонны: l0*=1.5 H1=1.5·4.0=6.0 м. Так как гибкость из плоскости изгиба l0*/h1*=6.0/0.5=12.0 меньше аналогичной величины в плоскости изгиба, то l0/h1=13,3 и расчет колонны из плоскости изгиба не производят.

Расчет прочности наклонных сечений

Действующая на колонну поперечная сила Q= 79,87 кН. При этом сочетании учтены нагрузки, суммарная продолжительность действия которых мала, поэтому γb2=1.1.

По формуле (30) проверяют прочность колонны на действие поперечной силы:

,

где N- действующая продольная сила при принятой комбинации усилий.

Принимают φП=0,23.

Длина проекции наклонного сечения согласно формуле (29)

C=0.25·4.0=1.00 м=100мм.

Поскольку Q=79870 Н< Qb,и=242900 МН, поперечную арматуру устанавливают конструктивно. Конструктивные требования определяются разделом 5 норм [1]. Нормируется расстояние между поперечными стержнями, соотношение диаметров продольной и поперечной арматуры из условия технологии сварки.