Пример расчета и конструирования двухветевой колонны

Mb= ±0,25·79,87·2,04= ±40,3 кН·м.

Так как ветви колонны испытывают действие равных по абсолютной величине изгибающих моментов, принимают симметричное армирование ветвей.

Величина эксцентриситета:

℮0=Mb/Nb=40,3/527,3=0,077 м=77мм;

℮=0,077+0,5·0,25-0,03=0,172 м=172мм;

;

.

Поскольку , то по формуле (59) с учётом зависимости (58)

;

.

По формуле (63) требуемая площадь сечения арматуры

.

Аналогично производят подбор арматуры и на другие комбинации усилий:

М = 293,8 кН·м; N = 1437,2 кН;

М′ = 21,8 кН·м; N′ = 791,3 кН;

As=A′s=420 мм2=4,20 см2;

М =-262,5кН·м; N = 1400,8 кН;

М′ = 46,2 кН·м; N′ = 884,1 кН;

As=A′s=789 мм2=7,89 см2.

Принимают с каждой стороны ветви (внутренней и наружной) 3Ø18 A-

III (As=A′s=7,63 см2 (-3,5%)).

Расчёт распорки

Размеры прямоугольного сечения:

bs=0,5 м; hs=0,6 м; a=a′=0,04 м; h0=0,56 м.

Наибольшая поперечная сила

Qmax=79,87 кН.

Изгибающий момент и поперечная сила в распорке определяются по формулам (88) и (89):

Ms=0,5·79,87·2,04=81,47 кН·м;

Qs=79,87·2,04/1,05=155,18 кН.

Проверяют достаточность размеров поперечного сечения распорки по формуле (91):

φb1=1-0,01·7,65=0,924,

Qs=155,18 кН<0,3·0,924·1·7,65·500·560=591 кН.

Следовательно, размеры поперечного сечения достаточны. Поскольку эпюра моментов в распорке двузначная, назначают двойное симметричное армирование (см. формулу (92)):

.

Принимают 3Ø14 A-III (As=A′s=4,62 см2).

Устанавливают необходимость поперечного армирования. Пролёт распорки равен расстоянию в свету между ветвями: l=0,7 м, с=0,25·l=0,175 м.

Определяют величину Qb,u по формулам (94), (95):

, принимают Qb,u=913,92 кН.

Поскольку

Qs=591 кН<913,92 кН

– поперечную арматуру устанавливают конструктивно.

Расчёт из плоскости поперечной рамы

Расчётная длина l*0=0,8·H2=0,8·8,15=6,52 м. Гибкость подкрановой части l*0/h*w=6,52/0,5=13,04 м; аналогичная величина в плоскости изгиба 12,22/1,2=10,18<13,04. Следовательно, производят расчёт из плоскости изгиба, при этом эксцентриситет продольной силы принимают равным случайному:

. N=1530 кН,

℮=0,0167+0,5·0,5-0,03=0,237 м.

По формуле (77) определяют высоту сжатой зоны бетона:

,

так как

x=0,4 м>ξR·h0=0,607·0,47=0,285 м

принимают х= ξ·h0.

Относительная высота сжатой зоны ξ по формуле (49) с учётом зависимостей (46) и (47)

;

;

.

В результате

х = 0,887·0,47=0,42 м.

По формуле (44) проверяют прочность сечения:

1530000·237=362610000Нмм<7,65·2·250·420·(470-0,5·420)+365·763·(470-30)=540227800Нмм,

следовательно, прочность сечения из плоскости рамы обеспечена.