![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •4. Расчет и конструирование сплошной колонны
- •4.1. Исходные данные
- •4.2. Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны
- •4.2.1. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по 1-ой комбинации усилий
- •4.2.2. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по 2-ой комбинации усилий
- •4.2.3. Расчет надкрановой части из плоскости изгиба
- •4.2.4. Расчет надкрановой части на действие поперечной силы
- •4.3. Подбор сечения арматуры подкрановой части колонны
- •4.3.1. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по первой комбинации усилий
- •4.3.2. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по второй комбинации усилий
- •Расчет из плоскости изгиба
- •5.2. Определение нагрузок и усилий, действующих на основание и фундамент
- •5.3. Определение размеров подошвы фундамента
- •Определим напряжения в грунте:
- •5.4. Расчет тела фундамента
- •5.5. Расчет плитной части фундамента на продавливание
- •3.1.6 Расчёт фундамента на продавливание.
- •5.6. Расчет стакана фундамента
4. Расчет и конструирование сплошной колонны
4.1. Исходные данные
Для внецентренно сжатой колонны одноэтажного здания с геометрическими размерами надкрановой части – bxh2=0.4x0.6 м, длиной H2=4,55м и размерами подкрановой части- bxh2=0.4x0.7 м, длиной H1=7,6 м.
Бетон
тяжелый класса
,
подвергнутый тепловлажностной обработке.
Расчетные характеристики для бетона:
;
;
(табл.
1,1 приложение 1 [1]),
Для армирования колонны принята арматура:
- продольная рабочая класса S500
- поперечная класса S 240
Условия эксплуатации ХС1, Сcov=20мм.
4.2. Подбор сечения арматуры надкрановой части колонны
Расчет надкрановой части колонны в плоскости и из плоскости изгиба производим по наиболее невыгодным комбинациям усилий в сечении 2-2.
Подбор площади сечения рабочей арматуры в плоскости изгиба производим по 2-м расчетным комбинациям усилий:
-1-я
комбинация ().
Расчетные усилия основного сочетания нагрузок:
(загружение
1*+3+12-крановая нагрузка отсутствует),
Усилия от практически постоянного сочетания
-2-я
комбинация ()
(загружение
1*+4+8+15-крановая нагрузка присутствует),
Расчетная длина надкрановой части в плоскости изгиба по табл. 7.4:
-
без учета нагрузки от кранов;
-
с учетом нагрузки от кранов.
Радиус инерции сечения:
4.2.1. Подбор сечения арматуры в плоскости изгиба по 1-ой комбинации усилий
;
;
Так
как
,
то необходимо учитывать влияние прогиба
на эксцентриситет продольной силы.
Влияние
гибкости
сжатого элемента смещаемого каркаса
на его несущую способность учитывается
путем умножения изгибающих моментов
на коэффициент
Условная критическая сила:
где:
– момент инерции сечения бетона
надкрановой части колонны относительно
центра тяжести сечения элемента:
-
коэффициент, учитывающий длительность
нагрузки:
где:
- для тяжелого бетона
-
коэффициент, принимаемый равным
,
но не менее
–коэффициент,
учитывающий влияние предварительного
напряжения арматуры на жесткость
элемента; для элементов без предварительного
напряжения
–коэффициент
приведения:
–момент
инерции площади сечения арматуры
относительно центра тяжести сечения.
где ρ - коэффициент армирования.
В первом приближении задаемся коэффициентом армирования не менее
,
но не менее
,
принимаемого не менее 0.1% и не более
0.25%.
Имеем:
К дальнейшему расчету принимаем .
Коэффициент увеличения момента за счет изгиба:
Изгибающий момент с учетом продольного изгиба
При расчете элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси, на совместное действие изгибающих моментов и продольных сил, эксцентриситет определяется как:
,
Начальный эксцентриситет продольной силы
-
случайный эксцентриситет:
Принимаем,
следовательно
Расчетный изгибающий момент продольной силы относительно центра тяжести растянутой арматуры:
Предполагая, что сечение находится в области деформирования 2 (ks1=ks2=1.0), определяем для симметричного армирования величину относительной высоты сжатой зоны:
По таблице 2-2 приложения 2[1] для бетона класса С16/20 и арматуры S500 ζlim=0.617.
Поскольку
,
сечение находится вобласти
деформирования 3
и коэффициенты ks1<1,
ks2=1.0.
Расчет производим по случаю малых
эксцентриситетов, используя блок-схему
3 приложения 6.
Тогда
коэффициент
,
соответствующий верхней границе области
деформирования 3,
.
Уточняем
величину коэффициента ks1.
Для этого находим площадь поперечного
сечения сжатой арматуры при
,
соответствующей нижней границе поиска
требуемой площади:
Площадь
поперечного сечения сжатой арматуры,
соответствующей верхней границе поиска
требуемой площади (при
,
)
Минимальный
процент армирования согласно табл. 11.1
принимается равным
,
но не менее
,
принимаемого не менее 0.1 % и не более 0.25 %.
Имеем:
;
.
К
дальнейшим расчетам принимаем
.
Минимальная площадь как сжатой, так и растянутой арматуры равна:
.
Принимаем армирование 218 S500 (Asс=509 мм2), что больше минимальной величины площади сечения, отвечает конструктивным требованиям по количеству стержней и диаметру арматуры сжатых элементов.
С
учетом принятой площади арматуры
,
при
,
коэффициент
составит:
,
что
меньше коэффициента
,
при котором
.
По этой причине оставляем площадь сжатой
арматуры без изменений.
Относительная
высота сжатой зоны при уточненном
значении
.
Величина
относительной деформации растянутой
арматуры при относительной высоте
сжатой зоны
.
Величина коэффициента ks1
.
Требуемое количество растянутой арматуры:
Принимаем
армирование подкрановой части колонны
218
S500
(Ast
=509мм2),что
больше минимальной площади армирования.
Находим величину равнодействующих усилий в сечении:
Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением, относительно центра тяжести растянутой арматуры:
.
Поскольку
условие
выполняется, оставляем принятую площадь
арматуры без изменений.
Так как коэффициент
продольного армирования
незначительно
отличается от ранее принятого ,
уточнение площади сечения армирования
не производим.