4. Расчёт сечения колонны

4.1. Исходные данные для проектирования

Условия эксплуатации согласно задания ХF4. Принимаем бетон класса , защитный слой 55мм.

Определим расчетные характеристики для бетона:

- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие ;

- расчетное сопротивление бетона сжатию составит ;

- нормативное значение прочности бетона на растяжение составит ;

- расчетное сопротивление бетона на растяжение ;

- модуль упругости бетона определяем по таблице 6.2 [1].

.

Для армирования колонны принимаем продольную арматуру S500. Определим расчетные характиристики для арматуры S500:

- расчетное сопротивление арматуры растяжению по таблице 6.5 [1]

;

- модуль упругости арматуры .

Поперечное армирование выполняем вязаными каркасами арматура S240. Определим расчетные характеристики для арматуры S240:

- нормативное сопротивление арматуры растяжению;

- расчетное сопротивление арматуры растяжению;

- по таблице 6.5 [1].

Высота надкрановой части колонны Н_в 4,0 м. Высота подкрановой части колонны Н_н 7,8 м.

4.2. Расчет надкрановой части

Сечение колонны hxb= 600 x 400 мм

Расчетную длину колонны определяем по формуле: , так как в расчетные усилия заложенна крановая нагрузка.

.

	Расчетные комбинации
	№1	№2
Msd. кНм	-53,427	-53,427
Nsd, кН	-440,364	-440,364

Расчетная комбинация усилий: М=−53,427кНм, N=−440,364кН.

Усилия от постоянной нагрузки ,.

Применяем симметричное армирование надкрановой части.

Колонна относится к гибким элементам, для которых при расчете необходимо учитывать влияние прогиба на величину расчетного статического эксцентриситета, определяемого по формуле :

Для расчета выбрана комбинация усилий, создающая максимальную величину эксцентриситета (изгибающего момента).

Случайные эксцентриситет составит :

Тогда полный эксцентриситет равен :

Определим гибкость:

где - радиус инерции.

Так как гибкость необходимо учесть влияние продольного изгиба колонны на эксцентриситет.

Критическую силу определяем по формуле :

где

Условие не выполняетсяпринимаем.

где - для тяжелых бетонов.

Принимая в первом приближении суммарный коэффициент армирования и значение, момент инерции арматуры составит:

.

Момент инерции бетонного сечения относительно его центра тяжести составит

.

Тогда критическая сила составит:

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба на величину эксцентриситета:

Полный эксцентриситет с учетом влияния гибкости составит:

Момент относительно центра тяжести растянутой арматуры составит:

Для симметрично армированного элемента определяем:

где - рабочая высота сечения.

Так как <имеем случай больших эксцентриситетов.

Тогда окончательно требуемая площадь арматуры при симметричном армировании составит:

где

Площадь арматуры назначаем 316 S500 () .

Определим процент армирования:

.

Условие выполняется арматура подобрана правильно.

Дополнительно устанавливаем 2 стержня диаметром 12 т.к. максимальное расстояние между стержнями превышает 400мм.

Определим шаг поперечных стержней, который равен 15d , тогда

s = 15d = 15·12 = 180 мм.