3.1.4 Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси, подбор хомутов

Проверку на действие поперечной силы по наклонной трещине выполняем у опор, где действует наибольшая поперечная сила -.

Проверяем условие необходимости постановки поперечной арматуры.

Принято и т.к.

Условия

выполняется;

выполняется. Поперечная арматура не требуется по расчету.

4 Расчет и конструирование колонны

В связевых каркасах горизонтальные нагрузки передаются на диафрагмы жесткости, поэтому колонны воспринимают только вертикальные нагрузки. Если соседние пролеты и нагрузки одинаковы, то можно считать, что вертикальная сила N действует на колонну только со случайным эксцентриситетом e_a. Значение e_a принимается бóльшим из величин: h_c/30, l₀/600 или 1 см (где h_с – высота сечения колонны, l – длина колонны). Поскольку случайный эксцентриситет может быть в любом направлении от оси, армирование колонны принимается симметричным: . Для элементов прямоугольного сечения при расчетной длине l₀<20∙h_c и симметричной арматуре классов A-I, A-II, A-III расчет на внецентренное сжатие со случайным эксцентриситетом допускается производить на центральное сжатие; при этом напряжения в бетоне принимают равным R_b, а в арматуре – R_sс.

4.1 Определение нагрузок и воздействий

Требуется рассчитать по прочности и законструировать колонну при следующих данных:

- сетка колонн: l₁xl₂ = 6,5х6,0 м;

- сечение колонны: h_сxb_с = 400x400 мм;

- бетон тяжелый класса В15 ( при γ_b2=0,9);

- рабочая арматура класса A-III (R_s=R_sc=365 МПа; по табл. П2.2 [1]).

Грузовая площадь колонны

Расчетная нагрузка от перекрытия одного этажа (по таблице 1):

в том числе постоянная и длительная:

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля:

где V_р – объем бетона ригеля, м³,

γ_b=25 кН/м³ - объемный вес железобетона,

γ_f =1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка от собственного веса колонны:

Расчетная нагрузка от покрытия на колонну (по таблице 2):

в том числе постоянная и длительная

Суммарная продольная сила в колонне (с учетом коэффициента надежности по назначению)

в том числе от постоянных и длительных нагрузок

Расчетная длина колонн многоэтажных зданий при числе пролетов не менее двух при сборных конструкциях перекрытия по п. 3.25 [2]

4.2 Расчет прочности нормального сечения

Условие прочности:

где - площадь бетона в поперечном сечении колонны;

A_s,tot – площадь всей арматуры в сечении колонны, см²;

φ – коэффициент, учитывающий гибкость элемента, длительность загружения, характер армирования (получен из расчета на внецентренное сжатие с учетом влияния случайного эксцентриситета) по формуле

здесь φ_b=0,877, φ_sb=0,894 при A_s,i<A_s,tot – коэффициенты, принимаемые по табл. П7.1 приложения 7 [1] в зависимости от:

Коэффициент φ определяется последовательными приближениями. В первом приближении принимаем φ=φ_sb=0,894.

Требуемая площадь сечения арматуры:

В случае если полученное значение коэффициента φ отличается от ранее принятого, то во втором приближении следует принять значение , среднее между назначенным вначале и полученным в итоге расчета. В итоге, после двух итераций принимаем :

Принято

Проверка прочности при принятом армировании

Процент армирования:

где μ_min=0,2% принято по табл. 38, [2].

Площадь сечения продольной рабочей арматуры не рекомендуется назначать более 3% площади поперечного сечения колонны.